Разложили на молекулы

 На 14-й Международной мультиконференции «Биоинформатика регуляции и структуры геномов / системная биология» (14th International Multiconference «Bioinformatics of Genome Regulation and Structure / Systems Biology» (BGRS/SB), проходящей в Новосибирском государственном университете, с докладом выступила ведущий научный сотрудник Лаборатории функциональной геномики трематод Института цитологии и генетики СО РАН, старший преподаватель кафедры цитологии и генетики, доктор биологических наук Факультета естественных наук НГУ Мария Пахарукова. В своем выступлении «Специфический ответ транскриптома печени хозяина зависит от вида трематод» она рассказала об исследовании последствий, к которым приводит заражение несколькими видами паразитических плоских червей класса трематод для организма хозяина. Данные последствия очень серьезны – среди них такие тяжелые заболевания, как холангиокарцинома, холангит, холецистит и фиброз, а также ряд других паразитарных инфекций.

Трематоды — класс паразитических плоских червей. На разных фазах жизненного цикла паразитируют у разных хозяев: взрослые особи трематод паразитируют у млекопитающих, партеногенетические поколения — преимущественно приурочены к брюхоногим моллюскам. Заражение трематодозами осуществляется при употреблении недостаточно термически обработанных морепродуктов и рыбы.

В качестве модели исследования были выбраны эпидемиологически значимые виды паразитов человека — кошачья двуустка Opisthorchis felineus, виверровая двуустка O. viverrini, а также китайская двуустка Clonorchis sinensis, которые распространены в России, Таиланде и Китае соответственно. Эти три вида обладают как сходством, так и многочисленными различиями. С одной стороны, все они вызывают схожие заболевания человека — описторхоз и клонорхоз. Для лечения в обоих случаях традиционно применяют единственный препарат – празиквантел, поэтому часто создается впечатление, что это одно и то же заболевание. С другой стороны, очень важно, что различия этих трех трематод касаются морфологии, количества хромосом, протяженности ареалов, числа видов хозяев, патогенности взрослых стадий и их канцерогенности для человека.

– Инфицирование человека этими паразитарными организмами приводят к развитию таких серьезных осложнений, как холангит, холецистит и фиброз печени. Однако только два вида C. sinensis и O. viverrini признаны биологическими канцерогенами 1А класса опасности и основной причиной развития холангиокарциномы — злокачественного заболевания желчевыводящих путей, при котором новообразование возникает из эпителиальных клеток желчных протоков. Наиболее часто холангиокарциномы распространяются в печень. В то же время O. felineus не считается канцерогеном человека и животных. На выраженные различия в канцерогенном потенциале указывают также данные официальной медицинской статистики, в соответствии с которыми при 60% зараженности сельского населения в эндемичных регионах Западной Сибири, рак печени занимает 18-е место среди других злокачественных заболеваний. При сравнении с данными на других видах — холангиокарцинома в эндемичных регионах Таиланда занимает лидирующие позиции в таком же списке, — рассказала Мария Пахарукова.

В своем выступлении исследователь отметила, что в рамках современной теории фиброгенеза воспаление печени может предшествовать развитию событий по одному из следующих сценариев: онкогенез или фиброз органа. Она подчеркнула, что сравнение трех инфекций с разной степенью канцерогенного потенциала служит адекватной моделью изучения ключевых процессов сдвига метаболического равновесия в одну из двух сторон и поможет ответить на вопрос, что лежит в основе биологического канцерогенеза, т.е. ассоциированного с инфекцией биологическими патогенами.

В рамках своего исследования Мария Пахарукова показала, что при всей генетической и фенотипической схожести все три вида трематод вызывают разный ответ со стороны организма-хозяина. Наиболее канцерогенный вид O. viverrini приводит к неопластическим изменениям эпителия желчных протоков, которые считаются предраковыми изменениями, в то время как кошачья двуустка O. felineus вызывает наименьшие пренеопластичекие (т.е. вызванные наличием злокачественной опухоли)  изменения и равновесие при этом сдвинуто в сторону фибротических (т.е. связанных с разрастанием соединительных тканей) изменений.

Результаты комплекса компьютерных, биохимических и молекулярно-биологических методов были подкреплены данными количественного обсчета гистологических срезов печени, что помогло выявить кластеры дифференциально экспрессирующихся генов, ассоциированные с тем или иным структурным повреждением печени (неоплазия эпителия, перидуктальный фиброз), а также вовлеченность отдельных клеточных типов печени, таких как стеллатные клетки или провоспалительные макрофаги.

– Преимуществом данной работы было то, что при его проведении учитывались возможные ошибки сравнения, такие как человеческий фактор, фактор климата, неучтенные инфекции экспериментальных животных и т.д. Аналогичных межвидовых исследований трематод с разным канцерогенным потенциалом и их взаимодействий с хозяином ранее не проводилось. В настоящее время продолжается исследование роли внеклеточных везикул трематод, являющихся ключевым инструментом внеклеточной коммуникации между паразитом и клетками хозяина млекопитающего. Внеклеточные везикулы трематод в своем составе имеют целый комплекс белков и некодирующих РНК, обладающих регуляторным потенциалом в отношении клеток человека, — пояснила Мария Пахарукова.  

Полученные в результате исследований результаты способствовали созданию базы знаний биоактивных молекул паразитов, обладающих иммуномодуляторными и другими регуляторными свойствами. В дальнейшем они могут быть использованы во многих областях биомедицины для применения новых стратегий для модулирования иммунного ответа млекопитающих.

Данное исследование поддержано грантом РНФ№24-44-00048 по выполнению совместных работ между Россией и Китаем. В работе над этим проектом задействованы студенты и аспиранты НГУ. По мнению Марии Пахоруковой, это позволяет молодым ученым не только получить знания в области молекулярных механизмов биологического канцерогенеза, но и приобрести навыки представления научных результатов, а также сеть российских и международных контактов.