Котова Полина Дмитриевна

В настоящее время проводятся исследования внутриклеточных сигнальных процессов, инициируемых GPCR-рецепторами

Сигнал о связывании GPCR-рецепторов с лигандами усиливается внутри клетки в основном посредством аденилатциклазного и фосфолипазного сигнальных путей, активация которых приводит к значительному изменению концентрации cAMP и Ca2+ соответственно. Именно на мониторинге этих внутриклеточных молекул основаны методы исследования сигнальных процессов, активируемых лигандами GPCR-рецепторов. Мониторинг внутриклеточного Ca2+ традиционно проводится с помощью синтетических флуоресцентных зондов, которые проникают через мембрану и позволяют изучать внутриклеточные Ca2+-процессы в живых клетках. Однако для молекулы cAMP таких зондов не разработано, и проведение мониторинга cAMP внутри живой клетки было невозможно до появления генетически кодируемых флуоресцентных сенсоров. Нами была получена моноклональная линия клеток, стабильно и на высоком уровне экспрессирующих сенсоры внутриклеточных cAMP и Ca2+. Эти клетки-сенсоры позволяют проводить одновременный мониторинг цитозольных cAMP и Са2+ в режиме реального времени, что существенно расширяет возможности исследования агонист-зависимых внутриклеточных процессов. Такой инструмент позволяет получать результаты, существенно расширяющие фундаментальные представления о сигнальных процессах, инициируемых агонистами GPCR-рецепторов, а также может быть применен в фармацевтике для выявления нецелевых воздействий лекарственных соединений на внутриклеточные сигнальные процессы. Исследования такого рода и поводятся нами в настоященее время.

Основные результаты научной деятельности:

2019-2022 гг. Получены моноклональные линии клеток, экспрессирующих сенсоры различных внутриклеточных молекул (Ca2+, cAMP, PIP3). С помощью клеток полученных линий было решено множество задач, в том числе наглядно продемонстрировано, что стимуляция ацетилхолином чувствительных к нему клеток не приводит к активации PI3-киназы; показано, что многие ингибиторы PI3-киназы подавляет Ca2+-сигнализацию, инициируемую аминергическими агонистами, по механизму, независимому от PI3-киназы; продемонстрировано, что информация о величине приходящего адренергического стимула кодируется и в клетках HEK293 с помощью cAMP, а не Ca2+-сигнализации.

2017-2019 гг. Установлен механизм генерации мезенхимными стромальными клетками Са2+-ответов на агонисты адренергических и пуринергических рецепторов. Впервые было продемонстрировано, что трансдукция пуринергических и адренергических агонистов протекает по универсальному сценарию: при стимуляции GPCR-рецепторов генерируется локальный Са2+ сигнал, который затем инициирует Са2+-индуцируемый выброс Са2+, тем самым трансформируясь в глобальный Са2+ сигнал. Благодаря такому механизму, зависимость Са2+ ответов МСК от концентрации лиганда носит пороговый характер, при превышении которого генерируются Са2+ сигналы не зависящие от дозы агониста. Выявлены основные изоформы адрено- и пуринорецепторов, обеспечивающих чувствительность МСК к адренергическим и пуринергическим агонистам.

Руководство грантами:

1. РНФ 19-75-10068 «Многофакторный анализ сопряжения GPCR-рецепторов с внутриклеточными сигнальными путями», 2019 – 2024 гг.

2. РНФ 17-75-10127 «Исследование донор-зависимости рецепторных систем мультипотентных мезенхимных стромальных клеток человека как платформа для перехода к персонализированной медицине», 2017 – 2019 гг.

3. Президента Российской Федерации МК-67.2021.1.4 «Создание клеточного биосенсора для одновременного мониторинга внутриклеточных Са2+, сАМР и cGMP», 2021 – 2022 гг.

4. РФФИ 16-34-00210 «Идентификация P2Y рецепторов, функционирующих в мезенхимных стромальных клетках человека», 2016 – 2017 гг.

Премии и награды:

1) Медаль Российской Академии Наук с премией для молодых ученых 2018 за цикл работ «Рецепторные и сигнальные системы мезенхимных стволовых клеток человека».

2) Премия Губернатора Московской области в сферах науки, технологии, техники и инноваций для молодых ученых и специалистов за работу "Создание клеток-сенсоров для доклинического тестирования лекарственных соединений", 2022 г.

3) Стипендии Президента Российской Федерации для молодых ученых и аспирантов, осуществляющих перспективные научные исследования и разработки по приоритетным направлениям модернизации российской Экономики СП-924.2018.4 «Пуринергические рецепторы мезенхимных стволовых клеток как потенциальная мишень для фармакологической борьбы с ожирением».