НИЛ нанотехнологий

• В 2021 году в рамках гранта РФФИ № 18-29-17074 «Нано волокнистые 3D скаффолды на основе полисахаридов для тканевой инженерии». Руководитель проекта: Скорик Ю. А.

Основные результаты:

Методом бескапиллярного электроформования получены нановолокнистые нетканые материалы на основе биополимеров хитозана и поли(лактид-гликолида). Изучены физико-химические характеристики материалов (механические свойства, структура, морфология), их цитосовместимость in vitro и биодеградация in vivo. Совокупность физико-химических и биологическх свойств указывает на перспективность использования полученных материалов в качестве тканеинженерных скаффолдов.

В 2021 году сотрудники лаборатории выполняли прикладные исследования на темы:

• Разработка технологии изготовления липосомальных форм кардиопротекторов для направленной доставки в миокард (регистрационный номер 121031100308-0). Руководитель: Королев Д. В. Период выполнения: 2021—2023 гг.

Основные результаты:

Разработан метод синтеза магнитных липосом, наполненных флуоресцентным красителем ИЦЗ. Такой нанообъект можно использовать для двойного контрастирования МРТ и флуоресцентного. Помимо этого МЛПС можно использовать для активной направленной доставки флуорофоров и лекарственных препаратов в зону интереса на основе магнитного поля. В работе доказана возможность такой доставки с использованием неодимового магнита, имплантированного в лапку мыши. Положение магнита при этом контролировалось компьютерной томографией, а накопление МЛПСИЦЗ фиксировалось флуоресцентным томографом. На этом принципе возможен синтез платформ для тераностики при совместной инкапсуляции в липосомы магнитных наночастиц, лекарственных препаратов и флуорофоров.

• Разработка противомикробного ранозаживляющего препарата на основе наночастиц серебра (регистрационный номер АААА-А20-120100290020-9). Руководитель: Королев Д. В. Период выполнения: 2020—2022 гг.

Основные результаты:

Результаты исследования позволяют утверждать, что полученные коллоидные растворы наночастиц серебра, стабилизированные альбумином обладают хорошей устойчивостью в физиологическом растворе, обладают минимальной цитотоксичностью и хорошей противомикробной активностью. Это дает возможность рекомендовать их к практическому применению.

• Защита миокарда от ишемического и реперфузионного повреждения путем направленной доставки препаратов, стабилизирующих мембраны тучных клеток (регистрационный номер АААА-А20-120092490049-6). Руководитель: Галагудза М.М. Период выполнения: 2020—2022 гг.

Основные результаты:

Отработана экспериментальная модель повышенной проницаемости сосудов подкожной соединительной ткани, вызванной активацией тучных клеток, с прижизненной визуализацией зоны отёка и интенсивности плазморрагии. Получены данные о соответствии степени функциональной активности тучных клеток с интенсивностью накопления флуорофора индоцианина зелёного в зоне, повышенной проницаемости сосудов. При сравнительном морфофункциональном анализе тучных клеток у иммунодефицитных мышей (nu-nu и NSG) и контрольных мышей линии ICR обнаружено, что тучные клетки иммунодефицитных мышей крупнее, чем у контрольных и бестимусные мыши в большей степени вызывают проницаемость сосудов в зоне активации тучных клеток, чем мыши NSG и ICR. Полученные результаты подтверждают литературные данные о тормозном влиянии тимуса на функцию тучных клеток. Установлено, что внутривенно введённый ингибитор фосфолипазы А2 квинакрин в липосомальной форме уменьшает функциональную активность тучных клеток и снижает повышенную проницаемость сосудов. Стабилизация тучных клеток является частью механизма противовоспалительного эффекта ингибитора фосфолипазы А2 квинакрина. Разработанная модель позволяет прижизненно оценивать влияние противовоспалительных препаратов на повышенную сосудистую проницаемость.

• Разработка подходов для связывания и инактивации вируса SARS-CoV-2 в организме пациента с COVID-19 и экстракорпорально с использованием рекомбинантных генноинженерных белков (регистрационный номер 121031100284-7) руководитель Чебуркин Ю.В. Период выполнения: 2020—2021 гг.

