Программа фундаментальных исследований Президиума ран

Вид материала

Программа

Содержание Дальневосточное отделение РАН Соловьева Т.Ф., Давыдова В.Н., Ермак И.М., Горбач В.И., Набережных Г.А., Лихацкая Г.Н., Братская С.Ю. Новые иммуномодулирующие и антиоксидантные препараты из дальневосточного биологического сырья Тихоокеанский институт биоорганической химии ДВО РАН, Владивосток Институт молекулярной генетики РАН, Москва Maakia amurensis. Уральское отделение РАН В.А.Черешнев, Б.Г.Юшков, Н.В.Тюменцева, И.Г.Данилова, Е.Ю.Гусев, Л.Н.Юрченко, Р.К.Гафарова Сибирское отделение РАН

Подобный материал:

• Программа фундаментальных исследований президиума ран «Биоразнообразие» 2005-2008,, 173.94kb.
• Распоряжение Президиума ран от 23 сентября 2008 г. №10104-653 "Об утверждении Порядка, 422.29kb.
• Программа отчетной конференции по программе фундаментальных исследований Президиума, 123.52kb.
• Программа Ассоциация этнографов и антропологов России Институт этнологии и антропологии, 1172.05kb.
• Программа ростов-на-Дону 2007 Конференция осуществляется при финансовой поддержке Российского, 406.02kb.
• Российская академия наук Программа фундаментальных исследований Президиума ран фундаментальные, 9808.28kb.
• Российская академия наук Программа фундаментальных исследований Президиума ран фундаментальные, 3754.56kb.
• П. П. Ширшова ран мгту им. Н. Э. Баумана XII международная научно-техническая конференция, 200.72kb.
• Проекты программы межрегиональных и межведомственных фундаментальных исследований (совместные, 423.42kb.
• Тезисы докладов, 3726.96kb.

^

Дальневосточное отделение РАН

ХИТОЗАНЫ И КАРРАГИНАНЫ – МОДУЛЯТОРЫ ТОКСИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ЛПС И ПОТЕНЦИАЛНЫЕ ПРЕПАРАТЫ ДЛЯ ТЕРАПИИ ЭНДОТОКСЕМИИ

^

Соловьева Т.Ф., Давыдова В.Н., Ермак И.М., Горбач В.И., Набережных Г.А., Лихацкая Г.Н., Братская С.Ю.

Тихоокеанский институт биоорганической химии ДВО РАН

В последнее время развиваются новые подходы к лечению эндотоксемиии и эндотоксического шока, в частности связанные с использованием веществ, способных эффективно нейтрализовать токсическое действие ЛПС, накопление которого в крови является первопричиной этих синдромов. В настоящей работе изучается возможность использования в качестве таких соединений полисахаридов – хитозана (ХТ) и каррагинана. Ранее нами было показано, что хитозан обладает способностью связываться с ЛПС с образованием стабильных комплексов, и что оба полисахарида снижают токсическое действие бактериального эндотоксина на организм.

Для получения информации о структуре комплексов ЛПС-хитозан было осуществлено их компьютерное моделирование с помощью метода молекулярного докинга. Были построены модели комплексов ЛПС с ХТ с различным содержанием ацетамидных групп, с хитоолигосахаридами и их N-3-гидроксимиристоил-производными. Анализ контактов между компонентами показал, что связывание ХТ происходит на отрицательно заряженных сайтах, которые локализованы во внутреннем коре и в липиде А молекулы ЛПС. Структура комплексов стабилизируется водородными и ионными связями. Увеличение количества ацетатных групп в ХТ сопровождается изменением наиболее выгодного сайта связывания, уменьшением числа связей, стабилизирующих комплекс, и падением свободной энергии связывания. Удлинение углеводной цепи ХТ приводит к многоточечному связыванию на нескольких анионных сайтах, что, видимо, и определяет возрастание аффинности связывания с увеличением степени полимеризации ХТ. При образовании комплекса жирнокислотный остаток N-ацилированного ХТ попадает в липидный домен ЛПС и располагается параллельно остаткам жирных кислот липида А, что усиливает гидрофобное взаимодействие между ними и увеличивает аффинность связывания ацилированного ХТ (в сравнении с не замещенным) с ЛПС.

