НИЛ инфекционных патогенов и биомолекулярных наноструктур

Чебуркин Юрий Владимирович
Заведующий НИЛ инфекционных патогенов и биомолекулярных наноструктур, к.м.н.

Научно-исследовательская лаборатория инфекционных патогенов и биомолекулярных наноструктур – новое подразделение НМИЦ им. В. А. Алмазова, относящееся к научным лабораториям Института экспериментальной медицины.

Научное направление работы лаборатории сфокусировано на:

• изучении поверхностных структур вирусных и бактериальных инфекционных агентов, в частности, вируса SARS-CoV-2;
• дизайне и экспрессии рекомбинантных белков-мишеней, связывающих патогены;
• разработке систем перехвата и предотвращения соединения патогена с живой клеткой;
• создании молекулярных «ловушек» на основе искусственных наночастиц.

Также интересы сотрудников распространяются на такие сферы, как изучение и дизайн химерных рекомбинантных белков, белковую инженерию, посттрансляционные модификации и протеиновый фолдинг, поиск перспективных белков-мишеней различных патогенов.

Кроме того, сотрудники НИЛ принимают участие в других проектах Центра Алмазова, где есть необходимость в использовании молекулярно-биологических методов, анализе экспрессии и фосфорилировании белков, а также задействованы в выполнении доклинических исследований.

Ключевые достижения лаборатории

• Были получены кодирующие последовательности генов-мишеней для вируса SARS-CoV-2, а именно АСЕ2 и DPP
• Получены кодирующие последовательности генов TMPRSS2 и FURIN, белки которых способствуют активации вируса SARS-CoV-2.
• Созданы генетические экспрессирующие конструкции с данными генами.
• Проведены эксперименты по трансфекции клеточных линий-продуцентов созданными конструкциями.
• Получены рекомбинантные белки основных генов-мишеней.
• Совместно с сотрудниками НИЛ нанотехнологий разрабатывается концепция молекулярной «ловушки», для чего проводится поиск подходящих наноносителей и определяются пути функционализации поверхности наночастиц рекомбинантными белками-мишенями.

Участие в выполнении научных программ и тем государственного задания

Сотрудники лаборатории участвуют в выполнении государственных заданий Минздрава России.

• 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.

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

Основные результаты:

Результаты исследования 2021 года 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.

• Разработка аллогенных опухоль-специфичных Т-лимфоцитов с химерным антигенным рецептором к антигену CD19 (регистрационный номер АААА-А19-119070490033-7). Руководитель: Петухов А.В. Период выполнения: 2019—2021 гг.

Получены модельные клеточные линии, получены генно-инженерные конструкции, наработан лентивирусный вектор CAR и получены CAR-T одновременно несущие CAR и системы модификации Т-клеток, осуществлена проверка активности аллогенных CAR-T клеток in vitro. Проведена проверка активности аллогенных CAR-T клеток in vivo на мышиных моделях NSG, изучить реакцию «трансплантат против хозяина» в моделях in vivo. Разработанные CAR-T клетки показали высокую противоопухолевую активность in vitro.

Участие в грантах

• Грант на выполнение крупных научных проектов Министерства науки и высшего образования Российской Федерации № 075-15-2020-800 «Разработка новых технологий профилактики и лечения сердечной недостаточности на основе нейромодуляции». Руководитель: Галагудза М.М.

Разработаны протоколы валидации модели фибрилляции предсердий и методики лазерной аблации почечных артерий и легочной артерии у крупных животных с моделью артериальной гипертензии и легочной гипертензии. Получены клеточные модели влияния адипокинов на электрическую и механическую активность кардиомиоцитов. Получены данные о роли симпатической нервной системы в ремоделировании правого желудочка и сосудов малого круга кровообращения на модели хронической тромбоэмболической легочной гипертензии путем блокады звездчатого ганглия. Разработаны протоколы валидации способов прогнозирования выживаемости у пациентов с сердечной недостаточностью, находящихся в стабильной фазе заболевания, и получающих оптимальную терапию, в том числе высокотехнологичную.