Регистрация / Вход
Прислать материал

Секретируемые факторы токсигенности бактерий как перспективные средства контроля патологических процессов

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.740.11.0391
Организация
КИББ КазНЦ РАН
Руководитель работ
Чернов Владислав Моисеевич

Информация отсутствует

Соисполнители

Участники проекта

Зам. руководителя работ
Ильинская Ольга Николаевна

Этапы проекта

1
30.09.2009 - 30.11.2009
Полученные результаты сформулированы следующим образом:
1. Продукция токсических, в том числе генотоксических метаболитов у микоплазм (A. laidlawii, M. gallisepticum, M. hominis) зависит от условий культивирования соответствующих бактерий. Образующиеся при оптимальных условиях вегетативные формы клеток микоплазм, а также культуральная жидкость M. gallisepticum, индуцируют SOS ответ у тестерного штамма E. coli PQ37. Тепловой шок приводит к появлению у вегетативных форм M. hominis также токсических свойств, тогда как окислительный стресс подавляет проявление генотоксичности у клеток микоплазмы, но вызывает появление ДНК-повреждающего действия у их культаральной жидкости. Некультивируемые формы микоплазм и их культуральная жидкость генотоксических свойств не проявляют.
2. Установлены общие и специфические способы регуляции биосинтеза сериновых протеиназ B.intermedius, определен сайт инициации трансляции в нуклеотидной последовательности гена субтилизиноподобной протеиназы aprBi:
3. Закономерности экспрессии гена субтилизиноподобной протеиназы B.intermedius рекомбинантным штаммом B.subtilis сохраняются на стадиях раннего и позднего стационара - индукция в присутствии ионов Ca2+, неорганического фосфата и белковых субстратов. Установлены изменения в уровне экспрессии гена apr Bi в присутствии различных экзогенных факторов на разных стадиях роста (ионов Mg+2 и Mn+2, белковых субстратов, сахаров). Экспрессия гена протеиназы контролируется катаболитной репрессией в начале стационарной фазы роста и не регулируется этим механизмом в поздней стационарной фазе роста рекомбинантного штамма.
4. Экспрессия гена глутамилэндопептидазы B.intermedius (gse Bi) в стационарной фазе роста активируется в присутствии в среде белковых субстратов, ионов кальция, неорганического фосфата и не контролируется катаболитной репрессией.
5. Получены приоритетные данные, что трансляция гена субтилизиноподобной протеиназы B.intermedius (apr Bi) начинается с нестандартного стартового кодона GTG.
Развернуть
2
01.01.2010 - 30.06.2010
АННОТАЦИЯ РАБОТ,
ВЫПОЛНЕННЫХ НА ЭТАПЕ № 2
Выявление токсигенного потенциала секретируемых метаболитов бактерий
государственного контракта с Федеральным агентством по науке
и инновациям от 30 сентября 2009 г. № 02.740.11.0391
Шифр: «2009-1.1-000-078-212»
Период выполнения этапа 1 января 2010 г. – 30 июня 2010 г.
Исполнитель: Учреждение Российской академии наук Казанский институт биохимии и биофизики Казанского научного центра РАН, г. Казань
Цель работы Разработка подходов к созданию лекарственных препа-ратов на основе секретируемых факторов токсигенности бактерий, обеспечивающая достижение научных резу-льтатов мирового уровня, подготовку научно-педагоги-ческих кадров и высококвалифицированных специалис-тов, закрепление их в сфере науки для формирования и развития научно-исследовательского коллектива, специа-лизирующегося в области молекулярной биологии, ген-ной инженерии, токсикологии микроорганизмов, а также клеточных технологий.

1. Наименование разрабатываемой продукции
Разработка подходов к созданию лекарственных препаратов на основе секретируемых факторов токсигенности бактерий
2. Характеристика выполненных на этапе работ по созданию продукции
2.1. Полученные результаты сформулированы следующим образом:
1. Длительное нахождение M.gallisepticum при низких температурах и кратковременное M.hominis при повышенной температуре, способствует накоплению токсических и генотоксических метаболитов и сорбции их на поверхностимикоплазм. Метаболиты A.laidlawii в условиях низкой температуры и метаболиты M.hominis в условиях окислительного стресса накапливаются в среде, не сорбируясь на самих клетках.
2. В клетках A.laidlawii PG8, M.gallisepticum S6, M.hominis PG37 выявлены белки, являющиеся секретируемыми факторами вирулентности, определяющие токсигенный потенциал этих бактерий в их разных физиологических состояниях.
3. Проведена оценка цитотоксичности микробных рибонуклеаз по отношению к опухолевым клеткам, экспрессирующим маркерные онкогены kit и AML/ETO и показано, что присутствие двух онкогенов в клетке вызывает аддитивный эффект чувствительности к действию биназы на них. Кроме того, можно считать, что чем больше «испорчена» клетка, тем она более восприимчива к действию цитотоксичной РНКазы.

