Лаборатория фармакологической регуляции клеточной резистентности

Научные результаты:

• Установлен синергизм цитотоксического действия мелатонина с ретиноевой кислотой на клетки промиелоцитарного лейкоза. Выявлены новые белки-мишени действия мелатонина в лейкозных клетках. Полученные результаты создают фундаментальную основу для разработки новых подходов в противоопухолевой терапии.
• Выявлена важная роль холестерин-связывающего домена белка TSPO в регуляции проницаемости митохондриальной поры mPTP. Обнаружено, что созданный на основе этого домена CRAC-пептид VLNYYVW является эффективным модулятором mPTP. Полученный результат определяет мишень для разработки новых противоопухолевых препаратов, а также кардиопротекторов и гепатопротекторов.
• Обнаружено, что белок VDAC2 потенциал-зависимого анионного канала митохондрий играет важную роль в регуляции уровня митохондриальных и цитозольных активных форм кислорода, не обладая при этом собственной оксидоредуктазной активностью.
• Изучена структура митохондриального АТФ-зависимого калиевого канала (митоКАТФ), фармакологические активаторы которого обладают выраженными кардиопротекторными свойствами. Впервые установлено, что выделенный из митохондрий каналообразующий белок (м.м. 57 кДа), обладающий свойствами митоКАТФ, относится, согласно данным MALDI TOF/TOF масс-спектрометрии, к белкам семейства кальретикулина. Впервые экспериментально доказано, что введение животным уридина, предшественника метаболического активатора митоКАТФ – УДФ, предупреждает развитие инфаркта миокарда у крыс на модели ишемия-реперфузия. Указанный метаболический активатор канала может быть рекомендован в качестве эффективного кардиопротектора.
• Впервые установлено, что свободные жирные кислоты при связывании с ионами кальция в мембране индуцируют образование пор в искусственных и митохондриальных мембранах при активации Са²⁺- зависимой фосфолипазы А2, что может иметь важное физиологическое значение в патогенезе.
• Разработаны и получены генетически модифицированные клеточные линии почечных эмбриональных клеток человека (НЕК293Т) с митохондриями, в которых отсутствуют пориновые белки VDAC1, VDAC2, VDAC3.
• Установлено, что удаление любого из пориновых белков внешней мембраны митохондрий повышает чувствительность к хемотерапевтическим агентам.
• Создана компьютерная модель человеческого поринового канала (h-VDAC1), разработан алгоритм молекулярного скрининга малых молекул, способных модулировать состояние пориновых каналов митохондрий и выявлены химические соединения, потенциальные модуляторы проницаемости этих каналов.
• Выяснен механизм резистентности клеток острого миелоидного лейкоза к противоопухолевым агентам в многоклеточных агрегатах.
• Разработаны новые подходы подавления многоклеточной лекарственной устойчивости лейкозных клеток.
• Обнаружен новый механизм повышения устойчивости клеток острого миелоидного лейкоза к противоопухолевым препаратам путем мимикрии под псевдодифференцированные клетки в результате спонтанного мутагенеза.
• Разработан новый эффективный подход персонифицированного скрининга лекарственных препаратов для лечения острых миелоидных лейкозов

• Показан новый вид и исследованы основные механизмы многокелточной резситености лейкозных клеток. Исследован механизм повышения устойчивости клеток острого миелоидного лейкоза к гибели, индуцированной ДНК-тропными соединениями, основанный на активации адгезии к основным молекулам внеклеточного матрикса. Показан новый митохондрия-ориентированный механизм противоопухолевого действия мелатонина. Показан новый механизм кардиопротекторного действия астаксантина. Исследован новый механизм регуляции мРТР, за счет участия цитозольных НАДН и НАД, являющихся мощными ингибиторами мРТР в дифференцированных клетках. Показано, что высоко солевая диета приводит к развитию гипертонического нефросклероза, за счет снижения потребления кислорода, подавления почечной антиоксидантной системы и повышения окислительного стресса в почечных корковых клубочках.

Внедрение результатов исследования:

• Разработан комплекс исследовательских методик оценки эффекта потенциальных фармакологических субстанций – от воздействия на одиночные белки каналов митохондрий до суммарного физиологического воздействия на целый организм. Результатом внедрения разработанных подходов стало создание Центра in vitro испытаний/токсикологических исследований, где используются новейшие модели тестирования препаратов в условиях in vitro (биомиметики органов и тканей, переживающие срезы органов и тканей, нокаутные по целевым мишеням клеточные линии человека и т.д.), имитирующие коммуникацию органов и тканей, т.е. условия целого организма. Основной целью Центра является получение реализуемых в условиях in vitro достоверных и применимых к человеку результатов, что позволяет быстрее получать данные для внедрения в научную практику, прикладную медицину и наукоемкое производство.

