Лаборатория биохимии чужеродных соединений
руководитель д.б.н., проф. А.Ю. Гришанова
Проведены исследования генетических факторов предрасположенности к формированию множественной лекарственной устойчивости опухолей у больных хроническими лимфопролиферативными заболеваниями. Исследовано распределение полиморфных вариантов гена CYP3A4 (в промоторе CYP3A4*1B и экзоне CYP3A4*2) у взрослых лиц, больных хроническими лимфопролиферативными заболеваниями и у детей с острым лимфобластным лейкозом. В обследованной выборке взрослых частота мутантного аллеля для CYP3A4*1B составила 0,06 у здоровых и 0,05 у больных, мутантный аллель для CYP3A4*2 не выявлен. В обследованной выборке детей мутантные аллели не обнаружены ни для CYP3A4*1B, ни для CYP3A4*2. Установлено, что с предрасположенностью к хроническим лимфопролиферативным заболеваниям связаны полиморфизмы C341T в 6 экзоне гена глутатион S-трансферазы Р1 (GSTP1) и C3435T в 26 экзоне гена MDR1, кодирующего синтез белка-транспортера Р-гликопротеина; с формированием устойчивости к химиотерапии (ХТ) связаны полиморфизмы A313G в 5 экзоне гена GSTP1, G2677T в 21 экзоне и C3435T 26 экзонах гена MDR1.
Исследован полиморфизм кандидатных генов ферментов метаболизма противоопухолевых лекарств (цитохромов Р450 2C9, 2C19, 3A4, 3A5) у больных раком молочной железы. Полученные данные сопоставлены с эффективностью неоадьювантной химиотерапии. Результаты исследования показали наличие ассоциации эффективности лечения и наличия однонуклеотидной замены в гене цитохрома Р4502С9, приводящей к замене аминокислоты Ile на Leu в положении 359. Вероятность эффективного ответа на лечение в 5 раз выше у больных, имеющих в генотипе вариантный аллель.
Исследовано влияние неоадьювантной терапии на экспрессию гена цитохрома Р450 2В6 (CYP2B6). Обнаружено более чем 20-тикратное, увеличение мРНК CYP2B6 в образцах опухолей молочной железы у больных, получавших неоадьювантную химиотерапию. Полученный факт свидетельствует об ассоциации увеличения экспрессии гена цитохрома Р450 CYP2B6 в опухоли молочной железы с проводимой неоадъювантной химиотерапией.
Проведены исследования ингибирующих эффектов менадиона и кверцетина на активности цитохромов Р450 подсемейства 1А (СYP1A), индуцируемые бензо[α]пиреном. Показано, что ингибирующий эффект менадиона (витамин К) является следствием снижения способности Ah-рецептора связываться с ДНК. В механизме негативной регуляции менадионом экспрессии СYP1A репрессор Ah-рецептора. (AhRR) и транскрипционный фактор С/ЕВР не участвуют. Показано участие тирозин киназы семейства c-Src в подавлении менадионом (витамин К) индукции цитохрома Р4501А1 бензопиреном. Установлено, что под действием кверцетина увеличивается уровень мРНК для AhRR-белка, репрессирующего Ah-рецептор (AhRR), в печени крыс (интактных и получавших бензопирен). Полученные результаты свидетельствуют об участии AhRR в негативной регуляции CYP1A и возможной роли AhRR в ингибирующем действии кверцетина на индуцируемую бензопиреном активность CYP1A.
Лаборатория молекулярных механизмов канцерогенеза
руководитель Л.Ф. Гуляева, д.б.н., профессор
Проведено исследование активации генов цитохрома Р450 1а (CYP1a1 и CYP1а2) 3-метилхолантреном (МХ) у мышей, имеющих различный генотип Ah-рецептора. Показано, что у мышей дефектных по Ah-рецептору (AhR- генотип) и нечувствительных к индукции ПАУ имеет место посттранскрипционная супрессия цитохрома Р4501а.
Впервые была определена регуляторная последовательность гена CYP1a2 у трех линий мышей, имеющих AhR+ генотип (CBA, C57BL, A/Sn) и трех – нечувствительных к индукции ПАУ (DBA, AKR и SWR) (AhR- генотип). Проведено секвенирование участка гена Cyp1a2 от -4675 до -420. Установлено, что исследуемый район является высококонсервативным и не связан с межлинейными различиями у мышей в индуцируемой активности Cyp1a2.
Проведено исследование механизмов индукции цитохрома Р450 2В (CYP2B) в печени крыс и мышей видоспецифичными индукторами фенобарбиталового типа. Использовали фенобарбитал (ФБ) — индуктор CYP2B для крыс и мышей, 2,4,6-трифенилдиоксан-1,3 – индуктор специфичный для крыс и индуктор Поланда (1,4-бис[2-(3,5-дихлоро) пиридилокси] бензол) – специфичный для мышей. Соответствие изменений уровня экспрессии гена CYP2B содержанию его белка и ферментативной активности при введении животным каждого индуктора доказывает транскрипционный механизм индукции CYP2B этими ксенобиотиками. Из этого следует, что видовые различия в индукции CYP2B различными индукторами ФБ-типа проявляются на этапе активации транскрипции генов CYP2B. Предполагается, что видовые различия определяются различными путями активации сигнального пути, опосредованного ядерным андростановым рецептором (CAR), для каждого ФБ-индуктора.
Проведена сравнительная характеристика опухолей эндометрия и молочной железы по экспрессии эстрогенового рецептора альфа (ERα) и ароматазы (CYP19). Выявлены различные фенотипы опухолей, что может свидетельствовать об их разном патогенезе и определять разные подходы к их лечению.
