Научные сотрудники НИИ клинической и экспериментальной лимфологии – филиал ИЦиГ СО РАН в совместном исследовании с коллегами из Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН проверили эффективность терапевтических аптамеров для лечения остеопороза. Результаты исследования дают задел для дальнейших доклинических испытаний в этой области.
Проект «Исследование потенциала ДНК-аптамеров против DKK1 и склеростина в качестве перспективных таргетных средств для терапии остеопороза на модели in vitro» получил поддержку Российского научного фонда в 2024 году. Команда проекта объединила специалистов в области ревматологии и патологий костной ткани, клеточной биологии, экспериментальной фармакологии и химии нуклеиновых кислот.
Работа ученых направлена на решение актуальной проблемы – создание новых таргетных терапевтических агентов для лечения остеопороза через воздействие на Wnt-путь с использованием высокоспецифичных синтетических биомолекул.
Остеопороз – заболевание, характеризующееся высоким риском переломов при минимальной травме из-за снижения костной массы, нарушения микроархитектоники, минерализации костной ткани и прочности кости. Заболевание часто приводит к длительной нетрудоспособности, осложнениям, связанным с переломами конечностей и позвоночника. В России остеопорозом страдают около 16 млн человек.
Выбор препаратов для терапии остеопороза ограничен, зачастую пациенты имеют те или иные противопоказания к их применению. Поэтому актуален поиск новых средств терапии. Уже доказана ведущая роль Wnt-пути в процессе ремоделирования кости. Инактивация ингибиторов Wnt-пути – склеростина и DKK1 – приводит к увеличению костной массы и плотности кости, что позволяет рассматривать этот механизм как мишень для таргетного воздействия. Однако пока одобрен лишь один таргетный препарат на основе моноклонального антитела – ингибитор склеростина.
Возможным путем расширения арсенала таргетных препаратов для лечения остеопороза является использование олигонуклеотидных аптамеров. Это динамично развивающееся направление в области создания таргетных терапевтических средств. Аптамеры – ближайшие аналоги моноклональных антител, обладающие широким спектром уникальных преимуществ. В последние годы в мире наметилась тенденция к их исследованиям применительно к воспалительным заболеваниям и патологиям костной ткани.
Ученые НИИКЭЛ исследовали возможность таргетного подавления DKK-1 и склеростина аптамерами как новой перспективы в терапии остеопороза. В качестве клеточной модели заболевания были использованы человеческие остеобласты и остеокласты – ключевые типы клеток, участвующие в ремоделировании костной ткани. Дизайн молекул и химический синтез аптамеров были выполнены командой исследователей из ИХБФМ СО РАН.
В ходе исследования было показано, что аптамеры не токсичны для обоих типов клеток. Продемонстрировано влияние аптамеров на экспрессию генов DKK1 и склеростина, что может быть связано с подавлением активности этих белков и увеличением экспрессии их генов по механизму обратной связи. В остеобластах показано и увеличение уровня остеопротегерина под воздействием аптамеров. Это свидетельствует о важных функциональных изменениях в клетках.
– Очень показательным результатом стало восстановление пониженных добавлением DKK1 и склеростина уровней минерализации и активности щелочной фосфатазы в присутствии соответствующих аптамеров. Этот результат демонстрирует специфическое влияние аптамеров на функциональную активность клеток костной ткани, – говорит руководитель проекта – научный сотрудник Лаборатории патологии соединительной ткани НИИКЭЛ, врач-ревматолог к. м. н. Виталий Омельченко.
Результаты проекта позволяют рассматривать изученные аптамеры как потенциальные ингибиторы DKK1 и склеростина - ключевых белков, регулирующих метаболизм костной ткани. В ходе работы был создан научный задел для последующих доклинических этапов исследования. Ученые уверены в целесообразности дальнейшего изучения данных аптамеров в качестве таргетных терапевтических молекул для лечения остеопороза.
Проект «Исследование потенциала ДНК-аптамеров против DKK1 и склеростина в качестве перспективных таргетных средств для терапии остеопороза на модели in vitro» получил поддержку Российского научного фонда в 2024 году. Команда проекта объединила специалистов в области ревматологии и патологий костной ткани, клеточной биологии, экспериментальной фармакологии и химии нуклеиновых кислот.
Работа ученых направлена на решение актуальной проблемы – создание новых таргетных терапевтических агентов для лечения остеопороза через воздействие на Wnt-путь с использованием высокоспецифичных синтетических биомолекул.
Остеопороз – заболевание, характеризующееся высоким риском переломов при минимальной травме из-за снижения костной массы, нарушения микроархитектоники, минерализации костной ткани и прочности кости. Заболевание часто приводит к длительной нетрудоспособности, осложнениям, связанным с переломами конечностей и позвоночника. В России остеопорозом страдают около 16 млн человек.
Выбор препаратов для терапии остеопороза ограничен, зачастую пациенты имеют те или иные противопоказания к их применению. Поэтому актуален поиск новых средств терапии. Уже доказана ведущая роль Wnt-пути в процессе ремоделирования кости. Инактивация ингибиторов Wnt-пути – склеростина и DKK1 – приводит к увеличению костной массы и плотности кости, что позволяет рассматривать этот механизм как мишень для таргетного воздействия. Однако пока одобрен лишь один таргетный препарат на основе моноклонального антитела – ингибитор склеростина.
Возможным путем расширения арсенала таргетных препаратов для лечения остеопороза является использование олигонуклеотидных аптамеров. Это динамично развивающееся направление в области создания таргетных терапевтических средств. Аптамеры – ближайшие аналоги моноклональных антител, обладающие широким спектром уникальных преимуществ. В последние годы в мире наметилась тенденция к их исследованиям применительно к воспалительным заболеваниям и патологиям костной ткани.
Ученые НИИКЭЛ исследовали возможность таргетного подавления DKK-1 и склеростина аптамерами как новой перспективы в терапии остеопороза. В качестве клеточной модели заболевания были использованы человеческие остеобласты и остеокласты – ключевые типы клеток, участвующие в ремоделировании костной ткани. Дизайн молекул и химический синтез аптамеров были выполнены командой исследователей из ИХБФМ СО РАН.
В ходе исследования было показано, что аптамеры не токсичны для обоих типов клеток. Продемонстрировано влияние аптамеров на экспрессию генов DKK1 и склеростина, что может быть связано с подавлением активности этих белков и увеличением экспрессии их генов по механизму обратной связи. В остеобластах показано и увеличение уровня остеопротегерина под воздействием аптамеров. Это свидетельствует о важных функциональных изменениях в клетках.
– Очень показательным результатом стало восстановление пониженных добавлением DKK1 и склеростина уровней минерализации и активности щелочной фосфатазы в присутствии соответствующих аптамеров. Этот результат демонстрирует специфическое влияние аптамеров на функциональную активность клеток костной ткани, – говорит руководитель проекта – научный сотрудник Лаборатории патологии соединительной ткани НИИКЭЛ, врач-ревматолог к. м. н. Виталий Омельченко.
Результаты проекта позволяют рассматривать изученные аптамеры как потенциальные ингибиторы DKK1 и склеростина - ключевых белков, регулирующих метаболизм костной ткани. В ходе работы был создан научный задел для последующих доклинических этапов исследования. Ученые уверены в целесообразности дальнейшего изучения данных аптамеров в качестве таргетных терапевтических молекул для лечения остеопороза.