• Разработан и запатентован новый способ персонифицированного скрининга чувствительности лейкозных клеток к действию различных веществ (препаратов, перспективных лекарственных субстанций и их сочетаний), позволяющий подбирать индивидуальную противоопухолевую терапию в условиях ex vivo и повышать эффективность консервативного лечения онкобольных. В настоящее время разработанный способ успешно проходит клинические испытания в отделении клинической гематологии и иммунотерапии МОНИКИ имени М. Ф. Владимирского (г. Москва).

• Способ персонифицированного скрининга действия препаратов на лейкозные клетки ex vivo. Используется на базе отделения гематологии и иммунотерапии «Московского областного научно-исследовательского клинического института им. М. Ф. Владимирского», для предсказания успешности персонифицированной терапии острых лейкозов.

Образование и переподготовка кадров:

Образовательные курсы:

• «Экспериментальная биомедицина» (МГУ им М.В. Ломоносова, Биотехнологический факультет, бакалавриат);

• «Биотехнология клеток животных и человека» (МГУ им М.В. Ломоносова, Биотехнологический факультет, магистратура);

• «Фармскрининг препаратов и перспективных субстанций in vitro» (ПущГЕНИ, факультет Биофизики и биомедицины, магистратура);

Учебно-методические пособия:

1. Акатов В.С., Фадеев Р.С., Фадеева И.С., Шаталин Ю.В., Фесенко Н.И. Фармскрининг препаратов и перспективных субстанций in vitro. 2014. – Изд.: «FixPrint», Пущино, 62 стр., ISBN 978-5-903789-21-4.

2. Фадеева И.С., Фадеев Р.С., Сенотов А.С., Акатов В.С. Биоскрининг материалов, препаратов и перспективных субстанций in vivo. 2016. – Изд. «SynchroBook», Пущино, 59 стр., ISBN 978-5-91874-042-2.

Научные (рабочие) школы:

1. «ПЕРЕДОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ DRUG DESIGN: МНОГОПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ HCS СКРИНИНГ ДЛЯ ПОИСКА ИННОВАЦИОННЫХ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ».
2. «ШКОЛА ПО ОСНОВАМ 2D-ЭЛЕКТРОФОРЕЗА».
3. «BIOIMAGING MICROSCOPY».
4. «СЕМИНАР ПО ОЧИСТКЕ И РАЗДЕЛЕНИЮ БЕЛКОВ. TGX STAIN FREE ТЕХНОЛОГИИ».
5. «ШКОЛА ПО xMAP И АНАЛИЗУ ЭКСПРЕССИИ ГЕНОВ».
6. «ОРГАНИЗАЦИЯ ПОВЕДЕНЧЕСКИХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ НА ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ: ВАЛИДАЦИЯ, МИРОВЫЕ СТАНДАРТЫ».
7. «ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЖИЗНЕСПОСОБНОСТИ КЛЕТОК МЕТОДАМИ ПРОТОЧНОЙ ЦИТОМЕТРИИ».
8. «СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ КЛЕТОЧНОГО ИМИДЖИНГА».
9. «ШКОЛА ПЦР».

Подготовка кадров высшей квалификации (из числа сотрудников лаборатории):

1. Никифорова Анна Борисовна, кандидат биологических наук, 2015
2. Харечкина Екатерина Сергеевна, кандидат биологических наук, 2021

Организационные и инфраструктурные преобразования:

В 2016 г. на базе лаборатории создан «Центр in vitro испытаний», руководитель Фадеев Р.С.

Сотрудничество:

Государственное бюджетное учреждение здравоохранения Московской области «Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М. Ф. Владимирского» (Россия), федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова» (Россия), федеральное государственное бюджетное учреждение «Государственный научный центр «Институт иммунологии» Федерального медико-биологического агентства (Россия), федеральное государственное бюджетное учреждение Институт биологии гена Российской академии наук (ИБГ РАН), федеральное государственное бюджетное учреждение Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта Российской академии наук (ИМБ РАН), Научно-исследовательский институт физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского МГУ имени М.В. Ломоносова (Россия), Medical University of South Carolina, Charleston, SC, (USA), Aurora Health Care, Milwaukee, Wisconsin, (USA): научное сотрудничество.