Агрегация мутантной формы белка альфа-синуклеина α-Syn A53T в клетках нейронального типа SH-SY5Y: валидация модели

Надежда Евгеньевна Пукаева; Ольга Александровна Кухарская; Татьяна Витальевна Иванова; Майя Романовна Наздрачева; Марина Владимировна Бурак; Александр Александрович Попов; Руслан Константинович Овчинников; Александр Иванович Антохин; Алексей Александрович Московцев; Михаил Сергеевич Кухарский

Надежда Евгеньевна Пукаева «Институт физиологически активных веществ» Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук, 142432, Московская область, г. Черноголовка, Северный проезд, д. 1; ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России, 127994, Москва, ул. Островитянова, д. 1 https://orcid.org/0009-0004-4894-8068
Ольга Александровна Кухарская «Институт физиологически активных веществ» Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук, 142432, Московская область, г. Черноголовка, Северный проезд, д. 1; ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России, 127994, Москва, ул. Островитянова, д. 1 https://orcid.org/0000-0003-3015-6447
Татьяна Витальевна Иванова ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России, 127994, Москва, ул. Островитянова, д. 1
Майя Романовна Наздрачева ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России, 127994, Москва, ул. Островитянова, д. 1
Марина Владимировна Бурак ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России, 127994, Москва, ул. Островитянова, д. 1
Александр Александрович Попов ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России, 127994, Москва, ул. Островитянова, д. 1
Руслан Константинович Овчинников «Институт физиологически активных веществ» Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук, 142432, Московская область, г. Черноголовка, Северный проезд, д. 1; 2 ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России, 127994, Москва, ул. Островитянова, д. 1 https://orcid.org/0009-0002-9426-4551
Александр Иванович Антохин ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России, 127994, Москва, ул. Островитянова, д. 1
Алексей Александрович Московцев ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России, 127994, Москва, ул. Островитянова, д. 1; ФГБНУ «Научно-исследовательский институт общей патологии и патофизиологии», 125315, Москва, ул. Балтийская, д. 8
Михаил Сергеевич Кухарский «Институт физиологически активных веществ» Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук, 142432, Московская область, г. Черноголовка, Северный проезд, д. 1; ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России, 127994, Москва, ул. Островитянова, д. 1 https://orcid.org/0000-0001-5080-2544

Ключевые слова: агрегация белков, альфа-синуклеин, синуклеинопатии, клеточная модель, нейродегенеративные заболевания, тестирование химических соединений, антиагрегационный эффект

Аннотация

Введение. Общим патогенетическим событием при развитии нейродегенеративных заболеваний является агрегация специфических белков в нервной системе. Агрегация белка α-синуклеина обнаруживается при болезни Паркинсона (БП), деменции с тельцами Леви, множественной системной атрофии и др. Исходя из этого, основным направлением поиска потенциальной терапии является разработка препаратов с антиагрегационными свойствами, которые способны предотвращать образование агрегатов, либо способствовать разрушению уже сформированных отложений, и таким образом, приостанавливать развитие патологического процесса. Для поиска и отбора таких препаратов необходимо использовать относительно простые и легко воспроизводимые тест-системы, в которых можно проверять их эффективность. Удобным инструментом для этих целей могут служить клеточные линии, экспрессирующие патогенные формы белков человека, связанные с развитием заболеваний. Цель. Получение и характеристика клеточной модели агрегации α-синуклеина человека на основе генетического конструкта с патогенной мутацией A53T, ассоциированной с семейной формой БП.

Методика. Клетки нейробластомы человека SH-SY5Y трансфецировали плазмидным вектором, кодирующим α-синуклеин с мутацией A53T. Агрегацию белка стимулировали обработкой ингибитором протеасом MG132. Анализ проводили методом флуоресцентной и конфокальной микроскопии после иммуноцитохимического окрашивания белка в клетках. Для валидации модели была проведена оценка действия соединения – артемизинина, на развитие агрегации.

Результаты. Получена и охарактеризована модель агрегации α-синуклеина в клетках нейрональной линии человека, в которой воспроизводятся основные молекулярно-клеточные признаки характерные для синуклеинопатии. В клетках формировались белковые отложения нескольких морфологических типов, отражающих различные этапы агрегации. Ингибирование функции убиквитин-протеасомной системы приводило к значительному усилению агрегации и клеточной гибели. Соединение артемизинин, обладающее нейропротекторными свойствами, снижало общее число клеток с агрегатами, ингибируя накопление ранних продуктов агрегации.

Заключение. Полученная модельная система может быть использована для направленного поиска нейропротекторных препаратов, способных эффективно блокировать патологическую агрегацию α-синуклеина.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.