Сотрудниками лаборатории «Молекулярная нейробиология» Академии биологии и биотехнологии имени Д.И. Ивановского ЮФУ впервые было показано, что препарат на основе белка Hsp70 может эффективно использоваться для регенерации нервных клеток.
Учёными лаборатории «Молекулярная нейробиология» Академии биологии и биотехнологии имени Д.И. Ивановского ЮФУ накоплен большой опыт в исследовании проблемы повреждения и репарации нервной ткани на примере травм центральной и периферической нервной систем у беспозвоночных и млекопитающих. Исследования в этой области были поддержаны проектами РФФИ и Минобрнауки РФ, а их результаты опубликованы более чем в 40 публикациях в авторитетных журналах. На сегодняшний день в продолжение изучаемой проблемы учёные выполняют исследования по проекту РНФ (№ 21-15-00188), посвящённому роли процессов ацетилирования белков после фототромботического инсульта, а также исследования участия белка предшественника бета-амилоида в патогенезе нейротравмы в рамках проекта Минобрнауки РФ (№ 0852/2020-0028).
Фото: ЦОК ЮФУ
Учёным удалось выявить ряд белков, вовлечённых в механизмы повреждения и защиты нервной ткани при аксотомии, одним из которых является белок теплового шока Hsp70. Исследование заключалось в изучении роли данного белка в смерти, выживании и восстановлении нервных клеток центральной и периферической нервной системы на клеточных и животных моделях нейротравмы и нейродегенерации.
«Мы остановили своё внимание на аксональном повреждении, которое имеет место быть при бытовых и спортивных травмах, дорожно – транспортных происшествиях, ошибках медперсонала при проведении инъекций и т.д. Помимо этого, повреждение аксона сопровождает ранние стадии нейродегенеративных расстройств, таких как болезнь Альцгеймера и Паркинсона. Наш комплекс современных методов исследования позволил выявить молекулярные механизмы действия экзогенного Hsp70 на гибель и функциональное состояние нервных клеток при моделировании таких состояний», – отметила руководитель проекта, ведущий научный сотрудник лаборатории «Молекулярная нейробиология» АБиБ ЮФУ Светлана Демьяненко.
Фото: ЦОК ЮФУ
По словам учёных, они подобрали эффективные и низкотоксичные концентрации рекомбинантного человеческого белка Hsp70, способствующие восстановлению нервных клеток. В будущем это позволит создать прототипы препаратов для терапии и восстановления нервных клеток.
«Полученные данные позволяют рекомендовать препарат eHsp70 на основе коллагенового геля для лечения нейродегенерации при травматических повреждениях периферических нервов как у взрослых, так и у детей ввиду низкой токсичности компонентов препарата. Данные, полученные на клеточных моделях нейродегенеративных заболеваний, позволяют рассматривать рекомбинантный eHsp70 в качестве менее токсичной и более дешёвой альтернативы химическим индукторам синтеза внутриклеточного белка Hsp70, которые считаются перспективными для лечения нейродегенеративных заболеваний», – добавила Светлана Демьяненко.
Данное исследование является частью большого международного проекта, реализованного совместно с лабораторией Института Неврологии университетского колледжа Лондона, а также коллегами из лаборатории молекулярных механизмов биологической адаптации Института молекулярной биологии им. В. А. Энгельгардта РАН.
Результаты исследования опубликованы в журнале Cells. Также учёные планируют провести исследование биологического эффекта C- и N-концевого фрагментов белка Hsp70 на моделях инсульта и нейродегенерации. Если будет доказан нейропротекторный эффект более короткого фрагмента белка, то это будет во многом способствовать решению проблемы доставки препарата клеткам.
