Российские ученые впервые смоделировали процесс локального повреждения почек — при помощи специального красителя и облучения лазером они вызывали тромбоз и последующее отмирание лишенного кровоснабжения участка ткани. Так они смогли в ограниченном объеме наблюдать все этапы поражения органа, которые возникают при острой почечной недостаточности — частой и опасной патологии. Модель позволит усовершенствовать терапию этого тяжелого заболевания. Результаты работы, поддержанной грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Biochimica et Biophysica Acta.
Трехмерное изображение зоны инфаркта почки, полученное методом компьютерной томографии. Источник: Петр Тимашев
Заболевания почек входят в топ-десять причин смертности людей по всему миру. Одно из наиболее частых и опасных (смертность в первый год после диагностики достигает 60%) состояний, сопровождающих их, — острая почечная недостаточность. Так называют резкое ухудшение функций почек, из-за чего нарушается водный, электролитный и кислотно-щелочной баланс. Лечение весьма ограничено и предполагает поддерживающую и заместительную почечную терапию — по сути, периодическое подключение искусственной почки.
Чтобы разработать новые способы борьбы с этим опасным состоянием, необходимы новые модели повреждения почек. Все имеющиеся, как правило, затрагивают целый орган, а потому не удается детально изучить, что происходит непосредственно в пораженной зоне и как она захватывает все новые ткани.
Биологи НИИ физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского МГУ (Москва) и Первого московского государственного медицинского университета имени И.М. Сеченова (Москва) предложили принципиально новую модель, так называемую модель фототромбоза почки. Для этого авторы вводили лабораторным крысам особый краситель — бенгальский розовый, который накапливается в мелких сосудах и под действием лазерного излучения вызывает образование активных форм кислорода, разрушающих клетки. В результате удалось вызвать точечную закупорку сосудов и, соответственно, ишемию тканей — недостаток кислорода, из-за чего ткани повреждаются и гибнут.
«Данную модель можно признать одной из наименее инвазивных, легко осуществимых и работа с которой не требует специфических хирургических навыков. Также мы можем легко изменять размер пораженного очага в зависимости от экспериментальной задачи», — рассказывает руководитель проекта по гранту РНФ Егор Плотников, доктор биологических наук, профессор РАН, заведующий лабораторией структуры и функции митохондрий НИИ ФХБ.
Эффективность модели удалось подтвердить, проанализировав поврежденные почки при помощи микрокомпьютерной томографии и гистологических методов. Так ученые наблюдали разрушение канальцев, которые отвечают за всасывание и выделение веществ, нарушение строения клеток, воспаление и замещение тканей нефункциональным рубцом (развитие фиброза).
«Нам удалось с нуля разработать модель фототромбоза почки, подробно описать методический протокол и развивающиеся в очаге повреждения патологические процессы. С помощью нашей модели можно изучать как непосредственно молекулярные механизмы повреждения клеток почек, так и происходящие после этого процессы», — рассказывает исполнитель проекта по гранту РНФ и первый автор статьи Анна Брезгунова, младший научный сотрудник лаборатории структуры и функции митохондрий НИИ ФХБ.
«Мы надеемся, что наша работа позволит лучше понять особенности регенерации почечной ткани, а также причины образования фиброза, который так сильно снижает качество жизни больных с хронической болезнью почек. Используя разработанную нами модель, мы планируем продолжить создание эффективных методов терапии заболеваний почек на основе фармакологических препаратов или специальных диет», — подводит итог исполнитель проекта по гранту РНФ Надежда Андрианова, кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории структуры и функции митохондрий НИИ ФХБ.
Информация и фото предоставлены пресс-службой Российского научного фонда