Наряду с теоретическим изучением влияния структуры ХТ на взаимодействие с ЛПС была экспериментально исследована зависимость этого процесса от структуры ЛПС. В работе были использованы ЛПС из Y. pseudotuberculosis, P. vulgris и E.coli, различающиеся между собой по степени гидрофобности и заряду липида А, а также по длине и наличию отрицательно заряженных групп в О-цепях. Были определены константы взаимодействия, количество связанного ХТ, а также размеры комплексов и их поверхностный заряд. Самая низкая аффинность связывания была отмечена для ЛПС P. vulgris, что коррелирует с присутствием аминоарабинозы в его липиде А, которая нейтрализует частично его отрицательный заряд. В то же время этот ЛПС связывает наибольшее количество ХТ, видимо, за счет дополнительных отрицательно заряженных групп, локализованных в О-цепях. При образовании комплексов с ХТ отрицательный заряд ЛПС был полностью нейтрализован (E.coli ЛПС-ХТ), либо сверхкомпенсирован (Y. pseudotuberculosis ЛПС-ХТ, P. vulgris ЛПС-ХТ). Наблюдаемый эффект определяется тем, что E.coli ЛПС, в отличие от двух других ЛПС, имеет длинные О-цепи, которые экранируют некомпенсированный заряд на молекуле связанного ХТ.

Установлено, что ХТ и каррагинаны различных структурных типов повышают неспецифическую резистентность животных при интоксикации ЛПС. На основании этих данных была проведена оценка использования каррагинанов в качестве потенциального лечебного средства при индуцированной эндотксемии. Показано, что - и - каррагинаны снижают степень интоксикации у мышей, вызванную ЛПС.

^

НОВЫЕ ИММУНОМОДУЛИРУЮЩИЕ И АНТИОКСИДАНТНЫЕ ПРЕПАРАТЫ ИЗ ДАЛЬНЕВОСТОЧНОГО БИОЛОГИЧЕСКОГО СЫРЬЯ

В.И. Калинин¹⁾, Д.Л. Аминин¹⁾, С.А. Авилов¹⁾, Т.Н. Макарьева¹⁾, Р.В Гладких¹⁾, В.П. Шевченко²⁾, И.Ю. Нагаев²⁾, О.И. Лутонина²⁾, К.В. Шевченко²⁾, Н.Ф. Мясоедов²⁾, С.А. Федореев¹⁾, Н.П. Мищенко¹⁾, В.А. Стоник¹⁾

^

¹⁾ Тихоокеанский институт биоорганической химии ДВО РАН, Владивосток

²⁾ Институт молекулярной генетики РАН, Москва

Проведено исследование фармакокинетики препарата кумазид. С этой целью был осуществлен синтез ³Н-кукумариозида А₂-2, приготовлен препарат ³Н-кумазид и исследована кинетика всасывания и выведения кумазида при пероральном и внутрибрюшинном способах введения. Были рассчитаны максимальные концентрации кумазида, накапливающиеся в различных органах животных, времена достижения максимальной концентрации, константы скорости поступления препарата, периоды полувыведения, константы скорости элиминации, среднее время пребывания препарата в организме, площади под кривой доза-время и ряд других фармакокинетических параметров. Установлено, что скорость элиминации кумазида из различных органов выше при пероральном способе введения по сравнению с внутрибрюшинным способом.

Проведено исследование химического состава изофлавоноидов из клеточной культуры ^ Maakia amurensis.Установлено, что клеточная культура M. amurensis (штамм А-18), полученная из проростков семян, синтезирует 19 изофлавоноидов, представляющие собой моно- ди- и малонилглюкозиды изофлавонов и птерокарпанов. Проведена сравнительная оценка гепатопротекторного действия полифенолов из древесины и клеточной культуры M. amurensis. Установлено, что ПФКК проявляет гепатопротективный эффект, сопоставимый с активностью полифенолов из ядровой древесины, и представляет интерес для дальнейшего исследования в качестве альтернативного источника для получения новых гепатопротективных лекарственных средств.

Проведено сравнительное исследование влияния антиоксидантных препаратов гистохрома и эмоксипина на биофизические характеристики изолированных нейронов из окологлоточных ганглиев моллюска Lymnaea stagnalis в нормальных условиях и при окислительном стрессе. Выявлены разнонаправленные эффекты этих препаратов на потенциал покоя и трансмембранные ионные токи нервных клеток в нормальных условиях. Гистохром оказывает гиперполяризующее, эмоксипин - деполяризующее воздействие на мембраны интактных нейронов. В условиях окислительного стресса оба препарата проявляют превентивное антиоксидантное действие. Полученные данные позволяют приблизиться к пониманию клеточно-молекулярных механизмов действия изучаемых препаратов.

^

Уральское отделение РАН

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ УЧАСТИЯ КРОВЕТВОРНОЙ И ИММУННОЙ СИСТЕМ В РЕГУЛЯЦИИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ОРГАНИЗМА В НОРМЕ, ПРИ ДЕЙСТВИИ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ ФАКТОРОВ, ПРИ ПАТОЛОГИИ И РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ИХ КОРРЕКЦИИ

^

В.А.Черешнев, Б.Г.Юшков, Н.В.Тюменцева, И.Г.Данилова, Е.Ю.Гусев, Л.Н.Юрченко, Р.К.Гафарова

Институт иммунологии и физиологии УрО РАН

В настоящее время уже общепризнанно, что иммунная система вместе с кроветворной обеспечивают механизмы регуляции физиологических функций организма как в норме, так и при действии экстремальных факторов и патологии.

