Ключевые достижения и результаты деятельности лаборатории

Центральное место в исследовательской работе лаборатории занимает изучение механизмов формирования ишемического реперфузионного повреждения миокарда, а также поиск новых методов диагностики и экспериментальной терапии ишемии миокарда. В цикле исследований, проведенных в 2007—2010 гг., была показана кардиопротективная эффективность различных вариантов прекондиционирования миокарда, включая локальное и дистантное ишемическое прекондиционирование, фармакологическое и метаболическое прекондиционирование, а также прекондиционирование физическими факторами. Впервые был зафиксирован антиаритмический эффект ишемического посткондиционирования миокарда.

С 2007 по 2013 гг. была проведена серия исследований, посвященных изучению феномена ишемического пре- и посткондиционирования головного мозга на модели ишемического инсульта у крыс. Получены новые данные о механизмах ишемического прекондиционирования головного мозга, а также открыт феномен «коллатеральной реперфузии». В результате подготовки данного исследования коллективом сотрудников отдела было апробировано 6 моделей экспериментальной ишемии мозга у крыс и проведено исследование диагностической значимости большого числа функциональных тестов для оценки поражения головного мозга. Эти данные легли в основу серии методических публикаций в данной области. Коллектив авторов в настоящий момент является лидером в России по работе в области моделирования инсульта на моделях заболеваний у крыс. В настоящий момент методические разработки и функциональные тесты при ишемии мозга являются одним из ключевых направлений неврологической группы. Лаборатория также располагает возможностями по проведению доклинических исследований лекарственных препаратов на модели инсульта у крыс.

В 2010—2013 гг. проводилось исследование роли тромбиновых рецепторов, активируемых протеиназами (PAR-1 и PAR-4), в ремоделировании левого желудочка при сердечной недостаточности ишемического генеза. Лечение специфическим ингибитором PAR-1, SCH79797, предотвратило дилатацию и систолическую дисфункцию ЛЖ у крыс после ишемически-реперфузионного повреждения, уменьшило заместительный фиброз миокарда. Полученные результаты дают основания предполагать, что использование антагонистов PAR-1 рецепторов у пациентов с острым коронарным синдромом может предотвращать не только тромбоз и рестеноз коронарных артерий, но и постинфарктное ремоделирование ЛЖ и развитие систоло-диастолической дисфункции миокарда. За этот период работы освоен целый ряд методик: моделирование постинфарктной сердечной недостаточности у крысы, моделирование гипертрофии миокарда путем констрикции дуги аорты у крысы, имплантация осмотических мининасосов (для длительного введения тестируемых веществ), приготовление криосрезов, гистохимические, иммуногистохимический и иммунофлюоресцентный методы окраски миокарда (миофибробластов).

Продолжены экспериментальные исследования взаимодействия лазерного излучения с тканями организма. Проведены комплексные исследования влияния активированных и неактивированных форм фотосенсибилизаторов на различные компоненты кровеносной системы, в частности на гидродинамические характеристики сосудов микроциркуляторного русла и создана модель для оценки биологических эффектов фотоактивированных фотосенсибилизаторов на микроциркуляцию брыжейки тонкой кишки крыс. Проведено исследование влияния фотосенсибилизаторов на фотореактивность тромбоцитов фотометрическим методом. Используемые модели лазер-индуцированного тромбоза (как в микроциркуляторном русле, так и в крупных сосудах) применяются для изучения стадий процесса тромбообразования, роли тромбогенных факторов, а также сравнительной оценки эффективности действия различных фотосенсибилизаторов и антитромботических препаратов. Математическое описание процессов лазер-индуцированного тромбообразования дает возможность оценить сравнительные характеристики этого процесса в различных типах сосудов.

Совместно с сотрудниками Института молекулярной биологии и генетики (А. В. Федоров, К. А. Кондратов) проведено изучение биомаркерной и регуляторной роли микроРНК при ишемии-реперфузии миокарда. Показано, что уровень ряда кардиоспецифичных микроРНК в плазме крови хорошо коррелирует со степенью повреждения миокарда.

Совместно с сотрудниками НИЛ нанотехнологий Центра экспериментального биомоделирования в последние годы обоснована концепция направленной доставки лекарственных препаратов кардиопротективного действия в ишемизированный миокард. Получены и опубликованы данные о возможности пассивной таргетной доставки аденозина в миокард крысы при ишемии-реперфузии с использованием в качестве носителя наночастиц кремнезема. В настоящее время ведутся совместные с НИЛ нанотехнологий исследования по функционализации наночастиц кремнезёма с присоединением различных красителей (меток) и лекарственных средств (иммобилизация флуоресцеина, протопорфирина, кардиогрина, аденозина и брадикинина), биораспределению и токсичности наночастиц кремнезёма и хитозана. С 2013 года совместно с НИЛ нанотехнологий и сотрудниками химического факультета СПбГУ (В. Н. Постнов и Е. Б. Наумышева) проводятся исследования эффекта направленной доставки с использованием наночастиц с оптимизированным профилем биораспределения и биодеградации, а именно частиц полиорганосилоксана и многослойных наночастиц, состоящих из полиорганосилоксановой оболочки и кремнезёмного ядра.

По результатам экспериментального исследования возможности флуоресцентной окраски зоны ишемически-реперфузионного повреждения миокарда получен патент на изобретение с названием: «Способ интраоперационной визуализации ишемически-реперфузионного повреждения миокарда», от авторского коллектива: Г. В. Папаян, Н. Н. Петрищев, М. М. Галагудза, Д. Л. Сонин, С. М. Минасян. Материалы этой работы опубликованы в статье «Интраоперационная визуализация ишемически-реперфузионного повреждения миокарда с помощью флуоресцентного красителя — индоцианина зеленого» в журнале Biomedical Optics Express.

Проводятся исследования метаболического статуса миокарда при повторных эпизодах тотальной ишемии-реперфузии сердца ex vivo при различных условиях возбуждения автофлуоресценции с использованием волоконного флуоресцентно-отражательного спектрометра ФОС-М.

Совместно с сотрудниками ИВС РАН (Ю. А. Скорик и А. А. Голышев) с 2014 года исследуется вопрос о возможности использования хитозана и его производных в качестве наноносителей для направленной доставки. Опубликованы результаты по совместным исследованиям о гемосовместимости производных хитозана. Продолжается работа по биораспределению наночастиц хитозана, а также разрабатываются и синтезируются новые наноносители, которые далее функционализируются и испытываются на живых системах в пилотных проектах.

С 2013 года по настоящее время сотрудники НИО, входящие в состав рабочей группы по подготовке к запуску вивария для SPF животных ИЭМ, прошли обучение по организации работы вивария для мелких лабораторных грызунов SPF-категории (г. Пущино) и приняли участие в составлении технологического регламента вивария, стандартных операционных процедур, а также дооснащении и запуске вивария.

В 2015 году НИЛ метаболизма миокарда награждена дипломом за 1 место в ежегодном конкурсе на лучшее научное подразделение Центра Алмазова.

С начала 2016 года сотрудниками НИО выполняются первые хронические эксперименты с использованием крыс с SPF-статусом.