Международная группа ученых под руководством исследователей из МГУ имени М.В. Ломоносова описала молекулярный механизм действия созданного в России лекарственного препарата, предохраняющего митохондрии клетки от повреждения агрессивными формами кислорода. Статья опубликована в журнале Oxidative Medicine and Cellular Longevity.
Препарат был создан российскими специалистами и выпускается под названием «Визотимин», применяется при лечении таких глазных болезней как катаракта и сухой глаз. Сейчас ученым удалось объяснить, почему очень малые дозы искусственных антиоксидантов, подобных «Визомитину», дают ярко выраженный терапевтический эффект, несмотря на присутствие в митохондриях больших количеств природных антиоксидантов.
До этого момента оставалось непонятным, почему изо всех компонентов мембраны специфически окисляется именно кардиолипин. Его молекулы составляют около 10-20% от всех мембранных липидов, но именно они специфически окисляются АФК и, будучи окисленными, запускают самоуничтожение клеток. Кроме того, было неясно, почему в случае кардиолипина не срабатывают природные антиокислители — коэнзим Q (убихинол) и витамин Е (альфа-токоферол), присутствующие в мембранах митохондрий в больших количествах, почему эти вещества не защищали кардиолипин от окисления, в то время как искусственные, митохондриально-направленные антиоксиданты великолепно с этой задачей справлялись, несмотря на очень малые дозы вводимых препаратов.
Ученые разработали экспериментальную систему, в которой можно количественно исследовать окисление кардиолипиновых мембран и способность различных антиоксидантов его предотвращать. Оказалось, что SkQ-ионы и молекулы коэнзима Q одинаково хорошо защищают кардиолипиновые мембраны от окисления, а вот витамин Е справляется с этим значительно хуже. Понять, почему именно молекулы кардиолипина представляют собой главную мишень АФК, ученые сумели, сопоставив результаты экспериментов со своими ранее полученными данными и структурами дыхательных ферментов.
Часть молекул кардиолипина спрятана внутри дыхательных белковых комплексов, причем тех самых, которые генерируют активные формы кислорода. До этих «запрятанных» молекул кардиолипина, однако, не могут добраться громоздкие, не растворимые в воде молекулы коэнзима Q, в отличие от небольших, юрких молекул искусственных антиоксидантов. Они, как показано в исследовании, способны защищать молекулы кардиолипина от окисления как из мембраны, так и взаимодействуя с ними из водной фазы.
«Смысл нашей работы в том, что мы предложили механизм действия, объясняющий, каким образом очень низкие дозы митохондриально-направленных антиоксидантов обеспечивают четко выраженный терапевтический эффект на фоне больших количеств природных антиоксидантов, совершенно в данном случае неэффективных, — сказал руководитель исследования Армен Мулкиджанян. — Этот механизм — общий для всего класса подобных препаратов. Мы надеемся, что результаты нашей работы помогут при разработке новых лекарств».
[Публикация подготовлена Центром популяризации научных знаний МГУ им. М.В. Ломоносова]
