Исследование молекулярных механизмов в борьбе с болезнями Паркинсона и Альцгеймера

Лауреат премии ДВО РАН имени выдающихся учёных Дальнего Востока России

Учёные-биохимики вносят свой вклад в решение проблемы нейродегенеративных заболеваний

Екатерина МЕНЧИНСКАЯ за работой

     В этом году кандидатам биологических наук Екатерине Сергеевне Менчинской и Евгению Александровичу Пислягину присуждена премия ДВО РАН имени академика Г.Б. Елякова за серию работ «Нейропротекторный потенциал природных и синтетических соединений, полученных в ТИБОХ ДВО РАН».

Екатерина Сергеевна Менчинская работает старшим научным сотрудником в лаборатории биоиспытаний и механизма действия биологически активных веществ Тихоокеанского института биоорганической химии имени Г.Б. Елякова ДВО РАН. Пришла в лабораторию на третьем курсе университета. Окончила ДВФУ, по специальности «Биохимия». В 2014 году защитила кандидатскую диссертацию на тему «Молекулярные механизмы противоопухолевого действия тритерпеновых гликозидов кукумариозида А₂-2 и фрондозида А».

Мы обратились к Екатерине Сергеевне с просьбой рассказать об объектах её исследований. Что такое нейропротекторы, каков механизм их действия на организм человека? Как долго она с коллегами занимается этой темой, в чём её важность? Каков критерий отбора соединений, упомянутых в серии работ? Применимы ли они уже сегодня или это вопрос будущего?

Екатерина Сергеевна МЕНЧИНСКАЯ

Защита нервных клеток

– Нейропротекторы – это вещества, способные защищать нервные клетки от гибели, в том числе и при действии ряда нейротоксинов, таких как, паракват, 6-гидроксидофамин, ротенон и других, – отвечает Екатерина Менчинская. – Эти токсины приводят к дегенерации нервных клеток, вследствие чего развивается болезнь Паркинсона. Различных нейродегенеративных заболеваний очень много, но мы остановились на исследовании влияния веществ, выделенных или синтезируемых в ТИБОХ ДВО РАН, на болезнь Паркинсона и Альцгеймера. В круг наших интересов попадают и вещества из морских животных, собранных во время научных экспедиций института на борту научно-исследовательского судна «Академик Опарин».

Этой проблемой мы занимаемся около 10 лет. Она не теряет своей актуальности, так как нейродегенеративные заболевания стали чаще встречаться не только у людей пожилого возраста, как это было раньше, но и у молодых людей. Это социально-значимое заболевание, так как ему подвержены люди разных социальных слоёв во всех странах мира.

Критериев отбора нейропротекторных соединений на основе их химической структуры фактически нет, поэтому мы проверяем большое количество химических соединений на их способность защищать клетки от действия нейротоксинов-индукторов нейродегенеративных заболеваний, используя различные тест-системы. И если какое-либо вещество проявило нейропротекторную активность, то мы его начинаем изучать более детально, ставим дополнительные эксперименты.

Е.С. МЕНЧИНСКАЯ на конференции по нейродегенеративным заболеваниям

Методы исследования соединений – перспективных в качестве нейропротекторов

– Как я уже рассказала, – продолжает Екатерина Сергеевна, – первое, это отбор-скрининг веществ на способность защищать клетки нервной системы от индукторов болезни Паркинсона или Альцгеймера. В своей работе мы используем стандартные в мировой практике нейротоксины, это паракват, ротенон, 6-гидроксидофамин и бета-амилоид. Сотни веществ, как природного, так и синтетического происхождения, не проявляют нейропротекторную активность и отсеиваются на самых первых этапах. Лишь некоторые вещества мы изучаем более детально, и только единичные самые эффективные экземпляры доходят до экспериментов на животных.

Известно, что нейротоксины приводят к патологическим изменениям в нервных клетках, таких как воспаление, окислительный стресс, индукция апоптоза, формирование активных форм кислорода и многим другим. Мы исследуем эти процессы в клетках, используя иммуноферментный анализ, спектрофлуориметрию, проточную цитофлуориметрию, конфокальную микроскопию, иммунноблоттинг и другие современные методы. Эксперименты проводятся с клеточными культурами нейрональных клеток, в том числе и с клетками человека. В работе с животными в нашей лаборатории поставлен и отработан метод индукции болезни Паркинсона у мышей. И мы уже отобрали несколько соединений, которые способны существенно улучшать состояние животных с этой болезнью.

Группа единомышленников

– Весь коллектив нашей лаборатории под руководством члена-корреспондента РАН, доктора биологических наук Дмитрия Львовича Аминина участвует в исследовании нейропротекторов. У каждого есть свои задачи и отработаны методы, с помощью которых эти задачи решаются. Естественно, мы бы не смогли изучать проблему нейродегенеративных заболеваний, если бы коллеги из других лабораторий института не были заинтересованы в тестировании новых соединений в отношении нейропротекции и не помогали бы нам в поиске новых веществ, идентификации их точной химической структуры, изучении их физико-химических свойств.

Член-корр. РАН, д.б.н., Дмитрий Львович Аминин, коллега из Тайваня Вэн-Хан, Екатерина Сергеевна Менчинская, н.с. Елена Леонидовна Чайкина и с.н.с, к.б.н. Евгений Александрович Пислягин у здания ТИБОХ ДВО РАН

(Д.Л. Аминин – научный руководитель Е. Менчинской и Е. Пислягина, под его руководством они писали дипломы в университете и кандидатские диссертации)

Куда без трудностей?

– Трудности бывают, так как мы работаем с биологическими объектами, но за годы работы по этой тематике мы научились с ними справляться. Важно, что не всегда очень активное вещество имеется в количестве, достаточном для детального исследования, не говоря уже об экспериментах на животных.

Сотрудники лаборатории биоиспытаний и механизма действия биологически активных веществ ТИБОХ ДВО РАН в свободное от работы время

Задачи и планы

– Мы планируем продолжать работать в этой области, так как разнообразие веществ, способных проявить нейропротекторную активность очень велико. В планах сотрудничество с другими институтами, где так же занимаются изучением этой проблемы. Мы планируем углубляться в исследование молекулярных механизмов, лежащих в основе нейродегенеративных заболеваний, и механизмов сигнальных путей, на которые направлено действие отобранных нами эффективных нейропротекторных соединений.

Нейродегенеративные заболевания, такие как болезни Паркинсона и Альцгеймера, пока остаются неизлечимыми. В течение многих лет они развиваются в организме человека на начальных стадиях без видимых симптомов, затем приводят к постепенной утрате когнитивных функций, таких как память, мышление, речь, а впоследствии – интеллекта. Изучение природы и причин развития этих заболеваний на молекулярном уровне помогут найти новые варианты лечения.

Фото из личного архива Екатерины МЕНЧИНСКОЙ