КАРТОЧКА ПРОЕКТА,
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 22-75-00106
НазваниеРазработка клеточной модели на основе транс-дифференцировки дермальных фибробластов в индуцированные нейроны стриатума для изучения возраст-ассоциированного патогенеза болезни Хантингтона и оценки эффективности потенциальных лекарственных препаратов на доклинических этапах
РуководительКрасковская Нина Александровна, Кандидат биологических наук
Организация финансирования, регионФедеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт цитологии Российской академии наук, г Санкт-Петербург
| Срок выполнения при поддержке РНФ | 07.2022 - 06.2024 |
КонкурсКонкурс 2022 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины, 05-106 - Нейробиология
Ключевые словаболезнь Хантингтона, прямое репрограммирование, средние шипиковые нейроны, дендритные шипики, кальций, митохондрии, глутамат, сигма 1 рецептор
Код ГРНТИ34.17.23
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Важным этапом доклинических исследований является оценка эффективности потенциальных лекарственных препаратах непосредственно на нейронах человека. Настоящий проект направлен на разработку новой клеточной болезни Хантингтона, основанный на прямом репрограмировании или транс дифференцировке первичных дермальных фибробластов в индуцированные нейроны стриатума, которые наиболее подвержены клеточной гибели при данной нейропатологии.Транс дифференцировка позволяет сохранить всю эпигенетическую информацию, заложенную в клетках, а следовательно, и возраст-ассоциированный фенотип заболевания. Мы планируем выявить характерные для данного заболевания возрастные изменения, происходящие в нейронах с развитием патологических процессов. Таких как агрегация мутантного хантингтина, синаптическая дисфункция, развитие эксайтотоксичности и снижение функциональной активности митохондрий. Особое внимание в проекте отведено изучению наблюдаемой с возрастом элиминации синаптических связей, которая наиболее тесно коррелирует с развитием клинических симптомов заболеваний и является важной мишенью для терапии на молекулярно-клеточном уровне. На новой клеточной модели будет проведен анализ терапевтического эффекта потенциальных лекарственных препаратов на основе агонистов сигма 1 рецептора с ранее выявленным нейропротекторным эффектом. Таким образом, мы планируем подтвердить важность оценки нейропротекторного действия потенциальных лекарственных препаратов на репрограммированных нейронах пациентов, с учетом возрастных особенностей заболевания, что может существенно дополнить доклинический этап разработки терапевтических агентов.
Ожидаемые результаты
В рамках настоящего проекта мы планируем использовать преимущества прямых методов репрограммирования, являющихся альтернативой использованию индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, которые позволяющие репрограммировать соматические клетки в нейрональные без де-дифференцировки до плюрипотентного состояния и соответственно сохранить «возраст» клеток и возраст-ассоциированные аспекты патогенеза нейродегенеративных заболеваний. С использованием протокола транс дифференцировки, основанного на использовании микро-РНК и транскрипционных факторов, мы планируем подтвердить наличие патологического фенотипа, развивающегося при старении клеток на примере болезни Хантингтона. Будет произведено оценка митохондриальной дисфункции, нейротоксичного действия глутамата, агрегации мутантного хантингтина и морфологических нарушений на популяции индуцированных нейронов, полученных от пациентов с БХ и здоровых доноров без нейропатологий. Мы ожидаем выявить все перечисленные нарушения и оценить, как потенциальные лекарственные препараты на основе агонистов сигма 1 рецептора, способны их купировать. Таким образом мы планируем обогатить доклинические исследования новой клеточной моделью, которая будет являтся важным этапом по оценке разрабатываемых фармагологических агентов и терапевтических подходов на индуцированных нейронах пациентов с нейродегенеративными заболеваниями.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Аннотация результатов, полученных в 2022 году
Настоящий проекта направлен на разработку новой клеточной модели болезни Хантингтона, основанной на использовании микро-РНК и транскрипционных факторов, для получения популяции индуцированных нейронов стриатума из фибробластов пациентов с БХ. Преимущество данной заключается в том, что клетки сохраняют эпигенетические метки и, соответственно, возраст ассоциированный фенотип заболевания. На первом этапе выполнения проекта было подтверждено, что в клетках, полученных из фибробластов пациентов с БХ наблюдается агрегаты мутантного хантингтина, что является основным гистопатологическим признаком данной нейропатологии. Однако количество клеток, содержащих такие внутриклеточные агрегаты, составляет менее 5%. Индуцированные нейроны, полученные из фибробластов пациентов с БХ, также характеризуются измененной морфологией, выражающейся в снижении количества первичных отростков, общего количества отростков, длиной дендритов и разветвлённостью дендритного древа. Кроме того, в индуцированных нейронах из фибробластов пациентов с БХ наблюдается снижение мембранного потенциала митохондрий, что свидетельствует о снижении активности метаболизма в митохондриях. При аппликация селективного агониста сигма 1 рецептора, соединения PRE084 наблюдалось тенденция к повышению мембранного потенциала, а при добавлении агониста 3РРР мембранный потенциал восстанавливался до уровня нейронов, полученных из фибробластов без нейропатологий. Таким образом, разрабатываемая клеточная модель отражает основные патологические изменения, происходящие в клетках при развитии БХ и имеет потенциал для применения в качестве платформы для оценки эффективности потенциальных лекарственных препаратов.
Публикации
1. Красковская Н, Большакова А, Хотин М, Безпрозванный И, Михайлова Н. Protocol Optimization for Direct Reprogramming of Primary Human Fibroblast into Induced Striatal Neurons International Journal of Molecular Sciences, 24(7):6799 (год публикации - 2023) https://doi.org/10.3390/ijms24076799
2. Н.А.Красковская, М.Г. Хотин, Н.А. Михайлова РАЗРАБОТКА КЛЕТОЧНОЙ МОДЕЛИ НА ОСНОВЕ ТРАНСДИФФЕРЕНЦИРОВКИ ДЕРМАЛЬНЫХ ФИБРОБЛАСТОВ В ИНДУЦИРОВАННЫЕ НЕЙРОНЫ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ПАТОГЕНЕЗА БОЛЕЗНИ ХАНТИНГТОНА Гены & Клетки, XVII, №3, С.123 (год публикации - 2022)