Проведены исследования частот встречаемости генотипов и аллельных вариантов генов, кодирующих ферменты метаболизма эстрогенов, у здоровых и больных саркомой матки, раком щитовидной железы и доброкачественными опухолями щитовидной железы у женщин Новосибирской области. Установлено: 1) лица с диким аллелем G и генотипом GG гена сульфотрансферазы 1А1 (SULT1A1) имеют повышенный риск развития саркомы матки и патологии щитовидной железы; 2) женщины, имеющие мутантный аллель С и генотип СТ, СС гена цитохрома Р450 1А1 (CYP1A1); дикий аллель С и генотип СС гена цитохрома Р450 1А2 (CYP1A2); мутантный аллель А и генотипы АG , GG гена SULT1A1 имеют повышенный риск развития рака молочной железы. 3) женщины с аллелем С гена CYP1A2 и/или аллелем G гена SULT1A1 имеют повышенный риск развития рака эндометрия и миомы тела матки.
Лаборатория генно-инженерных методов исследования
руководитель С.П. Коваленко, к.б.н., доцент
Разработан и апробирован метод анализа дозы гена HER2/neu (рецептор 2 типа человеческого эпидермального фактора роста) c помощью ПЦР в реальном времени с использованием технологии TaqMan assay. Метод может быть использован для выявления опухолей с гиперэкспрессией рецептора HER2/neu при раке молочной железы и высокоэффективной направленной терапии Герцептином® (Herceptin, фирма Roche) –препаратом нового поколения, содержащим рекомбинантные моноклональные антитела к белку HER2/neu.
Разработана технология определения однонуклеотидной замены G735А в сайте сплайсинга интрона 14 гена дигидропиримидиндегидрогеназы (ДПД) человека для выявления генетически обусловленных вариантов метаболизма химиотерапевтического препарата 5-фторурацил. Мутация ДПД приводит к делеции экзона 14 в мРНК, дефициту фермента, метаболизирующего 5-фторурацил, и проявлению острой токсичности этого препарата. В этой связи представляется очевидной необходимость анализировать генотип пациента перед применением химиотерапии 5-фторурацилом. Проведена оценка частоты встречаемости мутации G735А в гене ДПД среди жителей Новосибирской области.
Лаборатория метаболизма лекарств и фармакокинетики
руководитель В.А. Вавилин, д.м.н., профессор
В рамках семейного анализа проведено генотипирование глутатион S-трансферазы М1 (GSTM1) – фермента 2-ой фазы метаболизма ксенобиотиков. Обследованы три поколения в семьях детей, больных бронхиальной астмой (120 человек). На основе законов наследования идентифицированы 16 гетерозигот, 20 гомозиготных делеций (нуль-генотипы) и 84 плюс-генотипа GSTМ1. Последние включали как дикие гомозиготы, так и некоторое количество гетерозигот, которые не удалось дискриминировать в ряду трех поколений путем генетического анализа.
Впервые проведена оценка 52G>A, 79C>T и 106G>A полиморфизмов гена прегнанового Х рецептора (PXR) у детей-европеоидов г. Новосибирска. Эти однонуклеотидные замены приводят к аминокислотным заменам в области AF-1 белка PXR– ключевого регуляторного фактора подсемейства 3A цитохрома Р450 и потенциально могут влиять на его регуляторную активность. В обследованной выборке из 96 человек (банк ДНК группы рандомизированного контроля) выявлено два гетерозиготных генотипа по замене 106G>A. Необходимо дальнейшее увеличение численности выборки для выявления мутантных гомозиготных генотипов.
Установлено индуцирующее действие фенольных антиоксидантов, синтезированных на основе 2,6-ди-трет-бутилфенола и обладающих противовоспалительным действием, на активность фермента II-й фазы биотрансформации ксенобиотиков – глутатион S-трансферазы Р1 (GSTP1) в печени мышей BALB. GSTP1 экспрессируется во многих внепеченочных органах и тканях человека и играет важную роль в детоксификации продуктов деградации биомембран, образующихся при воспалительных процессах. Показано, что индуцирующий эффект некоторых из синтезированных антиоксидантов превосходит, индукцию GSTP1 классическим антиоксидантом трет-бутилгидрохиноном. Установлен транскрипционный механизм усиления экспрессии гена GSTP1 под воздействием фенольных антиоксидантов, который опосредован через антиоксидант-респонсивный элемент гена.
В развитие полученных ранее данных о связи генов глутатион S-трансфераз и N-ацетилтрансферазы 2 с предрасположенностью к аллергическим заболеваниям исследовались факторы, осуществляющие координированную регуляцию экспрессии генов метаболизма ксенобиотиков и антиоксидантной защиты. У детей, больных атопическим дерматитом, изучен полиморфизм гена фактора Nrf2, участвующего в регуляции экспрессии генов метаболизма ксенобиотиков и антиоксидантной защиты. Исследованы замены -686G>A, -684 G>A и – 617 С>А в промоторном регионе гена Nrf2. Установлена высокая сила ассоциации полиморфного варианта -684G промотора гена Nrf2 с предрасположенностью к атопическому дерматиту, более высокая, чем для полиморфных вариантов глутатион S трансфераз. Отношение шансов для полиморфного варианта Nrf2 составило 9.25, р = 0.02, для полиморфных вариантов глутатион S трансфераз оно не превышало 4.
