Выявление и таргетирование цинк-зависимых каскадов межклеточной сигнализации как новый подход к нейропротекции сетчатки

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 24-15-00171

НазваниеВыявление и таргетирование цинк-зависимых каскадов межклеточной сигнализации как новый подход к нейропротекции сетчатки

Руководитель Зерний Евгений Юрьевич, Кандидат химических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет имени M.В.Ломоносова» , г Москва

Конкурс №92 - Конкурс 2024 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины; 05-224 - Офтальмология

Ключевые слова Сетчатка, повреждение нейронов сетчатки, глаукома, возрастная макулярная дегенерация, диабетическая ретинопатия, водянистая влага, цинк, метаболом, секретом, нейротропные факторы, цинксвязывающие белки, ретинобластома, нейропротекторная терапия, слезная жидкость, биомаркеры

Код ГРНТИ76.29.56

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Дегенеративные заболевания сетчатки, такие как глаукома, возрастная макулярная дегенерация (ВМД) и диабетическая ретинопатия (ДР) представляют собой важную медико-социальную проблему, поскольку широко распространены среди населения и являются основной причиной неизлечимой потери зрения. Заболевания характеризуются разной этиологией, связанной с анатомическими особенностями и белковым составом сетчатки, ее уникальной метаболической активностью, фоточувствительностью, иммунной привилегированностью и другими специфическими свойствами. Недавно мы установили (РНФ 21-15-00123), что общим фактором, сопровождающим нейродегенративные изменения при глаукоме и ВМД, является повышение уровня “мобильного” цинка, секретируемого в сетчатке и накапливающегося в водянистой влаге (ВВ) в виде низкоаффинных комплексов (роль секретируемого цинка в развитии ДР будет исследоваться в настоящем проекте). Более того, нами идентифицированы потенциальные сигнальные мишени цитотоксического цинка, наиболее значимая из которых – ключевой нейротропный фактор сетчатки PEDF. В настоящем проекте мы впервые высказываем обоснованное предположение, что триггером гибели нейронов может быть вызванный секретируемым цинком дефицит общей нейротропной активности в сетчатке, регулируемой PEDF и набором других сигнальных факторов. При этом таргетирование комплексов этих белков с цинком может иметь терапевтическое значение, в особенности с учетом их внеклеточной локализации и возможности воздействия на них с помощью интравитреальных инъекций. На основе предварительных структурных и транскриптомных исследований нами выбраны наиболее вероятные сигнальные мишени внеклеточного цинка в сетчатке, включая нейротропные факторы PEDF и BDNF, факторы VGF и IGF1, а также сигнальные белки WIF1, MYOC и AGT, регулирующие выживаемость нейронов сетчатки и механизмы нейродегенерации. Кроме того, будет рассматриваться ряд новых факторов, определенных в результате поисковых экспериментов. Прямое хелатирование цинка in vivo по нашим данным не дает терапевтического эффекта из-за комплексного действия на биохимические процессы в сетчатке. Поэтому общим подходом к нейропротекции может быть идентификация ключевых для патогенеза каждого из заболеваний цинк-зависимых сигнальных факторов и разработка компенсационной терапии с применением их генетически модифицированных вариантов с измененной чувствительности к цинку. Для решения этой задачи в проекте на уровне пациентов, а также на животных и клеточных моделях планируется осуществить отбор секретируемых нейротропных/сигнальных факторов, ассоциированных с глаукомой, ВМД и/или ДР и при этом обладающих чувствительностью к цинку. Планируется определить эффекты цинка на их структуру и взаимодействие с рецепторами клеточной поверхности и другими сигнальными белками, идентифицировать (в том числе, методом рентгеноструктурного анализа) сайты, координирующие цинк, сконструировать модифицированные формы с заданными цинк-связывающими свойствами и провести их испытание на клеточных моделях сетчатки и животных моделях глаукомы и ВМД. Таким образом, планируется, во-первых, определить механизмы действия секретируемого цинка на нейротропную активность в сетчатке и, во-вторых, предложить подход к коррекции его аберрантной сигнализации, который может рассматриваться в качестве перспективной терапии дегенеративных заболеваний сетчатки и других нейродегенративных патологий. Кроме того, в проекте панируется разработать новую концепцию ранней неинвазивной диагностики заболеваний сетчатки на основе запатентованного нами метода анализа термодинамических сигнатур слезной жидкости (СЖ) с автоматической классификацией с помощью машинного обучения. Будет испытан новый высокопроизводительный способ регистрации сигнатур, упрощающий внедрение подхода в клиническую практику. С учетом простоты отбора СЖ и проведения анализа, подход имеет потенциал в качестве первичного скрининга широкого спектра офтальмологических заболеваний.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Прогрессирование широко распространенных, но этиологически разных дегенеративных заболеваний сетчатки (ДЗС) – первичной открытоугольной глаукомы (ПОУГ) и возрастной макулярной дегенерации (ВМД) – сопровождается сходными изменениями гомеостаза цинка, манифестирующими как повышение его концентрации в водянистой влаге (ВВ) пациентов. Поскольку ВВ аккумулирует молекулы, секретируемые сетчаткой, выявленные изменения скорее всего являются следствием секреции цинка в межклеточное пространство, что может обуславливать его нейротоксические эффекты. Механизмом высвобождения цинка может быть окисление цинк-буферных белков в условиях окислительного стресса, однако его реальные триггеры, как и медиаторы цинк-индуцируемой клеточной гибели остаются неизвестными. В 2024 году в рамках проекта исследовалось, насколько подобные биохимические изменения характерны для еще одной распространенной патологии сетчатки – диабетической ретинопатии (ДР). Кроме