ВІДДІЛ БІОХІМІЇ ЛІПІДІВ
Завідувач – до 2016 р. д .б. н., член-кор. НАНУ та АМНУ, проф. ГУЛА Надія Максимівна
З 2017 р. в.о. завідувача – к.б.н., с.н.с. Косякова Галина Василівна
Тел.: (044) 234 82 29; E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам необхідно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
Відділ біохімії ліпідів створено наприкінці 1980 р. спочатку як лабораторію клітинних культур, яка згодом, у 1991 р., була реорганізована у відділ біохімії ліпідів. Основним напрямом досліджень відділу стало вивчення функціональної ролі ліпідів у клітині. Цей науковий напрям від дня його заснування і дотепер очолює Н. М. Гула.
В теперішній час у відділі працюють 2 доктори наук та 8 кандидатів наук.
Ще на початку 1980-х років Н.М. Гула з колективом авторів виявила в клітинах нейробластоми С1300N18 сполуки нового класу біологічно активних малополярних ліпідів N-ацилетаноламінів (NAE). В наступні роки було досліджено роль і механізм дії цих сполук в організмі. Вперше було показано мембранотропну та мембранопротекторну дію NAE. Встановлено, що ефект різних NAE залежить від структури ацильного залишку. Ці дослідження (разом з роботами інших науковців) покладено в основу відкриття існування в організмі ендоканабіноїдної сигнальної системи.
Результати досліджень біологічної дії NAE увійшли до роботи «Відкриття, вивчення властивостей, функціональної ролі та практики застосування нового класу біологічно активних ліпідів - N-ацилетаноламінів», яка була відзначена Державною премією України в галузі науки і техніки у 2010 р.
Найвагоміші результати за 2014-2018 рр.
Дослідження відділу за цей період були спрямовані на вивчення біологічної дії насиченого NAE N-стеароїлетаноламіну (NSE) при моделюванні експериментального інсулінорезистентного стану (ІР) та когнітивних порушень у ссавців.
Результати проведених досліджень на моделі експериментального інсулінорезистентного стану в щурів, спричиненого аліментарним ожирінням, показали, що довготривале жирове навантаження спричиняє дисбаланс у складі основних фосфоліпідів та жирних кислот печінки, що є одним із факторів розвитку ІР у щурів. Прогресування дисліпідемії супроводжувалось зростанням вмісту продуктів пероксидного окиснення ліпідів (ПОЛ) та протеїнів (ПОП), зниженням активності супероксиддисмутази, каталази та зростанням активності глутатіонпероксидази. Застосування NSE (50 мг/кг маси тіла протягом 2 тижнів) щурам з ІР сприяло нормалізації рівня індивідуальних фосфоліпідів в печінці, що корелювало зі зниженням вмісту інсуліну плазми крові та підвищенням чутливості до нього. Виявлено, також, нормалізацію жирнокислотного складу фосфоліпідів за дії NSE, що може бути пов’язано з його модулювальною дією на активність основних десатураз. Крім того, за умов ведення NSE щурам з індукованим ІР станом, зафіксовано зростання активності супероксиддисмутази, каталази та ще більше зростання активності глутатіонпероксидази. При цьому, відбувалося зниження інтенсивності процесів ПОЛ та ПОП.
При вивченні впливу NSE на структурно-функціональний стан жирової тканини щурів з ІР, виявлено нормалізацію фосфоліпідного та жирнокислотного складу мембран адипоцитів щурів з індукованим ІР, що корелювало із відновленням рівня лептину в плазмі крові щурів.
Отже, застосування NSE сприяє нормалізації ліпідного складу адипоцитів та функціонального стану жирової тканини щурів зІР, спричиненим аліментарним ожирінням.
З огляду на те, що дисбаланс ліпідного складу та про-/антиоксидантного стану печінки щурів, викликаного аліментарним ожирінням, спричиняє істотні метаболічні зміни, які пов’язані з розвитком ІР, компенсація цього дисбалансу за дії NSE може сприяти відновленню інсулінового сигналінгу, пригніченню розвитку ожиріння, послабленню ІР та діабету ІІ типу.
Сьогодні важливу роль у патогенезі інсулінорезистентного стану та цукрового діабету 2 типу відводять хронічному запальному процесу.
Відомо, що ядерний фактор NF-кB впливає на більшість генів, задіяних в імунній, гострофазній запальній відповіді організму. При вивченні ролі ядерного фактору NF-kB в реалізації ефектів NSE в нормі та за інсулінорезистентного стану у щурів нами встановлено, що NSE за концентрації 10-7М у середовищі культивування зменшує на 60-80 % транслокацію ядерного фактору NF-κB у ядро ЛПС-стимульованих перитонеальних макрофагів нормальних щурів. У неактивованих перитонеальних макрофагів, отриманих від щурів з інсулінорезистентним станом вміст NF-κB в ядрі був підвищений на 50% відносно нормальних клітин. Стимуляція ЛПС не призводила до змін кількості молекул NF-κB в ядрі цих клітин. Це свідчить про те, що за ІР макрофаги щурів знаходяться в активованому стані. За інкубування цих клітин з 10-7М NSE кількість молекул NF-κB в ядрі знижувалась до значень нормальних клітин. Таким чином, NSE сприяє нормалізації функціонального стану перитонеальних макрофагів щурів, порушеного за інсулінорезистентності.
