Лекарственно-устойчивая эпилепсия развивается у 20-40% пациентов и может приводить к различным осложнениям и ранней смертности пациентов. Ученые подведомственного Минобрнауки России Института биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича разработали компьютерные методы для выявления мишеней, воздействие на которые позволяет создать экспериментальную модель лекарственно-устойчивой эпилепсии для поиска на мышах эффективных препаратов. 

В основе разработки модели – алгоритм анализа сети белок-белковых взаимодействий.

«Создание модели, воспроизводящей лекарственно-резистентную эпилепсию, является нетривиальной задачей из-за сложности и многообразия лежащих в её основе патогенетических механизмов. Поскольку в реальном организме множество белков клетки связываются друг с другом и функционируют вместе как единое целое, в нашей работе мы полагались на принципы «сетевой фармакологии». Они связаны с представлением всех взаимодействий между молекулами в клетке в виде сети, анализ которой позволяет найти наиболее перспективные мишени для лечения или моделирования заболевания. Используемый нами алгоритм идентифицирует плотный фрагмент сети с большим количеством белков, связанных с эпилепсией. Суть метода заключается в поиске белка в сети, который связан с наибольшим количеством «зародышевых белков», для которых уже известна связь с эпилепсией. Он вносится в список «зародышевых», далее вновь выполняется аналогичный поиск. Процесс повторяется до тех пор, пока все интересующие нас белки не окажутся в списке «зародышевых». При этом чем раньше белок был отобран, тем более вероятна его связь с эпилепсией. В результате мы можем установить наиболее перспективные белки-кандидаты для проведения экспериментов», – рассказал старший научный сотрудник Лаборатории структурно-функционального конструирования лекарств ИБМХ, кандидат биологических наук Сергей Иванов.

В качестве наиболее перспективных «кандидатов» были отобраны белки, входящие в состав первого мультибелкового комплекса цепи переноса электронов в митохондриях. Для усиления судорожной активности был выбран изофлавоноид ротенон, нарушающий функционирование этого комплекса. Именно он вводился мышам перед применением судорожного средства. Эксперименты на мышах показали, что полученная модель соответствует эпилепсии, резистентной к большому количеству противосудорожных препаратов и их комбинаций.

Как пояснили специалисты, разработанная модель лучше воспроизводит лекарственно-устойчивую эпилепсию, в отличие от моделей, имеющихся на сегодняшний день. Она может быть использована при разработке новых эффективных препаратов для лечения эпилепсии.

В создании модели участвовали специалисты из Института биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича (ИБМХ, г. Москва, Россия) и Пенджабского университета (г. Патиала, Индия), сотрудничество между которыми осуществляется в течение последних десяти лет при поддержке грантов Российского фонда фундаментальных исследований и Российского научного фонда. Результаты исследования опубликованы в журнале Computers in Biology and Medicine.

 

На фото: Фрагмент сети белок-белковых взаимодействий, ассоциированный с эпилепсией. Красным цветом показаны белки, связь которых с эпилепсией была известна ранее, голубым цветом - белки-кандидаты, связь которых с эпилепсией была предсказана в исследовании


Информация и фото предоставлены пресс-службой Минобрнауки России