Биохимия

Нейтрофилы – фагоцитирующие лейкоциты миелоидного ряда, являющиеся наиболее распространёнными миелоидными клетками в крови человека, в норме составляющими от 65 до 80% всех циркулирующих лейкоцитов. За годы исследований этих клеток появляется всё больше доказательств, свидетельствующих о функциональной пластичности нейтрофилов и их неоднозначной роли в процессах развития опухолей. Подобно М1/М2-классификации макрофагов, в отношении нейтрофилов может быть применена N1/N2-парадигма, где N1-нейтрофилы проявляют опухоль-супрессивные свойства, а N2-нейтрофилы способствуют развитию опухоли и подавлению иммунитета. Важной естественной особенностью нейтрофилов является их подвижность и способность преодолевать физические барьеры, в силу чего эти клетки, а также их везикулы и мембраны могут быть использованы для доставки терапевтических препаратов к клеткам опухоли. Кроме того, сами нейтрофилы могут быть активированы и мобилизованы для борьбы с опухолью. В настоящем обзоре описывается современное состояние исследований роли нейтрофилов в процессах канцерогенеза, а также возможные подходы к использованию этих клеток и их производных в качестве систем направленной доставки терапевтических препаратов для лечения злокачественных новообразований.

На сегодняшний день болезнь Альцгеймера (БА) является неизлечимым заболеванием и несёт за собой огромные социально-экономические последствия. Одним из известных механизмов патогенеза БА является отложение амилоидных бляшек в результате накопления бета-амилоида (Aβ). Рецептор конечных продуктов гликирования (RAGE) играет важную роль в транспорте Aβ через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ). Также взаимодействие лиганда с RAGE регулирует экспрессию белка-предшественника амилоида (APP), что играет ключевую роль в накоплении Aβ. В этом аналитическом обзоре мы разбираем биохимический механизм токсического воздействия экзогенного формальдегида в гиппокампе, которое приводит к развитию инсулинорезистентности, и дальнейшие молекулярные механизмы нейровоспаления, способствующие повышенной экспрессии RAGE. Накопление эндогенного формальдегида в организме может происходить в результате нарушения его утилизации. Однако накопление, связанное с поступлением в организм экзогенного формальдегида, имеет гораздо более острые и опасные последствия. Формальдегид является одним из основных токсинов, предельно допустимая концентрация которого стабильно превышена во многих городах России, а также стран Восточной, Южной и Юго-Восточной Азии, Центральной Африки, Северной и Южной Америки. Формальдегид играет большую роль в патогенезе нейродегенеративных заболеваний, так как биохимический механизм его действия тесно связан с увеличением накопления Aβ. У людей, более подверженных накоплению Aβ (в силу возраста или генетической предрасположенности), воздействие экзогенного формальдегида может оказать дополнительное влияние на это накопление. Ранее уже проводились эксперименты, изучающие роль формальдегида в нейродегенеративных заболеваниях. Была найдена корреляция между степенью загрязнения воздуха и гипергликемией. Однако подробный механизм дальнейшего развития нейродегенеративного состояния остаётся неясным. Данный обзор подчёркивает важность изучения взаимодействия между токсинами окружающей среды и нейродегенеративными заболеваниями, что может привести к созданию терапевтического подхода, основанного на защите нейронов от воздействия токсических веществ у лиц, подверженных данной патологии.

Согласно современным представлениям, нейровоспаление и периферические иммунные нарушения играют ключевую роль в развитии болезни Паркинсона (БП), одного из наиболее распространенных и тяжелых нейродегенеративных заболеваний. Вместе с тем, как меняются клеточно-молекулярные иммунные показатели при развитии и прогрессировании БП, известно мало. Работа посвящена анализу популяций иммунных клеток (моноцитов, Т- и В-клеток и их субпопуляций), экспрессии толл-подобных рецепторов (TLR) и спонтанной и индуцированной митогенами продукции про- и противовоспалительных цитокинов в периферической крови пациентов со стадиями II и III идиопатической БП и здоровых лиц. Показано, что особенностями II стадии БП является снижение количества CD3⁺ Т-клеток, повышение экспрессии TLR2 на CD4⁺CD25⁺ Т-регуляторных клетках, а также увеличение спонтанной продукции клетками периферической крови провоспалительных цитокинов IFNγ и IL-17A по сравнению со здоровыми лицами. Для III стадии БП характерно снижение продукции индуцированного митогенами IFNγ. Относительное количество CD19⁺CD25⁺ В-регуляторных клеток у пациентов с БП было повышено нeзависимо от стадии. Таким образом, полученные результаты указывают на существующие различия клеточно-молекулярных иммунных показателей у здоровых лиц и у пациентов с БП, которые зависят от стадии заболевания. Полученные данные являются важными для понимания молекулярных основ развития БП и прогноза ее течения, выделения биомаркеров тяжести заболевания и возможного применения новых методов лечения в зависимости от стадии заболевания.