того, поскольку общей чертой многих ДЗС является наличие воспалительного процесса, особенности гомеостаза цинка изучались на животной модели внутриглазного воспаления (экспериментальный хориоретинит, ЭХ). С использованием репрезентативной когорты пациентов показано, что развитие ДР сопровождается выраженным ростом концентрации цинка, секретируемого в ВВ, причем аналогичное повышение зафиксировано и у отдельных пациентов с ВМД и аутоиммунным увеитом, которые были также включены в анализ. Увеличение концентрации цинка обнаружено и у животных с ЭХ, который в этом смысле демонстрировал сходные черты с аутоиммунным увеитом человека. Метаболомный анализ ВВ пациентов с ДР и животных с ЭХ выявил изменения содержания низкомолекулярных хелаторов цинка, в первую очередь цитрата, который обладает высокой аффинностью и вносит основной вклад в биодоступность ионов этого металла. В отличие от глаукомы и ВМД, ДР и ЭХ отличаются высоким уровнем внеклеточного цитрата, а значит цинк будет доступен лишь ограниченному набору белков, в которых присутствуют сайты с аффинностью, превышающей параметры цитратных комплексов. Помимо этих наблюдений, метаболомный анализ ВВ выявил признаки усиления активности цикла Кэхилла и биосинтеза аминокислот с разветвлёнными боковыми цепями при ДР, что характерно для диабета, а также признаки окислительного стресса при ЭХ, включая рост концентрации лактата (маркер окислительного стресса) и снижение уровня аскорбиновой кислоты (основной антиоксидант). Охарактеризованы паттерны сигнальных факторов с предсказанными цинк-связывающими сайтами в ВВ пациентов с ДР, ВМД и ПОУГ. Выявлены различия в спектрах активируемых сигнальных путей, которые могут модулироваться мобильным цинком – общим медиатором этих ДЗС. В случае ПОУГ мишенями цинка могут быть компоненты нейротропного каскада PEDF→BDNF→VGF. Запуск этого каскада наряду с ростом мобильного цинка зафиксирован и у животных с моделью глаукомы, которая таким образом может использоваться для испытания соответствующей компенсаторной терапии. В отличие от ПОУГ, при ДР мишенями цинка могут быть ингибиторы нейропротекторного сигнального пути Wnt/β-catenin (PEDF, WIF и MYOC), а ВМД предварительно отличается более низкой интенсивностью межклеточной сигнализации, где мишенью цинка может быть VGF. В свою очередь, при ЭХ к мишеням цинка можно отнести рековерин, который попадает в ВВ вследствие нарушения гематоретинального барьера и может усугублять аутоиммунный процесс. Утечка рековерина в ВВ была обнаружена и у пациентов с увеитом и ВМД, т.е. эти изменения характерны для реальных ДЗС с воспалительной компонентой, а рековерин может рассматриваться как маркер нарушения барьера. Будучи цинксвязывающим белком, рековерин может формировать аберрантные цинк-зависимые комплексы с секретируемыми белками, оказывая влияние на каскады межклеточной сигнализации. Наконец, среди цинксвязывающих белков ВВ впервые идентифицирован ингибитор сериновых протеиназ альфа-1-антипротеиназа S-1, что указывает на внеклеточный протеостаз как на еще один важный процесс, восприимчивый к сигналам цинка. Среди найденных факторов, наиболее релевантной мишенью цинка при ПОУГ является PEDF, который отличается наибольшим ростом секреции, одновременно являясь ключевым нейротропным фактором в сетчатке. В проекте охарактеризовано влияние цинка на активность PEDF в отношении специфического рецептора PEDF-R (PNPLA2), опосредующего его нейротропное действие, а также определена кристаллическая структура комплекса PEDF с ионами цинка. Так, с использованием новой тест-системы на основе таргетной масс-спектрометрии показано, что цинк, не влияя на функционирование рецептора, блокирует агонистическую активность PEDF. В основе этого эффекта может лежать способность цинка предотвращать взаимодействие PEDF с PEDF-R, что нашло свое подтверждение в результатах рентгеноструктурного анализа. Так, в молекуле PEDF выявлено 5 типов цинксвязывающих сайтов, причем все они локализованы на межмолекулярных интерфейсах, где цинк координируется атомами двух или трех молекул PEDF, что подтверждает его роль как промотора функциональной олигомеризации белка. При этом образование соответствующих димеров и тримеров приводит к маскированию участков, отвечающих за все типы его функциональной активности, включая сайт связывания PEDF-R. Таким образом, цинк-индуцированная олигомеризация PEDF предотвращает его взаимодействие с PEDF-R, и, как следствие, активацию рецептора, что может быть важным элементом механизма цинковой нейротоксичности при глаукоме. Выполнены работы в рамках решения других задач проекта. Получены генетические конструкции для экспрессии цинкзависимых сигнальных факторов, ассоциированных с ДЗС, и их мишеней. Разработана тест-система для исследования влияния сред глаза на структуру терапевтических препаратов белковой природы с интравитреальным введением, с помощью которой подтверждена стабильность и, как следствие, терапевтический потенциал рекомбинантных форм PEDF, рассматриваемых в качестве перспективных нейропротекторных агентов при ПОУГ. С использованием образцов, полученных в репрезентативной когорте пациентов, начаты работы по исследованию биофизических свойств слезной жидкости, ассоциированных с развитием ДЗС, и разработке методов диагностики на основе мониторинга этих свойств. В частности, предложены новые способы регистрации термодинамических сигнатур слезной жидкости с помощью наноДСФ и маркерного ДСФ и показано, что классификация пациентов на основе анализа полученных данных с применением алгоритмов машинного обучения позволяет выявлять не только ПОУГ, но и псевдоэксфолиативную глаукому, а также дискриминировать это заболевание от ВМД. Внедрение нового способа первичного скрининга ПОУГ на основе анализа слезной жидкости с использованием широкодоступного оборудования для ПЦР-РВ (маркерный ДСФ) может снизить затратность и повысить доступность подобного подхода.