Лаборатория прикладной энзимологии
руководитель С.Х. Дегтярев, д.б.н., профессор
Из бактериального штамма Glacial ice bacterium выделена и очищена уникальная эндонуклеаза рестрикции GlaI. Изучены биохимические свойства фермента. Показано, что эндонуклеаза рестрикции GlaI узнает и расщепляет метилированную последовательность ДНК 5′-G(m5C)↓GC-3′. Этот фермент может быть использован для определения статуса метилирования ДНК. Обнаружена, клонирована и очищена до функциональной чистоты рестриктаза HspAI, гидролизующая неметилированный сайт GCGC. Показана пригодность полученных препаратов рестриктаз для работы с хромосомальной ДНК. Использование тандема из двух этих эндонуклеаз рестрикции может найти практическое применение в генно-инженерных работах, а также для определения статуса метилирования ДНК эукариот. Нарушение эпигенетических систем обратимого метилирования генов связывают с возникновением ряда заболеваний, в том числе с образованием злокачественных опухолей.
Разработан метод идентификации микроорганизмов, основанный на анализе полиморфизма длин фрагментов рестрикции (ПДФР) ПЦР-продукта гена 16S РНК длиной 1500 нуклеотидов. Для идентификации микроорганизмов, имеющих как AT- богатые, так и GC- богатые геномы, подобран универсальный набор из 6 эндонуклеаз рестрикции (Sse9I, Tru9I, BsuRI, MspI, BstMBI и RsaI). Изучено 27 различных микроорганизмов, выбор которых был достаточно случайным. Показано, что набор фрагментов ДНК гена рибосомальной 16S РНК, может служить отличительным признаком каждого микроорганизма. Для каждой пары микроорганизмов проводили расчет процента идентичности длины фрагментов ДНК. Результаты сравнения показали, что для представителей различных родов микроорганизмов процент идентичности длин фрагментов ДНК обычно колеблется в пределах 11-22%. Вместе с тем, анализ картины рестрикции генов 16S РНК ряда представителей рода Alteromonas показал, что процент идентичности длины рестриктов колеблется от 62 до 87%. В случае A. marina SW47 и A. marina SW49 наблюдаются идентичные картины рестрикции для всех 6-ти рестриктаз. Полученные данные позволяют предположить, что совпадение длин рестриктов на 50 и более % указывает на принадлежность микроорганизмов к одному роду.
Лаборатория физико-химической индикации иммунных процессов
руководитель д.б.н., профессор А.И. Аутеншлюс
Проведены исследования функциональной активности мононуклеарных клеток (МНК) и их реакции на опухолеассоциированные антигены — фетальные протеины (ФП) у больных туберкулезом легких. Установлено, что показатели реакции МНК на ФП являются критериями наличия или отсутствия дисплазии, особенно III степени (относящейся согласно классификации ВОЗ к предракам), как одного из видов атипии бронхиального эпителия при специфическом воспалительном процессе в легких. Результаты исследований позволяют заключить, что сочетание позитивной реакции мононуклеарных клеток (МНК) на опухолеассоциированные антигены (ОАА) с повышенными уровнями антител к провоспалительным цитокинам, к ОАА c высоким индексом влияния их на продукцию клетками крови ИЛ-2 и ИЛ-6 может явиться критерием формирования группы риска с повышенной вероятностьразвития злокачественных новообразований среди больных туберкулезом легких.
Установлено, что позитивная реакция МНК на ФП, сопряженная с повышенными уровнями антител к фактору некроза опухоли-a (TNF-a) и g-интерферону (g-IFN) может служить критерием степени злокачественности опухоли и атипии эпителия шейки матки. При дисрегенераторном процессе уровень спонтанной продукции МНК g-IFN был сопряжен с количеством митозов и степенью тяжести дисплазии, что может свидетельствовать о том, что в основе злокачественного перерождения плоского эпителия шейки матки, вероятнее всего лежит хронический воспалительный процесс, связанный с нарушениями регенерации эпителиальной ткани.
Впервые обнаружены естественные антитела к человеческому лейкоцитарному интерферону, уровень которых при дисрегенераторных процессах в эпителиальной ткани сопряжен с выраженностью реакции мононуклеарных клеток на фетальные протеины.
Лаборатория центральных механизмов регуляции и управления
руководитель академик РАМН М.Б. Штарк,
ведущий научный сотрудник к.б.н. М.В. Старостина
Показано in vivo на крысах в ходе развития экспериментальной зависимости от морфина Вистар, в органотипических культурах гиппокампа, выращенных в присутствии низких концентраций морфина, и в перевиваемой культуре клеток нейробластомы С-1300, что морфин в низких концентрациях (10μМ) обладает нейритогенной активностью, причем эффект его специфичен для нейронов, имеющих высокое содержание µ-рецепторов – пирамидных и гранулярных клеток гиппокампа.
Изучено влияние факторов, модулирующих состояние иммунной системы, на формирование хронической опиатной зависимости. Сравнительный эксперимент проведен на крысах лабораторной популяции Вистар и линии OXYS, которую характеризуют более низкие показатели активности иммунной системы. Установлено, что иммуномодуляторы (миелопид, Т-активин), активирующие гуморальное и клеточное звенья иммунного ответа, продлевают сроки формирования хронической опиатной зависимости как у крыс OXYS, так и у крыс Вистар. Длительное стрессирующее воздействие не влияет на параметры формирования зависимости у крыс Вистар, но приводит к повышению потребления морфина и сокращению времени развития хронической зависимости у крыс OXYS. Хроническое действие экзогенных опиатов модифицирует нейрональную пластичность структур, вовлеченных в формирование зависимости и нового аддиктивного поведения.
На модели кислородно-глюкозной депривации культуры клеток нейробластомы С-1300 показано, что малые дозы антител к мозгоспецифичному белку S-100 обладают выраженным нейропротекторным эффектом, способствуя выживанию клеток.
На модели феномена долговременной сенситизации (модель тревожно-депрессивного состояния на беспозвоночных) показано, что предваряющее электрошок введение малых (10-12) доз антител к мозгоспецифичному антигену S-100В предотвращает клеточную реакцию и поведенческую депрессию животных. Предполагается, что эффект антител реализуется через внутриклеточные сигнальные системы, в частности, путем активации МАР/ERK-киназного каскада.
