ИСТИНА

Целью настоящей работы является проведение многостороннего исследования внутриклеточной сигнализации в тромбоците, приводящей к преобразованию его в прокоагулянтный. Из экспериментов известно, что при высоких концентрациях тромбина - наиболее сильного активатора тромбоцитов, и для некоторых других активаторов, происходит разделение тромбоцитов на две субпопуляции. Первая представляет собой обычные активированные тромбоциты, способные слипаться друг с другом, вторая же состоит из не слипающихся тромбоцитов и характеризуется повышенной концентрацией фосфатидилсерина во внешнем свое плазматической мембраны. Тромбоциты второй субпопуляции предоставляют отрицательно заряженную поверхность для ускорения работы ферментов плазменного звена свертывания, поэтому они получили название прокоагулянтных. Эти тромбоциты играют принципиальную роль в полимеризации фибрина и уплотнении полученного тромба. Существуют гипотезы, что прокоагулянтные тромбоциты на самом деле испытывают апоптоз или некроз, однако неподтвержденное присутствие каспаз в этой субпопуляции и быстрые (минуты) времена процесса не дают поставить точку в подобных дискуссиях. В задачи работы входит построение математической модели распространения сигнала внутри тромбоцита от рецепторов плазматической мембраны к механизмам выставления фосфатидилсерина на внешней мембране, включающую а) внутриклеточную кальциевую сигнализацию, б) митохондриальный аппарат обмена ионами кальция с цитоплазмой и эндоплазматическим ретикулумом, в) открытие митохондриальной поры и запуск апоптоза в ответ на стрессовые условия, г) обмен ионами кальция с внешней средой. Экспериментальной задачей работы является отслеживание изменения концентрации кальция в цитоплазме и митохондриях индивидуального тромбоцита в ответ на различные активационные сигналы и выявление формы сигнала, приводящей к выставлению фосфатидилсерина. При этом исследование будет проводиться в формате "теория-эксперимент", когда новые экспериментальные данные сразу вводятся в модель, а предсказания математической модели проверяются в эксперименте. В результате исследования будет определен внутриклеточный механизм, приводящий к образованию субпопуляции прокоагулянтных тромбоцитов, и поиск методов воздействия на долю такой субпопуляции. Это позволит разработать пути регуляции прокоагулянтной активности тромбоцитов, что будет иметь важное прикладное значение для терапии тромбозов. Актуальность исследования связана с нерешенностью проблемы нарушения активации и внутриклеточной сигнализации тромбоцита, приводящей к катастрофическим последствиям для организма.

Активированные тромбоциты выполняют две основные роли в свертывании крови – агрегация и ускорение реакций свертывания плазмы. Из экспериментов известно, что при высоких концентрациях активатора тромбина происходит преобразование части тромбоцитов в так называемые прокоагулянтные, которые характеризуются повышенной концентрацией фосфатидилсерина во внешнем свое плазматической мембраны и способны ускорять свертывание плазмы. Целью настоящей работы является проведение многостороннего исследования внутриклеточной сигнализации в тромбоците, приводящей к преобразованию его в прокоагулянтный. В рамках настоящего проекта построена математическая модель внутриклеточной сигнализации в тромбоцитах, подтвержденная проведенными в рамках проекта экспериментами с одиночными клетками и суспензиями клеток. В результате исследования модели подтверждено, что ключевым сигнальным элементом в тромбоците является концентрация кальция в цитоплазме. Амплитуда и частота колебаний концентрации цитоплазматического кальция являются определяющими для наполнения митохондриального матрикса ионами кальция, что, в свою очередь, приводит к перегрузке митохондрий кальцием и открытию митохондриальных пор – ключевому событию, приводящему к образованию прокоагулянтной субпопуляции тромбоцитов. В рамках настоящего проекта показано, что динамика колебаний концентрации кальция в цитоплазме определяется взаимодействием эндоплазматического ретикулума и митохондрий. При этом генерация активационного сигнала начинается на уровне рецепторов плазматической мембаны, эндоплазматический ретикулум служит «усилителем» сигнала, а митохондрии – «интегратором», принимающим решение о том, станет тромбоцит прокоагулянтным или нет. В рамках проекта предсказано, что для прокоагулянтности не обязательно наличие постоянно высокой концентрации кальция в цитолпазме, достаточно наличие продолжительных колебаний концентрации кальция. Все исследования были проведены в соответствии с заявленным планом работ, поставленные цели были достигнуты. По результатам проделанной работы опубликованы или находятся в печати 4 статьи в рецензируемых журналах и 14 тезисов конференций.