Ученые обнаружили, что трихостатин А — соединение с противогрибковыми свойствами — стимулирует восстановление функциональных клеток почки после повреждений и подавляет фиброз — избыточный рост соединительной ткани, который приводит к образованию рубцов и ухудшению работы почек. Благодаря таким свойствам соединения из этого класса потенциально могут лечь в основу новых методов лечения острого повреждения почек — широко распространенного заболевания. Результаты исследования, поддержанногогрантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале IUBMB Life.
Ткань почки способна восстанавливаться после повреждений в результате инфекций и проблем с кровообращением. Однако иногда процесс регенерации нарушается, и тогда активируются фибробласты — клетки соединительной ткани. В норме они являются важной частью механизма восстановления почечной ткани, но при избыточной активации формируют рубцы, и из-за того, что нормальная ткань замещается соединительной, орган хуже выполняет свою функцию. Существующие методы лечения заболеваний почек не позволяют одновременно добиться эффективного восстановления функциональных клеток и избежать разрастания соединительной ткани (фиброза). Поэтому ученые ищут новые — безопасные и эффективные — подходы.
Исследователи из Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (Москва) предложили бороться с фиброзом почек и активировать восстановление после почечного повреждения с помощью трихостатина А. Это природное соединение изначально было известно как противогрибковый препарат, затем была обнаружена его противоопухолевая активность. Позже выяснилось, что трихостатин А подавляет работу ферментов, которые регулируют упаковку ДНК в клетках. Ингибируя их, вещество делает ДНК более доступной для считывания генетической информации, тем самым активируя работу различных генов. Благодаря этому свойству трихостатин А потенциально может «включать» гены, важные для восстановления тканей.
Исследователи обработали клетки эпителия и фибробластов почки этим веществом, а затем оценили, как изменяется скорость деления клеток и активность гликолиза — процесса получения энергии клетками в результате расщепления глюкозы, — а также количество белков, регулирующих эти процессы.
Оказалось, что трихостатин действует избирательно на разные клетки. Так, в клетках почки он активировал протеинкиназу Akt — фермент, регулирующий деление, рост и выживаемость клеток. Под его действием эпителиоциты почки росли в 2,5 раза быстрее, чем клетки, не обработанные трихостатином А. В случае фибробластов соединение, напротив, снизило активность протеинкиназы Akt и подавило деление. Кроме того, в фибробластах почки замедлился гликолиз.
Различия в действии трихостатина А авторы связывают с тем, что генетический аппарат фибробластов и эпителиальных клеток почки отличается «укладкой» и эпигенетическими метками ДНК — дополнительными химическими группами, которые активируют или снижают активность тех или иных генов.
«Мы впервые определили, что трихостатин А демонстрирует двойное действие: с одной стороны, он защищает почки от рубцевания, а с другой — ускоряет регенерацию поврежденной ткани. Это свойство можно использовать при создании терапии для эффективного восстановления тканей, например, при остром повреждении почек, для предотвращения последующего снижения функции органа. В дальнейшем на основе обнаруженных механизмов мы продолжим изучать противофиброзные подходы и разрабатывать соединения, которые снижают жизнеспособность фибробластов и минимально, или даже положительно влияют на эпителиоциты почки», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Егор Плотников, доктор биологических наук, профессор РАН, заведующий лабораторией структуры и функции митохондрий НИИ физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского МГУ имени М.В. Ломоносова.
Ранее авторы выяснили, что интервальное голодание не улучшает состояние людей с холестазом — застоем желчи, — а кетодиета не помогает организму бороться с повреждениями нервной ткани, вызванными ишемическим инсультом.
***
Больше результатов исследований грантополучателей Российского научного фонда и актуальных новостей из мира науки доступны в социальных сетях РНФ Вконтакте и Телеграм