Исследования паразитических простейших как источник инновационных биомедицинских и ветеринарных технологий: разработка новых принципов терапии паразитарных и онкологических заболеваний человека и животных на основе изучения особенностей ультраструктуры и молекулярной генетики споровиков (Apicomplexa) и противоопухолевой активности трипаносомы Круса (Trypanosoma cruzi)НИР

Источник финансирования НИР

ФЦП: Федеральная целевая программа, Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 годы

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 июня 2010 г.-6 сентября 2010 г. Исследования паразитических простейших как источник инновационных биомедицинских и ветеринарных технологий: разработка новых принципов терапии паразитарных и онкологических заболеваний человека и животных на основе изучения особенностей ультраструктуры и молекулярной генетики споровиков (Apicomplexa) и противоопухолевой активности трипаносомы Круса (Trypanosoma cruzi), этап 1
Результаты этапа: 1. Составлен аналитический обзор современного состояния терапии паразитарных и онкологических заболеваний на основе изучения специфических особенностей ультраструктуры и молекулярной генетики споровиков, а также противоопухолевой активности паразитического простейшего Trypanosoma cruzi – возбудителя заболевания человека и животных. 2. Произведён выбор оптимальных направлений исследований, которые включают в себя построение филогенетического дерева споровиков, с использованием молекулярных и ультраструктурных данных для обнаружения и обоснования специфичных молекулярных мишеней в геноме, общих как для всей группы, так и для отдельных таксонов внутри неё, ревизию имеющихся в коллекции Биологического факультета МГУ штаммов T. cruzi и составление компьютерной базы данных по ним, создание криобанка штаммов T. cruzi, исследования противораковой активности штаммов T. cruzi на культурах раковых клеток человека. Составлен план работ на 2010-1013 годы. 3. Произведена ревизия семи штаммов T. cruzi коллекции биологического факультета МГУ на основе анализа и обобщения предшествовавшей информации по их противораковой активности и характеру роста на питательных средах. 4. Собран материал для дальнейших ультраструктурных и молекулярно-биологических исследований споровиков, охватывающий 13 видов, относящихся к 6 таксонам.
2 7 сентября 2010 г.-26 ноября 2010 г. Исследования паразитических простейших как источник инновационных биомедицинских и ветеринарных технологий: разработка новых принципов терапии паразитарных и онкологических заболеваний человека и животных на основе изучения особенностей ультраструктуры и молекулярной генетики споровиков (Apicomplexa) и противоопухолевой активности трипаносомы Круса (Trypanosoma cruzi), этап 2
Результаты этапа: 1. Проведены первичные исследования ультраструктуры двух видов низших споровиков: грегарин Sphinctocystis phyllodoces и Difficilina cerebratuli, паразитирующих в кишечнике морских беспозвоночных: полихеты Phyllodoce citrina и немертины Cerebratulus barentsi соответственно. Проведён сравнительный анализ ультраструктуры этих грегарин и существующих данных по грегаринам из научно-информационных источников. В результате выявлено разнообразие в структуре эпицитов у низших грегарин семейства Lecudinidae, этот признак предложен для использования в филогенетических и систематических построениях. Результаты доложены на XI Всероссийской конференция с международным участием “Проблемы изучения, рационального использования и охраны природных ресурсов Белого моря» (Санкт-Петербург, 9-11 ноября 2010 г.). 2. Создана первичная версия компьютерной базы данных, содержащую сведения по противораковой активности in vivo и in vitro и показателям роста биомассы на искусственных питательных средах для коллекции штаммов T. cruzi Биологического факультета МГУ.
3 27 ноября 2010 г.-6 сентября 2011 г. Исследования паразитических простейших как источник инновационных биомедицинских и ветеринарных технологий: разработка новых принципов терапии паразитарных и онкологических заболеваний человека и животных на основе изучения особенностей ультраструктуры и молекулярной генетики споровиков (Apicomplexa) и противоопухолевой активности трипаносомы Круса (Trypanosoma cruzi), этап 3
Результаты этапа: 1. Впервые получены данные по ультраструктуре представителей двух групп низших Apicomplexa: Blastogregarinea и Protococcidia; помимо этого изучена ультраструктура и грегарины Ancora sagittata – представителя малоизученной группы споровиков Gregarinea. 2. Впервые получены данные по молекулярной генетике (последовательности гена SSU рРНК) двух групп низших Apicomplexa: Blastogregarinea и Protococcidia, а также трёх видов рода Colponema, который, как предполагается, может представлять собой предковые формы всех альвеолят; помимо этого получена последовательность гена SSU рРНК – представителя малоизученной группы споровиков Gregarinea. 3. Проведены теоретические исследования по построению филограмм и эволюционных деревьев Sporozoa с учётом новых данных. 4. В рамках второго направления данной НИР – изучения противораковых свойств Trypanosoma cruzi – проведены работы по созданию криобанка коллекции штаммов этого протиста, находящейся на Биологическом факультете МГУ с целью с целью консервации культур организмов с известными свойствами для дальнейшего использования в качестве продуцентов противораковых препаратов. Были проведены успешные эксперименты по замораживанию и размораживанию всех штаммов. 5. Собраны и подготовлены к дальнейшему изучению ультраструктуры представители основных групп низших Sporozoa.
