Научные проекты

1. Молекулярные механизмы функционирования кальциевых каналов в эпителиальных клетках гломерулы в норме и при генетически-обусловленной и диабетической нефропатиях (РНФ 19–14-00114 2019–2021 гг.)

Диабетическая нефропатия – одно из самых часто встречающихся осложнений инсулин-зависимой и инсулин-независимой форм диабета, которое в большинстве случаев приводит к развитию хронической почечной недостаточности. Полученные экспериментальные и клинические данные убедительно доказывают, что основополагающую роль в развитии диабетической нефропатии играет гибель подоцитов – эпителиальных клеток, образующих щелевую диафрагму в гломеруле. Изменение функционирования кальциевых каналов является одним из пусковых механизмов для развития патологических событий в клетке.
Задачей предлагаемого проекта является идентификация и изучение функционирования основных белков, участвующих в регуляции кальциевого гомеостаза в подоцитах, а также идентификация возможных функциональных мишеней для разработки таргетных препаратов. Будет исследована роль реорганизации актинового цитоскелета, в регуляции каналов TRPC ангиотензином и другими гормональными факторами, будут изучены пути увеличения внутриклеточной концентрации кальция связанные с активацией протеаз-активируемых рецепторов, а также впервые будет определена и изучена роль депо-управляемых кальциевых каналов в поддержании кальциевого баланса данных клеток.

2. Разработка платформы скрининга для получения новых терапевтических средств для лечения нейродегенративных заболеваний. (РФФИ-БРИКС 17–54-80006, 2017–2020 гг.)

Данный проект предполагает разработку новой платформы для высокопроизводительного скрининга библиотек низкомолекулярных синтетических и природных соединений для выбора соединений-хитов, которые могут обладать эффекторной активностью по отношению к процессам кальциевой сигнализации, нарушения функций митохондрий и контроля сворачивания белков. Для этого будут использованы современные методики: (1) эффекторы кальциевой сигнализации, подавляющие депо-управляемый вход кальция в клетки будут протестированы с помощью методов локальной фиксации потенциала и регистрации внутриклеточной концентрации кальция (Российская группа); (2) активаторы фактора теплового шока 1 (HSF1) будут изучены с использованием люциферазного репортера (Индийская группа); и 3) активаторы митофагии будут исследованы на клетках, экспрессирующих химерный белок GFP-mito (Китайская группа).
Описанный выше пошаговый метод отбора позволяет детально изучить свойства биоактивных соединений. По завершении проекта мы ожидаем, что некоторые из обнаруженных нами соединений будут обладать защитными свойствами и, следовательно станут кандидатами для дальнейшей разработки лекарств для терапии нейродегенеративных заболеваний.

3. Пациент-специфичные модели полиглутаминовых нейродегенеративных заболеваний: платформа для исследования нарушений кальциевой сигнализации, поиска новых мишеней и потенциальных таргетных препаратов (РНФ 17–74-20068, 2017–2020 гг.)

Одним из наиболее современных и многообещающих подходов к моделированию различных наследственных заболеваний является использование пациент-специфичных индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPSCs). Существенным преимуществом использования iPSCs при моделировании патологий является эндогенная экспрессия мутантных белков, вызывающих развитие заболевания. Для моделирования конкретных заболеваний производится направленная дифференцировка пациент-специфичных iPSCs в тот тип клеток, которые является наиболее уязвимым при данном заболевании.
В рамках данного проекта будет создана платформа, основанная на пациент-специфичных моделях болезни Гентингтона (БГ) и спиноцеребеллярных атаксий 1 и 17 типов (SCA‑1, SCA-17). Данная платформа позволит с помощью электрофизиологических, иммунохимических и биохимических методов исследовать молекулярные механизмы нейродегенеративных заболеваний, проводить направленный поиск мишеней, и скринировать потенциальные таргетные лекарственные препараты. Научная новизна проекта обусловлена как созданием новых моделей нейродегенеративных заболеваний, так и впервые проводимыми исследованиями нарушений кальциевого гомеостаза в пациент-специфичных нейронах, моделирующих SCA‑1 и SCA-17. Для БГ впервые планируется изучение зависимости наблюдаемых эффектов дестабилизации кальциевой сигнализации от типа нейронов и от длины полиглутаминового тракта в мутантном гентингтине с использованием новой модели Гентингтон-специфичных нейронов, полученных путем репрограммирования фибробластов пациента с ювенильной формой, тяжелой экспансией CAG-повторов и ярко выраженной клинической картиной заболевания.