Пандемия COVID-19 положила начало множеству исследований как самого вируса, так и последствий заболевания. Продолжается и поиск эффективного лекарства. Биологи Карельского научного центра РАН также вносят вклад в это направление: учёные выясняют, как и почему вирус надолго остается в организме пациентов, перенесших инфекцию. С помощью нового прибора специалисты выявляют клетки и гены, ответственные за эти механизмы.

В Центр коллективного пользования Карельского научного центра РАН поступило новое оборудование: клеточный сортер последнего поколения Future Technology (Китай). Карельский научный центр РАН стал одной из первых организаций в России, установивших современный прибор. Он приобретён в рамках национального проекта «Наука и университеты».

«Этот сортер открывает новые возможности для исследований. Он не просто анализирует различный состав клеточной популяции, но и может отсортировать клетки по заданным параметрам. Помимо расширенного функционала, сортер отличается от других подобных приборов удобством работы и доступным программным обеспечением, позволяющим решать разные исследовательские задачи», — рассказала старший научный сотрудник лаборатории генетики Института биологии КарНЦ РАН Ольга Балан.

Новый сортер необходим для решения задач биологов в рамках выполнения государственного задания Минобрнауки России. Лаборатория генетики ИБ КарНЦ РАН изучает генетическую предрасположенность к развитию различных заболеваний, в том числе социально значимых: сердечно-сосудистых, аутоиммунных, болезней печени и легких. Специалисты исследуют влияние генетических и эпигенетических факторов. Последние регулируют активность генов, но не влияют на первичную структуру ДНК. Особенность эпигенетических факторов в том, что они очень подвержены внешнему влиянию — стресса, окружающей среды и другим. Отслеживать их изменения также лучше всего в определенных популяциях клеток.

Эпигенетические факторы, например, влияют на работу некодирующих РНК. Так называют РНК, которые не производят белок, но участвуют в других функциях клетки, в частности, регуляторной. Они могут подавлять работу генов или, наоборот, активировать её в зависимости от клеточной локализации. Роль этих РНК сейчас активно изучается в мировой науке. Карельские ученые исследуют участие некодирующих РНК в развитии патологических состояний, а также лекарственной устойчивости.

Еще одно направление работы учёных — это участие иммунных, Т-регуляторных, клеток в развитии заболеваний, связанных с воспалениями. В случае одних заболеваний Т-регуляторные клетки подавляются, при других их содержание, наоборот, повышается. Выделенные с помощью сортера чистые линии позволят понять, как активируются конкретные иммунные клетки при развитии различных патологических состояний.

Кроме того, учёные начали использовать прибор для решения задач проекта по гранту РНФ, которым руководит Ольга Балан. Исследователи изучают механизмы персистенции, то есть сохранения вируса SARS-CoV-2 в организме пациентов, перенёсших COVID-19.

«Так же, как и вирус герпеса, SARS-CoV-2, скорее всего, остается с нами на всю жизнь, и способы его закрепления в организме могут быть различными. Мы выясняем, как он сохраняется, как используются механизмы клетки хозяина для маскировки вируса, «ухода» от иммунной системы. Необходимо ответить на вопросы, какие клетки поражены вирусом, в каких он закрепляется, какие использует для транспорта по организму. Для этого нужно выделять и изучать отдельные фракции клеток», — пояснила учёный.

С одной стороны, исследование вносит вклад в фундаментальную науку, с другой, его результаты смогут найти применение на практике. Они нужны для разработки таргетных лекарств, которые будут целенаправленно действовать на определенные клетки-мишени. Кроме того, изученные на уровне генов и транскриптомов аспекты позволят уточнить свойства имеющихся и инновационных противовирусных препаратов.

Учёные уже получили предварительные результаты исследования на общей популяции клеток. Благодаря сотрудничеству с Центром медико-биологических исследований КарНЦ РАН, Республиканской больницей им. В.А. Баранова, Медицинским институтом Петрозаводского государственного университета и Респираторным центром Петрозаводска они собрали базу образцов крови условно здоровых пациентов — тех, кто перенёс COVID-19 3–12 месяцев назад.

«Мы смотрим, насколько сохранны вирусные частицы, и видим: действительно, изменения есть. Вирус активно использует механизмы клетки хозяина с модификацией своей РНК, ферменты и белки, которые помогают ему уйти от защитной системы организма. Но в каких именно клетках это происходит, мы поймем, получив после сортировки конкретную популяцию — так называемую чистую линию клеток. Тогда мы сможем показать весь комплекс, который формируется между РНК вируса и белками клетки хозяина, а также механизмы, вовлеченные в этот процесс», — резюмировала руководитель проекта.

Источник: служба научных коммуникаций КарНЦ.