2.2. Новизна применяемых решений в сравнении с другими работами, родственными по тематике и целевому назначению и определяющими мировой уровень.
Исследования условий биосинтеза потенциально токсичных секретируемых метаболитов бактерий не уступают мировому уровню, но опережают разработки решения соответствующих проблем, как в России, так и за ее рубежами. Эти исследования являются пионерскими, способствующими принципиально новому подходу к созданию лекарственных препаратов на основе секретируемых факторов токсигенности бактерий.

2.3. Особенности исследования, разработки, метода или методологии проведения работы на отчетном этапе.
Получены приоритетные данные, по цитотоксичности микробных рибонуклеаз по отношению к опухолевым клеткам, экспрессирующим маркерные онкогены kit и AML/ETO и показано, что присутствие двух онкогенов в клетке вызывает аддитивный эффект чувствительности к действию биназы на них. Кроме того, можно считать, что чем больше «испорчена» клетка, тем она более восприимчива к действию цитотоксичной РНКазы .

2.4. Объекты интеллектуальной собственности, созданные на отчетном этапе.
На отчетном этапе объекты интеллектуальной собственности представляют собой промежуточные результаты фундаментальных исследований.

3. Области и масштабы использования полученных результатов
3.1. Области применения полученных результатов.
Полученные результаты работы могут быть востребованы в различных медицинских учреждениях РФ, лабораториях научно-исследовательских институтов РАН и РАМН, работающих в области экспериментальной онкологии и кардиологии над созданием терапевтических препаратов, а также над решением проблемы противодействия микоплазменным инфекциям. Конечными потребителями продукта могут являться профильные онкологические учреждения Росздрава и РАМН.

3.2. Ход практического внедрения полученных результатов.
Результаты НИР внедрены в образовательный процесс на биолого-почвенном факультете КГУ при постановке новых задач учебного практикума, создании новых лекционных курсов из предлагаемых по выбору, модернизации лекционных курсов, входящих в блок обязательных дисциплин федерального и регионального уровней для специалистов специальностей «микробиология» (№ 012400), «генетика» (№ 012100), специализации «молекулярная биология» (№ 012407) и бакалавров-биологов (№ 020200). Более того, результаты НИР вошли в содержательную часть новой магистерской программы, рекомендованной УМО «Микробиология и вирусология» (№ 510612), а также нашли отражение в издании учебно-методической литературы.

3.3. Оценка или прогноз влияния полученных результатов, товаров и услуг, созданных на основе полученных результатов, на подготовку и закрепление в сфере науки и образования научных и научно-педагогических кадров, достижение или превышение заданных индикаторов и показателей.
Полученные результаты будут способствовать отвечающей мировому уровню подготовке научно-педагогических кадров и высококвалифицированных специалистов (в том числе молодых), закреплению их в сфере науки для формирования и развития научно-исследовательского коллектива, специализирующегося в области молекулярной биологии, генной-инженерии, токсикологии микроорганизмов, а также клеточных технологий, а также достижению заданных индикаторов и показателей.

4. Выводы
1. Длительное нахождение M.gallisepticum при низких температурах и кратковременное M.hominis при повышенной температуре, способствует накоплению токсических и генотоксических метаболитов и сорбции их на поверхностимикоплазм. Метаболиты A.laidlawii в условиях низкой температуры и метаболиты M.hominis в условиях окислительного стресса накапливаются в среде, не сорбируясь на самих клетках.
2. В клетках A.laidlawii PG8, M.gallisepticum S6, M.hominis PG37 выявлены белки, являющиеся секретируемыми факторами вирулентности, определяющие токсигенный потенциал этих бактерий в их разных физиологических состояниях.
3. Проведена оценка цитотоксичности микробных рибонуклеаз по отношению к опухолевым клеткам, экспрессирующим маркерные онкогены kit и AML/ETO и показано, что присутствие двух онкогенов в клетке вызывает аддитивный эффект чувствительности к действию биназы на них. Кроме того, можно считать, что чем больше «испорчена» клетка, тем она более восприимчива к действию цитотоксичной РНКазы.

