Группа ученых Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН обнаружила в печени крыс с хроническим алкоголизмом особую систему митохондрий, действующую при возникновении патологий, связанных со злоупотреблением этанола. Это позволило им предложить новую стратегию терапии при алкогольной интоксикации. Результаты работы опубликованы в «Cells».
По данным Всемирной организации здравоохранения, в мире в результате вредного воздействия алкоголя ежегодно умирают 3,3 млн. человек, и это 5,9% всех случаев смерти, а в возрастной категории 20-39 лет – все 25 % фатальных исходов. Чрезмерное увлечение горячительными напитками является причиной более чем 200 нарушений здоровья. Наука ищет возможности улучшить печальную статистику, изучая механизмы воздействия этанола на различные системы организма и предлагая новые способы лечения алкогольной интоксикации.
Команда ученых из ИТЭБ РАН при поддержке фонда РФФИ провела исследование на предмет поиска мишеней в митохондриях, которые могли бы подвергаться изменению под воздействием этанола и, следовательно, служить потенциальной целью для терапии. В лаборатории была отработана методика содержания и кормления крыс по модели Lieber-DeCarli с применением коммерчески доступных смесей для приготовления жидкого питания (BioServ (Frenchtown, NJ)). Эта модель проста в применении и позволяет добиться потребления алкоголя животными в высоких дозах. Для этого самцов крыс одного возраста и веса, разделенных на пары, содержали в отдельных клетках, оборудованных специальными градуированными поилками, без доступа к воде и твердой пище. В экспериментах использовали восемь крыс в возрасте двух месяцев, по четыре в каждой группе. Грызуны, получавшие алкогольную диету, имели свободный доступ к пище в течение дня; контрольные крысы получали точно такое же количество еды, что и «выпивающие» собратья. Потребление пищи измеряли ежедневно. В течение 10-дневного периода привыкания животным из первой группы постепенно увеличивали количество этанола (0, 1, 2, 3, 4 и 5%) с пищей, а затем в течение 8 недель давали корм, содержащий 5% этанола. После этого исследователи выделяли митохондрии из печени крыс и изучали различия в их состоянии контрольной и алкогольной групп. Также изучалась реакция на добавки выбранных ранее препаратов, потенциально применимых для лечения последствий алкоголизма.
В статье в журнале «Cells» опубликовали результаты по двум веществам - PK 11195 и Протопорфирину-IX. Эти вещества являются лигандами транслокаторного белка TSPO, один из них, а именно протопорфирин-IX -эндогенный, то есть синтезируется в организме, а другой – экзогенный. Оба они показывали эффективность в исследованиях заболеваний различной этиологии, в том числе онкологических, и входят в состав некоторых фармацевтических препаратов, но для лечения последствий алкогольной интоксикации не применялись. Было известно, что они могут оказывать влияние на важнейшие митохондриальные функции, такие как функционирование неспецифической поры, изменение проницаемости митохондриальных мембран, экспрессию важнейших митохондриальных белков.
«В нашем исследовании эти вещества добавлялись непосредственно к выделенным митохондриям крыс в контрольной и алкогольной группах, после чего мы смотрели, как изменялось их функциональное состояние, уровни белков и другие параметры, - рассказывает один из авторов работы, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории фармакологической регуляции клеточной резистентности Юлия Бабурина. - В результате мы обнаружили значительное усиление действия данных препаратов в митохондриях, выделенных из крыс с хроническим алкоголизмом. Например, при добавлении Протопорфирина в митохондриях пристрастившихся к спиртному крыс дыхание не угнеталось, набухание замедлялось, а неселективная пора открывалась медленнее. Тогда как митохондрии контрольных крыс реагировали на эту же добавку противоположным образом: наблюдалось угнетение митохондриального дыхания, открытие неспецифичской поры, ускорение набухания митохондрий».
Все это позволило ученым предположить наличие особой системы в митохондриях, действующей при возникновении патологий, связанных с алкоголизмом. Протопорфирин и PK 11195 участвуют в регуляции этой системы. По словам Юлии Бабуриной, механизм данного действия пока не ясен и, безусловно, станет предметом дальнейших исследований. Тем не менее, эти результаты уже сейчас открывают перспективы применения Протопорфирина IX и PK 11195 для лечения заболеваний, связанных с хронической алкогольной интоксикацией.
В будущем исследователи планируют изучить в этих моделях действие других потенциально активных веществ и разработать новую терапевтическую стратегию, направленную на уменьшение алкогольного повреждения печени.
