ИСТИНА

Na,K-ATPаза - фермент, присутствующего в плазматической мембране всех клеток животных. Na,K-ATPаза специфически связывается с кардиотоническими стероидами (КТС) или как их называют по-другому сердечными гликозидами, что приводит к ингибированию активности фермента, изменению соотношения внутриклеточной концентрации Na+ и K+, а также запуску различных сигнальных путей в клетке. Ранее в нашей лаборатории было установлено, что уабаин в концентрациях полностью ингибирующих Na,K-ATPазу вызывает гибель эндотелиальных и гладкомышечных клеток человека, но не крысы. Ключевую роль в этом процессе играло наличие КТС-резистентной (α1R) или КТС-чувствительной (α1S) α1-субъединицы Na,K-ATPазы. Стоит отметить, что α1-субъединица Na,K-ATPазы экспрессируется во всех типах клеток, а во многих является единственной, включая клетки почек. В этой связи в качестве рабочей гипотезы мы предполагаем, что отличия в цитотоксическом действии кардиотонических стероидов на клетки человека и крысы связаны с отличием в структуре α1S- и α1R-Na,K-ATPазы при связывании с КТС, что приводит к запуску различных сигнальных каскадов. Для проверки этой гипотезы мы планируем выделить α1S- и α1R-Na,K-ATPазы из почек свиньи и крысы соответственно, а также изучить особенности взаимодействия уабаина, дигоксина и маринобуфагенина с двумя изоформами фермента. Данный проект должен расширить наши фундаментальных знания о механизме цитотоксического действия сердечных гликозидов. Кроме того, полученные результаты могут быть использованы в исследованиях, связанных с применением КТС в качестве противораковых препаратов, в качестве потенциальных элементов антиретровирусной терапии и для лечения идиопатического фиброза легких, а также при изучении роли эндогенных кардиотонических стероидов.

Na,K-ATPase - enzyme present in the plasma membrane of all animal cells. Na,K-ATPase specifically binds with cardiotonic steroids (CTS) or known as cardiac glycosides, which leads to inhibition of the enzyme activity, the change in the ratio of intracellular concentrations of Na+ and K+, as well as activation of signaling network in the cell. Previously, in our laboratory it was discovered that ouabain at concentrations fully inhibiting Na,K-ATPase causes the death of human endothelial and smooth muscle cells, but not rats. A key role in this process was played by the presence of the CTS-resistant (α1R) or CTS-sensitive (α1S) α1-subunit of Na,K-ATPase. It should be noted that α1-subunit of Na,K-ATPase is expressed in all cell types and is the only one in many, including the kidney cells. In this regard, as a working hypothesis we assume that differences in the cytotoxic action of cardiotonic steroids on human and rat cells associated with the difference in the structural changes of the α1S - and α1R-Na,K-ATPase upon binding of the CTS, which trigger different signaling cascades. To examine this hypothesis, we plan to isolate the α1S - and α1R-Na,K-ATPase from pigs and rats kidneys, respectively, and also investigate the features of interaction between ouabain, digoxin, marinobufagenin and two isoforms of the enzyme. This project will expand our fundamental knowledge about the mechanism of the cytotoxic effect of cardiac glycosides. In addition, the results obtained can be used in studies related to the application of CTS as anti-cancer drugs, as potential elements of antiretroviral therapy and for the treatment of idiopathic pulmonary fibrosis, as well as in studying the role of endogenous cardiotonic steroids.