В Сибирском государственном медицинском университете открылась Кафедральная научно-образовательная лаборатория инженерии внутриклеточного сигналинга. Новая площадка будет изучать, как сбои в сигнальных сетях клетки приводят к тяжелым социально значимым заболеваниям, и искать способы управлять этими процессами.
Ученые не просто ищут отдельные молекулярные мишени, а исследуют сигнальную сеть как единое целое — чтобы находить уязвимые точки для терапии, корректировать нарушения и создавать подходы к лечению, учитывающие индивидуальные особенности пациента. Особенность новой лаборатории в сочетании тензометрии и флуоресцентной визуализации: методов, позволяющих одновременно регистрировать механические и биохимические процессы в живых сосудах.
Внутриклеточный сигналинг — это система «коммуникаций» внутри клетки, которая управляет ее жизнью. Клетка постоянно получает сигналы извне и отвечает на них — запускает рост, деление и другие процессы. Чтобы организм развивался нормально и оставался здоровым, эти сигналы должны передаваться без сбоев. Если же в системе коммуникаций что-то ломается, это может запустить развитие множества заболеваний — онкологических, нейродегенеративных, метаболических, сердечно-сосудистых и бронхолегочных.
О задачах лаборатории рассказывает ректор СибГМУ Евгений Куликов:
«Задача лаборатории — найти мишени для оптимальной таргетной терапии, в первую очередь для заболеваний органов сердечно-легочного комплекса. Долгосрочная цель — поиск мишеней для создания новых методов лечения и предотвращения хронических осложнений. При этом все разработанные методики интегрируются в образовательные программы Сибирского медуниверситета, чтобы готовить специалистов, владеющих современными подходами к работе с клеточными сигнальными системами».
Для изучения сигнальных процессов в лаборатории применяют два метода. Первый — тензометрия, измерение силы сокращения сосудов, которое позволяет оценить механическую реакцию сосудистой стенки на различные воздействия и понять, как меняется тонус сосудов при патологии. Второй — флуоресцентная визуализация, которая в реальном времени показывает изменения концентрации кальция в живых клетках и дает возможность наблюдать за биохимическими процессами, лежащими в основе сигнальной передачи. Сочетание этих методов позволяет одновременно регистрировать механические и биохимические процессы: большинство научных групп в мире работают либо с изолированными органами, либо с клеточными культурами, тогда как здесь оба подхода объединены. Такой формат дает более полную картину того, как нарушения передачи сигналов или внутриклеточных сигнальных систем влияют на работу сосудов.
Кроме того, лаборатория может тестировать новые лекарственные препараты — оценивать их влияние на сосудистую стенку и сигнальные процессы в живых клетках. Тензометрическая установка имеет четыре независимых канала, что позволяет одновременно изучать четыре образца: например, сравнивать действие разных концентраций препарата или реакции разных типов сосудов в параллельном режиме. Это ускоряет исследования и делает их результаты более воспроизводимыми.
Почему ставки сделаны именно на комплексный подход, объясняет руководитель лаборатории, заведующая кафедрой биофизики и функциональной диагностики СибГМУ Светлана Гусакова:
«Сегодня многие препараты действуют на одну терапевтическую мишень — конкретную молекулу, рецептор или процесс, которые участвуют в развитии болезни. Такой подход точечный, но часто недостаточно эффективный: сигнальная сеть в клетке устроена сложно, и блокировка одной мишени нередко компенсируется другими путями. При одном и том же диагнозе нарушения у пациентов могут затрагивать разные звенья внутриклеточной сигнальной сети — от этого зависят течение заболевания и ответ на лечение. Задача нашей лаборатории — изучить эти различия и найти способы направленно корректировать работу сети, а не только воздействовать на отдельные молекулярные мишени».
Результаты исследований на базе лаборатории инженерии внутриклеточного сигналинга носят прикладной характер: полученные данные пополнят международные научные базы и лягут в основу для поиска и разработки новых лекарственных препаратов, а разработанные методики будут интегрированы в образовательные программы университета. Для студентов и аспирантов это возможность участвовать в науке мирового уровня и осваивать современные экспериментальные подходы. Для системы здравоохранения — шаг к терапии, которая будет учитывать индивидуальные особенности пациента и воздействовать на причины заболеваний, а не только на их симптомы.
Лаборатория открыта на базе кафедры биофизики и функциональной диагностики в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» (нацпроект «Молодежь и дети»).
