Защита от солнца пациентам с редкими генетическими заболеваниями

Согласно новым исследованиям, клетки кожи, взятые у пациентов с редким генетическим заболеванием, в десять раз более чувствительны к повреждениям от ультрафиолетового излучения (UVA).

Разработана совершенно новая молекула с потенциалом для добавления в солнцезащитный крем, которая может помочь пациентам с  атаксией Фридриха, а также тем, у кого есть другие расстройства, характеризующиеся перегрузкой митохондриальным железом, в частности с синдромом Вольфрама и болезнь Паркинсона.

Атаксия Фридрейха - это генетическое заболевание, характеризующееся прогрессирующей дегенерацией клеток нервной системы и сердца и имеющее распространенность около 1/29 000 среди населения Кавказа и 1/20 000 в юго-западной Европе. Пациентам часто приходится пользоваться колясками с раннего возраста и часто умирать в раннем взрослом возрасте.

Хотя большинство солнцезащитных кремов эффективны против ультрафиолетовых лучей, они обычно защищают от ультрафиолетовых лучей только благодаря отражающим свойствам одного крема. Когда клетки подвергаются воздействию ультрафиолетовых лучей, ущерб, наносимый клеткам, может быть усугублен избытком свободного железа в митохондриях, что способствует образованию «свободных радикалов», в том числе активных форм кислорода (АФК), которые могут повредить ДНК, белок и жиры - увеличивая риск гибели клеток и рака.

Ученые разработали специально созданную молекулу, которая действует как коготь, собирая избыточные частицы железа в митохондриях, предотвращает повреждения, вызванного UVA. Цель исследователей состоит в том, чтобы добавить эту молекулу в солнцезащитные кремы, чтобы усилить их защитный эффект от ультрафиолетовых лучей.

В серии экспериментов in vitro с использованием клеток кожи (фибробластами) человека, страдающего атаксией Фридриха, исследователи продемонстрировали, что их белок, называемый «железосодержащий хелатор», уменьшал повреждение мембран митохондрий от реалистичных доз лучей UVA в два раза. В клетках, предварительно обработанных хелатором, предотвращали клеточную гибель, опосредованную UVA. Хелатор искусно спроектирован таким образом, что он специально направляется в митохондрии.

Основная функция митохондрий заключается в выработке энергии, и железо в нужном количестве необходимо для их функционирования. К сожалению, потому что митохондрии  важны как основной источник энергии, последствия их повреждения могут быть серьезными. Дисфункция митохондрий лежит в основе растущего числа заболеваний.

Атаксия Фридрейха один из примеров заболевания «с перегрузкой митохондриальным железом». Существует порочный круг - избыток железа в митохондриях означает больше реактивных окислителей и большее повреждение компонентов клетки, что приводит к нарушению функций клеток. Этот процесс делает клетки более чувствительными к последующему окислительному повреждению, особенно такими факторами окружающей среды, как UVA солнечного света.

В настоящее время команда планирует продолжить исследование хелатора с помощью мышиной модели заболевания in vivo.

Olivier Reelfs, Vincenzo Abbate, Agostino Cilibrizzi, Mark A. Pook, Robert C. Hider, Charareh Pourzand. The role of mitochondrial labile iron in Friedreich's ataxia skin fibroblasts sensitivity to ultraviolet A. Metallomics, 2019; DOI: 10.1039/c8mt00257f