1 - программа президиума РАН «Фундаментальные науки
advertisement
Российская академия наук Программа фундаментальных исследований Президиума РАН ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ НАУКИ – МЕДИЦИНЕ ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ Конференции и семинары по научным направлениям Программы в 2008 году МОСКВА Фирма «Слово» 2008 УДК 6+61+615.47+615.012.6 ББК 28.7+52+53 Ф947 Фундаментальные науки – медицине. Тезисы докладов на конференциях и семинарах по научным направлениям Программы в 2008 году. М.: Фирма «Слово», 2008. – 240 с. В сборник включены тезисы докладов ученых, заслушанных на конференциях и семинарах по научным направлениям Программы фундаментальных исследований Президиума РАН «Фундаментальные науки – медицине» в 2008 году. Книга представляет интерес для ученых и специалистов, занимающихся проблемами теории и практики медицины. Составители М.В.Угрюмов, А.А.Макоско, В.В.Круговых ISBN 978-5-900228-80-8 © Российская академия наук, 2008 © Фирма «Слово», 2008 2 ПРЕДИСЛОВИЕ Программа Президиума РАН «Фундаментальные науки – медицине» разработана и осуществляется на основе: Постановления Президиума РАН от 30 октября 2001 г. № 263 «О состоянии академического здравоохранения (представление Комиссии РАН по медицинским учреждениям)»; Постановления Общего собрания РАН от 14 ноября 2001 г. № 29 «О деятельности Президиума Российской академии наук в 1996–2001 годах» в части п. 6: «Рекомендовать Президиуму РАН вместе с медицинскими учреждениями РАН и при сотрудничестве с Российской академией медицинских наук разработать комплексную программу «Наука – медицине», активно используя достижения фундаментальной науки для улучшения здоровья населения. Принять необходимые меры для сохранения и укрепления собственной медицинской базы РАН»; Постановления сессии совместного Общего собрания РАН и РАМН с участием РАСХН и РАХ от 18 декабря 2003 г. «Наука – здоровью человека». Распоряжения Президиума РАН от 29 марта 2005 г. № 10104-243 «Об утверждении Порядка формирования Программ фундаментальных исследований РАН»; Постановления Президиума РАН № 47 от 12.02.2008 г. “О программах фундаментальных исследований РАН на 2008 год”. Научно-организационное руководство Программой осуществлялось координатором – вице-президентом РАН академиком А.И.Григорьевым и Научным советом в составе 9 академиков РАН, 7 академиков РАМН и 7 членов-корреспондентов РАН. Основной целью Программы является проведение фундаментальных исследований, ориентированных на решение ряда приоритетных проблем медицины и внедрение основных достижений в практику медицинских учреждений Российской академии наук. 3 Задачи Программы: исследование этиологии и патогенеза ряда распространенных и социально значимых заболеваний; разработка новых медицинских технологий на основе фундаментальных исследований – современных диагностических методов, новых медицинских приборов, изделий медицинского назначения и лекарственных препаратов; привлечение медицинских учреждений РАН к научным исследованиям, научно-техническим разработкам и их апробации, оказание им материально-технической помощи; внедрение (в том числе с помощью Координационного совета по инновационной деятельности РАН) апробированных результатов программы в российское здравоохранение в целом и в медицинские учреждения РАН, в частности, повышая таким образом уровень и качество медицинского обслуживания сотрудников РАН. Перед медицинскими учреждениями РАН, помимо традиционных задач – профилактика и лечение заболеваний, стоит и специфическая задача – продление творческого долголетия ученых, а следовательно, и борьба с преждевременным старением. Основной организационной идеей Программы является объединение усилий научно-исследовательских институтов, входящих в состав различных отделений РАН, на решение актуальных задач теоретической и практической медицины и внедрение достижений естественных и точных наук – биологии, химии, физики и математики в клиническую практику. Программа носит междисциплинарный характер и сформирована на конкурсной основе. Важнейшим условием успешной реализации Программы представляется обеспечение методического и научно-практического взаимодействия с медицинскими учреждениями РАН. Научно-организационное руководство Программой обеспечивается координатором и Научным советом, в состав которого входят наиболее квалифицированные специалисты РАН, РАМН и МЗ РФ. Основными исполнителями программы являются институты РАН и привлекаемые ими медицинские учреждения, включая учреждения медицинского центра РАН. 4 В 2008 г. Программа “Фундаментальные науки – медицине” была сформирована согласно поставленным задачам путем конкурсного отбора из 302 заявок, представленных институтами РАН в рамках 12 направлений: 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) 10) 11) 12) Нейродегенеративные заболевания Этиология и патогенез Атмосфера и здоровье Вопросы диагностики Биофотоника Информатика Материалы Приборы Лекарственные препараты Проблемы радиобиологии Полиформизм человека Проблема сознания в клинике. По направлению № 11 финансирование проектов осуществляется на паритетной основе совместно с МГУ им. М.В. Ломоносова. В результате конкурсного отбора, проведенного с участием Научного совета и независимых экспертов, в программу было включено 153 проекта из 64 учреждений РАН, входящих в состав 8 отделений РАН, в различных городах России (Москва, СанктПетербург, Мурманск, Пущино, Нижний Новгород, Самара, Казань, Петрозаводск, Черноголовка, Уфа). Значительная часть проектов, представляющих большой теоретический и практический интерес для медицины, была отклонена по причине ограниченного финансирования Программы. В Программе сохранен отдельный блок проектов, направленных на решение актуальных практических задач, стоящих перед ЦКБ РАН (комплексный проект «Исследование, разработка, клинические испытания и внедрение новых медицинских технологий на базе ЦКБ РАН», руководителькоординатор – д.м.н. Н.Г.Гончаров). Кроме этого, учитывая положительный опыт 2005-2007 гг. по реализации этого проекта, сформированы аналогичные комплексные проекты с учетом 5 специфики для клинической больницы Санкт-Петербургского, Троицкого и Пущинского НЦ РАН. В течение года координаторы научных направлений Программы провели конференции и семинары в рамках курируемых проблем. В связи с этим в настоящий сборник включены тезисы докладов по проектам Программы, которые были подготовлены для выступлений на указанных мероприятиях. Тезисы докладов сгруппированы по близости тематики исследований и публикуются в том виде, как их представили авторы. В списке авторов руководители проектов указаны первыми. Сборник представляет интерес для ученых и специалистов, занимающихся проблемами теории и практики медицины. 6 1. Нейродегенеративные заболевания ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОМ ХРОМАТО-МАСССПЕКТРОМЕТРИИ ВЛИЯНИЯ РЕВАСТИГМИНА И МЕМАНТИНА НА СПЕКТР МОЛЕКУЛЯРНЫХ ВИДОВ ХОЛИНСОДЕРЖАЩИХ ФОСФОЛИПИДОВ В ПЛАЗМЕ КРОВИ ПАЦИЕНТОВ С БОЛЕЗНЬЮ АЛЬЦГЕЙМЕРА А.В.Алесенко 1), Ю.О.Каратассо1), А.А.Коротаева1), Я.Б.Федорова2), С.И.Гаврилова2) 1) Институт биохимической физики РАН, Москва )Научный центр психического здоровья РАМН, Москва 2 Болезнь Альцгеймера характеризуется нарушением когнитивных функций мозга, снижением памяти и интеллекта, что сопровождается выраженными патологическими поведенческими симптомами. Однако точные молекулярные механизмы этиологии и патогенеза болезни Альцгеймера остаются неизвестными. В настоящее время акцент многих исследований причин гибели нейронов при деменции альцгеймеровского типа концентрируется на функции липидов, которые, как предполагается, могут играть ключевую роль в амилоидогенезе и нейрональной дисфункции. В настоящее время в клинической практике для лечения болезни Альцгеймера применяется ряд препаратов, влияющих на когнитивные