ru:about:media:2015:20151208 [Институт химической биологии и фундаментальной медицины]
ИХБФМ СО РАН » ru » Об институте » СМИ о нас » 2015 год » ru:about:media:2015:20151208



Оригинал статьи

ПОИСК от 18.08.2016 г.

МАРКЕРЫ НАЧЕКУ. С ТЯЖЕЛЫМИ ЗАБОЛЕВАНИЯМИ ПОМОГУТ СПРАВИТЬСЯ АНТИТЕЛА-ПРОТЕАЗЫ.


Не один десяток лет свирепствуют ВИЧ-инфекция и СПИД, который она вызывает, а надежного лекарства от них пока нет. Ученые не бездействуют, они упорно ищут способы обуздания коварного заболевания. Каждая научная группа идет своим путем, стремится предложить оригинальное и эффективное решение проблемы. Многие из них не ставят задачу найти “лекарство от СПИДа”, ведь порой не менее важно - суметь правильно поставить диагноз, спрогнозировать течение болезни, подобрать правильную методику лечения. Есть надежда, что приведенные к общему знаменателю результаты поиска в этих и других направлениях принесут долгожданную победу над недугом. Одно из таких направлений разрабатывает младший научный сотрудник лаборатории ферментов репарации Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН Елена ОДИНЦОВА. Она изучает возможности антител-протеаз - новых диагностических маркеров характера течения и дифференциальной диагностики ВИЧ-инфекции. Социально значимая работа получила поддержку ряда фондов, а также грант Президента России. Наш корреспондент попросил молодого ученого рассказать о его исследовании.

- Природные антитела разнообразны по строению, - объясняет Елена Сергеевна. - Они циркулируют в крови как часть иммунной системы. Открытие каталитической активности антител изменило традиционные представления об их роли и функции. Каталитическая (ферментативная) активность - это способность антител выступать в роли ферментов, то есть ускорять химические реакции. Принципиальная возможность открытия подобных антител была высказана в 1948 году американским химиком, лауреатом двух Нобелевских премий Лайнусом Полингом. В зависимости от природы вещества, расщепляемого на кусочки, ферменты делятся на протеазы, ДНКазы и амилазы. Первые “едят” белки и их части - пептиды. Вторые - ДНК. Третьи предпочитают сахара. Новые перспективы в этой области появились в 1989 году, после открытия природных каталитически активных антител с протеазной активностью в сыворотке крови больных астмой.

При аутоиммунных заболеваниях в организме наблюдается высокий титр аутоантител - антител к собственным антигенам организма. Их обнаруживают у пациентов с такими недугами, как системная красная волчанка, полиартрит, аутоиммунный тиреоидит, рассеянный склероз. А также при гепатите, лейкемии, клещевом энцефалите, ВИЧ-инфекции - при этих заболеваниях происходит “срыв” “толерантности” к собственным антигенам и наработка аутоантител. Но, согласно нашим исследованиям, антитела из крови здоровых доноров, а также больных гриппом, пневмонией, туберкулезом, тонзиллитом, язвой 12-перстной кишки и некоторыми онкологическими заболеваниями не проявляют заметной каталитической активности.

Впервые антитела-протеазы обнаружили при аутоиммунных заболеваниях. Они различаются по строению активных центров - структур, в которых субстрат расщепляется на части, и по субстратной специфичности - не все протеазы “едят” все белки (субстраты) подряд, у некоторых есть определенные “вкусовые” предпочтения. Антитела из крови больных системной красной волчанкой и рассеянным склерозом эффективно расщепляют основной белок миелина и могут играть важную роль в развитии заболевания, усиливая расщепление миелиновой оболочки длинных отростков нервных клеток - аксонов. Положительную роль в развитии болезни Альцгеймера могут играть природные антитела, расщепляющие бета-амилоид. Известно, что накопление бета-амилоида в головном мозге вызывает разрушение нервной ткани. Защитная роль антител-протеаз важна при сепсисе - заражении крови болезнетворными бактериями. Появление в крови антител с протеазной активностью способствует снижению случаев закупорки мелких сосудов и благоприятному исходу заболевания.

