Вы получили грант РНФ по поддержке исследований на базе инфраструктуры 2021 года. Не могли бы вы рассказать о самом гранте и его условиях?
Инфраструктурный грант Российского Научного Фонда подразумевает реализацию проекта при сотрудничестве исследовательских групп двух организаций. В нашем случае это Национальный медицинский исследовательский центр имени В.А. Алмазова в лице директора Института молекулярной биологии и генетики Костаревой Анны Александровны. Грант дается на 4 года, одним из условий является не менее 10 публикаций в высокорейтинговых журналах.
Ваше исследование озаглавлено «Разработка и применение метода персонализированной медицины на основе структурного и биоинформатического анализа белковых мутаций, связанных с наследственными заболеваниями, для оптимизации поиска лекарств». Не могли бы вы рассказать о методике? Что за белковые мутации вы будете анализировать?
В данном проекте современные методы структурной биоинформатики, связанные с анализом взаимосвязи «последовательность-структура-функция» белка, будут использованы для раскрытия механизмов кардиомиопатии, характеризующихся амилоидными поражениями сердца, при которых развивается синдром сердечной недостаточности.
Кардиомиопатии ― это тяжелые, чаще всего генетически обусловленные заболевания миокарда, при которых нарушается его структура и функции, а также развивается синдром сердечной недостаточности.
На сегодняшний момент имеется крайне мало данных о структурных особенностях белковых молекул в тканях пациентов с амилоидными отложениями в сердце. Кроме того, существуют пациенты, у которых не идентифицированы мутации белка транстиретина, но при этом у больных происходит отложение амилоида в тканях сердца. В мировой практике отсутствуют данные о причинах и механизмах такого процесса, как, и соответственно, о лекарственных препаратах для таких пациентов.
Ваше исследование должно решить эту проблему?
Наша работа позволит использовать новые подходы для разработки лекарств, подавляющих амилоидогенез на основе in silico докинга на структурах амилоидных мишеней. Данный подход выгодно отличается от стратегий «слепых» тестов больших библиотек химических веществ, которые сегодня, как правило, используются научными группами и фармацевтическими компаниями.
Таким образом мы лучше поймем, как лечить амилоидоз сердца, в том числе, наследственный. Различные кардиомиопатии, сердечную недостаточность ― основные причины смертности по всему миру.
Какие этапы запланированы по этому проекту?
У нас есть восемь основных задач. Первая: выявление причин развития сердечных патологий на основе анализа генных мутаций.
Следующая задача, это разработка улучшенных компьютерных программ для крупномасштабного биоинформатического анализа белковых мутаций, связанных с наследственными заболеваниями. Затем мы должны получить молекулярные модели пространственной структуры анализируемых белков.
Следующая задача: поиск новых потенциальных лекарственных средств. Затем, идет создание моделей экспериментального амилоидоза сердца. Это нужно из-за малой изученности и тяжести последствий амилоидного поражения сердца.
Потом мы займемся синтезом и исследованием поведения молекул лекарственных средств в растворе. Затем оценим их эффективность на нашей модели амилоидного поражения. Наконец, восьмая и последняя задача — разработка систем доставки соединений на основе биополимерных матриц.
Планируется ли в рамках гранта привлекать новых специалистов, может быть аспирантов или магистрантов?
В первый год в проекте будут участвовать три аспиранта, магистрант и три бакалавра. Они будут работать под руководством главного исполнителя по проекту Светланы Морозкиной, сотрудника научно-исследовательского центра биоинженерии.
Кроме того, поскольку проект мультинаправленный, полученные результаты будут обсуждаться на семинарах и мини-конференциях, доступ к которым будет свободным для всех студентов Университета ИТМО и центра им. В.А. Алмазова, а также результаты будут использованы в лекционных и семинарских занятиях. Открытость и междисциплинарность проекта позволит привлечь новых студентов и аспирантов.
Что планируется получить в итоге проекта?
Впервые в мире нами будут отобраны образцы тканей сердца пациентов с амилоидными поражениями сердца, будет проведено секвенирование генов и получена информация о мутациях в белковых структурах.
Будут использованы компьютерные программы для установления участков белков, вовлеченных в амилодные агрегаты, будут проведены эксперименты для подтверждения этих предсказаний, смоделированы или определены структуры амилодных фибрилл, что позволит провести молекулярный докинг.
Главным результатом проекта станут молекулы, которые могут стать потенциальными лекарственными средствами для больных с амилоидными отложениями и спасти сотни тысяч жизней. В настоящее время подобных проектов в мировой практике не существует. Абсолютно все данные в ходе проекта будут получены впервые, что гарантирует их уникальность и научную ценность для мирового сообщества.