функции мозга. Наиболее эффективными являются ингибиторы холинэстеразы – фермента, функция которого резко повышена при болезни Альцгеймера, и ингибиторы глутаматергической системы, функция которой также изменяется в ходе развития этого заболевания. Однако влияние этих препаратов на липидный метаболизм и возможную его коррекцию в процессе лечения не изучалось. Целью нашего исследования явилось определение методом хроматомасс-спектрометрии влияния ривастигмина – ингибитора холинэстеразы и мемантина – неспецифического ингибитора глутаматных рецепторов на содержание фосфолипидов, которые в своем составе содержат холиновую группировку, и изменение спектра их молекулярных видов. Нарушения в метаболизме этих фосфолипидов может влиять на холинэргическую систему за счет изменения баланса холина и лиганд-рецепторного взаимодействия, определяемого структурированностью мембран клеток нервной системы. Ривастигмин через три месяца и мемантин через шесть месяцев их применения для лечения болезни Альцгеймера приводят к снижению уровня всех холинсодержащих фосфолипидов в плазме крови пациентов. Детектирование по молекулярным массам отдельных типов 7 фосфолипидов показало избирательность действия препаратов на определенные молекулярные виды тех или иных фосфолипидов. Нами впервые показано влияние ингибитора холинэстеразы на изменение уровня сфингомиелина в липидах крови пациентов с болезнью Альцгеймера. Следует подчеркнуть, что, в основном, одна и та же группа молекулярных видов всех изученных фосфолипидов подвергается действию препаратов, имеющие различные белковые мишени. Как показывает клиническая практика, наиболее эффективными являются те препараты, которые способны демонстрировать политаргетную способность. Нарушения в липидном метаболизме относится к основным критериям многих патологий, поскольку структура мембраны клетки, а также процессы, происходящие на ее поверхности, определяются липидной составляющей мембраны. Следовательно, если препараты наряду с другими функциями, способны вызывать коррекцию в липидном метаболизме в сторону его нормализации, то они могут рассматриваться как наиболее перспективные при лечении нейродегенераций, в том числе и альцгеймеровского типа. MPTP МОДЕЛЬ БЕССИМПТОМНОЙ ФАЗЫ БОЛЕЗНИ ПАРКИНСОНА У МЫШЕЙ ЛИНИИ C57BL/6: МИКРОДИАЛИЗ ДОФАМИНА И ЕГО МЕТАБОЛИТОВ ИЗ СТРИАТУМА МЫШЕЙ, АНАЛИЗ ВОЗМОЖНЫХ КОМПЕНСАТОРНЫХ ПРОЦЕССОВ А.С.Базян, Ю.С.Украинцева, В.А.Коршунов, Н.В.Щеголевский, А.А.Фоломкина, В.Н. Мац, Г.А.Григорьян Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, Москва Одними из наиболее распространенных факторов, которые вызывают болезнь Паркинсона, являются инсектициды (1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6tetrahydropyridine – MPTP и ротенон). Их специфическое токсическое действие у мышей, приматов и людей, проявляется в гибели нейронов компактной части черного вещества (substantia nigra pars compacta – PcSN) нигростриатной дофаминергической (ДА) системы. Одной из наиболее актуальных и практических задач, связанных с исследованиями болезни Паркинсона является, на наш взгляд, выявление ранних бессимптомных или досимптомных фаз заболевания, при которых уже имеются специализированные морфогистохимические и нейрохимические нарушения в нигростриатной ДА системе, но пока еще 8 отсутствуют специфические двигательные расстройства характерные для болезни Паркинсона. Отсутствие двигательных расстройств, вероятно, связано с компенсаторными процессами, которые сопровождают ранние этапы заболевания. Можно полагать, что целенаправленное усиление компенсаторных механизмов нивелирует уже имеющиеся нарушения и облегчает состояние больного. Компенсаторные механизмы это многоуровневые процессы, которые с одной стороны связаны с нигростриатной ДА системой, а с другой – с иными медиаторными и модуляторными системами, вовлекаемыми в реализацию заболевания. Комбинацией методов микродиализа и HPLC in vivo исследована межклеточная концентрация ДА и его метаболитов в стриатуме мышей линии C57BL/6 через 2 недели после однократной внутрибрюшинной инъекции MPTP (12 мг/кг). Эта процедура не вызывала у животных нарушений поведения в «открытом поле» и не влияла на длину шага мышей. Животных подготавливали для нас наши коллеги из Института общей патологии и патологической физиологии РАМН, под руководством академика РАМН Крыжановского Г.