Основные результаты:

Получен ПЦР фрагмент кодирующей последовательности гена ACE2, который был заклонирован в вектор pUltra-Hot-PuroR; гена TMPRSS2, который был заклонирован в вектор pUltra-Hot-PuroR; гена FURIN, который был заклонирован вектор pUltra-Hot-PuroR-MCS; гена DPP4, который был заклонирован в вектор pUltra-Hot-PuroR-CD19-p2a. Получены лентивирусные частицы, несущие рецепторный hАСЕ2 для трансдукции эукариотических клеток HeLa. Трансфецированы клеточные линии млекопитающих с реагентом PEI MAX и эукариотические клеточные линии лентивирусным вектором. Проведена оценка экспрессии целевого трансгена hACE2 методом количественной ПЦР в реальном времени. Накоплен, выделен и аффинно очищен рекомбинантный белок растворимого ACE2, содержащий мышиный и человеческий Ig-тэги. Выбран способ иммобилизации белков на наночастицах кремнеземы (SiO2) и получены полимерные наночастицы PLGA. Синтезированы наночастицы, конъюгированные с красящим детектором индоцианином-зеленым (PLGA-ICG). Изучена взаимосвязь между концентрацией в сыворотке крови витамина D (фактор, вероятно влияющий на проникновение в клетку SARS-CoV-2) и COVID-19. Разработаны подходы к технологии связывания, деактивации и элиминации вируса из биологических жидкостей с помощью рекомбинантных белков, являющихся его мишенями. Предложены варианты создания рекомбинантных «ловушек», не обладающих резорбтивным эффектом, для использования в виде энтеросорбента и ингаляционного препарата.

В период с 2018 по 2020 гг. под руководством М. М. Галагудза сотрудники лаборатории участвовали в выполнении Государственных заданий Минздрава России по темам:

• «Разработка технологий магнитоуправляемой доставки лекарственных препаратов в зону повреждения» (Реистрационный номер НИОКТР АААА-А18-118042390101-2).

Проведены исследования по изучению безопасности магнитных наночастиц на грызунах (крысы), являющиеся необходимым этапом разработки лекарственных препаратов.

Определен характер и выраженность повреждающего действия различных доз магнитных наночастиц при однократном и многократном внутривенном введении.

Определена дозозависимость оказываемых токсических эффектов наночастиц.

Изучена функциональная активность эндотелия с помощью проведения проволочной миографии изолированных сосудов брыжейки крыс после введения магнитных наночастиц с различными оболочками; сохранность эндотелия по системному уровню оксида азота у крыс после введения магнитных наночастиц с различными оболочками; антиоксидантный статус и морфологические изменения сосудов у крыс после введения магнитных наночастиц с различными оболочками с помощью люминол-активиpованной хемилюминисценции и уровня перекисного окисления липидов.

Подтверждена эффективность разработанных магнитных наночастиц для адресной доставки лекарственных препаратов в условиях локального воздействия постоянного магнитного поля.

• «Разработка программно-аппаратного комплекса для дистантного кондиционирования миокарда на основе локальной абдоминальной декомпрессии»  (Регистрационный номер АААА-А18-118042390122-7)

Разработана установка для локальной абдоминальной декомпрессии крыс. При анализе размеров зон некроза и риска на срезах миокарда (окраска синим Эванса) не выявлено достоверной разницы. Скорректированы режимы сеансов локальной абдоминальной декомпрессии (уровень разряжения воздуха и число эпизодов).

Сотрудники НИЛ нанотехнологий выполняли исследования и разработки в рамках грантовых программ Гранта Президента Российской Федерации для государственной поддержки ведущих научных школ, Российских научных фондов:

• Грант Президента Российской Федерации для государственной поддержки ведущих научных школ. Тема проекта: «Разработка и внедрение в клиническую практику новых методов кардио- и нейропротекции с целью предотвращения ишемического и реперфузионного повреждения сердца и головного мозга». Руководитель проекта: Шляхто Е.В.
• Грант Президента Российской Федерации для государственной поддержки ведущих научных школ. «Защита миокарда от ишемического и реперфузионного повреждения путем таргетной доставки кардиопротективных субстанций». Руководитель проекта: Шляхто Е.В.
• Грант Президента Российской Федерации для государственной поддержки ведущих научных школ. «Разработка и изучение комплексных подходов к защите сердца и головного мозга от ишемического-реперфузионного повреждения при острых нарушениях кровообращения с использованием эндогенных и фармакологических способов цитопротекции». Руководитель проекта:  Шляхто Е.В.

