Шаг к победе над болезнью

Один из восьми университетских проектов, поддержанным Российским научным фондом, реализуется в Институте фундаментальной медицины и биологии под руководством завкафедрой микробиологии Ольги Ильинской…

Работа над проектом "Природные димеры микробных рибонуклеаз: выявление и свойства" ведется на базе кафедры микробиологии и НИЛ Биосинтеза и биоинженерии ферментов КФУ, а также в Междисциплинарном геномном и протеомном центре КФУ. "У нас в основном задействованы молодые кадры: аспиранты, студенты, младшие научные сотрудники, а также молодые доценты до 35 лет", - рассказала О.Ильинская.

Тема выбрана не случайно: работа в направлении разработки новых средств противоопухолевой терапии уже велась ранее и ведется сейчас в Open Lab "Маркеры патогенеза" - в рамках грантового проекта ученые лишь изменили вектор исследования, посмотрев на знакомое явление с другой стороны. "Если в Open Lab мы, в основном, занимаемся медицинским направлением – выявляем онкогенные маркеры в клетке и ищем среди микробных ферментов новые щадящие средства терапии раковых заболеваний, то в грантовом проекте мы обратили внимание на молекулярную структуру бактериальных рибонуклеаз с избирательной противоопухолевой активностью. Эта структура, по нашему предположению, важна для того, чтобы блокировать определенные онкогены и сигнальные пути в раковых клетках и, таким образом, тормозить их рост, убивать", - прокомментировала Ольга Николаевна.

Таким образом, исследователи уверены, что выявление структурных особенностей бактериальных белков, обладающих рибонуклеазной активностью, имеет очень большое значение, поскольку ряд значимых для медицины свойств ферментов определяется не только каталитической активностью, но и взаимодействием молекулы РНКазы с другими биомолекулами. В перспективе направление, связанное с исследованием структур РНКаз, будет полезным для разработки на их основе медицинских препаратов не только с противоопухолевым, но и с противовирусным действием.

Как известно, грант РНФ рассчитан на 3 года, однако группе О.Ильинской удалось достичь весьма значимых результатов уже к концу первого года. "Самое значимое достижение прошлого года состоит в том, что нам удалось доказать необычную димерную структуру микробной рибонуклеазы биназы (так она называется, потому что синтезируется бактерией Bacillus intermedius), - то есть фермент состоит из двух субмолекул", - поделилась руководитель проекта. По ее словам, такая структура была ранее известна только для РНКаз животного происхождения. Кроме того, исследователями выявлено селективное цитотоксическое действие биназы в отношении клеток рака яичника.

В мире существует лишь несколько научных групп, которые работают  в том же направлении, что и наши исследователи: 1-я – из США (группа Рональда Райнса, Университет штата Висконсин), 2-я и 3-я - из Италии (группа Массимо Либонати, факультет медицины и хирургии Университета Вероны и группа Джузеппе Д'Алессио, УНИНА университет, Неаполь)), а 4-я – группа академика РАН Александра Макарова из Института молекулярной биологии им. В.А.Энгельгардта (Москва).

Однако, по словам О.Ильинской, конкуренции между исследователями нет, тем более, что занимаются они разными типами рибонуклеаз: "Американцы работают с рибонуклеазами из поджелудочной железы крупного рогатого скота и из леопардовой лягушки, итальянцы – РНКазами из семеников быка, а мы и московская группа – с бактериальными РНКзами. Они хороши тем, что их каталитическая активность не блокируется, когда они попадают в организм человека или животных, потому что к бактериальным РНКазам у нас не выработан ингибитор".

Кроме того, у научной группы О.Ильинской есть еще одно отличие и даже преимущество: в то время, как другие исследователи делали акцент на изучение физико-химических свойств РНКаз, казанская группа обратила внимание на другой аспект – проявление биологических свойств этих ферментов, а теперь приступила и к изучению надмолекулярной организации этих ферментов.