Н. и д.м.н. Кучеряну В.Г. Опыты проводились на 17 самцах мышей линии C57BL/6 (8 контрольных и 9 опытных) в возрасте 3 – 4 месяца и массой 28 – 32 грамма. За двое суток до эксперимента мышей анестезировали смесью золетил (Zoletil-100, 40 мг/кг) / Рометар (миорелаксант, 20 мг/кг) интраперитонеально и помещали в стереотаксис. Интересно, что экспериментальным животным приходилось давать более высокие дозы анестезирующих веществ (55 / 32 мг/кг, соответственно). Скальпирование производили под дополнительной новокаиновой блокадой (2 % подкожно). В костях черепа сверлили трепанационное отверстие для канюли, которую позднее вводили в мозг по координатам атласа Паксиноса и Франклина (Paxinos, Franklin, 2001) (АР=+0,5 мм; L=1,7 мм; Н=3,5 мм от поверхности мозга). После исследований проводили морфологический контроль. Исследования показали, что через 2 недели после однократной инъекции MPTP (12 мг/кг) наблюдается практически 2-кратное уменьшение межклеточной концентрации ДА в стриатуме по сравнению с контрольными животными. Межклеточная концентрация основных метаболитов ДА (ДОФУК и ГВК) у опытных животных достоверно не меняется по отношению к контрольным мышам. Но под влиянием инъекции MPTP у мышей линии C57BL/6 значительно увеличивается межклеточная концентрация LDOPA в стриатуме, практически в 2 раза по сравнению с контрольными крысами. Увеличение межклеточной концентрации L-DOPA можно рассматривать как компенсаторный механизм, направленный на уменьшение дефицита межклеточной концентрации ДА. 9 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИ МОДИФИЦИРОВАННЫХ МЫШЕЙ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ НЕЙРОДЕГЕНЕРАТИВНЫХ ПРОЦЕССОВ С ЦЕЛЬЮ ВЫЯВЛЕНИЯ НОВЫХ ЭФФЕКТИВНЫХ МИШЕНЕЙ ДЛЯ СКРИНИНГA ПРЕПАРАТОВ С НЕЙРОПРОТЕКТОРНЫМИ СВОЙСТВАМИ С.О. Бачурин, А.А. Устюгов, Н.Н. Нинкина Институт физиологически активных веществ РАН, Черноголовка Использование современных методов моделирования нейродегенеративных заболеваний путём создания линий лабораторных животных, имитирующих различные звенья патогенеза, является наиболее адекватным подходом как к установлению молекулярных и клеточных механизмов, лежащих в основе таких патологий, так и к выявлению новых биомишеней для создания на этой основе нового поколения лекарственных препаратов, влияющих на патогенез этих заболеваний (т.н. «болезнь-модифицирующие препараты»). В рамках данного проекта проводится исследование протеинопатии и ее роли в развитии нейродегенеративных процессов, в частности болезни Альцгеймера, на основе генетически модифицированных по альфа-гамма-синуклеинам лабораторных животных (ГМЖ) [1]. В частности, исследуется действие модельных и оригинальных когнитивных энхансеров на патоморфологические характеристики и поведенческую активность ГМЖ. Недавно было показано, что препарат Димебон, предложенный учеными ИФАВ РАН для лечения ряда нейроденегенеративных заболеваний, обладает выраженными нейропротектными свойствами, и в клинических испытаниях на больных болезнью Альцгеймера проявил способность не только замедлять, но и улучшать состояние больных [2]. Таким образом, Димебон рассматривается в настоящее время в качестве первого реального препарата, действующего на патогенез данного заболевания. С целью установления молекулярных механизмов подобных эффектов Димебона и обеспечения адекватной стратегии поиска его аналогов мы исследовали действие этого препарата на ГМЖ с синуклеинопатией. В предварительных экспериментах с использованием in vivo модели