Источник: Yulia Baburina, Irina Odinokova, and Olga Krestinina. The Effects of PK11195 and Protoporphyrin IX Can Modulate Chronic Alcohol Intoxication in Rat Liver Mitochondria under the Opening of the Mitochondrial Permeability Transition Pore. Cells. 2020 Aug; 9(8): 1774. doi: 10.3390/cells9081774 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7463720/
Материал подготовила: Наталья Быкова
Пресс-служба ИТЭБ РАН, iteb-press@yandex.ru
По данным Всемирной организации здравоохранения, в мире в результате вредного воздействия алкоголя ежегодно умирают 3,3 млн. человек, и это 5,9% всех случаев смерти, а в возрастной категории 20-39 лет – все 25 % фатальных исходов. Чрезмерное увлечение горячительными напитками является причиной более чем 200 нарушений здоровья. Наука ищет возможности улучшить печальную статистику, изучая механизмы воздействия этанола на различные системы организма и предлагая новые способы лечения алкогольной интоксикации.
Команда ученых из ИТЭБ РАН при поддержке фонда РФФИ провела исследование на предмет поиска мишеней в митохондриях, которые могли бы подвергаться изменению под воздействием этанола и, следовательно, служить потенциальной целью для терапии. В лаборатории была отработана методика содержания и кормления крыс по модели Lieber-DeCarli с применением коммерчески доступных смесей для приготовления жидкого питания (BioServ (Frenchtown, NJ)). Эта модель проста в применении и позволяет добиться потребления алкоголя животными в высоких дозах. Для этого самцов крыс одного возраста и веса, разделенных на пары, содержали в отдельных клетках, оборудованных специальными градуированными поилками, без доступа к воде и твердой пище. В экспериментах использовали восемь крыс в возрасте двух месяцев, по четыре в каждой группе. Грызуны, получавшие алкогольную диету, имели свободный доступ к пище в течение дня; контрольные крысы получали точно такое же количество еды, что и «выпивающие» собратья. Потребление пищи измеряли ежедневно. В течение 10-дневного периода привыкания животным из первой группы постепенно увеличивали количество этанола (0, 1, 2, 3, 4 и 5%) с пищей, а затем в течение 8 недель давали корм, содержащий 5% этанола. После этого исследователи выделяли митохондрии из печени крыс и изучали различия в их состоянии контрольной и алкогольной групп. Также изучалась реакция на добавки выбранных ранее препаратов, потенциально применимых для лечения последствий алкоголизма.
В статье в журнале «Cells» опубликовали результаты по двум веществам - PK 11195 и Протопорфирину-IX. Эти вещества являются лигандами транслокаторного белка TSPO, один из них, а именно протопорфирин-IX -эндогенный, то есть синтезируется в организме, а другой – экзогенный. Оба они показывали эффективность в исследованиях заболеваний различной этиологии, в том числе онкологических, и входят в состав некоторых фармацевтических препаратов, но для лечения последствий алкогольной интоксикации не применялись. Было известно, что они могут оказывать влияние на важнейшие митохондриальные функции, такие как функционирование неспецифической поры, изменение проницаемости митохондриальных мембран, экспрессию важнейших митохондриальных белков.
«В нашем исследовании эти вещества добавлялись непосредственно к выделенным митохондриям крыс в контрольной и алкогольной группах, после чего мы смотрели, как изменялось их функциональное состояние, уровни белков и другие параметры, - рассказывает один из авторов работы, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории фармакологической регуляции клеточной резистентности Юлия Бабурина. - В результате мы обнаружили значительное усиление действия данных препаратов в митохондриях, выделенных из крыс с хроническим алкоголизмом. Например, при добавлении Протопорфирина в митохондриях пристрастившихся к спиртному крыс дыхание не угнеталось, набухание замедлялось, а неселективная пора открывалась медленнее. Тогда как митохондрии контрольных крыс реагировали на эту же добавку противоположным образом: наблюдалось угнетение митохондриального дыхания, открытие неспецифичской поры, ускорение набухания митохондрий».
Все это позволило ученым предположить наличие особой системы в митохондриях, действующей при возникновении патологий, связанных с алкоголизмом. Протопорфирин и PK 11195 участвуют в регуляции этой системы. По словам Юлии Бабуриной, механизм данного действия пока не ясен и, безусловно, станет предметом дальнейших исследований. Тем не менее, эти результаты уже сейчас открывают перспективы применения Протопорфирина IX и PK 11195 для лечения заболеваний, связанных с хронической алкогольной интоксикацией.
В будущем исследователи планируют изучить в этих моделях действие других потенциально активных веществ и разработать новую терапевтическую стратегию, направленную на уменьшение алкогольного повреждения печени.
Источник: Yulia Baburina, Irina Odinokova, and Olga Krestinina. The Effects of PK11195 and Protoporphyrin IX Can Modulate Chronic Alcohol Intoxication in Rat Liver Mitochondria under the Opening of the Mitochondrial Permeability Transition Pore. Cells. 2020 Aug; 9(8): 1774. doi: 10.3390/cells9081774 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7463720/
Материал подготовила: Наталья Быкова
Пресс-служба ИТЭБ РАН, iteb-press@yandex.ru