• Грант РНФ. «Защита миокарда от ишемического и реперфузионного повреждения путем таргетной доставки кардиопротективных субстанций». Руководитель проекта: Галагудза М. М.
• Грант РФФИ «Предотвращение ишемического и реперфузионного повреждения миокарда путем воздействия на механизмы программируемой клеточной гибели». Руководитель проекта: Галагудза М.М.
• Грант РФФИ «Изучение механизмов цитопротективного действия ишемического пре- и посткондиционирования на нейроны гиппокампа и неокортекса при глобальном ишемическом и реперфузионном повреждении головного мозга». Руководитель проекта: Галагудза М.М.
• Грант РФФИ «Нановолокнистые 3Dскаффолды на основе полисахаридов для тканевой инженерии». Руководитель проекта: Скорик Ю. А. (совместно с ИВС РАН).

2022 год

Korolev D. V., Shulmeyster G. A., Evreinova N. V., Syrovatkina M. S., Istomina M. S., Postnov V. N., Aleksandrov I. V., Krasichkov A. S., Galagudza M. M. Theranostic Platforms Based on Silica and Magnetic Nanoparticles Containing Quinacrine, Chitosan, Fluorophores, and Quantum Dots. International Journal of Molecular Sciences. 2022, 23 (2), 932. Режим доступа: https://doi.org/10.3390/ijms23020932

Korolev D. V., Shulmeyster G. A., Istomina M. S., Evreinova N. V., Aleksandrov I. V., Krasichkov A. S., Postnov V. N., Galagudza М. М. Fluorescently Labeled Gadolinium Ferrate/Trigadolinium Pentairon (III) Oxide Nanoparticles: Synthesis, Characterization, In Vivo Biodistribution, and Application for Visualization of Myocardial Ischemia–Reperfusion Injury. Materials 2022, 15 (11), 3832. Режим доступа: https://doi.org/10.3390/ma15113832

Композиционные сорбенты на основе кремнезема и многослойных углеродных нанотрубок. Постнов В.Н., Родинков О.В., Кильдиярова Л.И., Крохина О.А., Юрьев Г.О., Мурин И.В. Журнал общей химии. 2022. Т. 92. № 2. С. 323-328. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=47835276

Тhree-stage intelligent support of clinical decision making for higher trust, validity, and explainability. Kovalchuk S.V., Kopanitsa G.D., Derevitskii I.V., Matveev G.A., Savitskaya D.A. Journal of Biomedical Informatics. 2022. Т. 127. С. 104013. Режим доступа: https://elibrary.ru/author_items.asp

2021 год

Торопова Я. Г., Моторина Д. С., Зелинская И. А., Королев Д. В., Шульмейстер Г. А., Скорик Ю. А… Генерация активных форм кислорода клетками цельной крови человека при воздействии наночастиц на основе оксида железа, покрытых различными оболочками. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2021; 171 (1): 95-99. IF 1,002. Режим доступа: https://doi.org/10.47056/0365—9615—2021-171-1-95-99

Lykina A. A., Anfertev V. A., Domracheva E. G., Chernyaeva M. B., Kononova Y. A., Toporova Y. G., Korolev D. V., Smolyanskaya O. A., Vaks V. L… Terahertz high-resolution spectroscopy of thermal decomposition gas products of diabetic and non-diabetic blood plasma and kidney tissue pellets. Journal of Biomedical Optics. 2021; 26 (4): 043008 1-8. IF 2,863. Режим доступа: https://doi.org/10.1117/1.JBO.26.4.043008

Lykina A. A., Nazarov M. M., Konnikova M. R., Mustafin I. A., Vaks V. L., Anfertev V. A., Domracheva E. G., Chernyaeva M. B., Kistenev Y. V., Vrazhnov D. A., Prischepa V. V., Kononova Y. A., Korolev D. V., Cherkasova O. P., Shkurinov A. P., Babenko A. Y., Smolyanskaya O. A… Terahertz spectroscopy of diabetic and non-diabetic human blood plasma pellets. Journal of Biomedical Optics. 2021; 26 (4): 043006 1-14. IF 2,863. Режим доступа: https://doi.org/10.1117/1.JBO.26.4.043006

