Исследования под руководством Николаса Базана, доктора медицины, доктора философии, профессора Бойда и директора Центра передового опыта в области неврологии в LSU He alth New Orleans, обнаружили новый класс медиаторов или биохимических триггеров, которые он назвал элованоидами (ELV). Элованоиды являются первыми биологически активными химическими мессенджерами, изготовленными из полиненасыщенных жирных кислот с очень длинной цепью омега-3 (VLC-PUFAs, n-3), которые высвобождаются в ответ на повреждение клеток или когда клетки сталкиваются с неблагоприятными условиями для выживания. Это открытие является первым свидетельством существования элованоидов и их значительной роли в защите и поддержании выживания клеток пигментного эпителия сетчатки (ПЭС) и фоторецепторов. Работа опубликована онлайн в журнале Nature Research’s Scientific Reports.
«Мы считаем, что это открытие представляет собой новую концепцию биологии, которая изменит медицину», - говорит Николас Базан, доктор медицинских наук, профессор Бойда и директор Центра передового опыта в области неврологии в LSU He alth New Orleans.
Это исследование раскрывает механистический прорыв в понимании того, как клетки защищены от надвигающегося повреждения. Некомпенсированный окислительный стресс часто является ранним событием, связанным с гибелью клеток сетчатки, нейронов или сердца, а пигментный эпителий сетчатки и сетчатка находятся в постоянном стрессе.
«Мы обнаружили, что элованоиды имеют уникальную структуру и что они усиливают экспрессию белков, способствующих выживанию, в клетках, подвергающихся некомпенсированному окислительному стрессу», - говорит доктор Базан.
Лаборатория Базана обнаружила, идентифицировала и структурно охарактеризовала этот новый класс молекул в клетках пигментного эпителия сетчатки человека. Из-за своей биологии они классифицируются как медиаторы и являются производными докозагексаеновой кислоты (ДГК). ДГК в изобилии присутствует в сетчатке, а также служит предшественником сигнальных молекул, называемых докозаноидами, которые способствуют стабильности и равновесию клеток и защищают клетку. ДГК- или эйкозапентаеновая кислота (ЭПК), производная 26-углеродной жирной кислоты, представляет собой молекулу, на которую воздействует удлиняющий фермент ELOVL4, который экспрессируется в фоторецепторных клетках. Мутации ELOVL4 связаны с потерей зрения и дисфункцией нейронов. Это имеет значение для разработки новых методов лечения таких состояний, как болезнь Штаргардта и другие формы дегенерации сетчатки.
Базан и его команда обнаружили, что ELV состоят из предшественников жирных кислот длиной 32 или 34 атома углерода, вырабатываемых естественным образом в клетках пигментного эпителия сетчатки (RPE) человека. Большинство известных липидных медиаторов или мессенджеров происходят из предшественников жирных кислот с 18, 20 или 22 атомами углерода, включая простагландины, лейкотриены, липоксины, эндоканабиноиды, резолвины и докозаноиды. Элованоиды имеют структуру, напоминающую докозаноиды, но с другими физико-химическими свойствами и альтернативно регулируемыми путями биосинтеза. То, что элованоиды длиннее всех известных медиаторов, может быть ключом к их эффективности. Более длинные элованоиды могут достигать и связываться в течение более длительного периода времени с рецепторами в клетках, необходимых для индукции выживания клеток.
«Это очень захватывающее открытие, которое открывает путь к расширению науки о нейропротекции», - говорит Базан. «Наше исследование выявляет потенциальные терапевтические мишени для заболеваний, связанных с дегенерацией сетчатки. Кроме того, эти результаты обеспечивают важные концептуальные достижения, имеющие большое значение для выживания нервных, а также любых других клеток в организме, путем включения нейропротекции с использованием набора молекул, которые имитируют то, как тело естественным образом активирует эту защиту».