НИО токсикологии

Основные направления научной работы

• Внедрение комплекса основных токсикологических исследований в рутинную практику в соответствии с действующими ГОСТами при
  гармонизации с требованиями международных стандартов OECD.
  Внедрение стандартов системы качества — обязательное условие
  проведения исследований.

• Изучение токсического влияния фармакологических и пробиотических препаратов, химических соединений и микробных метаболитов на сердечно-сосудистую систему.

• Исследование прямого и опосредованного влияния состава кишечной микробиоты, пробиотиков, микробных метаболитов и антимикробных препаратов на морфофункциональные показатели иммунной, пищеварительной и сердечно-сосудистой систем, высшую нервную деятельность и поведение, результаты которых являются основой для разработки новой стратегии управления макроорганизмом посредством модуляции его микробиоты.

Перспективные направления

В связи с выходом на новый качественный уровень исследований перед руководством Института экспериментальной медицины и отдела токсикологии стоит задача максимального взаимодействия с различными фондами, научно-исследовательскими и коммерческими организациями, всеми отделами Центра доклинических трансляционных исследований для реализации лабораторного и творческого потенциала. Ведутся работы по имеющимся договорам по исследованию безопасности препаратов и медицинских изделий.

В настоящее время помимо задач по расширению экспериментального моделирования на мелких грызунах осваиваются телеметрические методы работы с новыми биологическими тест-системами – крупными животными (свиньями). Исследование механизмов прямого и опосредованного, через антибиотикиндуцированный дисбиоз, токсического влияния антимикробных и пробиотических препаратов на сердечно-сосудистую систему, а также поиск антимикробных препаратов и пробиотических штаммов, повышающих устойчивость миокарда к ишемии-реперфузии, с расширением базы для моделирования на биологических тест-системах являются основными задачами коллектива Отдела токсикологии.

Участие в государственных заданиях

Сотрудники НИО токсикологии выполняют исследования в рамках государственных заданий Минздрава России.

• Роль железа в прогрессии и метастазировании экспериментальных опухолей (рег.номер 121031100283-0). Руководитель: Борщев Ю.Ю. Период выполнения 2021—2023 гг.

Основные результаты:

Доказано, что лактоферрин (ЛФ) и олеиновая кислота (ОК) в концентрации до 10 мкМ не обладают существенной прямой цитотоксической активностью в отношении клеток Н22а, при этом комплекс ЛФ-ОК проявляет дозозависимую цитотоксическую активность, существенно превышающую активности компонентов комплекса ЛФ и ОК.

• Роль металлопротеаз в патогенезе опухолевого процесса и активации системы гемостаза при опухолевом росте (рег. номер АААА-А19-119070490035-1). Руководитель: Торопова Я.Г. Период выполнения 2019—2021 гг.

Основные результаты:

Разработана и верифицирована модель сингенная животная модель метастатической меланомы на крысах, изучена динамика метастазирования опухоли. Произведена количественная оценка содержания некоторых представителей семейства металлопротеиназ и их тканевого ингибитора, а также оценка корреляционной зависимости между ними. Полученные данные могут быть использованы в дальнейших исследованиях изучения механизмов опухолевого процесса и разработки нового поколения ингибиторов с целью успешного лечения меланомы и повышения общего уровня продолжительности жизни пациентов.

• Изучение роли нейровоспаления и нейрональной аккумуляции железа в патогенезе болезни Паркинсона и болезни Альцгеймера (рег. номер АААА-А18-118042390100-5, Руководитель: Бельский Ю.П. Период выполнения: 2018—2020 гг.

Основные результаты:

При исследовании влияния курсового интраназального введения (15 введений) рекомбинантного человеческого апо-лактоферрина (25 мг/кг) на животных (крысы) с ротенон-индуцированной болезнью Паркинсона было показано, что апо-лактоферрин ослабляет неврологические симптомы, увеличивает двигательную активность и уменьшает количество поврежденных нейротоксином дофаминергических нейронов в черной субстанции головного мозга животных (s. nigra). В серии экспериментов по влиянию рекомбинантного человеческого апо-лактоферрина на активность Nrf2 (транскрипционного фактора, отвечающего за синтез факторов антиоксидантной защиты) при пероральном 6-дневном введении мышам обнаружено, что апо-лактоферрин способствовал увеличению уровня Nrf2 в головном мозге животных. При исследовании влияния рекомбинантного человеческого апо-лактоферрина (в концентрациях 0,1, 1, 10 и 100 мкМ) на Nrf2 с использованием моноцито/макрофагоподобных клеток гистиоцитарной саркомы мыши J774 было показано, что апо-лактоферрин индуцировал транслокацию Nrf2 в ядро клетки через 2 часа инкубации во всех тестируемых концентрациях. Таким образом, одним из механизмов благоприятного действия апо-лактоферрина в моделях нейродегенеративных заболеваний на головной мозг является стимуляция антиоксидантной системы организма.

Участие в грантах

• Разработка стратегии защиты миокарда от ишемического и реперфузионного повреждения, основанной на управляемом изменении состава кишечной микробиоты. № соглашения о гранте: 18-15-00153.

Название фонда, предоставляющего грант: РНФ, Конкурс на получение грантов РНФ по мероприятию «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами». Руководитель гранта: Галагудза М.М., директор Института экспериментальной медицины.
Институты, принимающие участие в выполнении гранта: Институт экспериментальной медицины.
Дата завершения проекта: 31.12.2022.

В эксперименте in vivo у крыс на модели окклюзии левой коронарной артерии у крыс отмечено максимальное увеличение размера инфаркта на 58% в группе с предварительным многоразовым подкожным введением мозгового нейротрофического фактора BDNF, что подтверждает нашу гипотезу о возможном снижении толерантности миокарда к ишемическому-реперфузионному повреждения при участии данного нейротрофического фактора.

В хроническом опыте с имплантированной телеметрической системой Stellar впервые показана возможность использования пробиотических препаратов для лечения острого системного воспалительного процесса с нормализацией гемодинамических параметров, что что открывает трансляционную перспективу для разработки новых протоколов лечения в ветеринарной и клинической медицине.

В поведенческих тестах у крыс с системной воспалительной реакцией после многократного введения пробиотических препаратов показано восстановление ряда параметров до уровня контрольных значений.

НИР «Разработка модели влияния хронической смены стрессовых факторов на высшую нервную деятельность экспериментальных животных, имитирующей депрессивно-подобное состояние, для экспериментального исследования антидепрессивного действия пробиотиков».

В острых опытах на крысах после введения антимикробных и пробиотических препаратов исследованы функциональные параметры и степень повреждения миокарда на модели ишемии-реперфузии изолированного сердца и окклюзии левой коронарной артерии. Получены данные о изменениях состава кишечной микробиоты, морфологии слизистой оболочки кишечника, гидролиза и всасывания, активностей пищеварительных ферментов, параметров иммунной системы, поведенческих характеристик.

Коллективу отдела, совместно с другими сотрудниками Института экспериментальной медицины впервые удалось показать модулирующее влияние антимикробных и пробиотических препаратов на функциональные показатели миокарда, когнитивные и поведенческие характеристики.