Бандура Ю. О. Роль стресу ендоплазматичного ретикулюма у регуляції морфофункціонального стану клітин підшлункової залози за експериментального цукрового діабету.

Дисертаційна робота присвячена комплексному аналізу механізмів, через які стрес ендоплазматичного ретикулюма (ЕР) впливає на функціональний стан β-клітин підшлункової залози при експериментальному цукровому діабеті 1-го типу (ЦД1). Основна увага зосереджена на взаємозв’язку між порушеннями гомеостазу ЕР, оксидативно-нітративним стресом, мітохондріальною дисфункцією та епігенетичними змінами, які разом формують патогенетичний ланцюг, що призводить до деградації інсулінопродукуючих клітин. Робота спрямована на виявлення ключових біомолекулярних маркерів і пропозицію нових терапевтичних стратегій, орієнтованих на причини захворювання, а не лише на його симптоматику. Важливим аспектом роботи стало дослідження взаємодії стресу ЕР з оксидативними та нітративними процесами. Гіперглікемія спричиняє надлишковий синтез активних форм Оксигену (АФО) та оксиду азоту, що призводить до масового окиснення ліпідів і білків, а також до глибокого порушення антиоксидантного захисту. У тканинах підшлункової залози щурів із ЦД1 зафіксовано різке зниження активності каталази, супероксиддисмутази та глутатіонредуктази — ферментів, які нейтралізують вільні радикали. Паралельно відмічено зростання рівня продуктів пероксидного окиснення ліпідів (ТБК-позитивні речовини) на 113% та нітротирозин-модифікованих білків на 129%, що вказує на системний оксидативний стрес. Активність індуцибельної NO-синтази (iNOS) та концентрація нітратів/нітритів також значно зросли, підтверджуючи дисбаланс у системі L-аргінін/NO та формування нітративного стресу. Особливу увагу привернув білок RAP1, який при глюкозотоксичності транслоціюється з ядра до цитоплазми, активуючи запальний шлях NF-κB. Цей процес, опосередкований фосфорилюванням AKT, може сприяти розвитку апоптозу та хронічного запалення, посилюючи патологічні зміни в β-клітинах. Незважаючи на відсутність агрегації RAP1, його функціональні зміни через взаємодію з сигнальними каскадами залишаються перспективним напрямком для подальших досліджень. Ключову роль у порушенні секреції інсуліну відіграли зміни в контактних зонах між ЕР і мітохондріями (MAMs). Електронна мікроскопія виявила звуження цих структур з 11–34 нм до 8–17 нм, що супроводжувалося падінням концентрації іонів Ca²⁺ у 2,2–2,7 рази. Дефіцит кальцію порушив механізми екзоцитозу інсулінвмісних везикул, погіршивши метаболічний відповідь клітин на глюкозу. Ці дані підкреслюють важливість кальцієвої сигналізації для функціонування β-клітин та її зв’язок із стресом ЕР. Вперше в контексті ЦД1 було досліджено епігенетичні зміни, зокрема зростання рівня метилтрансферази DNMT2 на 40%. Цей фермент контролює стабільність транспортної РНК, і його надмірна активність може порушувати трансляцію білків, поглиблюючи стрес ЕР через дисбаланс гомеостазу. Порівняльний аналіз моделей in vitro та in vivo виявив суттєві відмінності. Наприклад, у клітинах β-TC-6 глюкозотоксичність активувала UPR через PERK та IRE1α, тоді як у щурів із діабетом такі механізми були пригнічені. Проте в обох випадках спостерігалося підвищення GRP78 та RAP1, що підкреслює їхню роль як універсальних маркерів стресу. Результати дослідження вказують на необхідність інтегрованого підходу до лікування ЦД1, який би одночасно корегував UPR, знижував оксидативне навантаження, відновлював мітохондріальну функцію та стабілізував кальцієвий гомеостаз. Перспективними напрямами є розробка препаратів, що модулюють активність GRP78, інгібують NO-синтазу або впливають на RAP1-залежні шляхи. Такі терапії могли б не лише уповільнити деградацію β-клітин, а й сприяти їх регенерації, що відкриває нові можливості для боротьби з причинами діабету.