Российские ученые предложили способ количественной оценки внутриклеточного уровня перекиси водорода, который повышается в условиях окислительного стресса. Новый метод позволяет оценить эффективность антиоксидантной защиты в различных типах клеток. Его можно использовать для диагностики и поиска путей коррекции заболеваний. Статья опубликована в журнале Redox Biology.
Кислород необходим для поддержания жизни многих организмов. Однако активные кислород-содержащие соединения, такие как перекись водорода (Н2О2), могут повреждать живые клетки. Превышение уровня Н2О2 над физиологически комфортным порогом называется окислительным стрессом. Он может вызывать или усугублять многие тяжелые заболевания, такие как атеросклероз, инфекционные заболевания, нейродегенерации, диабет.
Изучение процессов, в которых участвует Н2О2, в клетках затрудняется отсутствием надежных методов ее определения, так как время жизни этих молекул и их содержание в клетке крайне малы. Ранее ученые Института биоорганической химии РАН разработали генетически кодируемый биосенсор HyPer, который изменяет свои флуоресцентные свойства при окислении перекисью. Теперь исследователи Института цитологии РАН и их коллеги предложили использовать сенсор не только как средство визуализации перекиси водорода в живых клетках, но и как точный аналитический инструмент.
С помощью нового метода можно понять, сколько молекул Н2О2 содержится в клетках в данный момент. Ученые использовали подход для оценки активности системы антиоксидантной защиты в различных человеческих клетках при окислительных нагрузках.
Ответ клеток на окислительный стресс оценивался с помощью проточного цитометра — прибора, который при помощи световых откликов клеток позволяет наблюдать за окислением молекул биосенсора в каждой конкретной клетке. Последующая обработка данных позволила определить установившуюся в условиях стресса внутриклеточную концентрацию перекиси и ее градиент (разница между количеством перекиси внутри и снаружи клетки) — этот показатель позволяет оценить уровень антиоксидантной защиты клеток.
«Благодаря нашему подходу мы обнаружили, что в опухолевых клетках защита от Н2О2 значительно менее эффективна, чем в нормальных клетках, а в плюрипотентных стволовых клетках человека наоборот — эта система наиболее активна. И мы предполагаем, что метод, разработанный в этом исследовании, может быть применен для дальнейшего углубленного изучения активности окислительно-восстановительных систем в клетках человека. Очень важно правильно понимать, как работают эти внутриклеточные молекулярные машины. Ведь повышенный уровень окислителей, возникающий в организме из-за сбоев этих систем, может быть эффектом, сопровождающим или осложняющим различные патологии, например аллергические реакции или аутоиммунные заболевания», — говорит соавтор исследования Ольга Люблинская.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
