Все, что вы хотели знать об ИИ, — в специальном проекте Naked Science!
Перейти
  • Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
05.09.2019
ФизТех
18 849

Антиоксидантный фермент пероксиредоксин оказался эффективным в терапии ишемии-реперфузии

Российские ученые из Института биофизики клетки РАН, Научно-исследовательского института морфологии человека и Московского физико-технического института показали эффективность антиоксиданта пероксиредоксина для лечения синдрома ишемии-реперфузии почек мышей.

Антиоксидантный фермент пероксиредоксин оказался эффективным в терапии ишемии-реперфузии

Результаты исследований опубликованы в журнале Cell and Tissue Research.

Антиоксиданты против ишемии-реперфузии

Для поддержания нормального функционирования живого организма тканям необходим постоянный приток кислорода и питательных веществ вместе с кровью. Снижение кровоснабжения тканей (ишемия) может привести к кислородному голоданию и закислению тканей, нарушению проницаемости их мембран, а в конечном итоге — к серьезному повреждению живой ткани.

Ишемия может возникнуть вследствие различных причин, таких как кровопотеря, травма, сужение сосудов, изменение артериального давления или сердечного ритма. Наиболее чувствительны к ишемии почки, нервная ткань и миокард.

Восстановление кровоснабжения (реперфузия) в поврежденных тканях, однако, не приводит к их регенерации, а наносит еще больший вред из-за повышения концентрации активных форм кислорода, которое ведет к еще большему повреждению клеток из-за развития окислительного стресса. Патологический рост концентрации активных форм кислорода может запускать клеточную смерть (апоптоз).

Несмотря на успехи в медицине, синдром ишемии-реперфузии является одним из ключевых факторов развития патологий органов. Например, ишемия/реперфузия почек может привести к острой почечной недостаточности, которая в 50% случаев ведет к смерти пациента.

Поскольку повреждения тканей при ишемии-реперфузии связаны в том числе с окислительным стрессом, одним из наиболее привлекательных подходов в терапии ишемии-реперфузии является применение антиоксидантных средств. Антиоксиданты уменьшают концентрацию активных форм кислорода и, как следствие, подавляют окислительный стресс.

Высокую эффективность проявляют антиоксидантные ферменты, в частности белки семейства пероксиредоксинов (Peroxiredoxins — Prxs). Пероксиредоксины нейтрализуют пероксиды (вид активных форм кислорода), а также участвуют в передаче клеточных сигналов. Среди шести известных на сегодняшний день пероксиредоксинов наибольший интерес представляет пероксиредоксин 6 (Prx6) благодаря его способности нейтрализовать самый широкий спектр пероксидов как неорганической, так и органической природы.

Кристаллическая структура человеческого пероксиредоксина 6 (AS Rose et al. (2018) NGL viewer: web-based molecular graphics for large complexes. Bioinformatics) / ©RCSB PDB / Пресс-служба МФТИ
Кристаллическая структура человеческого пероксиредоксина 6 (AS Rose et al. (2018) NGL viewer: web-based molecular graphics for large complexes. Bioinformatics) / ©RCSB PDB / Пресс-служба МФТИ

Терапия ишемии-реперфузии почек у мышей

Авторы работы показали эффективность Prx6 при лечении ишемии-реперфузии почек мышей. Ученые моделировали у мышей ишемию-реперфузию почек, в результате этого в контрольной группе (без лечения) на четвертые сутки погибало около 80% животных. Ишемия-реперфузия сопровождалась отеком, переполнением кровью сосудов кровеносной системы почек мышей, дегенерацией почечных канальцев, а также ростом концентрации маркеров повреждения почек и факторов транскрипции, отвечающих за развитие воспалительного процесса.

Однако если за 15 минут до ишемии мышам вводили Prx6, более 60% животных выживало, а патологические и морфологические изменения в почках мышей были гораздо меньше. В качестве контроля ученые синтезировали также мутантную форму Prx6 без пероксидазной активности, то есть структура модифицированного белка оставалась прежней, но вот нейтрализовать пероксиды он уже не мог. Введение такого белка за 15 минут до ишемии-реперфузии не давало положительных результатов. Поэтому можно заключить, что терапевтический эффект Prx6 связан именно с его пероксидазной активностью.