Показано, что события, которые иммунная система по тем или иным причинам «воспринимает» как системное повреждение индуцируют типовой патобиологический процесс – системное воспаление. В этом случае иммунная система отвечает генерализованным использованием базисных механизмов воспалительной реактивности. При этом задействование механизмов системной реактивности возможно только при выраженном местном воспалении. Выявлены характер и отличительные патогенетические и клинико-лабораторные особенности развития отдельных фаз системного воспаления; определены основные дифференциальные клинико-лабораторные критерии его как типового патологического процесса. Построена математическая модель процесса. Сформулированы подходы к разработке эффективных лечебных мероприятий.

Доказано влияние активности макрофагов и различных популяций лимфоцитов на биохимические процессы в регенерирующей печени, а также особенности влияния отдельных звеньев иммунной системы на регенерацию тканей с различной восстановительной способностью (печень, почка, легкие, кроветворная ткань). Предложено для стимуляции восстановительных процессов поврежденных тканей использовать иммуномодуляторы.

В экспериментах на животных показана возможность использования образующейся вокруг инородного тела заданных размеров и формы, имплантированного под кожу или в брюшную полость, соединительнотканной капсулы в качестве аутопротезов артериальных и венозных сосудов, кожи и костной ткани. На их основе формируются специфические ткани. Описаны особенности динамики развития аутопротезов, их приживления в условиях изменённого функционального состояния иммунной системы. Предложены методы целенаправленного воздействия на эти процессы с помощью иммуномодуляторов.

Гемопоэтические стволовые клетки достаточно широко исследуются в отношении эффективности их применения в лечении ряда заболеваний. На модели ишемии мышц конечностей экспериментальных животных показано, что в костном мозге при этом состоянии изменяется количество стволовых клеток. При введении последних в область ишемии усиливаются процессы ангиогенеза. Оказалось, что костный мозг, содержащий и другие клетки, в том числе формирующие гемопоэзиндуцирующее микроокружение, более эффективен. Введение в пораженную ткань иммуномодуляторов существенно изменяет скорость данного процесса.

Таким образом, иммунная система оказывает существенное влияние на репаративные и адаптивные возможностей организма, что необходимо учитывать при проведении терапевтических мероприятий. Кроме того, целесообразно включать иммуномодуляторы в лечение неиммунных заболеваний.

^

Сибирское отделение РАН

В.В. Власов, координатор Программы по Сибирскому отделению РАН

Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН

В докладе будут представлены результаты исследований, проводимых в в Сибирском отделении РАН рамках 12 проектов программы.

Впервые установлена зависимость наработки абзимов с ДНКазной, АТРазной и амилолитической активностями и пролиферации лимфоцитов в различных органах от стадии аутоиммунного заболевания, беременности и лактации. Полученные результаты важны для выяснения механизмов индукции абзимов и их биологической роли при различных состояниях, сопровождающихся их появлением (Руководитель проекта, д.х.н. Невинский Г.А.)

Предложен оригинальный подход к метил-специфичному секвенированию нуклеиновых кислот. Показано, что данные по метилированию ДНК у больных с опухолями простаты могут быть получены путем секвенирования циркулирующей ДНК или ДНК, выделенной из мочи. Установлено, что в крови онкологических больных происходит селективное накопление онкоспецифической ДНК и возрастает количество метилированных фрагментов промоторной области гена GSTP 1. (Руководитель проекта к.б.н. Лактионов П.П.)

Из человеческого молока выделен и охарактеризован пептид, являющийся протеолитическим фрагментом каппа-казеина человека и обладающий цитотоксическим действием на раковые клетки MCF-7. Учитывая происхождение пептида и его апоптотические свойства, он был назван ЛАКТАПТИНОМ. Созданы генно-инженерные конструкции, кодирующие лактаптин для его экспрессии в эукариотических и прокариотических клетках. (Руководитель проекта к.б.н. В.А. Рихтер)

Оригинальный алгоритм адресного введения химических модификаций в siРНК, использован для получения «вилко-подобных» siРНК и siРНК с легкоплавким центром. Полученные данные показали, что адресные модификации эффективно защищают несовершенные дуплексы от действия рибонуклеаз, а модификация их структуры повышает эффективность их ингибирующего действия за счет увеличения термоассиметрии дуплекса. siРНК, созданные с использованием сформулированных выше алгоритмов, эффективно и длительно (до 10 суток)подавляли экспрессию гена-мишени. Полученные на модельных системах данные использованы для получения ингибиторов экспрессии генов AML и AML - ETO, ответственных за возникновение лейкозов. (Руководитель проекта д.б.н. М.А. Зенкова)

Расширена география исследований молекулярной природы фенилкетонурии за счет включения Приморского края и республики Саха (Якутия). Определены генотипы вновь выявленных больных ФКУ и членов их семей (всего 54 человека). Проведена пренатальная генодиагностика ФКУ для одной семьи носителей мутаций в гене ФАГ. Плод имел генотип (-/-) - здоров и не является носителем.

