Шановні колеги, вітаю Вас! Науковий семінар Інституту біохімії ім. О.В.Палладіна НАН України «Актуальні проблеми сучасної біохімії» продовжує свою роботу. 11-го червня (вівторок) 2024 р. о 10-30 в Актовій залі Інституту будемо слухати доповідь
д.б.н. Артема Тихомирова - зав. відділу хімії та біохімії ферментів нашого Інституту «Роль плазміногену в репаративних процесах та патогенезі хронічних ран».Традиційно до цього інформаційного листа додаємо авторські тези доповіді. При цьому повідомляємо, що прийняти участь у роботі семінару можна буде й у дистанційному форматі відповідно до наступної адреси:
https://meet.google.com/pki-rkrs-axt
Запрошуємо Вас до участі у роботі нашого семінару.
З повагою - С.О.Костерін
4 червня 2024 р.
Роль плазміногену в репаративних процесах та патогенезі хронічних ран
Доповідач: д.б.н. Артем Тихомиров (зав. відділу хімії та біохімії ферментів Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України)
Нормальне загоєння рани складається з послідовних стадій: гемостазу, запалення, проліферативної фази та ремоделювання. Під дефініцією «хронічна рана» розуміють такий рановий дефект, в якому порушена своєчасна реалізація послідовних репаративних процесів, внаслідок чого він не загоюється протягом 4-6 тижнів. Згідно з класичними уявленнями, порушення загоєння рани пов’язано з розвитком хронічного запального процесу, який супроводжується підсиленням прозапального сигналювання, надпродукуванням матриксних металопротеїназ (ММР), руйнуванням екстрацелюлярного матриксу, деградацією та інактивацією цитокінів та факторів росту, порушенням міграційної активності кератиноцитів та фібробластів, надмірною акумуляцією нейтрофілів, старінням клітин, інгібуванням репаративного ангіогенезу та гіпоксією.
За особливостями етіології розрізняють більше 30 видів хронічних ран. Доповідь буде присвячена, головним чином, патогенезу проблемних ран за цукрового діабету (ЦД). Зокрема, ЦД є основною причиною розвитку виразок на стопі. Синдром діабетичної стопи (СДС) – це патологічний стан, що виникає за порушення кровообігу і/або ураження периферичних нервів нижніх кінцівок і, як наслідок, м’яких тканин, а потім і кісток стопи. У доповіді буде надана коротка інформація щодо еволюції ланок патогенезу СДС та акцентовано увагу на «drug repurposing” – перепрофілювання лікарських препаратів для лікування хвороб, які відрізняються від «первинного» призначення ліків. У цьому контексті плазміноген розглядається як засіб, який, крім тромболітичної активності, має багатообіцяючі перспективи для лікування низки орфанних хвороб, а також хронічних ран.
Аналіз джерел літератури дозволяє дійти до висновку щодо плейотропності регуляторної дії плазміногену на репаративні процеси. Механізми регулювання плазміноген/плазміном репаративних процесів полягають у: 1) забезпеченні фібринолізу та очищенні рани від фібринового шару; 2) регулюванні міграції прозапальних клітин, фібробластів та кератиноцитів; 3) перемикання фенотипу макрофагів в ході запального процесу; 4) процесінгу цитокінів та факторів росту, стимуляції ангіогенезу; 4) репрограмуванні метаболізму клітин. Показано, що макрофаги миші з генетичним дефіцитом плазміногену характеризуються зниженою фагоцитарною активністю. У роботах різних авторів доведено важливість рецептору Plg-RKT для перебігу адекватної резолюції запалення. Цей рецептор задіяний до регулювання поляризації макрофагів, переходу макрофагів з прозапального (М1) до протизапального фенотипу (М2) та ефероцитозу, що має вирішальне значення для термінації запалення. Плазмін підсилює експресію гену Cyr61, який контролює проліферацію та міграцію фібробластів, які мають вирішальне значення для формування екстрацелюлярного матриксу та структури рубця. За допомогою транскриптомного аналізу було встановлено, що плазміноген модулює продукцію низки регуляторних протеїнів на рівні експресії відповідних генів, порушення якої має місце у хронічних ранах. Плазміноген впливає на метаболізм клітин, які беруть участь у загоєнні, підсилюючи біосинтез ліпідів та гальмуючи швидкість гліколізу, високий рівень якого притаманний клітинам за розвитку запалення. Локальне введення плазміногену інгібує синтез TGF-β – одного з головних профібротичних регуляторів.
Одними з причин дисфункції протеїнів плазміноген/плазмінової системи є їхнє надглікозилювання та утворення автоімунних антитіл. У відділі хімії та біохімії ферментів розпочато роботу по ізолюванню, дослідженню властивостей автоантитіл до плазміногену та їхньої можливої ролі у розвитку дисфункцій фібринолітичної системи. Дані літератури свідчать, що системне введення додаткової кількості плазміногену або його локальне застосування у зоні ранового дефекту прискорює загоєння хронічних ран у тварин з індукованою гіперглікемією, що реалізується через стимулювання стадії гострого запалення і запуску наступних фаз репаративного процесу (“pushing wound to heal”). Крім діабетичних ран, на різних експериментальних моделях ранового процесу показано, що плазміноген проявляє ранозагоювальні властивості у гострих хірургічних ранах, за пошкодження барабанної перетинки та ранах шкіри, спричинених радіаційним опроміненням. Завдяки своїй ролі ключового регулятора усіх стадій репаративного процесу плазміноген було влучно охарактеризовано як “master regulator of wound healing” (Fallah et al., 2020).
В ході досліджень, проведених у відділі хімії та біохімії ферментів у рамках договору про науково-технічну співпрацю з кафедрою хірургії НМУ НАМНУ, було зроблено низку спостережень стосовно залучення протеїнів плазміноген/плазмінової системи до механізмів патогенезу загоєння хронічних ран різного ґенезу (СДС та хронічні виразки за синдрому Марторелла). Вперше показано, що локальна аплікація автологічного плазміногену стимулює загоєння хронічних виразок нижніх кінцівок у хворих на ЦД 2-го типу та значно прискорює закриття ран. Встановлено, що позитивні ефекти плазміногену реалізуються, зокрема, через підсилення проангіогенного сигналювання, зменшення ступеня гіпоксії, супресії надактивації ММР та автофагії. Застосування плазміногену не супроводжується утворенням келоїдних рубців у місці загоєння.
Наприкінці доповіді будуть розглянуті певні обмеження та окреслені перспективи подальших досліджень і практичного застосування плазміногену.