ВІДДІЛ БІОХІМІЇ ЛІПІДІВ


 gula1
  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 потрібно 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:

Публікації

  1. Berdyshev A.G., Kosiakova H.V., Hula N.M. Modulation of LPS-induced ROS production and NF-κB nuclear translocation by N-stearoylethanolamine in macrophages // Ukr.Biochem.J . -2017. - V. 89 , N 5. - P. 62 - 69
  2. Berdyshev A.G., Kosiakova H.V., Onopchenko O.V., Panchuk R.R., Stoika R.S., Hula N.M. N-Stearoylethanolamine suppresses the pro-inflammatory cytokines production by inhibition of NF-κB translocation // Prostaglandins Other Lipid Mediat. -2015. -121, Part A. -P. 91-96.
  3. Bondarenko O.V., Hula N.M., Makarchuk M.Yu., Horid’ko T.M. Effects of N-stearoylethanolamine on anxiety-like behavioral reactions of rats after chronic alcoholization // BIOLOGIJA. -2014. -60, №1. -P. 23-31.
  4. Chumak A.A., Berdyshev A.G., Kosyakova G.V., Talko V.V., Gula N.M. Potential use of N-stearoylethanolamine in radiation medicine // Probl Radiac Med Radiobiol. -2015, №20. -P. 137-146.
  5. Krasavin M., Lukin A., Bakholdina A., Zhurilo N., Onopchenko O., Borysko P., Zozulya S., Moore D., Tikhonova I. G. Continued SAR exploration of 1,2,4-thiadiazole-containing scaffolds in the design of free fatty acid receptor 1 (GPR40) agonists // Eur J Med Chem. - 2017. - V. 140 , N 13. - P. 229 - 238.
  6. Olena Lykhmus, Kateryna Uspenska, Lyudmyla Koval, Daria Lytovchenko, Larysa Voytenko, Tetyana Horid'ko, Halyna Kosiakova, Nadiya Gula, Serhiy Komisarenko, Maryna Skok  N-Stearoylethanolamine protects the brain and improves memory of mice treatedwithlipopolysaccharide orimmunizedwiththeextracellular domain of α7 nicotinic acetylcholine receptor  // Int Immunopharmacol. - 2017. - V. 52 . - P. 290 - 296
  7. Onopchenko O. V., Kosiakova G. V., Meged E. F. , Klimashevsky V. M., Hula N. M. The effect of N-stearoylethanolamine on cholesterol content, fatty acid composition and protein carbonylation level in rats with alimentary obesity-induced insulin resistance // Ukr. Biokhim. Zh. -2014. -86, №6. -P. 119-128.
  8. Onopchenko O.V., Kosiakova G. V., Klimashevsky V. M., Hula  N. M. The effect of N-stearoylethanolamine on plasma lipid composition in rats with experimental insulin resistance  // Ukr. biochem. J.-2015.-V. 87,N1.-P.46-54
  9. Onopchenko O.V., Kosiakova G.V. , Oz M., Klimashevsky V.M., Gula N.M. N-Stearoylethanolamine restores pancreas lipid composition in obesity-induced insulin resistant rats  // Lipids. -2015. -50, №1. -P. 13-21.
  10. R. R. Suleimanova, E. А. Hudz, D. О. Melnychuk, L. H. Kalachniuk. Age-related changes phospholipids of sterlet in liver and dorsal muscles // Ukr. Biochem. J . -2017. - V. 89, N 1. - P. 71 - 75.
  11. T. M. Horid’ko, H. V. Kosiakova, A. G. Berdyshev, O. F. Meged, E. A. Gudz, O. V. Onopchenko, V. S. Asmolkova, V. M. Lozova, E. V. Tukalenko, O. V. Bondarenko, I. I. Tubalzeva, О. А. Kovalenko, M. Y. Makarchuk, N. M. Hula Antistress effects of N-stearoylethanolamine in rats with chronic social stress // Ukr.Biochem.J . -2017. - V. 89 , N 4. - P. 68 - 76.
  12. Березенко В.С., Ткалик Е.М., Косякова Г.В., Климашевский В.М., Гула Н.М., Дыба М.Б. Особенности липидного и жирнокислотного спектра крови у детей с язвенным колитом // Педиатрия. Восточная Европа. - 2017. - Т. 5 , № 1. - С. 49 - 56.
  13. Бондаренко О., Гула Н., Макарчук М., Горідько Т. Вплив N-стеароїлетаноламіну в різних дозах на поведінкові реакції хронічно алкоголізованих щурів у тесті відкрите поле // Вісник Львівського університету. Серія біологічна. -2014. -64. -С. 327-336.
  14. Бондаренко О., Гула Н., Макарчук М., Горідько Т. Вплив N-стеароїлетаноламіну на рівень емоційності та здатності до навчання у щурів  // Фізіол. журн. -2014. -60, №5. -С. 52-61.
  15. Бондаренко О., Гула Н., Макарчук М., Горідько Т. Вплив різних доз N-стеароїлетаноламіну  на рівень тривожності алкоголізованих щурів // ВІСНИК Київського національного університету імені Тараса Шевченка. БІОЛОГІЯ. -2014. -1, №66. -С. 65-69.