Проведено генотипирование локуса AZF Y-хромосомы 42 мужчин с нарушениями сперматогенеза из Новосибирской области. Выявлен 1 мужчина с микроделецией районов AZFb и AZFc одновременно. (руководитель проекта (Руководитель проекта к.б.н. И.В. Морозов)

Исследованы распространенность и генетическое разнообразие патогенов, переносимых клещами, на территории лесопарковой зоны Академгородка и Новосибирской области. Показано, что в клещах и мелких млекопитающих выявляется вирус клещевого энцефалита (ВКЭ) преимущественно сибирского генетического типа, 2 вида боррелий - Borrelia garinii и Borrelia afzeli., представленных как европейскими, так и дальневосточными генетическими подгруппами, анаплазмы/эрлихии (в том числе, эрлихия-подобные бактерии “Candidatus Neoehrlichia mikurensis”). В крови пациентов методом ПЦР выявлялись ВКЭ дальневосточного генотипа и 2 вида боррелий. Иммунологическими методами показано наличие антител в крови больных к возбудителю гранулоцитарного анаплазмоза человека. (Руководитель проекта С.А. Ткачев)

Исследована роль БТШ в благоприятном влиянии ксеногенной клеточной трансплантации на течение адреналинового миокардита. Показано, что клеточная трансплантация ускоряет индукцию ряда (но не всех) белков внутриклеточной шапероновой системы, обеспечивая тем самым более выраженный защитный эффект от действия большого количества адреналина в миокарде, который, в числе других эффектов, приводит к окислительному стрессу. (Руководитель проекта, д.б.н. В.К. Войников)

Диагностика маркерных хромосом является одной из наиболее сложных проблем цитогенетического анализа хромосомных патологий человека. Исследовано два случая формирования сверхчисленных маркерных хромосом (МХ) de novo в рамках пренатальной диагностики. Показано, что МХ, присутствующая в клетках амниотической жидкости пациентки, представляет собой mar(9), в состав которой входит район эухроматина размером 2-4 МВ. Клетки, содержащие mar(9), характеризуются частичной трисомией по этому району. Во втором случае полученные данные указывают на происхождение маркерной хромосомы из хромосомы 15. Подавляющее большинство маркерных хромосом, происходящих из хромосомы 15, представляют собой инвертированные дупликации короткого плеча и проксимального района длинного плеча хромосомы. Пренатальный анализ МХ позволяет принимать более обоснованные решения о продлении или прерывании беременности. (Руководитель проекта д.б.н. Рубцов Н.Б.)

Белок FCRL6 является ингибирующим рецептором цитотоксических Т-лимфоцитов (ЦТЛ) и естественных киллеров иммунной системы человека. В рамках проекта по изучению функциональной роли FCRL6 и оценке его терапевтического потенциала получены FCRL6-специфические моноклональные антитела. В качестве антигена использовали рекомбинантный белок, наработанный в бакуловирусной экспрессирующей системе. Иммуногистохимическое изучение тканевого распределения FCRL6 показало, что FCRL6-положительные клетки обнаружены только в лимфоидных органах - селезенке и миндалине, однако и там они встречались с очень низкой частотой. (Руководитель проекта д.б.н А.В. Таранин)

Исследована роль почки в формировании стресс-зависимой формы артериальной гипертонии (АГ). Проведенные исследования показали, что изменения морфо-функциональных характеристик почки у гипертензивных крыс НИСАГ являются следствием АГ, сформировавшейся к 6-месячному возрасту, возникающей вследствие изменения симпато-адреналовой и гипоталамо-адренокортикальной систем регуляции АД. Почечный фактор у взрослых крыс, в свою очередь, может вносить вклад в патогенез заболевания, в результате чего АГ становится более стойкой и проявляется и в отсутствии стрессовых ситуаций. (Руководитель проекта академик Л.Н. Иванова)

Получены новые данных о реакционной способности полифункциональных растительных веществ и их хемоселективных превращений для поиска лекарственных препаратов, пригодных для лечения особо опасных болезней. (Руководитель проекта д.б.н. Толстикова Т.Г.)