Повреждение почек при диабете связали с дисфункцией митохондрий

Хроническая болезнь почек (ХБП), развивающаяся у пациентов с сахарным диабетом, может быть обусловлена нарушением функций митохондрий. Об этом говорят результаты исследования, проведенного сотрудниками Университета Калифорнии в Сан-Диего под руководством Кумара Шарма (Kumar Sharma). Работа ученых опубликована в Journal of the American Society of Nephrology.

Целью исследователей было выявление биомаркеров поражения почек у больных сахарным диабетом (это заболевание является одним из ведущих факторов риска ХБП). Для этого они оценили методом газовой хроматографии – масс-спектрометрии состав  193 образцов мочи, взятых у пациентов с сахарным диабетом без поражения почек, пациентов с сахарным диабетом и хронической болезнью почек, а также полностью здоровых добровольцев.

В каждом образце мочи были измерены концентрации 94 метаболитов (продуктов обмена веществ). В результате были определены 13 метаболитов, уровни которых у пациентов с нарушениями функции почек были значительно ниже, чем у здоровых участников и у больных диабетом без поражения почек. 12 из 13 метаболитов представляли собой продукты жизнедеятельности митохондрий, причем большинство из них (3-гидроксиизовалерат, лимонная кислота, 2-метил-3-гидроксипропионат, урацил, 3-гидроксиизобутират, аконитат, 3-гидроксипропионат, 2-метилацетоацетат и др.), образуются  исключительно в этих клеточных органеллах.

Для подтверждения выявленной взаимосвязи были проведены дополнительные исследования. В частности, в образцах ткани почек пациентов с диабетом и ХБП было выявлено снижение концентраций митохондриальной ДНК, а также снижение экспрессии коактиватора PGC1a – белка, стимулирующего активность митохондрий. Содержание ДНК митохондриального происхождения было понижено в экзосомах, в моче пациентов с диабетом (экзосомы – микроскопические пузырьки-везикулы с различным содержимым, выделяемые клетками во внешнюю срезу, экзосомы, обнаруживаемые в моче, производятся клетками почечных канальцев)

По мнению авторов, результаты исследования показывают, что анализ метаболитов мочи может стать ценным и информативным методом оценки состояния почек у больных диабетом.   Кроме того, выявленная взаимосвязь между поражением почек и снижением функций митохондрий открывает путь к разработке принципиально новых методик лечения ХБП.

Результаты исследования американских коллег для МедНовостей комментирует участник исследовательского проекта «Ионы Скулачева», д. б. н., ведущий научный сотрудник Лаборатории структуры и функции митохондрий НИИ ФХБ им. Белозерского Егор Плотников:

— Анализ метаболома (состава метаболитов) и протеома (состава белков и пептидов) мочи в последнее время становится очень важным методом диагностики самых разных заболеваний почек. С одной стороны, эти исследования весьма информативны, с другой, связаны с минимальными затратами и возможными осложнениями у пациента по сравнению с традиционными методами.

Внедрение этих диагностических приемов сразу открывает неизвестные стороны казалось бы хорошо изученных патологий. Так, обнаруженное группой Кумара Шарма снижение функций митохондрий при диабетической почечной недостаточности имеет принципиальное значение для разработки новых подходов к лечению этого заболевания. Дело в том, что развитие окислительного стресса достаточно широко описано для многих острых и хронических почечных патологий, однако, использование традиционных антиоксидантов для предотвращения окислительного повреждения дало неоднозначные результаты в клинических испытаниях. Работа группы Кумара Шарма еще раз указывает на то, что для лечения патологий почек требуется именно направленное воздействие на почечные митохондрии, защищающее их от окислительного повреждения и гибели. Вещества, которые могут обеспечить такую защиту, разработаны в рамках проекта «Ионы Скулачева». Наиболее известное из этих соединений – пластохинонил-децил-трифенилфосфоний SkQ1, уже применяемый для лечения некоторых офтальмологических заболеваний.

Исследования коллег из Сан-Диего хорошо согласуются с нашими собственными результатами. Мы сумели продемонстрировать выраженный защитный эффект митохондриально-адресованных антиоксидантов (в первую очередь — пластохинонил-децил-родамина SkQR1), на моделях острой почечной недостаточности у крыс. SkQR1 не только значительно уменьшал окислительный стресс в митохондриях, но и снижал почечную недостаточность, и даже защищал животных от гибели, вызванной повреждением почек. Думаю, что результаты нашего проекта вкупе с наблюдениями группы Шарма и других исследователей открывают хорошие перспективы создания на основе SkQ препарата против различных заболеваний почек, в том числе – хронической болезни почек, развивающейся на фоне диабета.  