Публикации

1. Лунегова Д.А., Гвоздев Д.А., Сенин И.И., Гудкова В.Р., Сидоренко С.В., Тюлина В.В., Шебардина Н.Г., Яковлева М.А., Фельдман Т.Б., Рамонова А.А., Мойсенович А.М., Семенов А.Н., Зерний Е.Ю., Максимов Е.Г., Случанко Н.Н., Кирпичников М.П., Островский М.А. Antioxidant properties of the soluble carotenoprotein AstaP and its feasibility for retinal protection against oxidative stress The FEBS Journal (год публикации - 2024)
10.1111/febs.17335

2. Чистяков Д.В., Тюлина В.В., Ганчарова О.С., Бакшеева В.Е., Горяинов С.В., Шебардина Н.Г., Ивлев В.А., Комаров С.В., Шевелёва М.П., Тихомирова Н.К., Филиппов П.П., Васильев В.Г., Сергеева М.Г., Пермяков С.Е., Иомдина Е.Н., Цветков П.О., Сенин И.И., Зерний Е.Ю. Targeting Oxidative Stress and Inflammation in the Eye: Insights from a New Model of Experimental Autoimmune Uveitis International Journal of Molecular Sciences , 25(23), 12910 (год публикации - 2024)
10.3390/ijms252312910

