Вплив пептидних компонентів отрути павуків роду geolycosa на пуринергічні рецептор-канальні комплекси - Автореферат

Біль є необхідним для виживання організму та підтримання його цілісності, проте, будучи тривалим або хронічним, біль може призвести до виникнення таких вторинних симптомів, як занепокоєння і депресія, та значно погіршити якість життя. Молекулярне розділення таких паралельних систем дозволяє оцінити вклад кожної з них у кінцеве поведінкове вираження болю. Це дасть не лише інструменти для контролю над болем, але й допоможе зрозуміти улаштування больової системи та механізми передачі больових сигналів. А також вивченню механізмів роботи рецептор-канального комплексу Р2Х3 за допомогою селективних модуляторів цього рецептора, які було виділено з отрути павуків-вовків. Оскільки РТ1 є високо селективним до Р2Х3 рецептор-канальних комплексів, а також оскільки дія РТ1 є чутливою до стану, в якому знаходиться Р2Х3 рецептор-канальний комплекс, можна стверджувати, що РТ1 є надзвичайно важливим інструментом у дослідженні структурно-функціональних особливостей роботи цього комплексу.Тому активація Р2Х рецепторів на нейронах ДКГ за допомогою таких агоністів, як аденозинтрифосфат (АТФ) та цитидинтрифосфат (ЦТФ), призводить до виникнення інтегрального струму через канали Р2Х2, Р2Х3 та Р2Х2/3 типів. Якщо розглядати вплив модулятора на взаємодію ліганда (агоніста) з рецептор-канальним комплексом, то в залежності від того, на який кінетичній параметр впливає модулятор, можна спостерігати зміни в амплітуді чи кінетиці іонного струму. Таким чином, отримані результати вказують на те, що отрута містить як певний ряд пептидів, що можуть впливати на афінність рецептор-канального комплексу до агоніста, так і ряд пептидів, що можуть впливати на ефективність переходу рецептор-канального комплексу Р2Х з одного функціонального стану до іншого. Оперуючи різною чутливістю представників пуринергічної родини рецептор-канальних комплексів до різних агоністів було встановлено, що РТ1 впливає виключно на струми опосередковані роботою рецептор-канальних комплексів Р2Х3 (Рис. При взаємодії РТ1 з рецептором у закритому стані спостерігалась потенціація АТФ (або ЦТФ)-індукованих струмів, а при взаємодії РТ1 з Р2Х3 рецептором у десенситизованому стані, навпаки, - пригнічення АТФ (або ЦТФ)-індукованих струмів (Рис.Результатом скринінгу ряду пептидних компонентів стало відкриття селективного модулятора Р2Х3 рецептор-канальних комплексів. Низка пептидних компонентів отрути павуків роду Geolycosa впливає на рецептор-канальні комплекси Р2Х сенсорних нейронів, зокрема, - VI 22 та V 33-39 потенціюють Р2Х-опосередковані струми, а VI 9, V 35-1, V24-26, V 3-29, V 40 та V 32 пригнічують Р2Х-опосередковані струми; Знайдено пептид довжиною у 35 амінокислотних залишків (РТ1), що у рекомбінантній формі здатен у концентрації 12 НМ впливати на Р2Х3 рецептор-канальні комплекси. Настільки мала діюча концентрація ставить РТ1 на перше місце серед відомих на сьогодні селективних та неселективних модуляторів Р2Х3 рецептор-канальних комплексів; При дії на Р2Х3 рецептор-канальний комплекс у закритому стані РТ1 призводить до потенціації струмів, а при дії на Р2Х3 рецептор-канальний комплекс у десенситизованому стані, навпаки - до їх пригнічення.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Зясовувався вплив пептидних компонентів отрути павуків Geolycosa sp. на пуринергічні рецептор-канальні комплекси. Результатом скринінгу ряду пептидних компонентів стало відкриття селективного модулятора Р2Х3 рецептор-канальних комплексів.