Хроническая болезнь почек (ХБП), развивающаяся у пациентов с сахарным диабетом, может быть обусловлена нарушением функций митохондрий. Об этом говорят результаты исследования, проведенного сотрудниками Университета Калифорнии в Сан-Диего под руководством Кумара Шарма (Kumar Sharma). Работа ученых опубликована в Journal of the American Society of Nephrology.

Целью исследователей было выявление биомаркеров поражения почек у больных сахарным диабетом (это заболевание является одним из ведущих факторов риска ХБП). Для этого они оценили методом газовой хроматографии – масс-спектрометрии состав  193 образцов мочи, взятых у пациентов с сахарным диабетом без поражения почек, пациентов с сахарным диабетом и хронической болезнью почек, а также полностью здоровых добровольцев.

В каждом образце мочи были измерены концентрации 94 метаболитов (продуктов обмена веществ). В результате были определены 13 метаболитов, уровни которых у пациентов с нарушениями функции почек были значительно ниже, чем у здоровых участников и у больных диабетом без поражения почек. 12 из 13 метаболитов представляли собой продукты жизнедеятельности митохондрий, причем большинство из них (3-гидроксиизовалерат, лимонная кислота, 2-метил-3-гидроксипропионат, урацил, 3-гидроксиизобутират, аконитат, 3-гидроксипропионат, 2-метилацетоацетат и др.), образуются  исключительно в этих клеточных органеллах.

Для подтверждения выявленной взаимосвязи были проведены дополнительные исследования. В частности, в образцах ткани почек пациентов с диабетом и ХБП было выявлено снижение концентраций митохондриальной ДНК, а также снижение экспрессии коактиватора PGC1a – белка, стимулирующего активность митохондрий. Содержание ДНК митохондриального происхождения было понижено в экзосомах, в моче пациентов с диабетом (экзосомы – микроскопические пузырьки-везикулы с различным содержимым, выделяемые клетками во внешнюю срезу, экзосомы, обнаруживаемые в моче, производятся клетками почечных канальцев)

По мнению авторов, результаты исследования показывают, что анализ метаболитов мочи может стать ценным и информативным методом оценки состояния почек у больных диабетом.   Кроме того, выявленная взаимосвязь между поражением почек и снижением функций митохондрий открывает путь к разработке принципиально новых методик лечения ХБП.

Результаты исследования американских коллег для МедНовостей комментирует участник исследовательского проекта «Ионы Скулачева», д. б. н., ведущий научный сотрудник Лаборатории структуры и функции митохондрий НИИ ФХБ им. Белозерского Егор Плотников:

— Анализ метаболома (состава метаболитов) и протеома (состава белков и пептидов) мочи в последнее время становится очень важным методом диагностики самых разных заболеваний почек. С одной стороны, эти исследования весьма информативны, с другой, связаны с минимальными затратами и возможными осложнениями у пациента по сравнению с традиционными методами.

Внедрение этих диагностических приемов сразу открывает неизвестные стороны казалось бы хорошо изученных патологий. Так, обнаруженное группой Кумара Шарма снижение функций митохондрий при диабетической почечной недостаточности имеет принципиальное значение для разработки новых подходов к лечению этого заболевания. Дело в том, что развитие окислительного стресса достаточно широко описано для многих острых и хронических почечных патологий, однако, использование традиционных антиоксидантов для предотвращения окислительного повреждения дало неоднозначные результаты в клинических испытаниях. Работа группы Кумара Шарма еще раз указывает на то, что для лечения патологий почек требуется именно направленное воздействие на почечные митохондрии, защищающее их от окислительного повреждения и гибели. Вещества, которые могут обеспечить такую защиту, разработаны в рамках проекта «Ионы Скулачева». Наиболее известное из этих соединений – пластохинонил-децил-трифенилфосфоний SkQ1, уже применяемый для лечения некоторых офтальмологических заболеваний.

Исследования коллег из Сан-Диего хорошо согласуются с нашими собственными результатами. Мы сумели продемонстрировать выраженный защитный эффект митохондриально-адресованных антиоксидантов (в первую очередь — пластохинонил-децил-родамина SkQR1), на моделях острой почечной недостаточности у крыс. SkQR1 не только значительно уменьшал окислительный стресс в митохондриях, но и снижал почечную недостаточность, и даже защищал животных от гибели, вызванной повреждением почек. Думаю, что результаты нашего проекта вкупе с наблюдениями группы Шарма и других исследователей открывают хорошие перспективы создания на основе SkQ препарата против различных заболеваний почек, в том числе – хронической болезни почек, развивающейся на фоне диабета.