В связи с техническими работами в центре обработки данных, часть прикреплённых файлов в настоящее время недоступна.
 

Исследование цинк-зависимых механизмов нейродегенерации сетчаткиНИР

Investigation of zinc-dependent mechanisms of retinal neurodegeneration

Источник финансирования НИР

грант РНФ

Этапы НИР

# Сроки Название
1 20 апреля 2021 г.-31 декабря 2021 г. Исследование цинк-зависимых механизмов нейродегенерации сетчатки
Результаты этапа: В 2021 году с использованием когорты пациентов, получавших хирургическое лечение в НМИЦ ГБ имени Гельмгольца, предпринята попытка охарактеризовать механизмы цинкзависимой нейродегенерации сетчатки при первичной открытоугольной глаукоме (ПОУГ) путем комплексного анализа изменений состава водянистой влаги (ВВ), которая обеспечивает питание и иммунитет тканей глаза, и нарушение циркуляции которой лежит в основе патогенеза этого заболевания. В проекте анализировались такие параметры ВВ пациентов, как общая концентрация цинка, содержание широкого спектра низкомолекулярных цинксвязывающих соединений (аминокислоты и родственные метаболиты, трикарбоновые кислоты, витамины, биогенные амины и др.), а также активность биохимических компонентов, относящихся к маркерам окислительного стресса и анитиоксидантой защиты, и содержание липидных медиаторов окислительного стресса и воспаления. Исследования проведены с помощью высокотехнологичных методик, включающих использование атомно-абсорбционной спектрометрии, ГХ-MC и ВЭЖХ-MС/MС, большинство из которых были оптимизированы для измерения параметров ВВ, имеющего ряд особенностей. Обработка полученных результатов выполнена с использованием современных методов статистического анализа. Для более детального изучения механизма нейродегенерации при глаукоме, включая определение взаимосвязей между выявленными изменениями в ВВ и развитием патологического процесса в сетчатке, разработана и оптимизирована модель этого заболевания, включающая индукцию стойкой внутриглазной гипертензии у животных (кроликов) путем введения метилцеллюлозы в переднюю камеру глаза. С помощью клинических, электрофизиологических и гистологических исследований осуществлена подробная характеристика патологических изменений в рамках разработанной модели – клинической картины развивающегося заболевания, включая изменение общего состояния глаза и нарушение электрофизиологической активности сетчатки, механизма индукции повышения ВГД, а также структуры повреждений вовлеченных тканей и компартментов глаза (диск зрительного нерва, сетчатка, передняя камера глаза, трабекулярная сеть). Для выявления корреляций между развитием модельной глаукомы и реального заболевания у пациентов произведены исследования биохимического состава ВВ экспериментальных животных, аналогичных таковым, выполненным для когорты пациентов с ПОУГ. С учетом результатов проведенных исследований и анализа литературных данных отобрано два потенциальных цинксвязывающих белка сетчатки и ВВ, ассоциированных с глаукомой. С применением современных методов структурной биоинформатики, включая КМ/ММ моделирование молекулярной динамики, предсказана структура цинксвязывающих сайтов в этих белках. С помощью физико-химических (инструментальных методов) изучены параметры комплексов этих белков с ионами цинка, а также исследовано влияние связывания цинка на их коформационные свойства, стабильность и склонность к агрегации. Отдельно следует отметить, что в проекте впервые исследовалась применимость оригинального подхода к диагностике ПОУГ с помощью регистрации термодинамических сигнатур слезной жидкости пациентов методом дифференциальной сканирующей флуориметрии с автоматизированной обработкой полученных данных методами искусственного интеллекта (машинного обучения).
2 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. Исследование цинк-зависимых механизмов нейродегенерации сетчатки
Результаты этапа: В рамках исследования цинкзависимых механизмов дегенерации сетчатки завершена скрининговая часть работы, связанная с анализом образцов водянистой влаги (ВВ) пациентов с первичной открытоугольной глаукомой (ПОУГ). Биохимический состав ВВ является отражением секретома сетчатки, т.е. набора низкомолекулярных (металлы, липиды, аминокислоты, другие метаболиты) и высокомолекулярных (белки) соединений, секретируемых нейронами этой ткани. На предыдущем этапе проекта удалось показать, что развитие ПОУГ сопровождается повышением в ВВ пациентов общего содержания ионов цинка. В 2022 году, с применением “омиксных” подходов удалось выявить набор низкомолекулярных соединений, которые обладают собственной активностью (сигнальные молекулы, антиоксиданты и пр.), а также могут образовывать комплексы с цинком, тем самым регулируя его биодоступность и патологическую активность. Аналогичные исследования проведены с использованием животных моделей глаукомы и возрастной макулярной дегенерацией (ВМД), итогом которых стала демонстрация сходных биохимических изменений и механизмов, что позволило использовать указанные модели для исследования белков, таргетируемых мобильным цинком. Впервые осуществлен биохимический поиск, а также системный анализ подобных белков на основе структурного предсказания среди протеомов ВВ и сетчатки. Получены препараты отобранных белков, способных опосредовать цитотоксические эффекты цинка, и с помощью современных инструментальных методов всесторонне охарактеризованы их цинксвязывающие свойства. Это позволило классифицировать белки по функциональной активности и отобрать те из них, которые потенциально важны в контексте механизмов глаукомы и ВМД и таргетирование которых может иметь терапевтические перспективы.
3 1 января 2023 г.-31 декабря 2023 г. Исследование цинк-зависимых механизмов нейродегенерации сетчатки
Результаты этапа:

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".