Мутации саркомерных белков, связанные с гипертрофической кардиомиопатией (ГКМП), ведут к нарушению актин-миозинового взаимодействия, его кальциевой регуляции и гиперсократимости миокарда. Около половины таких мутаций обнаружены в гене MYBPC3, кодирующем сердечный миозин-связывающий белок C (cMyBP-C). Новым подходом для нормализации сократительной функции сердца при ГКМП является использование ингибиторов функции β-сердечного миозина, одним из которых является мавакамтен. Мы исследовали влияние мавакамтена на кальциевую регуляцию актин-миозинового взаимодействия в присутствии N-терминального фрагмента (С0–С2) cMyBP-C с мутацией L352P, используя изолированные сократительные белки сердца в in vitro подвижной системе. Мутация L352P не влияла на максимальную скорость скольжения регулируемых тонких филаментов по миозину в in vitro подвижной системе и кальциевую чувствительность скорости, но приводила к недоингибированию актин-миозинового взаимодействия при низких концентрациях кальция. Мавакамтен снижал максимальную скорость скольжения тонких филаментов в присутствии С0–С2-фрагментов cMyBP-C дикого типа и мутантной формы этого белка (L352P), при этом в присутствии мутированной формы белка при низкой концентрации кальция наблюдалась полная остановка движения актиновых филаментов. Замедление кинетики присоединения поперечных мостиков и ингибирование актин-миозинового взаимодействия при низких концентрациях кальция в присутствии мавакамтена может снижать гиперсократимость при ГКМП и степень гипертрофии миокарда.

Вирусные капсиды семейства потексвирусов характеризуются наличием на поверхности вирионов частично неупорядоченных N-концевых фрагментов белков различной протяжённости. Настоящее исследование посвящено изучению влияния in situ удаления N-концевого домена белка оболочки (БО) на структурную организацию и физико-химические свойства вирионов X-вируса картофеля (ХВК). В работе рассматриваются вирионы ХВК, содержащие интактную Ps-форму БО, а также вирионы, включающие in situ деградированную Pf-форму, лишённую 19/21 аминокислотных остатков с N-конца (ХВКΔN). Для изучения применялись методы синхротронного малоуглового рентгеновского рассеяния (МУРР), просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ), тритиевой бомбардировки и ряд других физико-химических методов. Анализ изображений, полученных методом ПЭМ, выявил сходство архитектуры нитевидных вирионов ХВК и ХВКΔN. Результаты МУРР продемонстрировали различия в организации капсидов вирионов ХВК и ХВКΔN: для последних характерно сокращение размеров упорядоченных областей, что свидетельствовало о частичном нарушении структуры белкового каркаса вируса. Кроме того, по кривым рассеяния МУРР были рассчитаны параметры спиральной упаковки вирионов в растворе и выполнено структурное моделирование частиц. Результаты моделирования также указывают на изменения в структуре капсидов вследствие удаления ΔN-пептида. С использованием информации о вторичной структуре модели ХВК (PDB ID: 6R7G) и данных наших предыдущих исследований по тритиевому мечению поверхностных участков вирионов ХВК и ХВКΔN был проведён сравнительный анализ профилей включения метки в элементы вторичной структуры белка. С помощью данного подхода удалось предсказать локализацию ΔN-пептида над остатками аминокислот соседних субъединиц спирали (122–129 и 143–153) и показать стабилизирующее влияние этого пептида на структуру вириона в целом. Увеличение уровня метки в C-концевой области после удаления ΔN-пептида также свидетельствует о снижении компактности вириона. В целом, полученные знания будут полезными при использовании вирусоподобных наночастиц в биотехнологии.