Руководитель работ по проекту
Зам.директора по научной работе, проф. _________________ В.М.Чернов
11 июня 2010 г.
М.П.
Развернуть
3
01.07.2010 - 30.11.2010
АННОТАЦИЯ РАБОТ,
ВЫПОЛНЕННЫХ НА ЭТАПЕ № 3
«Определение основных мишеней действия микробных гидролаз в клетках эукариот»
государственного контракта с Министерством образования и науки Российской Федерации
от 30 сентября 2009 г. № 02.740.11.0391
с дополнительным соглашением от «27» июля 2010 г. № 1
Шифр: «2009-1.1-000-078-212»
Период выполнения этапа 1 июля 2010 г. – 30 ноября 2010 г.
Исполнитель: Учреждение Российской академии наук Казанский институт биохимии и биофизики Казанского научного центра РАН, г. Казань
Цель работы Разработка подходов к созданию лекарственных препа-ратов на основе секретируемых факторов токсигенности бактерий, обеспечивающая достижение научных резу-льтатов мирового уровня, подготовку научно-педагоги-ческих кадров и высококвалифицированных специалис-тов, закрепление их в сфере науки для формирования и развития научно-исследовательского коллектива, специа-лизирующегося в области молекулярной биологии, ген-ной инженерии, токсикологии микроорганизмов, а также клеточных технологий.

1. Наименование разрабатываемой продукции
Разработка подходов к созданию лекарственных препаратов на основе секретируемых факторов токсигенности бактерий
2. Характеристика выполненных на этапе работ по созданию продукции
2.1. Полученные результаты сформулированы следующим образом:
1. Рибонуклеазы микоплазм по первичной структуре сходны с внеклеточной рибонуклеазой Bsn, расщепляющей молекулы РНК с образованием нуклеозид-5´-монофосфатов.
2. Наиболее активным продуцентом рибонуклеаз является штамм Acholeplasma laidlawii PG8. Он образует несколько сходных по первичной структуре рибонуклеаз.
3. Рибонуклеазная активность определяется в культуральной жидкости Acholeplasma laidlawii PG8. Наибольшая РНКазная активность регистрируется в стационарной стадии роста, культуры А.laidlawii PG8, связанной с активным переходом вегетативных форм клеток микоплазмы в некультивируемые формы бактерии.
4. Разрушение РНК как таковое не является причиной смерти клеток
5. В условиях in vitro протеиназа B. intermedius обладает тромболитической и антикоагулянтной активностью. Эти данные делают возможным использование протеиназы как потенциального тромболитического препарата, а также его использование для локального применения с целью лизиса гематом или лечения воспаления суставов.
6. Биназа увеличивает гидролиз poly(I) в клетках и снижает количество РНК в клетках

2.2. Новизна применяемых решений в сравнении с другими работами, родственными по тематике и целевому назначению и определяющими мировой уровень.
Исследования условий биосинтеза потенциально токсичных секретируемых метаболитов бактерий не уступают мировому уровню, но опережают разработки решения соответствующих проблем, как в России, так и за ее рубежами. Эти исследования являются пионерскими, способствующими принципиально новому подходу к созданию лекарственных препаратов на основе секретируемых факторов токсигенности бактерий.

2.3. Особенности исследования, разработки, метода или методологии проведения работы на отчетном этапе.
Получены приоритетные данные, по определению основных мишеней действия микробных гидролаз в клетках эукариот. Показано, что в условиях in vitro протеиназа B. intermedius обладает тромболитической и антикоагулянтной активностью. Эти данные делают возможным использование протеиназы как потенциального тромболитического препарата, а также его использование для локального применения с целью лизиса гематом или лечения воспаления суставов.

2.4. Объекты интеллектуальной собственности, созданные на отчетном этапе.
На отчетном этапе объекты интеллектуальной собственности представляют собой промежуточные результаты фундаментальных исследований.

3. Области и масштабы использования полученных результатов
3.1. Области применения полученных результатов.
Полученные результаты работы могут быть востребованы в различных медицинских учреждениях РФ, лабораториях научно-исследовательских институтов РАН и РАМН, работающих в области экспериментальной онкологии и кардиологии над созданием терапевтических препаратов, а также над решением проблемы противодействия микоплазменным инфекциям. Конечными потребителями продукта могут являться профильные онкологические учреждения Росздрава и РАМН.

3.2. Ход практического внедрения полученных результатов.
Результаты НИР внедрены в образовательный процесс на биолого-почвенном факультете КГУ при постановке новых задач учебного практикума, создании новых лекционных курсов из предлагаемых по выбору, модернизации лекционных курсов, входящих в блок обязательных дисциплин федерального и регионального уровней для специалистов специальностей «микробиология» (№ 012400), «генетика» (№ 012100), специализации «молекулярная биология» (№ 012407) и бакалавров-биологов (№ 020200). Более того, результаты НИР вошли в содержательную часть новой магистерской программы, рекомендованной УМО «Микробиология и вирусология» (№ 510612), а также нашли отражение в издании учебно-методической литературы.

