О журнале

Журнал «Фармакогенетика и фармакогеномика» публикует оригинальные статьи о проведённых клинических, клинико-экспериментальных и фундаментальных научных работах, обзоры, лекции, описания клинических случаев, а также вспомогательные материалы по всем актуальным проблемам персонализированной медицины
Формакогенетика
Подробнее

Топ 10 за все время

Учёным удалось объяснить связь между гербицидом паракватом и болезнью Паркинсона
Чт, 09 Нояб 2017
94
Учёным удалось объяснить связь между гербицидом паракватом и болезнью Паркинсона

В ходе исследования учёные вырастили культуру практически идентичных клеток, в каждой из которых был «выключен» какой-либо из 3 тыс. генов.

Исследователи из Северо-Западного университета (Northwestern University) использовали инновационную технологию редактирования генов, чтобы идентифицировать гены, способные привести к развитию болезни Паркинсона при контакте с широко используемом гербицидом паракватом.

Новое исследование, в котором применялась технология CRISPR-Cas9, доказало принципиальную возможность использования генетических тестов для изучения биологии оксидативного стресса. Об этом рассказал старший автор новой работы Навдип Чандел (Navdeep Chandel), профессор медицины из отделения пульмонологии и интенсивной терапии Медицинской школы Фейнберга (Feinberg School of Medicine) Северо-западного университета.

Использование параквата, вызывающего гибель клеток через оксидативный стресс, ограничено в США и запрещено в Европейском союзе. Однако в Азии и в странах третьего мира этот гербицид по-прежнему широко применяется. Увеличение же концентрации параквата в организме может привести к фиброзу лёгких и даже к смерти. А в работе, проведённой в 2011 г., было показано, что контакт с паракватом во время работы связан с увеличением риска развития болезни Паркинсона. Это исследование вновь возбудило интерес к гербициду и его влиянию на человеческий организм.

Основная причина болезни Паркинсона — нарушение функции дофаминовых нейронов в небольшом участке мозга, называемом substantia nigra pars compacta (SNc) или, в буквальном переводе, «компактная часть чёрного вещества». Известно также, что эти нейроны крайне чувствительны к оксидативному стрессу. Эта информация и привела к появлению гипотезы, согласно которой паракват связан с болезнью Паркинсона именно через оксидативный стресс.

«Паракват — источник множества оксидантов. Эти дофаминэргические нейроны в силу естественных причин особенно уязвимы к урону такого рода», — рассказывает Чандел.

Однако механизм, при помощи которого паракват стимулирует синтез оксидантов, был неизвестен — до сих пор.

Чандел и его коллеги при помощи технологии CRISPR-Cas9 вырастили несколько тысяч практически идентичных клеток, в каждой из которых был «выключен» какой-либо один ген. От клетки к клетке «выключенный» ген менялся.

«Мы полагали, что дело в каком-то метаболическом белке, активируемом паракватом и таким образом синтезирующем оксиданты, — поясняет Чандел. — Поэтому мы сконцентрировались на 3 тыс. генов, кодирующих такие белки».

Затем клеточная культура была обработана паракватом. Большая часть клеток погибла, но не все. Некоторые клетки оказались резистентны к параквату. Исследователям удалось идентифицировать гены, «выключение» которых привело к увеличению устойчивости к химикату. Ими оказались гены POR, ATP7Aи SLC45A4. POR, белок эндоплазматического ретикулума, был назван основным источником окисления, причиняющим ущерб.

По словам Чандела, выделение этих генов может помочь в выявлении людей, особо чувствительных к параквату. «Люди с определёнными генетическими мутациями могут обладать большим числом копий этого гена. Они будут крайне восприимчивы к параквату, например, при работе на ферме», — поясняет учёный.

Изучение оксидативного стресса может принести свои плоды в будущем. По мнению Чандела, благодаря работе в этом направлении через некоторое время в распоряжении врачей могут появиться препараты, вызывающие такой стресс в раковых клетках и убивающие их. Некоторые средства с таким механизмом действия уже существуют, но о сигнальных путях, используемых этими препаратами, известно слишком мало, чтобы учёные могли синтезировать новые «окислительные» соединения.

«Биология оксидативного стресса всё ещё остаётся загадкой, — говорит Чандел. — И технология CRISPRможет быть способом её разгадать».

Исследование опубликовано в издании Nature Chemical Biology.

Подготовка материала Анна Керман

Источники: medicalxpress.comnature.com

22century.ru

 

 

Похожие статьи

Наши проекты

  • banner1 1
    banner2
    banner3
  • banner4
    banner5
    banner6