Российская академия наук Программа фундаментальных исследований Президиума ран фундаментальные науки – медицине

Вид материала

Содержание

ФИАН им. П.Н.Лебедева РФ. ФГУ НИИ физико-химической медицины Росздрава. ФГУ МНИИ психиатрии Росздрава
Разработка метода мониторинга опухолей на основе оптической томографии с использованием контрастирующих агентов
им. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН, Москва
Материалы и методы.

Подобный материал:

1 ... 22 23 24 25 26 27 28 29 ... 74

РАЗРАБОТКА НОВЫХ ПОДХОДОВ ДЛЯ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕРАПИИ ДЕПРЕССИЙ НА ОСНОВЕ ПИКОСЕКУНДНОЙ ФЛУОРЕСЦЕНТНОЙ СПЕКТРОСКОПИИ БЕЛКОВ. 2. МОДЕЛЬНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ И НАЧАЛО КЛИНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

А.А.Комар¹⁾, Т.И.Сырейщикова¹⁾, Ю.А.Грызунов^2,, Н.В.Смолина²⁾, Г.Е.Добрецов²⁾, Э.Ю.Мисионжник³⁾, Н.М.Максимова³⁾, М.Г.Узбеков ³⁾

¹⁾ ФИАН им. П.Н.Лебедева РФ. ²⁾ ФГУ НИИ физико-химической медицины Росздрава. ³⁾ ФГУ МНИИ психиатрии Росздрава

Одним из наиболее социально значимых заболеваний в мире является депрессия. Ранее нами было показано, что при некоторых видах депрессии наблюдаются конформационные изменения главного внеклеточного транспортного белка человека – альбумина. Это позволило выдвинуть гипотезу, что изучение этих изменений а) позволит использовать свойства альбуминовых центров в качестве индикатора тяжести состояния больных при депрессии и б) поможет углубить знания о патогенезе депрессий. Разработанный ранее метод измерения стационарной флуоресценции специальных молекулярных зондов размером около 2 нм позволил выявлять нарушения конформации связывающих центров альбумина в индивидуальных пробах крови пациентов. Вместе с тем регистрация стационарной флуоресценции не дает детальной картины изменений альбумина, и для более полной характеристики этих структурных изменений требуется применение специальной техники пикосекундных измерений затухания флуоресценции. Поэтому на первом этапе выполнения Проекта в ФИАН им. П.Н.Лебедева была создана и протестирована лазерная установка для проведения флуоресцентных измерений в этом временном диапазоне.

Для изучения конформационных изменений альбумина при депрессии был выбран оригинальный флуоресцентный зонд – производное диметил-аминонафталевой кислоты (К35), – а) который позволяет изучать Альбу-мин без его выделения из сыворотки и б) флуоресценция которого чувствительна к состоянию главных связывающих центров этого белка. На данном, втором, этапе Проекта для понимания механизмов возникно-вения флуоресценции зонда из альбумина методом ab initio были проведе-ны квантово-механические расчеты его конформации и рассчитаны энергии взаимодействия со средами, моделирующими свойства альбуминовых центров. По результатам экспериментов на изолированном белке была построена модель взаимодействия зонда с альбумином. Модель описывает связывание зонда в нескольких участках глобулы, их предполагаемую локализацию, стерическую доступность растворителю, вклады электростатических и гидрофобных взаимодействий в формирова-ние комплекса зонд-альбумин. Сделана попытка объяснения неэкспо-нециальности затухания красителя в альбумине. Показано, что альбумин больных депрессией характеризуется изменением взаимодействия зонда как с гидрофобным карманом, так и с поверхностными центрами.

В соответствии с разработанным на данном этапе протоколом и с использованием созданной лазерной установки было начато клинические исследование альбумина больных депрессией – депрессивный эпизод (F.32.1) и рекуррентное депрессивное расстройство (F33.1) – в сравнении с группой здоровых добровольцев. Параллельно с биофизическими проводили комплекс биохимических, нейрохимических и гормональных исследований. Полученные результаты достоверно указывают на изменения структуры связывающих центров альбумина при депрессиях. Для более детальной характеристики изменений альбумина в различных подгруппах пациентов, в том числе в динамике психофармакотерапии, требуется накопление большого объема клинических данных. Это предполагается сделать в ходе дальнейшего развития Проекта.

