Учёные исследуют защитные белки дельфинов в поисках лекарств от возрастных болезней

Исследователи из Медицинского университета Южной Каролины (MUSC) обнаружили, что сыворотка крови дельфинов содержит необычно высокие уровни антиоксидантного белка ванина-1 (vanin-1). Это открытие, опубликованное в Scientific Reports (Nature), может содержать ключи к созданию методов лечения болезней, связанных со старением у людей, таких как метаболический синдром и повреждения органов от гипоксии.

Загадка устойчивости дельфинов

Дельфины способны совершать погружения длительностью до 90 минут, при этом ограничивая приток крови к почкам, печени, сердцу и лёгким, чтобы перенаправить кислород к мозгу. При всплытии кровоток к органам восстанавливается без повреждений. У людей же аналогичное состояние гипоксии с последующей реоксигенацией (например, при инфаркте, инсульте или остром повреждении почек) приводит к выбросу свободных радикалов и повреждению органов.

Открытие в ходе протеомного анализа

Исследователь Майкл Джейнек (Michael Janech, Ph.D.), директор Лаборатории протеомики нефрологии MUSC, совместно с коллегами из National Marine Mammal Foundation и Sarasota Dolphin Research Program изучал сыворотку крови дельфинов. Целью было понять причину инсулинорезистентности и жировой болезни печени, которые развиваются у стареющих дельфинов в неволе (программа ВМС США), что аналогично развитию метаболического синдрома у людей.

Используя методы протеомики (изучение всего набора белков), учёные сравнили сыворотку дельфинов, свиней и людей. Они обнаружили, что 11 белков как минимум в 100 раз более распространены в сыворотке дельфинов, чем у людей. Пять из этих различий, включая ванин-1 и адипонектин, нельзя было объяснить только эволюционным родством (дельфины произошли от парнокопытных).

Роль ванина-1

  • Адипонектин, гормон, повышающий чувствительность к инсулину, и ранее был известен своим высоким уровнем у дельфинов.
  • Ванин-1 — новый ключевой белок в этом исследовании. Его функция — производство витамина B5, в процессе которого высвобождается антиоксидант.
  • Высокий уровень ванина-1 коррелировал с лучшей функцией печени у диких дельфинов, что предполагает его защитную роль против метаболического синдрома.
  • Учёные предполагают, что антиоксидант, высвобождаемый ванином-1, может защищать ткани от повреждений, вызванных гипоксией и реоксигенацией во время погружений.

Перспективы для медицины

Главный вопрос: можно ли использовать этот механизм для защиты людей от повреждений органов, вызванных гипоксией (например, при остром повреждении почек). Джейнек подал заявку на грант в National Science Foundation для дальнейшего изучения этой гипотезы.

Исследование продолжается: команда собирает образцы от различных ныряющих и не-ныряющих морских млекопитающих, а также наземных животных, чтобы картировать их протеомы. В работе участвуют аспиранты Grice Marine Laboratory и специалисты National Institutes of Standards and Technology.

«Белки — это рабочие лошадки генов. Действие клетки происходит через белки. Это первый шаг. Мы хотели спросить: что отличается у животного, которое может делать то, что вредит человеку, и они делают это каждый день? И можем ли мы применить это в человеческой медицине?» — Майкл Джейнек.