3. Шебардина Н.Г., Булгаков Т.К., Мойсенович А.М., Чистяков Д.В., Зерний Е.Ю. Цинк-опосредованный механизм нейродегенерации при глаукоме Материалы IX Молодежной школы-конференции по молекулярной и клеточной биологии Института цитологии РАН, Издательство Астерион, Санкт-Петербург, т. 1, стр. 220-221 (год публикации - 2024)
10.53115/9785001885320

4. Шебардина Н.Г., Тюлина В.В., Шевелева М.П., Кушнаревич Н.Ю., Петров С.Ю., Оганесян О.Г., Чистяков Д.В., Пермяков С.Е., Сенин И.И., Иомдина Е.Н., Зерний Е.Ю. Изменения гомеостаза цинка при развитии нейродегенеративных заболеваний сетчатки Биохимия человека: материалы всероссийской конференция с международным участием, Издательство Е-ното, Москва, т. 1, стр. 49 (год публикации - 2024)

5. Шебардина Н.Г., Булгаков Т.К., Мойсенович А.М., Чистяков Д.В., Зерний Е.Ю. Исследование цинк-зависимых каскадов межклеточной сигнализации при дегенеративных заболеваниях сетчатки VI Международная конференция ПОСТГЕНОМ’2024, XI Российский симпозиум БЕЛКИ И ПЕПТИДЫ, Российско-китайский конгресс в области наук о жизни. Сборник тезисов докладов. Издательство «Перо», Москва, т. 1, стр. 266 (год публикации - 2024)

6. Зерний Е., Чистяков Д., Белоусов А., Шевелёва М., Бакшеева В., Шебардина Н., Мойсенович А., Шишкин М., Тулуш С., Тюлина В., Горяинов С., Сенин И., Зинченко Д., Цветков Ф., Борщевский В., Пермяков С. Extracellular targets of zinc signaling in glaucoma neurodegeneration FEBS Open Bio , 15, Suppl. 2, 464 (год публикации - 2025)
10.1002/2211-5463.70071

7. Шебардина Н., Балдин А., Тюлина В., Шевелёва М., Бакшеева В., Чистяков Д., Сенин И., Пермяков С., Зерний Е. Zinc-dependent pathways mediating retinal neurodegeneration FEBS Open Bio, 15, Suppl. 2, 428 (год публикации - 2025)
10.1002/2211-5463.70071

8. Зерний Е.Ю. Цинк-зависимая нейродегенерация при глаукоме: от пациента к механизму ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ В ГОД 270-летия МГУ, Сборник материалов международной научной конференции, посвященной 120-летию со дня рождения академика А. Н. Белозерского и 90-летию со дня рождения академика В. П. Скулачёва, Москва, 20–22 февраля 2025 г., 1, 10 (год публикации - 2025)

9. Тулуш С.С., Шишкин М.Л., Родионов И.В., Зерний Е.Ю. Цинк-зависимые сигнальные пути при глаукоме: роль индуцируемого фактора роста нервов VGF V межвузовская студенческая конференция Студенческий биохимический форум 2025, материалы конференции, 1, 36 (год публикации - 2025)

10. Чистяков Д.В., Белоусов А.С., Шевелева М.П., Иомдина Е.Н., Бакшеева В.Е., Шебардина Н.Г., Мойсенович А.М., Булгаков Т.К., Петров С.Ю., Шишкин М.Л., Тулуш С.С., Тюлина В.В., ..., Замятин А.А. мл., Сенин И.И., Зинченко Д.В., Цветков Ф.О., Борщевский В.И., Пермяков С.Е., Зерний Е.Ю. A role of pigment epithelium-derived factor in zinc-mediated mechanism of neurodegeneration in glaucoma Communications Biology, 8, 1, 965 (год публикации - 2025)
10.1038/s42003-025-08370-8

11. Шебардина Н.Г., Балдин А.В., Тюлина В.В., Сенин И.И., Бакшеева В.Е., Чистяков Д.В., Зерний Е.Ю. Сигнальные каскады глаукомной нейропатии: роль ионов цинка ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ В ГОД 270-летия МГУ, Сборник материалов международной научной конференции, посвященной 120-летию со дня рождения академика А. Н. Белозерского и 90-летию со дня рождения академика В. П. Скулачёва, Москва, 20–22 февраля 2025 г., 1, 160 (год публикации - 2025)
10.55959/MSU012229-9-2025