РАЗРАБОТКА МЕТОДА МОНИТОРИНГА ОПУХОЛЕЙ

НА ОСНОВЕ ОПТИЧЕСКОЙ ТОМОГРАФИИ

С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОНТРАСТИРУЮЩИХ АГЕНТОВ

Н.М.Шахова ^1,2, И.А.Январева ², И.В.Турчин ¹, И.В.Балалаева^{3, 1}, С.М.Деев ⁴, Т.А.Здобнова ^{4, 1}

¹⁾Институт прикладной физики РАН; ²⁾Нижегородская государственная медицинская академия; ³⁾ Нижегородский государственный университет, г. Нижний Новгород; ⁴⁾Институт биоорганической химии

им. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН, Москва

Введение. Развитие методов органосохраняющего лечения злокачественных новообразований, к которым относятся и минимальноинвазивные хирургические технологии, и таргетное консервативное воздействие, является одним из ведущих направлений современной медицины. Проведение органосохраняющего лечения возможно только при ранних стадиях заболевания при условии прецизионной диагностики. В данном проекте проведена разработка подходов к прецизионной диагностике в клинической (ОКТ-кольпоскопия при раке шейки матки) и экспериментальной (создание высокоспецифичных биосовместимых наноразмерных маркеров для диффузионной флуоресцентной томографии – ДФТ) онкологии.

Метод оптической когерентной томографии (ОКТ) уже продемонстрировал возможности в выявлении состояния малигнизации различных локализаций (Dolin L.S, 2004). Повышение диагностической точности может быть достигнуто с использованием контрастирующих веществ и эффекта оптического просветления (Tuchin V.V., 2002).

Важнейшим перспективным применением ДФТ является прижизненное исследование опухолевых тканей у экспериментальных животных с целью уточнения процессов канцерогенеза, механизмов диссеминации и мониторинга реакции опухолей на проводимое лечение. Использование флуоресцентных меток, в том числе и наноразмерных, позволяет существенно увеличить чувствительность метода и контраст получаемого изображения (Turchin I.V., 2006).

Материалы и методы. Метод диагностики рака шейки матки, разработанный в проекте, базировался на расширенной кольпоскопии (КС) и ОКТ. КС проводилась с использованием кольпоскопа Karl Zeiss 150 FC. ОКТ данные получены на установке, созданной в ИПФ РАН (г.Н.Новгород). В качестве контрастирующего агентов применялся 3 % раствор уксусной кислоты, традиционно используемый при кольпоскопии, для достижения эффекта оптического просветления – биосовместимые гиперосмолярные агенты (глицерин и пропиленгликоль). Исследование выполнено на материале 120 пациенток с различными состояниями шейки матки.

Для разработки высокоспецифичных биосовместимых наноразмер-ных маркеров для ДФТ использованы мультимерные мини-антитела (Deyev S.M., 2003) и полупроводниковые нанокристалы (квантовые точки). Тестирование проведено методом флуоресцентной микроскопии с использованием микроскопа Axiovert 200 (Karl Zeiss).

Результаты. Разработан метод ОКТ-кольпоскопии, в котором традиционный кольпоскопический тест (апликация 3 % раствора уксусной кислоты), позволил выявить дополнительный ОКТ критерий малигниза-ции, что привело к повышению диагностической точности метода в целом. По результатам "слепого" тестирования метода по распознаванию метаплазия-неоплазия, что является весьма затруднительным как для кольпоскопии (ошибка до 62 %, Минкина Г.Н., 2001), так и для стандартной ОКТ (ошибка до 41 %, Шахова Н.М., 2004), диагностическая точность составила 86 % при чувствительности и специфичности 85 и 87 % соответственно. Локальное применение глицерина позволило в сложных клинических ситуациях повысить чувствительность метода с 81 до 89 %, специфичность с 70 до 82 %, диагностическую точность с 71 до 83 %. Получены контрастирующие комплексы на основе квантовых точек и мини-антител 4D5. Тестирование комплексов, проведенное на клеточных линиях опухолей SKOV-3 и SKBR-3 in vitro, показало их высокую специфичность с хорошим уровнем контраста.

Заключение. Использование контрастирующих агентов позволяет повысить чувствительность и специфичность методов оптического биоимиджинга.

Blog