В крови больных ВИЧ-инфекцией, заболеванием с выраженной аутоиммунностью, на разных стадиях (пре-СПИД и СПИД) были обнаружены антитела-протеазы, расщепляющие ферменты вируса. Эти ферменты участвуют в процессе обмена генома - обратной транскриптазе (копирует вирусную одноцепочечную РНК в двуцепочечную ДНК) и интегразе (вводит вирусный геном в геном клетки хозяина). Согласно опубликованным данным, антитела против компонентов вируса могут стать причиной замедленного перехода заболевания в последнюю стадию - СПИД. Мы подтвердили защитную роль антител против интегразы ВИЧ из крови ВИЧ-инфицированных больных. Она состоит не только в высоко избирательном расщеплении интегразы ВИЧ, но и в уменьшении скорости катализируемых (ускоряемых) ею реакций, которые обеспечивают развитие вирусной инфекции в организме человека.

- Почему именно эти антитела были выбраны в качестве диагностических маркеров?
- В недавних публикациях мы доказали, что субстраты антител-протеаз - это гистоны, то есть белки, принимающие участие в упаковке ДНК в хромосомы. Согласно нашим предварительным результатам, антитела-протеазы крови больных ВИЧ-инфекцией, расщепляющие основной белок миелина и гистоны, есть основания считать новыми перспективными маркерами протекания ВИЧ-инфекции. Их можно использовать для дифференциальной диагностики. Строгая субстратная специфичность антител ВИЧ-инфицированных больных и относительная простота методов их детекции позволит разработать дополнительные методы дифференциальной диагностики ВИЧ-инфекции.

- Как проводится эта диагностика?

- Сегодня для дифференциальной диагностики на наличие вируса иммунодефицита в крови, а также контроля состояния больного используют иммуноферментный анализ и вестерн-блот (определяют антитела к белкам вируса в крови), ПЦР с обратной транскрипцией (определяют РНК вируса) и проточную цитометрию (количественно выявляют те или иные типы клеток). Стадию ВИЧ-инфекции также определяют по сопутствующим заболеваниям, развивающимся вследствие иммунодефицита. Перечисленные подходы не позволяют прогнозировать характер течения заболевания (быстрый или медленный вариант развития) и переход заболевания на следующую стадию. Такой прогноз позволил бы заблаговременно изменить терапию пациента и в перспективе улучшить состояние. Согласно опубликованным данным, ВИЧ-инфекция не только сопровождается иммунным ответом на компоненты вируса, но и приводит к сбою иммунной системы, ведущему к развитию аутоиммунных патологий. В последние годы мы детально исследовали антитела крови ВИЧ-инфицированных больных, расщепляющие ДНК и белки, и получили данные, указывающие на связь этих активностей со скоростью перехода заболевания на следующую стадию.

- Какие исследования входят в ваш проект по этой тематике?

- Цель нашего проекта - детальное изучение каталитических свойств антител-протеаз по отношению к гистонам, основному белку миелина и другим белкам при ВИЧ-инфекции, сравнение их со свойствами ферментов. Полученные данные необходимы для установления механизмов наработки и возможной биологической роли таких антител при ВИЧ-инфекции. Кроме того, протеазная активность может служить дополнительным критерием, отражающим состояние ВИЧ-инфицированного пациента. Это позволит сделать прогноз о скорости развития заболевания, а также индивидуально подобрать терапию. Мы будем искать связь между каталитическими свойствами антител-протеаз и характером течения ВИЧ-инфекции.

- С каким материалом вы работаете?

- Для работы мы используем образцы крови больных ВИЧ-инфекцией. Так как детальный анализ антител-протеаз крови больных требует клинической базы для всестороннего анализа больных, наши исследования ведутся совместно с Ростовским государственным медицинским университетом. Всесторонний биохимический, иммунологический и клинический анализы пациентов, страдающих ВИЧ-инфекцией, провели в НИИ клинической иммунологии РостГМУ.

В качестве субстратов для определения протеазной активности мы используем рекомбинантные белки, выращенные в бактериях, а также искусственно синтезированные пептиды, соответствующие определенным участкам последовательности аминокислот гистонов и основного белка миелина.

- Какие проблемы поможет решить ваша работа?

- Наш проект направлен на решение фундаментальной проблемы - поиск новых маркеров дифференциальной диагностики и характера течения ВИЧ-инфекции. Это позволит выработать новые стандарты персонализованной терапии заболевания. Разработка новых методов диагностики состояния больного, эффективности терапии, а также прогнозирования характера течения заболевания поможет найти оптимальное лечение, а также улучшить качество жизни больного. В конце беседы хотелось бы отметить, что наша работа, без сомнений, социально значимая. Она поддержана грантами РФФИ, программами фундаментальных исследований РАН, а также грантом мэрии Новосибирской области.



Беседу вел Василий ЯНЧИЛИН

Фото предоставлено Е.Одинцовой





© Copyright 2019. ИХБФМ СО РАН

Яндекс.Метрика