ИСПОЛЬЗОВАНИЕ CAS 9 БЕЛКОВ В МЕДИЦИНЕ Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

Материалы всероссийского научного форума студентов с международным участием «СТУДЕНЧЕСКАЯ НАУКА - 2020» 119

Результаты: злокачественные глиальные клетки объединяются в сеть и подключаются к нейронным цепям, образуя лже-синапсы с использованием тех же молекулярных механизмов, что и здоровые нейроны [1]. Передача сигналов посредством NMDA-рецепторов способствует колонизации и росту раковых клеток. Повреждение AMPA-рецепторов клеток глиомы или их фармакологическое блокирование по принципу конкурентного ингибирования приводит к снижению кальций-зависимой инвазивности опухолевых клеток, снижению пролиферации и роста глиомы. AMPA-рецепторы глиомы имеют фармакологические отличия в субъединице GluA2 от рецепторов в нейроне [3]. Метастазирующие из других тканей в мозг клетки ведут себя сходно со злокачественными глиальными клетками. С целью восстановления функционирующих нейронов с использованием глии ведется разработка молекулярной комбинации лекарственных препаратов, преобразующей астроциты в нейроны. В исследованиях Jiu-Chao Yin и соавторов до 70% астроцитов были успешно превращены в функциональные нейроны [2].

Выводы: анализ современных литературных источников показал существование прямой синаптической связи между нейронами и клетками глиомы, что имеет большое клиническое значение. Разрыв этой связи является важным путем снижения прогрессирования рака головного мозга. Наиболее многообещающим направлением разработки методов лечения глиом является дальнейшее изучение зависимости роста опухоли от концентрации нейромедиаторов, активности синаптических рецепторов и воздействия на них лекарственных препаратов. Литература

1. Andres Barria, «Dangerous liaisons as tumour cells form synapses with neurons», Nature 573, 499-501, 2019.

2. Jiu-Chao Yin, Lei Zhang, Ning-Xin Ma, «Chemical Conversion of Human Fetal Astrocytes into Neurons through Modulation of Multiple Signaling Pathways», Stem Cell Reports, Vol. 12, P488-501, March 5, 2019.

3. Шаронова И.Н., Электрофизиологическое исследование механизмов действия эндогенных и экзогенных модуляторов ионотропных рецепторов в нейронах головного мозга, Диссертация на соискание ученой степени к.м.н. , Москва, 2014.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ CAS 9 БЕЛКОВ В МЕДИЦИНЕ

Исмаилова Л. Э.

Научный руководитель: к.б.н. доцент Вольхина Ирина Витальевна, д.м.н. профессор Данилова Любовь Андреевна Кафедра биологической химии

Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет

Контактная информация: Исмаилова Лейла Эльмановна — студент 2 курса Лечебного факультета. E-mail: leila. [email protected]

Ключевые слова: CAS 9 белки, гидовая РНК система CRISPR/Cas9, мышечная дистрофия Дюшенна (МДД).

Актуальность: Cas9 — это управляемая при помощи РНК-гидов эндонуклеаза, связанная с адаптивной иммунной системой СЯ^РЯ. Данный белок активно используют для создания точечных разрывов в двойной спирали ДНК, и поэтому он становится значимым инструментом редактирования генома [2].

Цель исследования: изучение механизмов работы системы CRISPR/Cas9 на примере лечения мышей с мышечной дистрофией Дюшенна.

Материалы и методы: изучение, сравнение и анализ данных современной научной литературы и ресурсов интернета по данной теме.

