Рост доли стареющего трудоспособного населения в России и в развитых странах сопровождается рядом экономических, социально-гигиенических и морально-этических проблем, что позволяет классифицировать старение и развитие заболеваний, ассоциированных с возрастом, как социально-значимую проблему. Известно, что важнейшим этапом старения организма млекопитающих и развития возраст-ассоциированных заболеваний является сенесценция клеток и накопление их в организме. Основными признаками сенесцентных клеток являются их необратимо утерянная способность делиться, повышенная устойчивость к апоптозу и способность секретировать провоспалительные факторы, формируя тем самым секреторный фенотип сенесцентных клеток (senescence-associated secretory phenotype / секреторный фенотип, ассоциированный со старением, SASP). Накапливаясь практически во всех тканях и органах, сенесцентные клетки способствуют паракринному старению организма. Недавно было показано, что элиминация стареющих клеток у мышей ослабляет прогресс возраст-ассоциированных заболеваний, что привлекло повышенное внимание к этой новой геронтологической мишени. На сегодняшний день стратегией современной цитогеронтологии является поиск новых агентов, обладающих сенотерапевнической активностью. Одними из них являются соединения, называемые «сенолитиками», которые могут избирательно убивать стареющие клетки. Другая стратегия связана с возможностью нейтрализовать вредное воздействие SASP на стареющие клетки препаратами, называемыми «сеноморфными». Наиболее высоким потенциалом обладают комбинации ингибиторов ключевых противоапоптозных сигнальных путей сенесцентных клеток и антиоксидантов. Одними из перспективных сенолитиков на сегодня являются ингибиторы белков теплового шока 90 (HSP90). HSP90 являются регуляторами важнейших физиологических и патологических функций организма. Однако в случае сенесцентных клеток эти белки играют роль стимулятора паракринного старения, защищая сенесцентные клетки от апоптоза и потому могут являться мишенью сенолитической терапии. Сегодня известны ингибиторы HSP90, например, гелданамицин, панингибитор, связывающийся с белком на N-конце. Тем не менее, наличие изоформ этих белков – эндоплазмина Grp94, митохондниального TRAP1 и цитозольных α и β, предполагает изоформспецифическое различие функций. Даже цитозольные формы, несмотря на высокую гомологию, обладают рядом структурных и функциональных отличий, что позволило исследователям найти специфический ингибитор для HSP90β (конститиуитивная форма). Так как самыми перспективными сенолитическими стратегиями на сегодняшний день являются комбинации сенолитических препаратов и антиоксидантов, в качестве природного антиоксиданта нами был предложен уникальный белок антиоксидант Prdx6, который был впервые выделен и охарактеризован в нашем институте. Этот белок способен действовать как антиоксидант, ограничивая окислительный стресс благодаря своей пероксидазной активности и участвовать в образовании окислителей за счет фосфолипазной. Это указывает на регулирующую роль этого фермента в окислительном стрессе. В настоящей работе мы исследовали перспективы сенолитического действия комбинации ингибиторов HSP90 и белка-антиоксиданта Prdx6. Исследования проводились как in vitro, на сенесцентных клетках линии 3T3/Balb (эмбриональные фибробласты), Raw 264.7 (моноцитарно-макрофагальная линия), RIN-m5F (бета-клетки поджелудочной железы) так и in vivo, на моделях возраст-ассоциированных заболеваний.

В докладе будут представлены результаты исследований о молекулярно-клеточных механизмах сенолитического действия предложенной композиции и обсуждены перспективы применения комбинации Prdx6 с ингибиторами HSP90 при разработке новых лекарств для лечения и профилактики возраст-ассоциированных заболеваний, таких как идиопатических легочный фиброз, хроническое воспаление, сопровождающее старение и сахарный диабет 2 типа. Работа выполнена при поддержке гранта РНФ № 23-24-00041.

In the present time, the proportion of the aging employable population is growing in Russia and in developed countries. This growth leads to a number of economic, socio-hygienic, moral and ethical problems, allowing to classify aging and the age-associated diseases as a socially significant problem. It is known that the most important stage in the aging of the mammalian organism and the development of age-associated diseases is the aging (senescence) of its cells. The important feature of senescent cells is that they irreversibly lose their ability to divide, became resistant to apoptosis, and are able to secrete proinflammatory factors, which is characteristic of senescence-associated secretory phenotype, SASP. Senescent cells accumulate in almost all tissues and organs, contributing to the paracrine aging of the body. Recent experiments showed that the elimination of senescent cells in mice attenuated the progression of age-related diseases have drawn attention to this new geriatric target. Therefore, a strategy of modern cytogerontology may be a search for new agents with senolytic or senomorphic activity. These drugs are referred to as senotherapeutic agents, among which combinations of inhibitors of anti-apoptotic signaling pathways in senescent cells and antioxidants have the highest potential. Also, promising senolytics are inhibitors of heat shock proteins. Proteins of HSP90 family are regulators of many physiological and pathological functions in the cell. However, in the case of senescent cells, these proteins play the role of a paracrine aging stimulator, protecting senescent cells from apoptosis and may be a target of senolytic therapy. Inhibitors of these proteins are known, for example, geldanamycin, a pan-inhibitor that binds to the protein at the N-terminus. However, the presence of isoforms of these HSP90 proteins, such as endoplasmin Grp94, TRAP1 mitochondrial protein, and cytosolic α and β proteins, suggest isoform-specific functions. Even cytosolic forms, despite their high homology and the ability to largely compensate for each other's functions, still have a number of structural and functional differences, which allowed researchers to find a specific HSP90β inhibitor capable of inhibiting the constitutive form of this protein. Since the most promising senolytic strategies today are combinations of senolytic drugs and antioxidants, we proposed a usage of unique antioxidant protein Prdx6, which was first isolated and characterized at our institute, as a natural antioxidant. This protein is able to act as an antioxidant, limiting oxidative stress through its peroxidase activity and participate in the formation of oxidants through its phospholipase activity. These two paradoxical abilities of Prdx6 seem to indicate a regulatory role for this enzyme in oxidative stress. In the present work, we investigated the prospects for the senolytic action of a combination of HSP90 inhibitors and the antioxidant protein Prdx6. The studies were carried out both in vitro, on senescent 3T3/Balb cells, and in vivo, on models of age-associated diseases.

The report will present the results of studies on the molecular and cellular mechanisms of the senolytic action of the proposed composition and discuss the prospects for using the combination of Prdx6 with HSP90 inhibitors in the development of new drugs for the treatment and prevention of age-related diseases. The work was supported by the Russian Science Foundation grant No. 23-24-00041.