4 7 сентября 2011 г.-25 ноября 2011 г. Исследования паразитических простейших как источник инновационных биомедицинских и ветеринарных технологий: разработка новых принципов терапии паразитарных и онкологических заболеваний человека и животных на основе изучения особенностей ультраструктуры и молекулярной генетики споровиков (Apicomplexa) и противоопухолевой активности трипаносомы Круса (Trypanosoma cruzi), этап 4
Результаты этапа: 1. Проведены первичные исследования молекулярно-генетических данных по паразитическим споровикам и их хозяевам – позвоночным животным, создан первоначальный список специфических последовательностей (молекулярных подписей) в первичной структуре 18S рибосомной РНК споровиков, которые могут представлять собой кандидатные клеточные молекулярные мишени для таргетных лекарственных препаратов нового поколения. 2. Выработана методика поиска специфических последовательностей (молекулярных подписей) при помощи инструментов биоинформатики: база данных GenBank NCBI, программа для построения множественных выравниваний нуклеотидных последовательностей MUSCLE, редактор выравниваний BioEdit. 3. Выработана оптимальная методика приготовления лизатов Trypanosoma cruzi Биологического факультета МГУ, основанная на трёхстадийной отмывке живой культуры штамма, разрушении отмытых клеток путём помещения в дистиллированную воду с последующим трёхразовым замораживанием-оттаиванием, и лиофильной сушкой. Лизаты будут использоваться для проведения экспериментов по воздействию на клеточные культуры раковых клеток на следующих этапах данной НИР.
5 26 ноября 2011 г.-6 сентября 2012 г. Исследования паразитических простейших как источник инновационных биомедицинских и ветеринарных технологий: разработка новых принципов терапии паразитарных и онкологических заболеваний человека и животных на основе изучения особенностей ультраструктуры и молекулярной генетики споровиков (Apicomplexa) и противоопухолевой активности трипаносомы Круса (Trypanosoma cruzi), этап 5
Результаты этапа: 1. Исследованы основных особенности микроскопической анатомии (ультраструктурных характеристик) двух видов низших споровиков, относящихся к эугрегаринам и бластогрегаринам. 2. В результате проведения экспериментальных молекулярно-генетических исследований низших споровиков впервые секвенированы нуклеотидные последовательности ДНК генов 5,8S и 28S рибосомных РНК 11-ти видов низших споровиков, относящихся к 5-ти таксонам. 3. В результате проведения теоретических исследований были построены новые филогенетические деревья споровиков с привлечением новых данных и выявлены некоторые морфологические корреляты (синапоморфии и гомоплазии) молекулярно-генетических особенностей путём сопоставления этих деревьев с морфологическим признаками. 4. Проведены экспериментальные исследования по воздействию лизатов трёх разных штаммов Trypanosoma cruzi на культуры раковых клеток человека, при этом обнаружены изменения культуры (гибель) раковых клеток гепатомы человека Нер G2 под воздействием лизатов клеток T.cruzi, наиболее активным в данном эксперименте оказался штамм Y7.