Исследовали возможность создания нового лекарственного препарата на базе смеси малых доз антител к белку S-100В и дельта-пептиду сна. Показано, что смесь малых доз антител к мозгоспецифическому антигену S-100В и дельта-пептиду сна вызывает глубокий седативный эффект на модели депрессивно-тревожного состояния, вызванного у животных неизбегаемым электрошоком. Предполагается, что полученный эффект позволит (в условиях комбинации концентрации компонентов) получить новый конкурентоспособный лекарственный препарат снотворного действия.
На идентифицированных нейронах высших беспозвоночных исследовано влияние нейротропных препаратов «Пропротен-100» и «Тенотен» на MAP-киназный каскад ERK. Показано, что тенотен, значительно стимулировал экспрессию фосфорилированных форм MAP/ERK-киназ. Пропротен не вызывал активацию MAP-киназного каскада ERK, что может свидетельствовать о специфике функционирования внутриклеточных сигнальных систем в механизмах действия этих лекарственных средств. В картированной нервной системе моллюска эти препараты активируют различные по функциональной направленности нейроны двигательного и командного пула.
На основе теории фармакологических эффектов малых доз антител к эндогенным регуляторам функций (Премия Правительства РФ по науке и технике, 2006) исследован in vitro и in vivo механизм седативных эффектов малых доз антител к белку S-100B и дельта-пептиду сна. Предложен для клинических испытаний новый препарат «Нанотен», обладающий эффектом (на экспериментальной модели), превышающим таковой для традиционных анксиолитиков и антидепрессантов амитриптиллина, сертралина, феназепама.
Лаборатория компьютерных систем биоуправления
руководитель к.ф.-м.н., доцент О.А. Джафарова
Для выявления психофизиологических особенностей статуса оптимального функционирования у спортсменов, музыкантов и специалистов, работающих в экстремальных условиях, методами биоуправления проведены электрофизиологические исследования в процессе выполнения испытуемыми заданий, специфических для каждого вида деятельности. Выявлена зависимость эффективности тренинга биоуправления от исходных электрофизиологических характеристик и используемых психофизиологических стратегий реакции на сенсомоторные и когнитивные стимулы. Выделены эффективные, неэффективные и промежуточные стратегии поведения человека в стрессовой ситуации.
Для оценки степени готовности к оптимальному функционированию в сложной ситуации были использованы процедуры, моделирующие профессионально значимые ситуации, а именно: психофизиологические модели соревнования, ситуации неопределенности. Подробное исследование разработанной ранее классификации стратегий поведения в ситуации неопределенности позволило установить критерии эффективности поведенческих стратегий, были выделены эффективные, неэффективные и промежуточные стратегии. Показано, что эффективность стратегий определяется степенью толерантности к неопределенности, интеллектуальной пластичностью и активностью, гибкостью.
При диагностике стрессоустойчивости и способности к оптимальной деятельности на группе кандидатов в сборную команду Новосибирского высшего военного командного училища МО РФ по тактико-техническому десятиборью были использованы игровые сюжеты «Вира!» и «Ралли», входящие в комплекс «БОС-Пульс». На основе метода главных компонент по показателям эффективности процессов саморегуляции в модельной ситуации стресса были выделены 2 подгруппы («успешные» и «неуспешные»). Мониторинг ЭЭГ во время игрового тестирования выявил нейрофизиологические маркеры оптимальности функционирования.
Разработана методология оптимального функционирования (достижение «пика формы») на основе технологии биоуправления. Определены психофизиологические особенности статуса оптимального функционирования у спортсменов, музыкантов и специалистов, работающих в экстремальных условиях. Выявлена зависимость эффективности тренинга оптимального функционирования от исходных индивидуальных электрофизиологических характеристик и используемых психофизиологических стратегий реакции на сенсомоторные и когнитивные стимулы. Выявлено шесть типичных способов саморегуляции, демонстрируемых человеком в стрессовой ситуации. Выделен объективный критерий эффективности, на основе которого способы саморегуляции можно разделить на эффективные, неэффективные и промежуточные.
Используя компьютерную ЭЭГ высокого разрешения – метод дипольных моментов и альфа-сегментный анализ, исследовалась внутримозговая «реконструкция» биоэлектрической активности при бета-стимулирующем и тета-ингибирующем нейробиоуправлении. Успешные сессии, направленные на формирование peak performance (оптимальное функционирование), приводят к а) последовательным изменениям характеристик сегментов: преимущественно времени существования (Т) и распада (S) нейронных ансамблей в альфа-диапазоне; б) «компактизации» дипольных источников в альфа-секторе ЭЭГ. Таким образом, стимуляция средствами нейробиоуправления бета-диапазона и подавление тета-диапазона меняет характеристики альфа-генерирующих систем в таламо-кортикальном контуре, сокращает время формирования нейронных ансамблей и оптимизирует параметры решения когнитивных задач, обеспечивая устойчивое альфа-состояние – основу оптимального функционирования.
Научно-технические программы. Гранты.
ФЦНТП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники» на 2002-2006 годы
Приоритетное направление «Живые системы».
Комплексный проект «Разработка новых подходов к получению и использованию модифицированных фрагментов ДНК, их аналогов и миметиков для генной терапии».
Головной исполнитель – Институт молекулярной биологии им. Энгельгардта РАН
Соисполнитель – НИИ молекулярной биологии и биофизики СО РАМН
Тема НИР: «Получение модифицированных фрагментов ДНК и их аналогов для генотерапии ВИЧ-инфекции».