Но достижение исследователей КФУ состоит не только в установлении димерной структуры биназы. "Нас ожидала большая экспериментальная удача, потому что мы разработали эффективные методы хроматографической очистки белков... Раньше никто не мог так хорошо чистить белки, как мы научились на примере наших рибонуклеаз", - рассказала О.Ильинская. Она отметила, что их группе удалось привлечь широкий спектр разнообразных методов, в частности, благодаря сотрудничеству с Междисциплинарным геномным и протеомным центром КФУ.

Как уже говорилось, исследование РНКаз в дальнейшем должно быть полезным при создании новых терапевтических препаратов. И сейчас в планах у ученых КФУ исследование не только противоопухолевого, но и противовирусного действия: "Показано, что наша РНКаза прекрасно действует против вируса гриппа А H1N1, - это и "птичий", и "свиной" грипп. А поскольку вирусы гриппа по содержанию нуклеиновой кислоты (РНК) такие же, как вирусы лихорадки Эбола и ВИЧ, то перспектива применения просто потрясающая. В этом году мы как раз хотим сделать упор на антивирусное действие".

Конечно, возможности работать с опасными вирусами здесь нет, но исследователи нашли выход: помогло давнее сотрудничество с Гиссенским университетом им. Ю.Либиха, а также то, что 2 молодых сотрудника выиграли грант "Алгарыш" для поездки в Институт вирусологии Гиссена. «Моменты взаимодействия РНКаз с клеткой без вирусов, мы изучаем здесь, а если предстоит работа с вирусами, будем вести ее в Германии, в сотрудничестве с нашими партнерами", - резюмировала О.Ильинская.

И наконец, еще один итог исследовательской группы – пять статей в журнала, входящих в Scopus и WoS. "Молодые сотрудники всегда думают о том, как приносить пользу людям. Это, конечно, звучит романтично в наш век, но это и правильно: люди должны рассчитывать на то, чтобы достижения были внедрены. Конечно, внедрение – длительный процесс, требующий отдельного финансирования, поэтому я считаю, что наша сегодняшняя задача – вывести фундаментальную базу на такой уровень, чтобы опубликоваться в самых престижных журналах и доказать, что разработка достойна внедрения", - выразила О.Ильинская свою точку зрения по этому поводу.

Аспиранты Елена Дудкина и Юлия Сокуренко в процессе хроматографической очистки бациллярных РНКаз.

Напоследок, мнения участников проекта о РНФ:

О.Ильинская:  "Замечательный фонд, мы рады, что получили его поддержку. Хотелось бы обратить внимание организаторов, что для крупных учреждений хорошо было бы проводить конкурсы без обязательного включения людей "со стороны". Так, только на моей кафедре микробиологии КФУ 12 магистрантов и 24 аспиранта, среди которых почти треть – иностранцы: из Коста-Рики, Вьетнама, Пакистана, Бурунди, Бенина, Монголии, Казахстана… Получается, что ведущие профессора КФУ не могут получить грант РНФ "Проведение исследований в небольших группах под руководством ведущих российских и зарубежных ученых", в рамках которого можно было бы работать со "своими" аспирантами. Думаю, что такую ситуацию можно бы было исправить".

В.Ульянова: "После получения гранта РНФ мы смогли осуществить то, что давно планировали в нашей экспериментальной работе. Теперь, имея средства на реактивы, мы решаем более современные задачи, касающиеся выделения и очистки белков. Мы хотим представить отчетные статьи для фонда так, чтобы не возникало замечаний, но, как и всякая активно работающая команда, имеем и другие гранты, например, я – руководитель молодежного гранта РФФИ. Мы будем четко указывать в статьях, какая часть работ выполнена при поддержке конкретного фонда, и надеемся, что это будет правильно".

Е.Дудыкина: "Было бы отлично, если бы РНФ, на который мы теперь очень надеемся, объявил конкурс молодежных проектов".