«Мы обнаружили, что внутривенно введенный Prx6 при ишемии-реперфузии почек преимущественно обнаруживается в кровяном русле животных, то есть он не проникает в клетки. Однако, несмотря на это, Prx6 эффективно нейтрализует пероксиды, попадающие из клеток во внеклеточное пространство, подавляет развитие окислительного стресса и апоптотическую гибель клеток, что позволяет значительно снизить повреждение всей ткани», — комментирует Марс Шарапов, ведущий научный сотрудник лаборатории механизмов рецепции Института биофизики клетки РАН и научный сотрудник Научно-технологического центра экстремальной и неотложной медицины МФТИ.

Таким образом, применение Prx6 может быть эффективным подходом в профилактике и лечении ишемии-реперфузии почек, а также в сохранении изолированных почек во время трансплантации.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), известен также как Физтех — ведущий российский вуз по подготовке специалистов в области теоретической, экспериментальной и прикладной физики, математики, информатики, химии, биологии и смежных дисциплин. Расположен в городе Долгопрудном Московской области, отдельные корпуса и факультеты находятся в Жуковском и в Москве.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Позавчера, 10:00
Александра Медведева

Окаменелость крошечного морского червя, жившего 525 миллионов лет назад, разрешила вековой спор об эволюции мозга членистоногих. Исследование показало, что мозг первых членистоногих не был сегментирован, а нервная система головы и туловища эволюционировала независимо.

Позавчера, 17:33
Денис Тулинов

Технологии искусственного интеллекта проникают во все сферы жизни. Наука не исключение — ученые начинают использовать машинное обучение все активнее, и за ним уже есть реальные научные достижения. Но это лишь прелюдия: ИИ явился не просто помочь с расчетами, его роль в будущем масштабнее — он усилит наше мышление, указывая на взаимосвязи, которые человеческому уму не видны. Наука изменится. Naked Science полагает, что у нее появился новый способ изучать мир.

Вчера, 14:24
Василий Парфенов

Что такое накопитель энергии? Чем отличается аккумулятор от батареи? В чем настоящее чудо электричества? Вся эволюция человечества тесно связана с нашим умением добывать энергию в разных формах. Но настоящая революция произошла, когда появились технологии преобразования тепла, давления и работы в электричество. Благодаря этому мы научились транспортировать энергию и запасать ее. Дальнейший рост эффективности энергосистем невозможен без накопителей. Naked Science решил разобраться во всех деталях.

Позавчера, 10:00
Александра Медведева

Окаменелость крошечного морского червя, жившего 525 миллионов лет назад, разрешила вековой спор об эволюции мозга членистоногих. Исследование показало, что мозг первых членистоногих не был сегментирован, а нервная система головы и туловища эволюционировала независимо.

Позавчера, 18:10
Мария Азарова

Международный коллектив ученых спрогнозировал наши ежедневные потребности в воде в зависимости от антропометрических, экономических и экологических факторов.

24 ноября
Редакция

Режиссер Илай Сасик (Eli Sasich), вдохновившись классическими научно-фантастическими фильмами «Чужой» и «Бегущий по лезвию», несколько лет назад снял короткометражный фильм «Атропа», который стоит посмотреть, если вы интересуетесь наукой и космическими технологиями.

1 ноября
Анна Новиковская

Когда мы представляем взаимодействие неандертальцев с нашими предками, первобытными людьми, то обычно думаем об агрессивных стычках и конкуренции на охоте. Однако теперь ученые выяснили, что два вида людей взаимодействовали на протяжении как минимум 200 тысяч лет — это слишком долгий срок для активных военных действий, но достаточный для постепенного «растворения» одного вида в другом.

19 ноября
Анна Новиковская

В последний раз черношейного фазанового голубя видели еще в 1882 году, и с тех пор ученые не знали, живет ли еще в лесах острова Фергуссон эта красивая птица. Теперь, наконец, им повезло: одна из камер запечатлела представителя редчайшего подвида фазановых голубей.

24 ноября
Редакция

Режиссер Илай Сасик (Eli Sasich), вдохновившись классическими научно-фантастическими фильмами «Чужой» и «Бегущий по лезвию», несколько лет назад снял короткометражный фильм «Атропа», который стоит посмотреть, если вы интересуетесь наукой и космическими технологиями.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: