Спасительные митохондрии

Когда нашим клеткам не хватает кислорода и питательных веществ, они погибают – это совершенно очевидно, однако на молекулярно-клеточном уровне гибель клеток сопровождается множеством реакций и процессов, которые до сих пор не вполне понятны.

Например, известно, что здесь важную роль играют митохондрии – клеточные органеллы, которые добывают для клетки энергию. Митохондрии выглядят как цистерны с двуслойной стенкой, состоящей из двух мембран, внутренней и наружной. Если питательных веществ начинает не хватать, во внешней мембране митохондрий появляются особые каналы, или поры, которые так и называются – неспецифическими митохондриальными порами. Через такие поры клетка получает из митохондрий сигнал умереть.

Неспецифическую митохондриальную пору изучают более сорока лет, однако ее молекулярная природа остается во многом неясной. Научные группы по всему миру ищут способы заставить пору закрыться, и тем самым продлить клетке жизнь. До сих пор только один препарат, циклоспорин А, доказал здесь свою эффективность; еще несколько веществ проходят клинические испытания, но в целом в этой области еще можно много чего сделать.

Три года назад в Институте теоретической и экспериментальной биофизики (ИТЭБ) РАН появилась лаборатория фармакологической регуляции клеточной резистентности – ее основал Джон Джей Лемастерс (J.J. Lemasters), один из пионеров в исследованиях неспецифической митохондриальной поры. Задача лаборатории, в которой собрались ведущие специалисты по митохондриям – найти вещества, которые позволяли бы быстро и эффективно закрывать эту самую пору. Важность работы легко можно понять, вспомнив про различные ишемические болезни, когда резко ухудшается кровоснабжение того или иного органа (чаще всего говорят про ишемию сердца и мозга). Если бы у нас было вещество, позволяющее заткнуть пору, то можно было бы продлить жизнь клеткам, а значит, весь орган легче переносил бы приступ ишемической болезни.

Исследователям удалось показать, что на неспецифическую митохондриальную пору влияют некоторые нуклеотиды, плавающие в клетке. Предполагается, что среди таких нуклеотидов есть один, который непосредственно регулирует пору, от которого зависит, открыта она или закрыта. Искать его хотят через белковые молекулы, которые работают с нуклеотидом, а затем с помощью клеточных моделей и выделенных митохондрий, подбирая параметры пор, возможно, удастся поймать и сам нуклеотид.

По словам руководителя проекта, кандидата биологических наук Анны Никифоровой, если удастся понять, как нуклеотиды из цитоплазмы регулируют пору, с какими веществами они взаимодействуют, это даст возможность начать разработку их высокоэффективных аналогов, которые можно будет использовать для лечения последствий ишемической болезни.