12. Шишкин М.Л., Гороховец Н.В., Мишин А.В., Борщевский В.И., Зерний Е.Ю. Разработка цинк-нечувствительной формы фактора пигментного эпителия сетчатки ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ В ГОД 270-летия МГУ, Сборник материалов международной научной конференции, посвященной 120-летию со дня рождения академика А. Н. Белозерского и 90-летию со дня рождения академика В. П. Скулачёва, Москва, 20–22 февраля 2025 г., 1, 163 (год публикации - 2025)
10.55959/MSU012229-9-2025

13. Асаевич Т.А., Шебардина Н.Г., Новикова Н.Н., Шевелёва М.П., Ильюхин О.Е., Корчуганова Е.А., Иомдина Е.Н., Оганесян О.Г., Шишкин М.Л., Тулуш С.С., Белолипская С.А., Зерний Е.Ю. Механизмы цинк-зависимого повреждения сетчатки при возрастной макулярной дегенерации XII Международная конференция молодых ученых: биоинформатиков, биотехнологов, биофизиков, вирусологов, молекулярных биологов и специалистов фундаментальной медицины, сборник тезисов, 1, 482-483 (год публикации - 2025)
10.25205/978-5-4437-1843-9-239

14. Шишкин М.Л., Мишин А.В., Борщевский В.И., Зерний Е.Ю. Разработка цинк-независимой формы нейротропного фактора V межвузовская студенческая конференция Студенческий биохимический форум 2025, материалы конференции, 1, 39 (год публикации - 2025)

