Биомедицина

Основная тема исследований профессора Анисимова — изучение процессов старения и взаимосвязь их с опухолевыми процессами в организме, профилактика, лечение. Антидиабетические бигуаниды обладают способностью снижать уровень глюкозы в тканях, снижать концентрацию холестерина в крови, триглицеридов, инсулина, уменьшать массу тела. Эти свойства и дали основания использовать эти вещества в качестве геропротекторов. Имеются данные об антиокислительном действии антидиабетических бигуанидов и их прямом действии на митохондрии. Одним из направлений исследований Владимира Анисимова стало изучение бигуанидов в качестве геропротекторов. В клинических наблюдениях было установлено, что применение метформина и других бигуанидов снижает более чем на треть общую смертность, смертность от инфарктов миокарда и от осложнений сахарного диабета, улучшает выживаемость онкологических больных и снижает риск рака молочной железы у больных сахарным диабетом 2-го типа.

Одна из научных задач лаборатории доктора Алликметса — разработка методов лечения болезни Старгардта (STG1) — дистрофии жёлтого пятна, вызываемая мутацией в гене ABCA4 (ABCR). При этой болезни липофусцин накапливается в пигментном эпителии сетчатки. Ученые группы доктора Алликметса попытались выяснить, будет ли доставка нормального человеческого гена ABCA4d в сетчатку мышей с нокаутной мутацией в гене Abca4 -/-способствовать коррекции фенотипа болезни Старгардта, что должно проявляться как уменьшение накопления липофусцина в сетчатке. На основе вируса инфекционной анемии лошадей (EIAV) были сконструированы лентивирусные векторы, экспрессирующие или человеческий ген ABCA4 или репортерный ген LacZ, находящиеся под контролем конститутивного (CMV) или фоторецептор-специфического (Rho) промотеров. Векторы вводились мышам под сетчатку в количестве 1 мкрмоля. Контрольной группе мышей вводился физиологический раствор без вектора. Обработанные вектором больные животные за год накопили по 8–12 пкмоль липофусцина на глаз, что сравнимо с показателями здоровых животных. Мыши из контрольной группы имели в 3–5 раз большее количество липофусцина в сетчатке. В ходе работы было показано, что даже единственная инъекция вектора значительно уменьшала накопление липофусцина в сетчатке больных мышей по сравнению с животными контрольных групп. Возможно предположить, что лентивирусная генная терапия является потенциально эффективным средством для лечения заболеваний, ассоциированных с дефектами гена ABCA4.

Джанкарло Алдини и его коллеги исследовали способность хорошо известного радикал-удаляющего соединения эдаварона (3-метил-1-фенил-2-пиразолин-5-он) захватывать активные карбонильные продукты, возникающие при перекисном окислении липидов, а также его способность предотвращать карбонилирование белков. В качестве in vitro модели ученые использовали модифицированный гемоглобин. При помощи высокоэффективной жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии исследователи подтвердили способность эдаварона удалять предшественников как конечных продуктов гликозилирования, так и перекисного окисления липидов, таких как глиоксаль. И продемонстрировали, что эдаварон также является мощным гасителем альфа- и бета-ненасыщенных альдегидов. В ходе исследования было показано, что эдаварон обладает большей активностью, чем ряд хорошо известных препаратов, блокирующих активные карбонильные соединения.

Саркопения — явление потери мышечной массы с возрастом. Это основная причина старческой слабости, уменьшения скорости метаболизма, уменьшения прочности костей. Для объяснения причин саркопении был предложен ряд теорий. Одна из них связывает саркопению с увеличением количества свободных радикалов, окислительным стрессом и возраст-зависимой аккумуляцией митохондриальных аномалий: то есть с накоплением мутаций в мтДНК приводящих к дефектам белков электрон-транспортной цепи. Ученые под руководством Айкена предположили, чтомышцы, которые наиболее ослабляются в результате саркопении будут нести больше дефектов электрон-транспортной цепи, чем менее ослабленные мышцы. Для того, чтобы проверить эту гипотезу ученые исследовали наличие в мышцах соответствующих миоцитов, в митохондриях которых отсутствовал комплекс цитохромоксидазы и тех, в которых наблюдалась повышенная активность сукцинат-дегидрогеназы. Оказалось, что миоциты, в которых отсутствует цитохромоксидаза и наблюдается повышенная активность сукцинат-дегидрогеназы несут мутации мтДНК. Накопление делеций мтДНК приводит к потере активности цитохромоксидазой и вызывает повышенную активность сукцинат-дегидрогеназы. Накопление митохондрий с дефектной электрон-транспортной цепью вызывает умень-шение продукции энергии, нарушение клеточной активности и ограничение способности клеток адаптироваться к различным физиологическим стрессам.