Клеточные мембраны помогут победить болезни Альцгеймера и Паркинсона

16 Jul 2018

Российские специалисты выяснили, как именно разрушаются важные структуры живого организма.

Многие нейродегенеративные недуги — например, болезни Альцгеймера и Паркинсона — связаны с нарушением целостности клеточных мембран. Российские специалисты впервые полностью описали процесс образования пор в этих структурах живого организма. Исследование поможет описать процессы, происходящие в организме при соответствующих заболеваниях, и разработать методы их лечения.

В исследовании участвовали ученые НИТУ «МИСиС», Института физической химии и электрохимии РАН и Института биоорганической химии РАН.

Липидные мембраны — это оболочки, которые отделяют клетки и их компоненты от внешней среды. Такие структуры выполняют ряд важных функций — в частности, они контролируют обмен веществ, пропуская различные молекулы в клетку или задерживая их.

Возможные нарушения этого барьерного механизма давно и активно изучаются — от нюансов проникновения разных веществ сквозь мембраны зависят стратегии лечения различных болезней. Сведения об образовании пор в мембранах также необходимы для разработки новых лекарств и точечной доставки препаратов.

Как пояснили авторы работы, сегодня существует множество экспериментально проверенных методов создания пор в мембранах, чтобы нужный препарат мог проникнуть в клетку. Однако до сих пор нет физической модели, описывающей формирование, рост и устойчивость таких пор. В новом исследовании авторы задались целью создать полную теоретическую модель, которая бы описывала все стадии их эволюции.

Созданная модель позволяет заранее описать, как именно мембрана отреагирует на механическое или электромагнитное воздействие. В некоторых случаях оно приводит к контролируемому формированию поры определенных размеров, а в других — к необратимому разрыву мембраны и гибели клетки.

Ученые также провели компьютерное моделирование липидной мембраны на уровне отдельных молекул. Результаты этих исследований совпали с предсказанием теоретической модели и имеющимися экспериментальными данными, позволили наглядно «увидеть», как эволюционирует пора.

Эта работа потребовала очень больших трудозатрат, — рассказал «Известиям» ее соавтор, научный сотрудник кафедры теоретической физики и квантовых технологий НИТУ «МИСиС» Тимур Галимзянов. — Понадобилось долгое построение моделей и, главное, проведение огромного массива расчетов.

Научная работа, по мнению ее авторов, может стать фундаментом исследований, посвященных контролируемой доставке различных препаратов в клетку. Новая модель, вероятно, поможет описать процессы, связанные с нарушением целостности мембран. Это наблюдается при многих нейродегенеративных недугах — например, болезни Альцгеймера, Паркинсона, Пика, Гентингтона.

— Никогда раньше мы не проводили таких подробных и последовательных теоретических исследований, — добавил Тимур Галимзянов. — Результат оправдал усилия: нам впервые удалось построить полную модель процесса формирования пор в мембранах, позволяющую делать не только качественные, но и количественные предсказания.

Как пояснил «Известиям» директор Научно-исследовательского института молекулярной медицины Первого МГМУ имени Сеченова Андрей Замятнин, мембраны обладают уникальными свойствами, которые определяют саму возможность существования живых организмов.

— Например, появилось целое научное направление, нацеленное на создание систем адресной доставки лекарств в клетки. И здесь проблема преодоления мембран — одна из основных. Результаты, полученные авторами, помогают дальнейшему развитию таких исследований, — отметил Андрей Замятнин.

Результаты работы опубликованы в журнале Scientific Reports.

Подробнее на Известия 

Dec 04
Apr 04
VI Международная встреча интеллектуалов в Бишкеке

В понедельник, 2 апреля, в Бишкеке прошла VI Международная встреча интеллектуа ...

Nov 10
ПАНЕЛЬНАЯ ДИСКУССИЯ «БЛИЖНИЙ ВОСТОК И ОТНОШЕНИЯ РОССИИ И ТУРЦИИ. БЛИЖНИЙ ВОСТОК: МИРОВЫЕ И РЕГИОНАЛЬНЫЕ СИЛЫ»

В среду, 8 ноября, с 10.30 до 14.00 в пресс-центре газеты «Московский комсомолец ...

May 13
Делегация российских учёных посетила КНР

С 4 по 8 мая 2017 г. делегация российских ученых по приглашению китайских партне ...

Apr 26
МИРНаС принял участие в Uniagents Annual Summit 2017 в Дели

Международный институт развития научного сотрудничества (МИРНаС) принял участие ...

Наши партнеры

Президиум

Profesor Name
Пономарева Елена Георгиевна

Президент Международного Института Развития Научного Сотрудничества
Российский политолог, историк, публицист. Доктор политических наук, профессор МГИМО

Profesor Name
Ариф Асалыоглу

Генеральный директор Международного Института Развития Научного Сотрудничества

Profesor Name
Мейер Михаил Серафимович

Научный руководитель Международного Института Развития Научного Сотрудничества
Доктор исторических наук. Профессор

Profesor Name
Наумкин Виталий Вячеславович

Председатель Попечительского совета Международного Института Развития Научного Сотрудничества
Доктор исторических наук, профессор, член-корреспондент РАН. Директор Института востоковедения РАН. Член научного совета Российского совета по международным делам.

Profesor Name
Мирзеханов Велихан Салманханович

Заместитель Председателя Попечительского совета Международного Института Развития Научного Сотрудничества
Доктор исторических наук. Профессор кафедры стран постсоветского зарубежья РГГУ, профессор факультета глобальных процессов МГУ им. М.В. Ломоносова.

Встреча российских и турецких молодых интеллектуалов