Лаборатория механизмов рецепции
Исследование механизмов защиты от окислительного стресса на молекулярном, клеточном и организменном уровнях

Руководитель коллектива – Владимир Иванович Новоселов доктор биол. наук, профессор, главный научный сотрудник

Владимир Иванович Новоселов доктор биол. наук, профессор, главный научный сотрудник

Основной научной проблемой, на которую направлена работа группы, является исследование молекулярных механизмов функционирования защитных систем организма, при этом основной акцент делается на антиоксидантные системы. Исследуются все основные антиоксидантные ферментные системы, включая новый класс белков-антиоксидантов – пероксиредоксины.

На модельных системах изучается состояние антиоксидантных ферментных систем при разных патологиях, сопровождающихся окислительным стрессом (резаные и ожоговые раны кожных покровов и органов дыхания, ишемически-реперфузионные поражения внутренних органов, радиационные поражения, трансплантация органов и т.д.), оценивается экспрессия белков-антиоксидантов, их вклад в общую систему защиты организма, способы регуляции экспрессии данных белков и их взаимосвязь с другими защитными системами организма (цитокины, стрессовые белки и др.).

Важным направлением исследований является создание прототипов лекарственных препаратов мощного антиоксидантного действия для лечения патологий, сопровождающихся окислительным стрессом. Данное направление включает в себя генно-инженерные работы по получению различных рекомбинантных белков-антиоксидантов и их модификаций, а также исследование их эффективности в нейтрализации окислительного стресса.

Используемые методы исследования:

В работе лаборатории используются широкий набор методов для исследований функционирования защитных систем организма при разных патологиях:

• Создание экспериментальных моделей различных патологий на животных: термические и химические ожоги покровных тканей и органов дыхания, ишемически-реперфузионные поражения внутренних органов (сердце, тонкий кишечник, почки, сосудистая система), изолированные органы.
• Генно-инженерные работы по получению рекомбинантных белков, включая направленные модификации их структуры.
• Биохимические методы и методы молекулярной биологии по мониторингу динамики экспрессии разных ферментов и различных факторов в пораженных тканях для контрольных животных и в процессе лечения.
• Гистологические и иммуногистохимические методы исследования тканей и органов.
• Испытания эффективности полученных в лаборатории белков при лечении разных патологий.

Основные научные результаты

Изучение молекулярных механизмов, обеспечивающих нормальное функционирование эпителиальных тканей является одним из основных направлений исследований коллектива нашей лаборатории. При этом приоритетным направлением является исследование антиоксидантных систем организма в норме и патологии. Лаборатория механизмов рецепции является в настоящее время единственной в России, проводящей исследования пероксиредоксинов, нового класса ферментов-антиоксидантов. В лаборатории впервые выделен и идентифицирован секреторный пероксиредоксин 6 (EMBL/GenBank, Y17295), изучена его структура и определены его основные антиоксидантные характеристики. Получены несколько типов рекомбинантных пероксиредоксинов разных видов животных, исследованы их антиоксидантные характеристики, выявлены ключевые аминокислотные замены, ассоциированные с ферментативными функциями Рекомбинантные пероксиредоксины из различных источников используется нами в модельных экспериментах по лечению патологий органов дыхания. Проведены исследования по модификации структуры пероксиредоксинов генно-инженерными методами (PTD-модифицированные пероксиредоксины, химерные пероксиредоксины с совмещенными активностями, мутантные пероксиредоксины).

В лаборатории созданы экспериментальные модели на животных по острому и хроническому воспалению верхних дыхательных путей при ожогах разной степени тяжести, модели резаных ран разной степени поражения эпидермиса, модели ишемически-реперфузионного поражения тонкого кишечника и почки, модели изолированных внутренних органов. Во всех исследуемых нами моделях была показана исключительно высокая эффективность использования экзогенных пепроксиредокстнов и их модификаций при лечении перечисленных патологий.

В настоящее время ведутся работы изучению радиопротекторных свойств пероксиредоксинов при радиационных поражениях гамма- и рентгеновским излучением и показан их эффективность. Совместно с Кардиоцентром МЗ РФ проводятся работы по выявлению эффектов новых противоотечных препаратов при лечении разных патологий и механизмов их действия.

Разработки новых терапевтических препаратов на основе пероксиредоксина защищены Патентами РФ (Новоселов В.И., Янин В.А., Фесенко Е.Е. Композиция с антиоксидантными свойствами и способ лечения болезней млекопитающих Патент№ 2280448 27.07.2006, Равин В.К., Шарапов М.Г., Новоселов В.И., Фесенко Е.Е.¬ Рекомбинантный бифункциональный белок PSH, обладающий антиоксидантной активностью супероксиддисмутазы и пероксидазы, кодирующая его химерная нуклеиновая кислота, рекомбинантный плазмидный вектор, ее содержащий и применение белка PSH при реперфузии сердца. Патент № 2534388 от 27.11.2014; заявка на ИЗ Гордеева А.Е., Шарапов М.Г., Новоселов В.И. Средство, его применение и способ повышения устойчивости организма млекопитающих к ишемически-реперфузионному поражению тонкого кишечника. Рег.№ 2018131630) и США (№ 8003345, 23 08 2011).

Публикации (2010-2019 гг.)

Состав коллектива, контакты