В результате проведенного исследования синтезированы биологически-активные фрагменты ДНК – олигонуклеотиды, комплементарные геномной вирусной нуклеиновой кислоте и их гидрофобные производные, предназначенные для генотерапии СПИДа с помощью РНК-интерференции в невирусной системе.
ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы»
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области живых систем по критической технологии «Биомедицинские и ветеринарные технологии жизнеобеспечения и защиты человека и животных»
Приоритетное направление «Живые системы».
Блок «Генерация знаний»
Мероприятие 1.2. Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований и создание научно-технического задела по технологиям в области живых систем.
Гос. контракт № 02.215.11.2117-01/ИМББ от 23 июня 2007 г. на выполнение НИР по теме: «Рентген-флуоресцентный анализ с использованием синхротронного излучения элементного состава органов репродуктивной сферы женщин с целью диагностики злокачественных заболеваний» № госрегистрации 2007-2-1.2-04-03-034
Головной исполнитель – Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН
Соисполнитель – НИИ молекулярной биологии и биофизики СО РАМН.
Отв. исполнитель от НИИМББ СО РАМН: д.б.н., проф. Л.Ф. Гуляева
Срок действия договора: 25 июня -20 ноября 2007 г.
Определена экспрессия эстрогеновых рецепторов ERa и ER|3 в опухолевых и прилежащих к опухолевым тканях эндометрия и миометрия женщин, больных раком эндометрия и миомой тела матки. Определена экспрессия металлопротеиназ ММР семейств 2,3,9 в опухолевых и прилежащих к опухолевым тканях. Проведен корреляционный анализ данных по экспрессии эстрогеновых рецепторов, ММР 2,3,9 и данных элементного анализа тканей. Изучены взаимосвязи молекулярно-биологических процессов и элементного состава опухолей с клиническими характеристиками больных с доброкачественными и злокачественными новообразованиями матки.
Научно-техническая программа «Разработка и практическое освоение в здравоохранении новых методов и средств профилактики, диагностики и лечения онкологических, инфекционных и других опасных заболеваний» (Программа Правительства Москвы)
В 2006-2008 гг выполнялось 4 проекта по договору с головной организацией – Международный научный и клинический центр «Интермедбиофизхим» (Москва).
2006 г.
- 1. «Нарушение экспрессии и активности Д-гюкуронил-С5 эпимеразы как новый прогностический маркер опухоли молочной железы человека».
Руководитель: к.б.н. Э.В. Григорьева
В клинических образцах нормальной и опухолевой ткани молчной железы человека проведено количественное определение экспрессии гена эпимеразы (Real-time RT-PCR, Western-blot). Определен уровень экспрессии гена декорина, интегрина α9 изучена его корреляция с уровнем экспрессии эпимеразы. Проведено иммуногистохимическое исследование содержания и локализации эпимеразы, хондроитинсульфатов АС и декорина в нормальной ткани, доброкачественной и злокачественной опухоли молочной железы человека. Клонирован ген Д-глюкуронил С5-эпимеразы.
- «Разработка и апробация флуоресцентного метода анализа мутаций в гене дигидропиримидиндегидрогеназы (ДПД) человека». Руководитель: к.б.н., доцент Коваленко С.П.
Синтезированы и охарактеризованы флуоресцентно меченные олигонуклеотиды. Проведены экперименты по дискриминации аллелей с помощью флуоресцентно меченных олигонуклеотидов. Проведено сравнение нескольких вариантов анализа мутаций с использованием флуоресцентной детекции. Проведен анализ мутаций в выборке пациентов онкологических больных.
2007 г. – « Возможности использования флуоресцентных методов анализа мутаций в практической онкологии». Руководитель: к.б.н., доцент Коваленко С.П.
Разработан и апробирован на образцах ДНК онкологических больных флуоресцентный метод анализа мутации 538 insС в гене BRCA1. Проведен анализ мутаций генов ВRCA1/2 у онкологических больных с семейными формами рака молочной железы Проведено полное секвенирование генов ВRCA1, получены данные о нуклеотидной последовательности гена ВRCA1 у обследованных больных. Составлен протокол анализа мутаций с флуоресцентной детекцией.
2008 г. – «Технологии выявления онкологически значимых мутаций при раке молочной железы». Руководитель: к.б.н. Коваленко С.П.
Разработана технология секвенирования полной последовательности гена BRCA 2. Проведен анализ мутаций в генах ВRCA1/2 у онкологических больных. Проведено полное секвенирование генов BRCA 2 у 7-и больных с наследственными формами рака молочной железы, получены данные о нуклеотидной последовательности гена BRCA2. Разработан флуоресцентный метод онкологически значимой мутации в гене BRCA1.
КОНТРАКТ № 9-4-08
на выполнение научно-исследовательской работы «Обоснование методов оценки стрессоустойчивости персонала ЯОК и разработка макетного образца аппаратно-программного комплекса для оценки стратегий поведения в нештатных ситуациях» от 24 апреля 2008 г. на 2008 год с ФГУ «Федеральный медицинский биофизический центр имени А.И. Бурназяна» Федерального медико-биологического агентства (ФМБЦ им. А.И. Бурназяна ФМБА России), г. Москва в рамках Госконтракта № Н.2.01.12.08.04 от 20.02.2008 г.
Генеральный Заказчик – Росатом.
Головной исполнитель: ФМБЦ им. А.И. Бурназяна ФМБА России, г. Москва
Соисполнитель: НИИМББ СО РАМН
Руководитель проекта: к.ф.-м.н. О.А. Джафарова (04. 05.08 – 01.12.08)
На основе технологии игрового биоуправления разработаны методы и критерии оценки стрессоустойчивости персонала ЯОК (ядерно-опасных комплексов) с оценкой стратегий поведения человека в условиях моделируемой стресс-эмоциональной нагрузки. С использованием полученных критериев разработан макетный образец аппаратно-программного комплекса для оценки стратегий поведения персонала ЯОК в нештатных ситуациях.
