| Аннотация |
Проект направлен на сравнение редокс потенциала (РП) опухолевых и нормальных клеток и путей его регуляции и
приведении к оптимальным значениям, характерным для нормально функционирующих клеток с контролируемой
пролиферацией. Цель определяется важным значением редокс регуляции внутриклеточных процессов, нарушаемых
практически при каждом заболевании, что вынуждает искать пути соответствия и возврата к норме. Проблема оценки
величины редокс буфера и вклада основных компонентов, таких как глутатион и NAD, имеет важное значение не
только для фундаментальной биологии, но и для решения практических задач терапии. Прежде всего это касается
заболеваний, вносящих основной вклад в смертность, то есть сердечно-сосудистых заболеваний, именуемых
атеротромбозом, включающих инсульт головного мозга и инфаркты миокарда и почек и другие заболевания,
сопровождающиеся окислительным стрессом. Этот вид стресса характеризуется повышенной генерацией активных
форм кислорода (АФК), ключевое значение в продукции которых играют митохондрии. В норме митохондрии должны
обеспечивать оптимальный уровень АФК, необходимый для поддержания пролиферации, дифференцировки и гибели
нефункциональных клеток. При превышении производства окислителей над их нейтрализацией, возникает
окислительный стресс, сопровождающий указанные заболевания, и при отсутствии внутренней и внешней
корректировки он приводит к гибели клетки. Выход за пределы допустимого концентрационного окна АФК
определяется системами поддержания антиоксидативной и осуществления прооксидативной активности клетки,
которые зависят от содержания в клетке т.н. редокс буфера. Необходимо обеспечить приведение состояния и
внутренней динамики редокс буфера в патологической клетке к показателям нормы. Предлагается, что это можно
обеспечить за счет доставки в клетку восстановленных эквивалентов. Оценка путей доставки и поддержки может дать
подход, способный нормализовать патологические ситуации. Для это необходимо изучить механизмы поддержания РП
в динамике.
Мы считаем, что стабильность РП клеток поддерживается не за счет метаболизма, а из-за наличия
высокочувствительной системы, воспринимающей изменения окислительно-восстановительного статуса и
перестраивающей метаболизм для восстановления редокс баланса. То есть, именно буферная система,
поддерживающая редокс гомеостаз, определяет степень нормальности структуры. Определение резервов,
поддерживающих указанный гомеостаз, зависит от динамики их исчерпания. Учитывая вариабельность метаболизма
разных опухолевых клеток, выбор сделан в пользу сравнения родственных клеток, а именно глиомы и нормальных
астроглиальных клеток.
Будет проведена оценка РП в отдельных клетках в культуре. Новизна, состоит, во-первых, в том, что химические
манипуляции с оценкой РП (будут использоваться эндогенные индикаторы РП), будут минимальными. Во-вторых, будет
проведен анализ, насколько РП отражает активную или заторможенную энергетику через планирование провести
параллель между восстановленностью элементов клеточного буфера, уровнем дыхания и мембранного потенциала.
Третья новизна состоит в выяснении механизмов поддержания РП с оценкой его расходования.
В работе будут комбинироваться микроскопические и биохимические методы. На микроскопическом уровне будет
проведена оценка степени восстановленности эндогенных индикаторов РП по интенсивности их аутофлуоресценции.
Эти данные будут подтверждены биохимическим измерением индикаторов РП в сочетании с оценкой уровня
метаболитов, которые будут отражать энергетику клеток. Предполагается, что условия гипоксии являются обычными
для опухолевых клеток, в результате чего перестройка энергетического метаболизма подстраивается под насущные
нужды опухолевых клеток с обязательным обеспечением высокого уровня пролиферации, что отражается на редокс
регуляции и чувствительности к окислительному и восстановительному стрессу, так что измерения будут проводиться в
условиях, максимально приближенных к условиям in vivo.
|