Низка пептидних компонентів отрути павуків роду Geolycosa впливає на рецептор-канальні комплекси Р2Х сенсорних нейронів, зокрема, - VI 22 та V 33-39 потенціюють Р2Х-опосередковані струми, а VI 9, V 35-1, V24-26, V 3-29, V 40 та V 32 пригнічують Р2Х-опосередковані струми;

Знайдено пептид довжиною у 35 амінокислотних залишків (РТ1), що у рекомбінантній формі здатен у концентрації 12 НМ впливати на Р2Х3 рецептор-канальні комплекси. Настільки мала діюча концентрація ставить РТ1 на перше місце серед відомих на сьогодні селективних та неселективних модуляторів Р2Х3 рецептор-канальних комплексів;

Дія РТ1 є стано-залежною. При дії на Р2Х3 рецептор-канальний комплекс у закритому стані РТ1 призводить до потенціації струмів, а при дії на Р2Х3 рецептор-канальний комплекс у десенситизованому стані, навпаки - до їх пригнічення. Це свідчить про те, що РТ1 може бути використаний в якості інструмента у дослідженнях структурно-функціональних звязків у роботі Р2Х3 рецептор-канальних комплексів;

РТ1 є ефективним по відношенню не лише до нативних Р2Х3 рецептор-канальних комплексів щурів, але й по відношенню до людських Р2Х3 рецептор-канальних комплексів, експресованих на мембранах ембріональних клітин нирки людини. Це говорить про можливість використання РТ1 в медицині як потенційного анальгетика нового покоління;

РТ1 є селективним до Р2Х3 рецептор-канальних комплексів. Він не чинить впливу на Р2Х2, Р2Х2/3, TRPV1 рецептор-канальні комплекси, а також на ряд Na , K та Ca2 потенціалкерованих іонних каналів, що експресуються у мембранах сенсорних нейронів щурів. Така селективність, особливо поміж рецепторів пуринергічної родини, разом з надзвичайно малою ефективною концентрацією (12 НМ) робить його цінним інструментом для подальших досліджень Р2Х3 рецептор-канальних комплексів;

РТ1 є ефективним у зменшенні больових проявів у моделях in vivo. РТ1 зменшує термічну гіпералгезію, викликану карагінаном та повним адювантом Фройнда. РТ1 послаблює індуковану капсаїцином та формаліном ноцицептивну поведінку.

1. Пептидні компоненти отрути Geolycosa sp. модулюють активність P2X рецепторів сенсорних нейронів ссавців / [Савченко Г.А., Василевский А.А., Плужников К.А. та ін.] / Фізіологічний журнал, - 2009. - Т. 55, № 2 С. 11-16.

2. Пуринергічні мембранні рецептори як мішені дії пуротоксину-1 - компоненту отрути пауків роду Geolycosa / [Савченко Г.А., Волкова Т.М., Бойчук Я.А., та ін.] / Нейрофізіологія, - 2010. - Т. 42, № 6. С. 483-489.

3. Пат. 2010122215 Російська Федерація. Пептидний модулятор пуринергічних рецепторів / Василевский А.А., Савченко Г.А., Королькова Ю.В., Бойчук Я.А., Плужников К.А., Кришталь О.О., Гришин Є.В. - № 1037739009110; заяв. 01.06.2010.

4. Вплив поліпептидного компонента LSP315 отрути павука Geolycosa на P2X3 рецептори DRG нейронів щурів / Савченко Г.А., Бойчук Я.А., Волкова Т.М., Кришталь О.О. / 5-й міжнародний симпозиум «Актуальні проблеми біофізичної медицини», Київ, Україна, 2007. //Фізіологічний журнал 54, № 2 C. 119-120.

5. Novel peptide from spider venom effectively inhibits P2X3 receptors in sensory neurons and ameliorates inflammatory pain / [N. Voitenko, O. Krishtal, A. Savchenko et al] / Society for Neuroscience Annual Meeting. Nov. 15-19, 2008, Washington, USA.

6. Г.А. Савченко, Я.А. Бойчук, К.А. Плужніков, Є.В. Грішин, О.О. Кришталь. Вплив поліпептидного компоненту LSP315 отрути павука Geolycosa на Р2Х3-рецептори нейронів дорсальних гангліїв щурів // Нейронауки: теоретичні та клінічні аспекти. - 2008. - Т. 4, № 1. Додаток. С. 56-57.

7. Savchenko G. Modulation of spinal cord sensory entries by opioids and natural toxins / Savchenko G., Mamemnko M. / Vth Ege Biennial International Neuroscience Graduate Summer School “Neuro-glial interactions: From womb to tomb in health & disease”. June 29-July 4, 2009, Izmir, Turky.

8. Novel peptide from spider venom inhibits P2X3 receptors and allaviates inflammatory pain / [Eugene V. Grishin, Ganna A. Savchenko, Alexand A. Vassilevski et al] / 7th Annual International Conference of Global college of Neuroprotection and Neuroregeneration (GCNN). February 28 - March 3, 2010, Stockholm, Sweden. American Journal of Neuroprotection and Neuroregeneration, - June 2010. V. 2, № 1. P. 86-159.