Российские ученые приспособили “нобелевский” геномный редактор CRISPR/Cas9 для управления активностью белка VDAC1 в клеточных “энергостанциях” – митохондриях. Это замедлило разрушительные процессы, аналогичные тем, что происходят в тканях людей с высоким уровнем сахара в крови (гипергликемией) и диабетом. Об этом в четверг сообщила пресс-служба Российского научного фонда (РНФ).
“Снизив количество или активность транспортеров VDAC1 в мембране митохондрий, действительно можно добиться улучшения состояния клеток при гипергликемии. Потенциально наши результаты могут лечь в основу создания новых лекарственных препаратов для терапии диабета”, – сказал проректор Марийского государственного университета Белослудцев, чьи слова приводит пресс-служба РНФ.
Ученые пришли к такому выводу в ходе опытов на культурах человеческих и мышиных клеток, которые выращивали в питательной среде, богатой глюкозой. Так исследователи воспроизвели условия, которые складываются в организме людей с диабетом второго типа при несоблюдении диеты и отказе от приема лекарств, понижающих сахар.
Как правило, такой образ жизни постепенно приводит к накоплению больших количеств белка VDAC1 внутри митохондрий, в результате чего в их работе появляются сбои. Нарушения в работе митохондрий снижают выработку энергии, необходимой для жизнедеятельности клеток, что приводит к снижению их функций и постепенной гибели.
Основа для терапии гипергликемии
Ученые предположили, что это последствие гипергликемии можно ликвидировать, если химически заблокировать работу VDAC1 или снизить уровень его активности при помощи генной терапии. Так, они обработали культуры диабетических клеток при помощи экспериментального препарата VBIT-4, подавляющего работу VDAC1, а также создали вариацию CRISPR/Cas9, которая позволяет снижать уровень активности этого белка.
Обе процедуры значительно повысили стойкость клеток к действию гипергликемии и снизили частоту сбоев в работе митохондрий. В результате этого они вырабатывали почти в 1,5 раза меньше оксидантов, чем это делали клеточные “энергостанции” в контрольных культурах диабетических клеток, не получавших экспериментальной терапии. Уменьшение концентрации оксидантов напрямую повлияло и на вероятность гибели клеток в богатой глюкозой среде.
В дополнение к этому ученые обнаружили, что понижение активности белка VDAC1 также благотворно сказалось на работе генов, связанных с формированием новых митохондрий. Это действие особенно полезно, так как процесс образования митохондрий замедляется в клетках в условиях гипергликемии. Это дополнительно улучшило состояние клеток и снизило вероятность их гибели.
Подобные результаты, как считают авторы работы, говорят о том, что управление уровнем активности белка VDAC1 может стать основой для терапии гипергликемии и диабета. В дальнейшем ученые планируют протестировать другие способы блокировки белков VDAC1, чтобы понять, какой подход позволит наиболее эффективно бороться с последствиями гипергликемии.