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
Охарактеризованы изменения гомеостаза цинка в тканях глаза пациентов при развитии дегенеративных заболеваний сетчатки (ДЗС). С использованием высокотехнологичных методов микроэлементного анализа, таких как атомно-абсорбционная спектрометрия и рентгенофлуоресцентный анализ в геометрии полного внешнего отражения, показано, что повышенная секреция этого металла в водянистую влагу характерна для всех исследуемых ДЗС, включая возрастную макулярную дегенерацию (ВМД), диабетическую ретинопатию (ДР) и первичную открытоугольную глаукому (ПОУГ), а также псевдоэксфолиативную глаукому (ПЭГ), включённую в анализ в 2025 году. В большинстве случаев зафиксирован сопутствующий прирост внеклеточного кальция, что подтверждает взаимосвязь между сигнальными путями, опосредуемыми этими металлами. При ПОУГ и ПЭГ, помимо этого, выявлен рост липидных маркеров окислительного стресса и воспаления (ПОУГ), а также метаболитов, являющихся хелаторами цинка. Обнаруженные изменения гомеостаза цинка могут отражаться на функционировании как минимум четырех внеклеточных факторов – PEDF, CST3, MYOC и VGF, ассоциированных (т.е. демонстрирующих изменения секреции у пациентов) с ДЗС. Все эти белки координируют цинк в диапазоне 0,1-4 мкМ, что соответствует концентрациям в водянистой влаге здоровых индивидуумов (0,6 мкМ) и пациентов с ДЗС (1-7 мкМ), и подтверждает физиологическую релевантность образующихся металл-белковых комплексов. Последние могут иметь сигнальный или патологический характер. Так, MYOC и VGF являются физиологическими Zn2+-сенсорами, поскольку способны координировать цинк в нормальном диапазоне концентраций (Kd = 0,2-0,3 мкМ). В отличие от этого, PEDF и CST3 классифицированы как патологические Zn2+-сенсоры, связывающие цинк при его повышенных концентрациях, характерных для ДЗС (Kd = 0,6-4 мкМ), что индуцирует олигомеризацию и нарушает их функционирование. Специфика физиологической активности описанных факторов позволяет предсказать механизмы, опосредующие цитотоксические эффекты цинка. В случае PEDF Zn2+-зависимая олигомеризация предотвращает его высокоаффинное (Kd = 5,5 нМ) взаимодействие с рецептором PEDF-R и активацию последнего, и, как следствие, блокирует сигналы на нейрональную дифференцировку и аксоногенез, что подтверждено с использованием клеточных тест-систем. В свою очередь, эффект цинка на CST3 является частью впервые обнаруженного влияния этого металла на компоненты внеклеточного протеостаза, к которым помимо CST3 относится его мишень – цистеиновая протеаза CTSL, а также VGF, идентифицированный в качестве субстрата этого фермента. Заполнение цинковых сайтов в CST3 подавляет его способность связывать и ингибировать CTSL (IC50 = 51 нМ), активность которого также ингибируется цинком (IC50 = 63 нМ). При этом связывание Zn2+ с VGF меняет паттерн его протеолитических продуктов, в частности снижает продукцию его пептидов, обладающих нейропротекторной активностью. Последнее может быть частью как нормальной, так и патологической (в совокупности с ингибированием PEDF) регуляции, вызывая депривацию нейротропной активности в сетчатке и индуцируя апоптоз нейронов. Дополнительной мишенью патологического цинка может быть hRec – фоторецепторный белок, попадающий во внеклеточное пространство вследствие разрушения клеток при ДЗС. Методом рентгеноструктурного анализа впервые показано, что он содержит два цинковых сайта, которые формируются в Са2+-связанной форме белка и заполнение которых отражается на его сигнальной активности. Вне клеток hRec будет конститутивно насыщен кальцием и может выступать в роли буфера избытков цинка и/или медиатора его патологических сигналов в сетчатке. С применением рентгеноструктурного анализа и биоинформатических методов показано, что внутримолекулярные и межмолекулярные цинковые сайты в большинстве исследуемых сигнальных факторов имеют сходную архитектуру, включающую остатки гистидина и/или аспартата/глутамата с дополнением координационной сферы атомами кислорода пептидной связи и/или воды. Это позволяет связывать цинк в субмикромолярном диапазоне концентраций, опосредуя его сигнальную и патологическую активность. Патологические Zn2+-сенсоры, такие как PEDF и CST3, содержат межмолекулярные сайты, заполнение которых приводит к аберрантной олигомеризации. Соответственно, искусственная инактивация этих сайтов должна сохранить функциональность белков в условиях цинкового стресса. Действительно, в молекуле в PEDF замены остатков H299 и H381, идентифицированных методом рентгеноструктурного анализа, не нарушая его стабильность приводят к потере высокоаффинного связывания цинка и склонности к олигомеризации при концентрациях металла вплоть до 10 мкМ, что выше патологических значений, найденных при ДЗС (1-7 мкМ). Соответствующие мутанты демонстрируют независимую от цинка нейропротекторную активность, подтверждённую на животных моделях ДЗС. Так, интравитреальное введение высокоочищенных препаратов PEDF и его мутанта H299Q/H381A (PEDF-Q) позволяет доставлять их к ганглиозным слоям сетчатки, что в модели глазной гипертензии (глаукомы) увеличивает количество жизнеспособных нейронов этого типа в 2 и 8 раз, соответственно. В модели ВМД (фотоповреждение сетчатки) протекторные эффекты форм PEDF менее заметны (10-20%), что связано с менее выраженным общим цитотоксическим эффектом в этой системе из-за использования животных, не продуцирующих липофусцин. В связи с этим, испытания действия PEDF и его мутантов в отношении ВМД планируется продолжить на предложенной в 2025 году клеточной модели, основанной на облучении синим светом пигментного эпителия линии ARPE-19, насыщенного липофусцином человека. В этой системе происходит фотоокисление бисретиноидов, накопление активных форм кислорода и гибель клеток, аналогичные таковым при ВМД, т.е. она является адекватной моделью заболевания, пригодной для исследования его механизмов и испытания различных вариантов терапии. Отдельными достижением проекта стала разработка метода прямой и дифференциальной диагностики ВМД с помощью термодинамического анализа слезной жидкости пациентов, в дополнение к аналогичному подходу, предложенному для ПОУГ. Метод основан на регистрации температурных зависимостей собственной флуоресценции белков слезной жидкости (nanoDSF) или флуоресценции их комплексов с флуорофором (маркерная DSF) и включает новые способы классификации данных (нейросеть Autoencoder/метод k-средних для данных nanoDSF; машинное обучение/алгоритм Random forest для маркерной DFS). В первом случае диагностика является более точной (67-85% против 52-70%) и менее трудозатратной, во втором – проводится с использованием широко распространенного в медицинских организациях оборудования для ПЦР-РВ, что повышает доступность подхода. С учетом бессимптомности начальных стадий ВМД и ПОУГ, применение таких методов может решить проблему их раннего выявления и дифференциальной диагностики.

Публикации