Интеграционный проект
«Изучение нейротрофических свойств новых полигидроксилированных стероидных
метаболитов из дальневосточных видов морских звезд и офиур»
Тихоокеанский институт биоорганической химии ДВО РАН
НИИ молекулярной биологии и биофизики СО РАМН
2006 г. НИИМББ СО РАМН проведено исследование нейротрофических свойств некоторых стероидных соединений морских звезд на культуре нейробластомы С-1300 и органотипической культуре гиппокама. Показано, что протестированные в ходе исследования вещества являются перспективными для дальнейшего изучения возможности их применения в качестве нейротрофических и нейропротекторных препаратов.
2007 г. Определен диапазон эффективных концентраций стероидных соединений морских звезд в культуре нейробластомы С-1300, проведен анализ синергического эффекта этих соединений и нейротрофинов, исследованы эффекты стероидных соединений на органотипической культуре гиппокама и изучены нейропротекторные свойства этих соединений на модели кислородно-глюкозной депривации в культуре нейробластомы С-13 00.
2008 г. Исследованы нейротрофические свойства производных полигидроксилированных стероидов морских звезд, полусинтетических соединений, близких к стероидным соединениям из морских губок, и растительных гликозидов (каулозидов). Производные стероидных соединений морских звезд обладали нейритогенными эффектами, синергичными с эффектами нейротрофинов. Полусинтетические соединения, близкие к стероидным соединениям из морских губок не увеличивали степень дифференцировки клеток нейробластомы и даже были токсичны. Растительные каулозиды, хотя и способствовали дифференцировке клеток нейробластомы, не проявляли синергизма с нейротрофинами, то есть механизмы их действия отличны от таковых у полигидроксилированных стероидов.
Интеграционный проект
«Поиск, создание и доклинические испытания новых биологически активных соединений сердечно-сосудистого действия. Изучение их биохимических, физиологических эффектов и механизмов взаимодействия с клеточными рецепторами».
Институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН
ГУ НИИ терапии СО РАМН
НИИ молекулярной биологии и биофизики СО РАМН
2007 г. Исследован гипохолестеринемический эффект нового соединения симваглизин in vivo на модели гиперхолестеринемии у кроликов в сравнении с симвастатином, охарактеризована дозо-зависимость эффекта.
- Патент на изобретение № 2308947 Лекарственное средство с гиполипидемическим эффектом «Симваглизин»
Заявка № 2006105814, Приоритет изобретения: 26 февраля 2006 г. Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений Российской федерации 27 октября 2007 г.
Авторы: Толстиков Генрих.Александрович (RU), Никитин Юрий Петрович (RU), Ляхович Вячеслав Валентинович (RU), Салахутдинов Нариман Фаридовдович (RU),
Рагино Юлия Игоревна (RU), Вавилин Валентин Андреевич (RU)
2008 г. Проведено исследование гипохолестеринемического, липидснижающего и антиоксидантного свойств, эффективности и безопасности комплексного соединения симвастатина с глицирризиновой кислотой (симваглизина) в экспериментальных моделях.
Совместные доклинические исследования гипохолестеринемического препарата Симваглизин (комплекс симвастатина с глицирризиновой кислотой). Проведена оценка острой токсичности симваглизина на крысах. Изучено влияние препарата на общее состояние, массу тела животных, массу внутренних органов и их морфологию. По всем оценкам, включая микроскопическое исследование внутренних органов, не выявлено токсического действия препарата. Таким образом, доклиническое исследование симваглизина свидетельствует о его относительной безвредности.
Интеграционный проект
«Молекулярно-генетические механизмы формирования и прогрессии рака молочной железы: разработка критериев риска, прогноза клинического течения и чувствительности к химиотерапии на основании информативных маркеров опухоли и организма»
НИИ клинической иммунологии СО РАМН
НИИ онкологии ТНЦ СО РАМН,
НИИ лимфологии СО РАМН
НИИ терапии СО РАМН
НИИ молекулярной биологии и биофизики СО РАМН
2007 г. Проведено исследование генетического полиморфизма генов, кодирующих ферменты метаболизма эстрогенов, у здоровых женщин и больных раком молочной железы. Показано, что повышенный риск развития рака молочной железы имеют женщины с мутантным аллелем С и генотипом Т/C гена CYP1A1, диким аллелем С и генотипом С/C гена CYP1A2, а также с мутантным аллелем А и генотипами G/А и А/А гена SULT1A1. Исследован полиморфизм и экспрессионный профиль генов ферментов метаболизма лекарств до проведения неоадьювантной химиотерапии (НАХТ) у больных раком молочной железы. Сопоставление этих данных с эффективностью терапии показало, что для формирования лекарственной устойчивости у больных раком молочной железы значимым является полиморфизм 1075А/С в гене CYP2C9. Проведено исследование взаимосвязи полиморфизма генов цитохромов Р450 с эффективностью неоадьювантной химиотерапии при раке молочной железы. У 260 больных с раком молочной железы с известным эффектом от неоадьювантной химиотерапии проведен анализ ассоциаций полиморфных вариантов генов цитохромов Р450 с риском получить отрицательный эффект от НАХТ.