Результаты: для использования CRISPR/Cas9 определяют последовательность участка генома человека, изменения в котором вызывают проблемы со здоровьем, создавая специфическую гидовую РНК для распознавания дефектного участка. Направляющая РНК присоединяется к вырезающему энзиму ДНК белку Cas9, и затем этот комплекс вводится в клетки-мишени. Структура данного комплекса Cas9 с гРНК определяет простоту работы с ней. Достаточно

FORCIPE

ТОМ 3 СПЕЦВЫПУСК 2020

eISSN 2658-4182

Abstracts Nationwide scientific forum of students with international participation «STUDENT SCIENCE - 2020»

открыть в компьютере базу с ДНК нужного организма, имеющую мутированную последовательность, найти фрагмент, который должен быть заменён. Для этого необходимо синтезировать молекулы гРНК с последовательностью мутированного гена. Упомянутый комплекс находит необходимую последовательность нуклеотидов и разрезает ДНК. В этот момент возможно редактирование существующего генома. Это делает CRISPR/Cas9 эффективным инструментом для редактирования ДНК. В будущем ученые надеются использовать CRISPR/Cas9 систему для лечения наследственных заболеваний, причиной которых является мутации генов [3]. Геном-редактор CRISPR использовали для лечения мышечной дистрофии мышей. Cas9 и гРНК были упакованы в адено-ассоциированный вирус, обладающий улучшенными мио- и кардио-тропными свойствами. Были специально разработаны гРНК для борьбы с дефектным 23-м эк-зоном гена дистрофина мыши, из-за работы которого генерировался стоп-кодон. Мутация, произошедшая в данном месте, приводила к появлению дефектного белка дистрофина. Затем векторы были введены либо системно, либо локально в мышцы у новорожденных или взрослых мышей. Однако, использование CRISPR казалось невозможным у взрослых мышей, так как зрелые мышечные клетки не делятся, следовательно, не обязательно располагают механизмом восстановления ДНК для добавления или корректировки этой нуклеиновой кислоты [1].

Выводы: благодаря CRISPR/Cas9 исследователи удалили дефектный экзон у мышей c МДД, в результате чего животные смогли вырабатывать дистрофин. Это первый успех метода CRISPR в лечении взрослых животных с генетическим заболеванием. Данные результаты являются многообещающими для поиска надлежащих методов лечения мышечной дистрофии Дюшенна в будущем. Литература

1. CRISPR/Cas9 Flexes Its Muscles: In Vivo Somatic Gene Editing for Muscular Dystrophy — [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https: //www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/131 02818.2017.1406823.

2. Cas9 — [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https: //ru.wikipedia.org/wiki/Cas9.

3. CRISPR Guide — [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https: //www.addgene.org/crispr/ guide/.

влияние гиперкалорийной диеты на некоторые показатели белкового обмена в ткани печени крыс

Исупова Е. А., Мулюкова Л. А., Хакимов Р. А.

Научный руководитель: д.м.н. профессор Бутолин Евгений Германович Кафедра клинической биохимии и лабораторной диагностики Ижевская государственная медицинская академия

Контактная информация: Мулюкова Лейсан Айдаровна — студентка 3 курса Лечебного факультета. E-mail: [email protected]

Ключевые слова: гиперкалорийная диета, белковый обмен.

Актуальность: существенный рост метаболического синдрома в последние годы является значимой проблемой не только медицины, но и общества. Важно диагностировать метаболический синдром на ранних этапах его развития, поскольку имеется угроза развития в скором времени сахарного диабета 2 типа и атеросклеротических процессов [2]. Основным фактором в формировании метаболического синдрома является инсулинорезистентность, приводящая к нарушению липидного и углеводного обмена. В то же время инсулин, являясь системным гормоном принимает участие и в регуляции обмена белков [1].

Цель исследования: изучение некоторых показателей белкового обмена в ткани печени крыс при гиперкалорийной диете.

Материалы и методы: эксперименты проводили на 28 белых беспородных крысах-самцах в возрасте 6 месяцев, массой 190-210 г, которым в течение 60 дней давали диету с высоким содержанием липидов (44% свиного сала от калорийности суточного рациона). В крови опре-

FORCIPE

VOL. 3 SUPPLEMENT 2020

ISSN 2658-4174