Тема проекту: Інтермедіати фенілпропаноїдного шляху як речовини для продовження тривалості і якості життя
№ держреєстрації 0120U104755
Тривалість проекту: 21 жовтня 2020 – 31 грудня 2021, травень-листопад 2023
Грантхолдер: Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника
Джерело фінансування: Національний фонд досліджень України, конкурс “Підтримка досліджень провідних та молодих учених”
Реєстраційний номер Проєкту: 2020.02/0118
Анотація проєкту
Старіння пов’язане з активацією запальних та окисних процесів, дисфункцією мітохондрій, утворенням специфічних метаболітів, які порушують обмін речовин та енергії. Низкою робіт була показана можливість сповільнення старіння речовинами-геропротекторами. Ми припускаємо, що рослинні сполуки, зокрема похідні фенілпропаноїдного (ФП) шляху, можуть сповільнювати старіння, впливаючи, зокрема, на мітохондрії. Відомим прикладом таких геропротекторів є резвератрол. Мета цього проекту – встановити спільні та відмінні механізми геропротекторної дії сполук, які впливають на мітохондрії (2,4-динітрофенол та альфа-кетоглютарат), а також похідних ФП шляху (ферулова кислота) та екстрактів рослин, які містять структурно подібні ФП, а саме родіоли рожевої, перцю чілі та лофанту анісового. Планується також вивчити комбіновані ефекти сполук з підтвердженими геропротекторними властивостями з використанням плодових мушок та мишей як модельних організмів.
Мета проєкту: Встановити спільні та відмінні механізми геропротекторної дії ефекторів мітохондріального дихання (2,4-динітрофенол та альфа-кетоглютарат), окремих фенілпропаноїдів (ферулова кислота) та рослинних препаратів з високим вмістом фенілпропаноїдів (лофант анісовий, перець чiлі та родіола рожева) у модельних тварин, плодової мушки Drosophila melanogaster та мишей.
Завдання проєкту:
1) Дослідити дозо-залежний вплив мітохондріальних ефекторів (альфа-кетоглютарату і 2-4-динітрофенолу), окремих фенольних речовин (ферулової кислоти) та комплексних рослинних препаратів (лофанту анісового, перцю чілі та родіоли рожевої) на функціональні показники здоров’я модельних тварин за умов збалансованої дієти.
2) Дослідити вплив вищезгаданих препаратів на активність метаболічних шляхів, зокрема показники енергетичного метаболізму та інтенсивність вільнорадикальних процесів, у модельних тварин за умов збалансованої та висококалорійної дієт.
3) Встановити молекулярні механізми захисної дії досліджуваних препаратів шляхом визначення рівня маркерів запалення та рівня транскриптів і білкових продуктів для генів, чия експресія регулюється відомими сигнальними системами, які пов’язані зі старінням.
4) Вивчити вплив різних комбінацій досліджуваних препаратів на тривалість життя та функціональне старіння у плодової мушки.
Очікувані результати:
а) Опис наукової або науково-технічної продукції (за її наявності), яка буде створена в результаті виконання проєкту (із зазначенням її якісних та кількісних характеристик).
Ми очікуємо, що досліджувані речовини та рослинні екстракти, які продовжують тривалість життя, також уповільнюватимуть функціональне старіння. Також очікуємо виявити активацію відомих сигнальних шляхів за дії вибраних геропротекторів. Не виключено, що вдасться знайти нові шляхи та/або нові зв’язки між різними шляхами. Використовуючи комбінацію геропротекторів, ми очікуємо досягти істотного збільшення тривалості життя плодової мушки за рахунок можливого синергізму препаратів. Результати будуть істотним внеском у розуміння механізмів старіння та можливих шляхів його уповільнення. Планується з’ясувати багато аспектів ролі мітохондрій у дії вибраних геропротекторів та отримати нову інформацію відносно ключових систем регуляції експресії генів та метаболізму у плодової мушки та мишей, адже роль шляху Nrf2 у збільшенні тривалості життя різними геропротекторами вивчена лиш на нематоді C. elegans. Буде з’ясована ступінь консерватизму механізмів, які регулюють старіння у різних тварин. У мишей прогнозується тканино-специфічна дія досліджуваних препаратів. Ми плануємо опублікувати свої результати в спеціалізованих журналах, віднесених до Q1-O3 за класифікацією Scimago. Планується написання щонайменше 7 статей. В майбутньому плануємо розділити рослинні екстракти на фракції та визначити діючі речовини на основі мішеней, знайдених в поточному проєкті.
б) Обґрунтування переваг очікуваної наукової або науково-технічної продукції (за її наявності) у порівнянні з існуючими аналогами.
Для дослідження взяті речовини та екстракти, які мало вивчені як геропротектори і інформація про механізми дії яких обмежена. Будуть більш детально розкриті механізми дії цих речовин, що створює підґрунтя для їх подальшого дослідження як препаратів у запобіганні розвитку віково-залежних захворювань, таких як атеросклероз, остеопороз, гіпертонічна хвороба, зниження стійкості до інфекцій, цукровий діабет, втрата когнітивних функцій. Прогнозуємо, що на основі отриманих результатів можна буде передбачити наявність геропротекторної дії у препаратів інших рослин, які містять фенілпропаноїдні речовини чи їх метаболіти.
Керівник проєкту: Байляк Марія Михайлівна, професор кафедри біохімії та біотехнології; е-мейл: bayliak@ukr.net; maria.bayliak@pnu.edu.ua