3.3. Оценка или прогноз влияния полученных результатов, товаров и услуг, созданных на основе полученных результатов, на подготовку и закрепление в сфере науки и образования научных и научно-педагогических кадров, достижение или превышение заданных индикаторов и показателей.
Полученные результаты будут способствовать отвечающей мировому уровню подготовке научно-педагогических кадров и высококвалифицированных специалистов (в том числе молодых), закреплению их в сфере науки для формирования и развития научно-исследовательского коллектива, специализирующегося в области молекулярной биологии, генной-инженерии, токсикологии микроорганизмов, а также клеточных технологий, а также достижению заданных индикаторов и показателей.

4. Выводы
1. Рибонуклеазы микоплазм по первичной структуре сходны с внеклеточной рибонуклеазой Bsn, расщепляющей молекулы РНК с образованием нуклеозид-5´-монофосфатов.
2. Наиболее активным продуцентом рибонуклеаз является штамм Acholeplasma laidlawii PG8. Он образует несколько сходных по первичной структуре рибонуклеаз.
3. Рибонуклеазная активность определяется в культуральной жидкости Acholeplasma laidlawii PG8. Наибольшая РНКазная активность регистрируется в стационарной стадии роста, культуры А.laidlawii PG8, связанной с активным переходом вегетативных форм клеток микоплазмы в некультивируемые формы бактерии.
4. Разрушение РНК как таковое не является причиной смерти клеток
5. В условиях in vitro протеиназа B. intermedius обладает тромболитической и антикоагулянтной активностью. Эти данные делают возможным использование протеиназы как потенциального тромболитического препарата, а также его использование для локального применения с целью лизиса гематом или лечения воспаления суставов.
6. Биназа увеличивает гидролиз poly(I) в клетках и снижает количество РНК в клетках


Руководитель работ по проекту
Зам.директора по научной работе, проф. _________________ В.М.Чернов
Развернуть
4
01.01.2011 - 30.06.2011
4.1. Оценка вклада
онкогенов
kit и АМI/ЕТО в
селективность действия
РНКаз по отношению к
онкотрансформированным линям клеток,
4.2. Установление возможности индукции
.
апоптоза линии клинических
изоляторов опухолевых клеток микробныими РНКазами.
4.3. Характеристика фибринолитической, тромболитической, антикоагулянтной и
коллагенолитической
активности микробных протеиназ
4.4. Проведение патентных
исследований.
Развернуть
5
01.07.2011 - 10.10.2011
5.1 Проведение генно-
инженерных
направленных
изменений
молекулярных характеристик РНКаз для
усиления их
цитотоксического
потенциала,
5.2. Оптимизация
сайтов взаимодействия
с позитивными
белками-регуляторами в
промоторной области
генов для эффективной
экспрессии протеиназ.
5.3. Выявляемое молекулярно-
генетических отличий
штаммов микоплазм,
продуцирующих
токсические
метаболиты, от
нетоксигенных
штаммов, и
характеристика условий
усиления/ослабления
токсигенных
детерминант.
5.4 Разработка
программы внедрения
результатов НИР в
образовательный процесс.
5.5. Протеомный
анализ вегетативных и некультивируемых форм микоплазм.
Развернуть

Программа

Программа "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009 - 2013 годы

Программное мероприятие

1.1 Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров
Продолжительность работ
2007 - 2008, 18 мес.
Бюджетные средства
17,5 млн
Организация
ИБГ РАН
профинансировано
Продолжительность работ
2011 - 2013, 30 мес.
Бюджетные средства
2,91 млн
профинансировано
Тема
Доклинические исследования лекарственного средства на основе цитокинов и факторов роста, секретируемых мезенхимными клетками человека, для лечения ожогов и ран.
Продолжительность работ
2012 - 2014, 24 мес.
Бюджетные средства
33 млн
Количество заявок
1
Тема
Создание программного обеспечения для выявления белков – диагностических маркеров патологических процессов
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
5,5 млн
Количество заявок
2
Тема
Получение композиций, содержащих секретируемые компоненты стволовых клеток.
Продолжительность работ
2014 - 2016, 28 мес.
Бюджетные средства
48 млн
Количество заявок
1
Тема
Доклинические исследования лекарственного средства, предназначенного для долгосрочного мониторинга патологических изменений опорно-двигательного аппарата методом позитронно-эмиссионной томографии на основе циркония-89
Продолжительность работ
2017 - 2019, 29 мес.
Бюджетные средства
33 млн
Количество заявок
0
Тема
Доклинические исследования лекарственного средства, предназначенного для долгосрочного мониторинга патологических изменений опорно-двигательного аппарата методом позитронно-эмиссионной томографии на основе циркония-89
Продолжительность работ
2017 - 2019, 26 мес.
Бюджетные средства
33 млн
Количество заявок
3