Vladimir V. Sharoyko, Gleb O. Iurev,  Viktor N. Postnov,  Anatolii A. Meshcheriakov,  Sergei V. Ageev,  Daria A. Ivanova,  Andrey V. Petrov,  Michail D. Luttsev,  Alexei V. Nashchekin,  Nailia R. Iamalova,  Lubov V. Vasina,  Irina L. Solovtsova,  Igor V. Murin,  Konstantin N. Semenov. Biocompatibility of a nanocomposite based on Aerosil 380 and carboxylated fullerene C60[C(COOH)2]3. Journal of Biotechnology. 2021; 331: 83-98. IF 3,633. Режим доступа: https://doi.org/10.1016/j.jbiotec.2021.03.007

Yana G Toropova, Irina A Zelinskaya,  Mariya N Gorshkova,  Daria S Motorina,  Dmitriy V Korolev,  Fedor S Velikonivtsev,  Kamil G Gareev. Albumin covering maintains endothelial function upon magnetic iron oxide nanoparticles intravenous injection in rats. Journal of Biomedical Materials Research — Part A. 2021; 1-10 DOI:10.1002/jbm.a.37193. IF 3,221. Режим доступа: https://doi.org/10.1002/jbm.a.37193

Dmitry Korolev, Michael Shumilo,  Galina Shulmeyster,  Alexander Krutikov,  Alexey Golovkin,  Alexander Mishanin,  Andrew Gorshkov,  Anna Spiridonova,  Anna Domorad,  Alexander Krasichkov,  Michael Galagudza. Hemolytic Activity, Cytotoxicity, and Antimicrobial Effects of Human Albumin- and Polysorbate-80-Coated Silver Nanoparticles. Nanomaterials. 2021; 11 (6): 1484 1-20. IF 4,446. Режим доступа: https://doi.org/10.3390/nano11061484

Kornyushin O. V., Sonin D. L., Polozov A. S., Masley V. V., Istomina M. S., Papayan G. V., Mukhametdinova D. V., Cheburkin Yu. V., Toropova Ya. G., Zelinskaya I. A., Neimark A. E., Derkach K. V., Shpakov A. O., Galagudza M. M… Effects of three types of bariatric interventions on myocardial infarct size and vascular function in rats with type 2 diabetes mellitus. Life Sciences. 2021; 279: 119676 1-11. IF 4,659. Режим доступа: https://doi.org/10.1016/j.lfs.2021.119676

2020 год

Derevitskii Ilia V., Matveev Georgy A., Vasilieva Elena Yu…, Babenko Alina Yu., Lutsenko Anna E. Predictive Modelling of Weight-Loss-Therapy Results for Patients with Obesity. Procedia Computer Science. 2020; 178: 254-263. IF 1,636. Режим доступа: https://doi.org/10.1016/j.procs.2020.11.027

Dmitry Sonin, Evgeniia Pochkaeva,  Sergei Zhuravskii,  Viktor Postnov,  Dmitry Korolev,  Lyubov Vasina,  Daria Kostina,  Daria Mukhametdinova,  Irina Zelinskaya,  Yury Skorik,  Elena Naumysheva,  Anna Malashicheva,  Pavel Somov,  Maria Istomina,  Natalia Rubanova,  Ilia Aleksandrov,  Marina Vasyutina,  Michael Galagudza. Biological Safety and Biodistribution of Chitosan Nanoparticles. Nanomaterials. 2020; 10: 810 1-23. IF 4,446. Режим доступа: https://doi.org/10.3390/nano10040810

Ivan N. Gaponenko, Sergei V. Ageev,  Gleb O. Iurev,  Olga S. Shemchuk,  Anatolii A. Meshcheriakov,  Andrey V. Petrov,  Irina L. Solovtsova,  Lubov V. Vasina,  Tatiana B. Tennikova,  Igor V. Murin,  Konstantin N. Semenov,  Vladimir V. Sharoyko. Biological evaluation and molecular dynamics simulation of water-soluble fullerene derivative C-60[C(COOH)(2)](3). Toxicology in Vitro. 2020; 62: 104683 1-10. IF 3,15. Режим доступа: https://doi.org/10.1016/j.tiv.2019.104683