2008 г. Выявлено, что риск отрицательного эффекта от НАХТ у гетерозигот C430T (вариант гена цитохрома Р450 2С9 – CYP2C9*2) достоверно значимо выше в 4.64 раза (р=0.02) по сравнению с гомозиготами дикого типа. Для гетерозигот Т805А (CYP2C8*2) и G416А (CYP2C8*3) риск низкой эффективности НАХТ также является повышенным по сравнению с соответствующими гомозиготами дикого типа, однако необходимая статистическая достоверность не достигается (ОШ=24.30, р=0,08 и ОШ=3.08, р=0,09). Для полиморфных вариантов генов цитохромов Р450 CYP2B6*5, CYP3A4*В, CYP3A5*3, CYP2C9*3, CYP2C19*2 и CYP2C19*3 достоверно значимых ассоциаций с отрицательным эффектом от НАХТ у больных РМЖ не выявлено. Полученные результаты свидетельствуют о том, что полиморфный вариант C430T гена CYP2С9 ассоциирован с прогрессией заболевания, несмотря на проводимую неоадъювантную химиотерапию у больных раком молочной железы.
Гранты Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ)
- Электрофизиологическое исследование механизмов адаптивной обратной связи в процессе обучения
Руководители: к.б.н. Базанова О.М., академик РАМН Штарк М.Б. (2005-07 гг.)
2006 г. Проведено лонгитюдное исследование влияния обычного психомоторного обучения и обучения, сочетаемого с технологией нейробиоуправления на музыкантов-исполнителей методами электроэнцефалографического и электромиографического биоуправления на базе аппаратно-программного комплекса «БОСЛАБ») в НИИМББ СОРАМН и Македонской академии науки и искусства. В исследовании принимали участие 39 новосибирских и 12 македонских испытуемых.
2007 г. Исследована зависимость эффективности тренинга оптимального функционирования (биоуправления) от индивидуально-типологических характеристик альфа-активности ЭЭГ. Показано, что достижение успеха в различных видах биоуправления, (альфа-стимулирующем, температурно-миографическом, тета/ бета понижающем и ЧСС-игровом) связано с расширением индивидуального альфа-диапазона и увеличением реакции активации.
- «Неклассические» индукторы цитохрома Р4501A1: механизм негативной регуляции индукции Р4501A1 классическим индуктором бензо(альфа)пиреном.
Руководитель: к.б.н. А.Ю. Гришанова (2005-07 гг.)
2006 г. Исследована роль транскрипционных факторов (C/EBP и Oct1) в негативной регуляции кверцетином CYP1A1, индуцируемого бензопиреном. Выясняется роль тирозинкиназ в AhR-зависимом сигнальном пути регуляции CYP1A с использованием ингибиторов тирозинкиназ.
2007 г. Исследована роль компонентов AhR-зависимого пути сигнальной трансдукции в ингибирующем влиянии кверцетина на индуцируемые бензопиреном ферменты CYP1A1 и CYP1A2. Проведено исследование влияния кверцетина на активность и уровни экспрессии генов репрессора AhR (AhRR) и C/EBP. Изучаются активность фермента фосфорилирования AhR и Arnt протеин киназы С и ДНК-белковые взаимодействия ядерных белков и нуклеотидных последовательностей C/EBP и NRE в промоторе гена CYP1A1, специфичных элементов связывания C/EBP и Oct-1, соответственно.
- Активация антиоксидант-отвечающего элемента новыми гидрофильными бифункциональными фенольными антиоксидантами
Руководитель проекта: д.м.н. Вавилин В.А. (2005-07 гг.)
2006 г. Исследованы антиоксидантные свойства десяти синтезированных фенольных антиоксидантов. Инкубация культуры клеток гепатомы человека с этими антиоксидантами приводит к значительному увеличению уровня мРНК глутатион S-трансферазы Р1 в случае 3-(3-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропилтио-сульфоната натрия. In vivo, в модели локального каррагинанового воспаления, это соединение оказывает максимальный противовоспалительный эффект.
2007 г. Исследованы биологические эффекты новых фенольных соединений, синтезированных на основе 2,6-ди-трет-бутилфенола. В рядах фенольных соединений, содержащих разные заместители в орто-положении, наибольшая активность в отношении экспрессии гена глутатион S-трансферазы Р1 в печени мышей BALB, оцененной по активности фермента, содержанию белка и мРНК, выявлена для частично экранированного фенола 3-(3′-трет-бутил-4′-гидроксифенил)пропилтиосульфоната натрия (ТС-13) и полностью экранированного фенола 3-(3′,5′-трет-бутил-4′-гидроксифенил)пропилтиосульфоната натрия (ТС-17).
- Исследование механизма CAR-опосредованной индукции цитохрома Р450 2В в разных органах крыс и мышей
Руководитель проекта: д.б.н. Гуляева Л.Ф. (2006-08 гг.)
2006-2007 гг. Определен уровень экспрессии генов цитохрома P450 2В (CYP2B) при индукции видо-специфичными индукторами ФБ, ТФД и ТСРОВОР, измерена ферментативная активность CYP2B в печени крыс и мышей. Получены новые данные по распределению белка CYP2B при индукции. Установлено, что индукция CYP2B видо-специфичными индукторами осуществляется по транскрипционному механизму, расхождения в активности CYP2B происходят на этапе активации транскрипции гена.
2008 г. Получены новые данные о роли CAR рецептора в видо-специфичной индукции цитохрома Р450 2В. Изменение экспрессии гена CAR или отсутствие связывания этого рецептора с регуляторной последовательностью генов-мишеней определяют функциональную активность цитохрома Р4502В в разных органах крыс и мышей.
- Экспериментальное обоснование модели индивидуальной изменчивости приспособительных возможностей цикла сон-бодрствование
Руководитель проекта: д.б.н. Путилов А.А. (2007-09 гг.)
