Ученые Академгородка заставили тромбоциты реагировать на свет

Исследователи создали фоточувствительную молекулу. При ее распаде под воздействием ультрафиолета освобождается адреналин без образования окисленной формы (адренохрома), оказывающего нейро- и кардиотоксическое действие. Ее применили для воздействия на рецепторы тромбоцитов с помощью света. Высвобождение адреналина усиливает активацию тромбоцитов.

«Идея управления живыми клетками с помощью света очень привлекательна для исследователей, потому что его можно точно сфокусировать на конкретном участке, включить в заданный момент и воздействовать на какой-либо светочувствительный рецептор. Проблема только в том, что далеко не у всех живых клеток есть такие рецепторы. К ним как раз и относятся тромбоциты. Нам было необходимо «заставить» их чувствовать свет через какие-либо сигнальные молекулы», – рассказал заведующий лабораторией оптики и динамики биологических систем ФФ НГУ Александр Москаленский.

Разные клетки чувствуют разные сигнальные молекулы. Можно сделать искусственные соединения, которые поглощают свет, а потом смогут присоединяться к рецепторам. Тогда после воздействия света клетка начнет их «чувствовать». Так можно «заставить» клетку проявлять чувствительность к свету

Классические фоточувствительные аналоги адреналина, разработанные в 90-х, при воздействии света высвобождают адреналин, который в процессе окисления преобразуется в адренохром, токсичный для живых клеток. Вещество может даже убить их.

Перед учеными стояла задача найти способ снизить образование адренохрома, но при этом не останавливая высвобождение адреналина. Оказалось, что эту задачу позволяет решить модификация молекулы: введение карбаматного мостика из четырех атомов углерода и кислорода.

«Мы сравнили две линии молекул — классическую и модифицированную. Удивительно, но в то время, как классическое соединение приводило к образованию адренохрома, его аналог с карбаматным мостиком не вызывал этого побочного продукта, что приводило к чистому высвобождению активного вещества, то есть адреналина. Воздействие светом на оба соединения проводили в идентичных условиях, затем продукты, полученные посредством фотолиза, анализировали с использованием методов ультрафиолетовой спектроскопии, хроматографии и ядерного магнитного резонанса. Впоследствии мы оценили новое соединение с помощью анализа активации тромбоцитов in vitro. Результаты показали, что высвобождение адреналина значительно усиливает активацию тромбоцитов, что делает его ценным инструментом для углубленных исследований клеточного сигналинга», – рассказал Москаленский.

УФ-излучение не проходит внутрь организма, поэтому применять модифицированные молекулы фоточувствительного аналога адреналина внутри организма нельзя. Ученые планируют использовать их для исследований активации тромбоцитов в образцах крови. С их помощью можно будет разрабатывать новые методики анализа и получать новую информацию о процессе активации тромбоцитов. Метод позволит исследователям получать более точные данные о влиянии на активацию тромбоцитов именно адреналина.