У щурів з ІР в сироватці крові майже в 3 рази спостерігалось підвищення рівня прозапального цитокіну TNFα. За умов введення NSE в дозі 50 мг/кг протягом 14 днів щурам з ІР вміст прозапального цитокіну TNFα знижувався до значень нормальних щурів. Змін вмісту прозапальних цитокінів IL-1β та IL-6 за цих умов не спостерігалось.
Відомо, що рецептори PPAR здатні впливати на транскрипційну активність NF-κB і, тим самим, відіграють ключову роль в регуляції запалення й дисліпідемії.
В дослідах in vitro з використанням селективного синтетичного активатора PPARα/γ -рецепторів LY-171,883, селективного інгібітора PPARγ – GW9662 та інгібітора PPARα-рецепторів GW6471 нами встановлено, що NSE може реалізувати свою дію через всі субтипи PPAR. Результати, отримані методом комп’ютерного молекулярного моделювання (докінгу) взаємодії NSE з просторовими структурами ліганд-зв'язуючого домена рецепторів PPARα, PPARγ та PPAR(β)δ показали, що NSE теоретично здатен зв'язуватись зі всіма підтипами PPAR-рецепторів, але найвищу спорідненість він виявляє до PPARγ. Докінг молекули стеаринової кислоти та NSE в ліганд-зв’язуючий центр всіх субтипів PPAR показав, що вагому роль у зв’язуванні NSE з ліганд-зв’язуючим доменом молекули PPAR відіграє залишок етаноламіну. Отже, антизапальна дія NSE може бути реалізована через активацію PPARγ.
Іншим напрямком досліджень відділу було вивчення протекторної дії NAE за експериментальних когнітивних порушень у ссавців.
На моделі когнітивних порушень, спричинених розвитком холінергічного дефіциту, індукованого введенням скополаміну встановлено, що N-стеароїлетаноламін (5 мг/кг маси тіла протягом 5 днів за 20 хв до введення скополаміну, per os) проявляє позитивну скринінгову антиамнестичну активність. Виявлений антиамнестичий ефект NSE частково може бути обумовлений його здатністю запобігати зростанню ацетилхолінестеразної активності, порушенню про/антиоксидантної рівноваги у плазмі крові, гіпокампі та фронтальній корі головного мозку тварин, змінам вмісту фосфоліпідів, вільного холестеролу та його ефірів, а також вмісту як сумарних, так і окремих вільних жирних кислот, жирних кислот у складі фосфоліпідів та ефірів холестеролу у досліджуваних відділах головного мозку щурів.
Виявлені ефекти N-стеароїлетаноламіну можуть стати підґрунтям для створення нового лікарського засобу, який може бути застосований в комплексній терапії людей із когнітивними порушеннями різного генезу.
В рамках дослідження противірусної активності NSE було вивчено його вплив на репродукцію вірусів простого герпесу та гепатиту С.
В дослідах in vitro вивчали противірусну активність NSE на культурі клітин Jurkat, трансфікованих різними субтипами вірусу гепатиту С за умов різного вірусного навантаження. Було показано, що NSE у концентрації від 10-6 М до 10-9 М ефективно (показник ПЛР для вірусної РНК, геном-еквівал. = 0) інгібують репродукцію вірусу гепатиту С в трансфікованих клітинах Jurkat.
Дослідження противірусної активності NSE щодо вірусу простого герпесу 2 типу на культурі клітин Vero показало, що NSE ефективно пригнічує репродукцію вірусу герпесу 2 типу в концентраціях від 10-6 до 10-8 в культурі клітин Vero (хіміотерапевтичний індекс = 103).
Вивчення противірусної активності NSE in vivo проводили на моделі герпетичного менінгоенцефаліту в мишей. Встановлено, що NSE, введений в дозі 0,2 мг/кг за 24 г до зараження вірусом герпесу, має виражену профілактичну дію, що виражалось в зменшенні загибелі тварин від герпетичного менінгоенцефаліту на 40% порівняно з групою тварин, які не отримували NSE.
За лікувальної схеми введення NSE в дозі 0,2 мг/кг (одноразово через 24 години після зараження вірусом герпесу) зменшував загибель мишей від герпетичного менінгоенцефаліту на 75% порівняно з групою тварин, які не отримували NSE.
Отримані дані створюють засади для розробки новітнього лікарського засобу для профілактики та лікування герпетичних вірусних інфекцій та вірусного гепатиту С.
Публікації:
Підготовка кадрів
Захищено 2 кандидатські дисертації (2015 рр.), закінчено аспірантуру (2018 p.) – 1.
Науково-практичні розробки і впровадження
У 2010 році укладено ліцензійний договір про надання ВАТ «Фармак» виключної ліцензії на використання об’єктів інтелектуальної власності з метою серійного