2007 г. Получены данные о хронофизиологической регуляции у представителей 2 пар крайних хронотипов. Проводилось анкетирование, регистрировалась электроэнцефалограмма (ЭЭГ) с интервалом 3 часа в условиях длительного бодрствования Показатели внимания тестировались с интервалом 6 часов с помощью систем «РАЛЛИ» и «ВИРА».
2008 г. Проведено количественное сравнение динамики ряда хронофизиологических показателей, отражающих параметры процессов регуляции цикла сон-бодрствование у 40 человек, ярко выраженные способности бодрствовать (тип 1+) или спать (тип 2+) в любое время дня и ночи, или же отсутствие этих способностей (тип 1- и 2-). Получены данные о хронофизиологической регуляции у 43 человек — представителей 2 пар крайних трототипов (с высокой и низкой степенью сонливости обусловленной лишеним сна на одну ночь). Проводилось хронотипологическое анкетирование, регистрировалась электроэнцефалограмма (ЭЭГ) с интервалом 3 часа в условиях длительного бодрствования. Показатели внимания и регуляции сердечно-сосудистой деятельности тестировались с интервалом 6 часов с помощью систем биологической обратной связи. Была разработана и апробирована на данных, полученных за два года, новая процедура анализа ЭЭГ, позволяющая выявлять связь между изменениями в спектре ЭЭГ и изменениями параметров регуляции сна и бодрствования в процессе депривации сна.
- Изучение антимитотической активности D-глюкуронил С5-эпимеразы человека
in vitro и in vivo
Руководитель проекта: к..б.н. Григорьева Э.В. (2008 г.)
Показано, что Д-глюкуронил С5-эпимераза подавляет формирование опухоли мелкоклеточного рака легкого in vivo.
- Вариабельность индивидуальных характеристик альфа-активности электроэнцефалограммы человека
Руководитель проекта: к.б.н. Базанова О.М. (2008-10 гг.)
2008 г. Разработаны методы идентификации индивидуальных характеристик альфа-активности электроэнцефалограммы человека, отвечающих за реакцию активации, эргичность и пластичность психомоторных процессов.
Гранты Российского гуманитарного научного фонда (РГНФ)
- Научно-исследовательские проекты 2006 года:
Комплексное изучение человека. Психология. Педагогика.
«Нейрофизиологические и социологические факторы при коррекции синдрома дефицита внимания у детей и подростков средствами технологии биоуправления»
Руководитель проекта: академик РАМН М.Б. Штарк (2006 г.)
Проведен статистический анализ психологической, социальной и нейрофизиологической составляющих нарушения внимания у детей и подростков в зависимости от половых, социальных, онтогенетических и возрастных факторов; а также анализ динамики нейрофизиологических показателей в процессе курса коррекционного биоуправления.
- Научно-исследовательские проекты 2006 года:
Комплексное изучение человека. Психология. Педагогика.
«Закономерности индивидуальной изменчивости приспособительных стратегий и возможностей цикла сон-бодрствование».
Руководитель проекта: д.б.н. Путилов А.А. (2006-2008 г.)
2006 г. Разработана модель, объясняющая происхождение индивидуальных приспособительных особеностей цикла сон-бодрствование. На основе предсказаний модели расширен опросник для самооценки индивидуальных особеностей цикла сон-бодрствование. Проведен эксперимент по выявлению хронофизиологических основ индивидуальной приспособительной изменчивости цикла сон-бодрствование (круглосуточные измерения ЭЭГ и других показателей у 40 людей, представляющих крайние хронотипы, предсказаные моделью).
2007 г. Создана новая версия анкеты для самооценки индивидуальных особенностей цикла сон-бодрствование, включающая 36 высказываний каждая, в том числе высказывания, составляющие одну новую шкалу и пять новых субшкал. Обработаны результаты эксперимента, направленного на валидизацию одной из шкал анкеты (схема эксперимента предусматривала оценку физиологических параметров и работоспособности в процессе депривации сна у 42 представителей крайних хронотипов).
2008 г. Завершен эксперимент по изучению индивидуальной изменчивости приспособительных возможностей цикла сна-бодрствования, в котором приняли участие 130 человек, представляющих разные хроно-, сомно- и трототипы. Анализ типологических различий в степени снижения уровня бодрствования в результате лишения ночного сна позволил разработать метод количественной оценки индивидуальных адаптивных возможностей цикла сон-бодрствование по объективным (электрофизиологическим) показателям.
Разработаны медицинские технологии:
- Коррекция нарушений речи средствами технологии биоуправления
- Лечение двигательной патологии различного генеза средствами технологии миографического биоуправления
- Технология выявления однонуклеотидной замены G735А в сайте сплайсинга интрона 14 гена дигидропиримидиндегидрогеназы (ДПД) – фермента, метаболизирующего химиотерапевтический препарат 5-фторурацил. Данная мутация приводит к дефициту фермента и проявлению острой токсичности при химиотерапии онкологических больных 5-фторурацилом.
Реализованы инновационные проекты:
в России:
- Нейробиоуправление при синдроме дефицита внимания у детей и подростков
- Нейробиоуправление (альфа-стимулирующий тренинг) для лечения и реабилитации аддиктивных расстройств (алкоголизм, наркомания и др.).
Область применения: лечебно-реабилитационная деятельность в медицинских учреждениях и коррекционные программы в школах, учреждениях дополнительного образования России в Малайзии
- Использование программно-аппаратного комплекса БОСЛАБ в реабилитации и диагностическом мониторинге психосоматической и двигательной патологии
Область применения: лечебно-реабилитационная деятельность в медицинских учреждениях и коррекционные, развивающие тренинги в образовательных учреждениях Малайзии.
Готовые к внедрению инновационные проекты:
- Система дистанционной нейрореабилитации пациентов с последствиями инсультов, черепно-мозговых и цереброспинальных травм на основе технологии биоуправления.