Maksim S. Kulya, Evgeniy L. Odlyanitskiy,  Quentin Cassar,  Ilia A. Mustafin,  Valery N. Trukhin,  Polina G. Gavrilova,  Dmitry V. Korolev,  Yulia A. Kononova,  Nikolay S. Balbekin,  Patrick Mounaix,  Jean-Paul Guillet,  Nikolay V. Petrov,  Olga A. Smolyanskaya. Fast Terahertz Spectroscopic Holographic Assessment of Optical Properties of Diabetic Blood Plasma. Journal of Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves. 2020; 41: 1041—1056. IF 2,324. Режим доступа: https://doi.org/10.1007/s10762-020-00728-9

Anatolii A. Meshcheriakov, Gleb O. Iurev,  Michail D. Luttsev,  Nikita E. Podolsky,  Sergei V. Ageev,  Andrey V. Petrov,  Lubov V. Vasina,  Irina L. Solovtsova,  Vladimir V. Sharoyko,  Igor V. Murin,  Konstantin N. Semenov. Physicochemical properties, biological activity and biocompatibility of water-soluble C60-Hyp adduct. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 2020; 196: 111338 1-8. IF 4,615. DOI: 10.1016 / j.colsurfb.2020.111338. Режим доступа: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32882599/

Abdelsattar O.E. Abdelhalim, Vladimir V. Sharoyko,  Anatolii A. Meshcheriakov,  Sofia D. Martynova,  Sergei V. Ageev,  Gleb O. Iurev,  Hadeer Al Mulla,  Andrey V. Petrov,  Irina L. Solovtsova,  Lubov V. Vasina,  Igor V. Murin,  Konstantin N. Semenov. Reduction and functionalization of graphene oxide with L-cysteine: Synthesis, characterization and biocompatibility. Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine. 2020; 29: 102284 1-19. IF 5,42. DOI: 10.1016/j.nano.2020.102284. Режим доступа: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32781136/

Монографии сотрудников

Наночастицы, наносистемы и их применение. Сенсорика, энергетика, диагностика. А. Н. Алешин, А. О. Белорус, И. А. Врублевский, М. С. Истомина, В. М. Кондратьев, Д. В. Королев, А. И. Максимов, В. А. Мошников, Е. Н. Муратова, С. С. Налимова, В. М. Пухова, О. А. Рыжов, А. А. Семенова, Р. С. Смердов, Ю. М. Спивак, Е. Чернякова / под ред. В. А. Мошникова, А. И. Максимова. СПб.: Изд — во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2020. 280 с. — ISBN 978-5-7629—2362-0 Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=46495807

Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № 2020663640, заявка № 2020662779 от 20.10.2020. Дата регистрации: 30.10.2020.
«Автономная программа управления последовательностью периодической пневматической компрессии в терапевтической компрессионной системе для лечения сосудистых заболеваний конечностей (PhysExpWinMega)».
Авторы: Королев Д.В., Крутиков А.Н., Иванов С.В.
Скан документа

Патент на изобретение № 2712626, зарегистрирован 30.01.2020, заявка №2019120307 от 27.06.2019.
«Применение гранул кремнеземного сорбента марки «Силохром С-120» в качестве контактного гемоактиватора клеточных элементов крови».
Авторы: Кузнецов С.И., Киричук О.П., Буркова Н.В., Постнов В.Н., Юрьев Г.О., Романчук Е.В.

Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № 2020663640, зарегистрирован 30.10.2020, заявка №2020662779 от 20.10.2020.
«Автономная программа управления последовательностью периодической пневматической компрессии в терапевтической компрессионной системе для лечения сосудистых заболеваний конечностей (PhysExpWinMega)».
Авторы: Королев Д.В., Крутиков А.Н., Иванов С.В.

Патент на изобретение № 2964509, зарегистрирован 15.07.2019, заявка № 2018132156 от 07.09.2018.
«Гидродинамический стенд для исследования проницаемости стенок сосудов для магнитных наночастиц под воздействием внешнего магнитного поля».
Авторы: Мишанин В.И., Истомина М.С., Королёв Д.В., Корнюшин О.В., Торопова Я.Г.

Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № 2018665061, зарегистрирован 29.11.2018, заявка № 2018661604 от 22.10.2018.
«Программа цифровой обработки гистологических изображений зоны некроза (Black shadow)».
Авторы: Борщев В.Ю., Буровенко И.Ю., Борщев Ю.Ю., Галагудза М.М., Королев Д.В.