  16. Гудзь Е.А., Панчук Р.Р., Рябцева А.А., Митина Н.Е., Косякова Г.В., Скороход Н.Р., Легка Л.В., Заиченко А.С., Гулая Н.М., Стойка Р.С. Функционализация N-стеароилэтаноламином (NSE) содержащей доксорубицин мицелярной системы на основе полимерного носителя снижает общую токсичность доксорубицина . Наноразмерные системы и наноматериалы : исследования в Украине / Редкол.: А.Г.Наумовец (глав. ред.); НАН Украины. - К.: Академпериодика — 2014. -768 с. - С.515-518.
  17. Гула Н.М., Чумак А.А., Рибалко С.Л., Дядюн С.Т., Асмолкова В.С., Бердишев А.Г., Косякова  Г.В., Старосила Д.Б., Беньковська Л.К., Башта Ю.М. Протигрипозний еффект N-стеароїлетаноламіну // Журн. НАМН Украіни. -2014. -20, №4. -С. 393-401.
  18. Данилова В.М., Виноградова Р.П., Косякова Г.В., Бердишев А. Г. , Гула Н.М. Винахідницька діяльність відділу біохімії ліпідів інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України // Укр. біохім. журн. -2015. -87, №4. -С. 123-129.
  19. Є.А.Ґудзь, Н.М. Гула  Багатофункціональні наноматеріали для біології і медицини: молекулярний дизайн, синтез і застосування.  // Под ред. Р.С. Стойки. Київ: Наук. Думка . -2017  . -364 с.
  20. Жуков О.Д, Бердишев А.Г., Косякова Г.В., Клімашевський В.М., Горідько Т.М., Мегедь О.Ф., Гула Н.М. Вплив N-стеароїлетаноламіну на рівень 11-оксикортикостероїдів і цитокінів IL-1β, IL-6 та TNFα  у щурів за неспецифічного запалення при термічному опіку шкіри // Укр. біохім. журн. -2014. -86, №3. -С. 88-97.
  21. Заявка на винахід № а201707836, МПК (2017.01)  А61К 31/00, А61К 31/20; А61Р 31/12. Засіб для профілактики та лікування інфекцій, спричинених вірусами простого герпесу 1 та 2 типів  / Гула Н.М., Чумак А.А., Бердишев А.Г., Косякова Г.В, Горідько Т.М., Мегедь О.Ф., Асмолкова В.С., Порва Ю.І., Рибалко С.Л., Дядюн С.Т., Старосила Д.Б. – заявл. 26.07.2017
  22. Заявка на винахід № а201707837, МПК (2017.01) А61К 31/00, А61К 31/20; А61Р 31/12. Засіб для лікування гепатиту С людини  / Гула Н.М., Рибалко С.Л., Чумак А.А., Дядюн С.Т., Бердишев А.Г., Старосила Д.Б., Косякова Г.В, Горідько Т.М., Мегедь О.Ф., Асмолкова В.С., Порва Ю.І. . – заявл. 26.07.2017 р.
  23. Онопченко О. В., Косякова Г. В., Горідько Т. М., Клімашевський В. М., Гула Н. М.  Вплив N-стеароїлетаноламіну  на фосфоліпідний склад печінки щурів з інсулінорезистентністю, спричиненою аліментарним ожирінням // Укр. біохім. журн. -2014. -86, №1. -С. 101-110.
  24. Пат. 104650 UA, МПК А 61Р 31/12 (2006.01), А 61 К 31/164 (2006.01) Застосування N-стеароїлетаноламіну як речовини з активною антигрипозною, антивірусною, антинейрамінідазною, інтерфероніндукуючою та антигемаглютинуючою дією та засіб для профілактики та лікування грипозної інфекції / Гула Н.М., Асмолкова В.С., Рибалко В.Л., Дядюн С.Т., Старосила Д.Б., Комісаренко С.В., Чумак А.А., Бердишев А.Г. Опуб. Бюл.№4, 25.02.2014.
  25. Пат. 113605 UA, МПК (2016.01) А61К 31/00, А61К 31/20; А61Р 17/02. Застосування N-стеароїлетаноламіну як лікарського засобу з комплексною дією для лікування термічних опіків шкіри III ступеня та профілактики й лікування опікової хвороби / Гула Н.М., Чумак А.А., Бердишев А.Г., Косякова Г.В., Горідько Т.М., Мегедь О.Ф., Онопченко О.В. Опубл. 10.02.2017. Бюл. №3.
  26. Р.Р. Сулейманова, Є.А. Гудзь, Д.О.Мельничук, Л.Г. Калачнюк Вікові особливості вмісту фосфоліпідів у крові стерляді // Доповіді НАН України . -2016. Прийнято до друку
  27. Родіонова Н.К., Атаманюк Н.П., Дерев"янко Л.П., Талько В.В., Яніна А.М., Шелковський М.В., Косякова Г.В., Мегедь О.Ф., Бердишев А.Г., Гула Н.М., Чумак А.А. Особливості змін гематологічних показників периферичної крові щурів при введенні N-стеароїлетаноламіну за умов комбінованої дії опромінення та стресу // Проблеми радіаційної медицини та радіобіології. -2014. -19, №1. -С. 441-449.
  28. Чумак А.А., Талько В.В., Атаманюк Н. П., Дерев’янко Л. П., Родіонова Н. К., Косякова Г. В., Мегедь О. Ф., Горідько Т. М., Бердишев А. Г., Гула Н. М. Трансгенераційні ефекти N-стеароїлетаноламіну в опромінених щурів // Проблеми радіаційної медицини і радіобіології . -2017. - Вип. 22. - С. 216 - 226.


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