6 7 сентября 2012 г.-26 ноября 2012 г. Исследования паразитических простейших как источник инновационных биомедицинских и ветеринарных технологий: разработка новых принципов терапии паразитарных и онкологических заболеваний человека и животных на основе изучения особенностей ультраструктуры и молекулярной генетики споровиков (Apicomplexa) и противоопухолевой активности трипаносомы Круса (Trypanosoma cruzi), этап 6
Результаты этапа: 1. Собран и изучен материал для ультраструктурных и молекулярно-биологических исследований споровиков, охватывающий 13 видов, относящихся к 6 таксонам. 2. Выработана оригинальная методика поиска определённого места на объекте, подготовленном для трансмиссионной электронной микроскопии. Метод позволяет получать ультратонкие срезы с предварительно отобранных толстых срезов, что экономит ресурс приборов и время, при этом эффективность поиска повышается примерно в 1000 раз. 3. Впервые получены данные по ультраструктуре 3-х представителей двух групп низших Apicomplexa: Blastogregarinea (Siedleckia nematoides и S. mesnili) и Protococcidia (Eleutheroshizon duboscqui). 4. Проведены исследования ультраструктуры четырёх видов низших споровиков: грегарин Ancora sagittata, Sphinctocystis phyllodoces, Difficilina cerebratuli и Cephaloidophora communis, паразитирующих в кишечнике морских беспозвоночных: полихет Phyllodoce citrina, Capitella capitat, немертины Cerebratulus barentsi и усоногого рака Balanus balanus соответственно. Проведён сравнительный анализ ультраструктуры этих грегарин и существующих данных по грегаринам из научно-информационных источников. В результате выявлено разнообразие в структуре эпицитов у низших грегарин семейства Lecudinidae, этот признак предложен для использования в филогенетических и систематических построениях. 5. В результате проведения экспериментальных молекулярно-генетических исследований низших споровиков впервые секвенированы нуклеотидные последовательности рибосомного оперона (SSU rDNA+ITS1+5,8Sr DNA+ITS2+LSU rDNA) 11-ти видов низших Apicomplexa, относящихся к 5-ти таксонам (Archigregarinida, Eugregarinida, Blastogregarinea, Protococcidia, Colponemea). В том числе впервые получены данные по молекулярной генетике Blastogregarinea (Siedleckia nematoides и S. mesnili), Protococcidia (Eleutheroshizon duboscqui), и трёх видов рода Colponema, который, как предполагается, может представлять собой предковые формы всех Alveolata. 6. В результате проведения теоретических исследований были построены новые филогенетические и эволюционные деревья споровиков Apicomplexa (Sporozoa) с привлечением новых данных и выявлены некоторые морфологические корреляты (синапоморфии и гомоплазии) молекулярно-генетических особенностей путём сопоставления этих деревьев с морфологическим признаками. 7. Проведены первичные сравнительные исследования молекулярно-генетических данных по паразитическим споровикам и их хозяевам – позвоночным животным, создан первоначальный список специфических последовательностей (молекулярных подписей) в первичной структуре 18S рибосомной РНК споровиков, которые могут представлять собой кандидатные клеточные молекулярные мишени для таргетных лекарственных препаратов. 8. Выработана методика поиска специфических последовательностей (молекулярных подписей) при помощи инструментов биоинформатики: база данных GenBank NCBI, программа для построения множественных выравниваний нуклеотидных последовательностей MUSCLE, редактор выравниваний BioEdit. Второй целью настоящей НИР является разработка принципов использования лабораторных штаммов T. cruzi для получения лекарственных препаратов для терапии рака. В рамках этого направления данной НИР были выполнены следующие работы: 9. Проведена ревизия штаммов T. cruzi коллекции биологического факультета МГУ на основе анализа и обобщения предшествовавшей информации по их противораковой активности и характеру роста на питательных средах. 10. Проведены работы по подготовке к созданию криобанка коллекции штаммов T. cruzi коллекции биологического факультета МГУ с целью консервации культур организмов с известными свойствами для дальнейшего использования в качестве продуцентов противораковых препаратов. Были проведены успешные эксперименты по замораживанию и размораживанию всех штаммов. 11. Выработана оптимальная методика приготовления лизатов Trypanosoma cruzi, основанная на трёхстадийной отмывке живой культуры штамма, разрушении отмытых клеток путём помещения в дистиллированную воду с последующим трёхразовым замораживанием-оттаиванием, и лиофильной сушкой. 12. Проведены экспериментальные исследования по воздействию лизатов разных штаммов Trypanosoma cruzi на культуры раковых клеток человека, при этом обнаружены изменения культуры (гибель) раковых клеток человека - гепатомы Нер G2 и опухоли молочной железы MCF-7 - под воздействием лизатов клеток Т. cruzi, наиболее активными в данных экспериментах оказались штаммы 6 иY7. В ходе НИР разработаны оригинальные методы, позволяющие увеличить объем знаний для более глубокого понимания изучаемого предмета исследования: • оригинальная методика поиска определённого места на объекте, подготовленном для трансмиссионной электронной микроскопии; • оригинальная методика замораживания и хранения лабораторных культур T. cruzi без использования жидкого азота.

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".