В России создают инструмент для изучения препаратов с двойным действием
Ученые Института цитологии и генетики Сибирского отделения РАН (ИЦиГ СО РАН) проводят исследования по лечению нейродегенеративных заболеваний препаратами, которые сейчас применяются для лечения других болезней. По их словам, изучение молекулярных процессов в здоровых нейронах и клетках с патологиями поможет в адаптации зарегистрированных медикаментов для расширения их области применения.
Как сообщили в институте, новые биологически активные вещества извлекаются из природных материалов и синтезируются с нуля постоянно. Но процесс внедрения их в качестве лекарств идет в разы медленнее.
Ученые пояснили, что для выхода на рынок препарат должен пройти не менее четырех фаз клинических испытаний. В зависимости от заболевания этот процесс может занять несколько лет, а может тянуться десятилетиями. Это вынуждает специалистов работать над тем, чтобы расширить область применения лекарств, прошедших все клинические испытания, так как некоторые из них способны лечить сразу несколько болезней.
Во время проведения исследований в этой области специалисты ИЦиГ СО РАН собрали большую библиотеку стволовых клеток пациентов с нейродегенеративными заболеваниями: болезнью Паркинсона, Гентингтона или Альцгеймера; атеросклерозом, боковым амиотрофическим склерозом и другими. Эти культуры представляют собой индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК).
Для создания ИПСК клетки организма «перепрограммируются» так, что они приобретают характеристики эмбриональных стволовых клеток. Это недифференцированные клетки, при воздействии на которые можно получать зрелые клетки взрослого человека с определенной функцией. Их можно долго хранить в глубокой заморозке, а при необходимости размораживать и культивировать в нужных объемах.«»Из ИПСК можно получить любые типы клеток организма человека и оценить, например кардиотоксичность, гепатотоксичность соединений, поэтому такие клеточные модели – очень удобный «инструмент» для изучения действия лекарственных препаратов», – рассказала старший научный сотрудник лаборатории эпигенетики развития ИЦиГ СО РАН Анастасия Малахова.
Конкретно для данного исследования будут использованы стволовые клетки пациентов с болезнью Паркинсона и хореей Гентингтона. Они будут трансформированы в нейроны и подвергнуты воздействию действующих веществ из существующих лекарств от других заболеваний, объяснили ученые.
«Мы можем добавлять препарат в различных концентрациях в питательную среду для нейронов и наблюдать за изменениями молекулярных процессов в клетке. За тем, повышает ли препарат жизнеспособность нейронов, приводит ли его добавление к снижению окислительного стресса», – уточнила Малахова.
Она добавила, что в совместной работе ученых ИЦиГ СО РАН и Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН будут использоваться препараты, препятствующие действию фермента поли(АДФ-рибоза)-полимеразы-1 в клетках, который помимо других многочисленных функций принимает участие в одном из путей клеточной гибели – партанатосе.
На сегодняшний день молекулы-ингибиторы поли(АДФ-рибоза)-полимеразы-1 используются для лечения онкозаболеваний, но по многим свидетельствам обладают и нейропротекторной функцией, подчеркнула эксперт.
«В своей работе мы используем самые современные методы клеточной биологии: репрограммирование соматической клетки в ИПСК и редактирование генома с помощью технологии CRISPR/Cas9, которая позволяет вносить в клетки трансгены биосенсоров для отслеживания изменений, происходящих в живой системе», – сообщила Малахова.
Она объяснила, что биосенсоры позволяют в режиме реального времени наблюдать за процессами, приводящими к гибели нейронов при нейродегенеративных заболеваниях (к которым относятся болезни Паркинсона, Альцгеймера, хорея Гентингтона и многие другие).
Первые результаты исследования коллектив авторов планирует представить на конгрессе CRISPR-2023, который пройдет в новосибирском Академгородке в сентябре 2023 года.
Исследование поддержано Российским научным фондом (грант №23-15-00224).