Вісник НАН України. 2019. № 4. С.51-57
https://doi.org/10.15407/visn2019.04.050

ЧЕРНИШЕНКО Володимир Олександрович —
кандидат біологічних наук, старший науковий співробітник відділу структури та функції білка Інституту біохімії ім. О.В Палладіна НАН України
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6564-8823

МЕХАНІЗМИ ЕКСТРАСУДИННОГО ТА ВНУТРІШНЬОСУДИННОГО ТРОМБОУТВОРЕННЯ: ФУНДАМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ДЛЯ ПОТРЕБ КЛІНІЧНОЇ ПРАКТИКИ
За матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 27 лютого 2019 року

Вивчення тонких механізмів молекулярних перетворень фібриногену під час полімеризації дозволило виявити, що сполуки імуноглобулінової природи, поліпептиди та низькомолекулярний калікс[4]арен здатні специфічно інгібувати формування фібринового каркасу тромбу. Такі сполуки можна розглядати як перспективні молекулярні платформи для створення антитромботичних засобів, покликаних запобігати внутрішньосудинному тромбоутворенню, яке є причиною таких небезпечних патологій, як інфаркт міокарда, ішемічний інсульт головного мозку тощо. На основі розробок відділу структури та функції білка було створено також універсальний гемостатичний засіб «Карбогемостат», здатний ефективно стимулювати екстрасудинне тромбоутворення з метою запобігання крововтраті при ушкодженнях кровоносних судин внаслідок різного роду травм та під час хірургічних втручань.

Ключові слова: кровообіг, тромбоз, кровотеча, антитіла, пептиди, калікс[4]арени, гемостатики.

Кровообіг є унікальною системою організму людини, яка забезпечує інтеграцію тканин і органів у єдине ціле. Омиваючи органи і тканини тіла, кров постачає до них поживні речовини та кисень, забезпечує елімінацію метаболітів, транспортує гуморальні регулятори та компоненти імунної системи. Порушення функцій кровообігу призводить до тяжких наслідків для всього організму. При цьому такі порушення можуть бути викликані як масивною кровотечею, так і локальним припиненням кровотоку, спричиненим переважно внутрішньосудинним тромбоутворенням.

До найвідоміших (і найнебезпечніших) захворювань, викликаних тромбоутворенням, належить припинення кровопостачання окремих органів (ішемічний інсульт) або серця (тромбоз коронарної артерії), емболізація судин легенів (тромбоемболія легеневої артерії), а також атеротросклероз та атеротромбоз судин.

Підтримання циркулювання крові в судинах та швидке припинення кровотеч забезпечує система гемостазу, що включає клітинний компонент (тромбоцити і ендотелій судин) та ензимні комплекси, кожен з яких виконує свою, чітко детерміновану функцію: протромбіназа, теназа, антикоагулянтна і фібринолітична системи тощо. Каскади ензимів перебувають у постійній динамічній рівновазі, порушення якої і спричинює розлади у кровообігу.

Дію всіх ензиматичних каскадів гемостазу в кінцевому підсумку спрямовано на єдину молекулу — фібриноген (рис. 1). Фібриноген — це великий глікопротеїн з молекулярною масою 340 kDa. Його сформовано з двох субодиниць, кожна з яких у свою чергу складається з трьох ланцюгів, сполучених між собою дисульфідними зв’язками: Аα (Аα1-610), Вβ (Вβ1-461) та γ (γ1-411) [1]. N-кінцеві ділянки трьох пар ланцюгів розташовано у центральному Е-регіоні молекули, С-кінцеві ділянки кожного з пари ланцюгів Вβ та γ формують βС- та γС-домени, структурно і функціонально об’єднані у два дистальні D-регіони [2]. С-кінцеві ділянки Аα-ланцюга молекули фібриногену є лабільними і просторово невпорядкованими. Вони сполучаються завдяки електростатичним зв’язкам з центральним Е-регіоном молекули та між собою, формуючи αС-регіон [3].

Саме фібриноген, за умови активації системи гемостазу, зазнає обмеженого протеолізу тромбіном. Втрачаючи послідовно відщеплювані тромбіном фібринопептиди А і В (термінальні N-кінцеві ділянки ланцюгів Аα1-16 та Вβ1-14), фібриноген перетворюється на фібрин-мономер, здатний до спонтанної полімеризації з формуванням тривимірної сітки полімерного фібрину, що і є каркасом тромбу [4]. Полімеризація фібрину забезпечується електростатичними взаємодіями, водневим зв’язками і гідрофобними контактами амінокислотних залишків, що входять у центри полімеризації молекул фібрину. До центрів полімеризації історично відносять центри «А» і «В» у Е-регіоні молекули та комплементарні до них центри полімеризації «а» і «b» у D-регіонах. У 2007 р. під керівництвом члена-кореспондента НАН України Е.В. Луговського було відкрито додаткову пару центрів полімеризації «С» і «с» [5].

Для дослідження структури та функцій фібриногену ми застосовуємо широкий арсенал молекулярних інструментів, серед яких: моноклональні антитіла, пептиди, що імітують окремі послідовності молекули фібриногену, низькомолекулярні сполуки та високоспецифічні протеїнази.

Моноклональні антитіла. Інститут біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України є піонером у застосуванні антитіл для вивчення структури та молекулярних перетворень фібриногену. Близько 30 років тому такі роботи було розпочато у відділі молекулярної імунології під керівництвом академіка НАН України С.В. Комісаренка; продовжуються вони й нині у відділі структури та функції білка [7]. За цей час було отримано понад сотню гібридом-продуцентів моноклональних антитіл, з-поміж яких було обрано ті, що мали унікальні властивості та специфічність. Зокрема, на основі отриманих моноклональних антитіл 2d-2a (епітоп у ділянці Вβ12-17), ІІ-4D (γ89-240) та І-3С (Вβ126-134) було розроблено унікальні методи кількісного визначення у плазмі крові маркерів загрози внутрішньосудинного тромбоутворення: фібриногену, D-димеру та розчинного фібрину відповідно. Ці методи потребують якомога скорішого впровадження у широку клінічну практику [8].

Інші отримані нами антитіла заслуговують на увагу, оскільки мають здатність інгібувати полімеризацію фібрину. Так, антитіло І-5А, що має епітоп у периферичних αС-регіонах (Аα509-610), виявилося специфічним інгібітором полімеризації фібрину. За співвідношення антитіло : фібрин 1:2 це антитіло повністю пригнічувало формування полімерного фібрину в системі фібриноген–тромбін (рис. 2). Аналіз мікрофотографій фібринових ниток, отриманих за присутності антитіла І-5А, засвідчив ефективне інгібування саме латеральної асоціації, але не формування, протофібрил. Цей факт є першим експериментальним доказом того, що в С-кінцевій ділянці αС-регіону знаходиться сайт латеральної асоціації протофібрил [9]. Водночас антиполімеризаційна дія антитіла І-5А дозволяє розглядати його як потенційну основу для створення антитромботичного засобу. 

Повний текст