нейродегенерации, вызванной агрегацией белка синуклеина и накоплением патологических отложений в нервной системе трансгенных мышей, мы показали, что хронический прием Димебона существенно снижает количество амилоидных структур и специфическую воспалительную реакцию в пораженных тканях нервной системы. Это сопровождается замедлением развития нейрологической симптоматики и увеличением продолжительности жизни модельных животных. Мы предполагаем, что Димебон может активировать защитные клеточные 10 механизмы, направленные на ликвидацию патологических отложений. Возможными мишенями являются молекулярные шапероны, а также системы убиквитин/протеосомной и аутофагосомной деградации белков и белковых комплексов. В настоящее время главной задачей является изучение молекулярного механизма действия Димебона на данные системы с помощью анализа специфических молекулярных маркеров в клетках нервной системы модельных трансгенных животных. 1. Нинкина Н.Н., Устюгов А.А., Бухман В.Л. Моделирование синуклетинопатий в генетически модифицированных животных – успехи и неудачи. Мол. биол., 2008, 42 (5):840-855. 2. Doody R., Gavrilova S., Sano M. et al. Effect of dimebon on cognition, activities of daily living, behaiour, and global function in patients with mild-to-moderate Alzheimer’s disease: a randimised double-blinded, placebo-controlled study. The Lancet, 2008, 372:207-215. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СИНТЕТИЧЕСКИХ АНАЛОГОВ ЭНДОГЕННЫХ ПЕПТИДОВ ДЛЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ РАЗРАБОТКИ НОВЫХ ПОДХОДОВ К ПРОФИЛАКТИКЕ И ТЕРАПИИ БОЛЕЗНИ АЛЬЦГЕЙМЕРА Н.В.Бобкова1, Н.И.Медвинская1, И.В.Нестерова1, И.Ю.Александрова1, А.Н.Самохин1, О.М.Вольпина2, В.И.Цетлин2, Е.В.Крюкова2, М.Б.Евгеньев1, Б.В.Бахарев1 Институт биофизики клетки РАН, Пущино Институт биоорганической химии РАН, Москва 1 2 Болезнь Альцгеймера (БА) сопровождается нарушением функций многих систем организма, поэтому для лечения этого заболевания целесообразно применять не только высокоспециализированные препараты, но и соединения, обладающие регуляторной активностью. В связи с этим особый интерес представляют пептиды, древнейшие и весьма консервативные химические регуляторы, обладающие широким спектром действия. Преимуществами пептидных препаратов являются эффективность малых доз, комплексное действие, прохождение ГЭБ, минимум побочных эффектов, а также возможность использования генноинженерных подходов для их получения. Учитывая специфику нейродегенерации при БА, наибольший интерес представляют эндогенные пептиды, обладающие нейротрофической, нейроростовой и нейропротективной активностью. Основанием для выбора пептидов с 11 таким спектром действия послужили исследования, проведенные на разработанной нами модели спорадической формы БА, где все основные признаки нейродегенеративного процесса альцгеймеровского типа (НАТ) инициируются удалением обонятельных луковиц. Уникальной особенностью модели является наличие длительной бессимптомной фазы, обусловленной, по-видимому, активацией компенсаторных механизмов. Этот период характеризуется возрастанием уровня белка теплового шока 70 (БТШ70), а также активацией процесса нейрогенеза. Сравнительный анализ действия субхронического интраназального введения БТШ70, выделенного из мыщцы быка, и человеческого рекомбинантного БТШ70, нарабатываемого в бакуловирусной экспрессионной системе в клетках шелкопряда (Spodoptera), выявила более высокую эффективность второго препарата в отношении памяти БЭ мышей на стадии манифестации патологического процесса. Эти препараты тормозили процесс накопления -амилоида (А) в мозге и снижали интенсивность гибели нейронов в коре, гиппокампе и серотонинергическом дорзальном ядре шва. Введение этого пептида старым трансгенным мышам линии B6C3Tg(APP695)85DboTg(PSEN1)85Dbo не приводило к улучшению их памяти, однако и контрольные животные этого возраста, не имеющие встроенных генов АРР и пресенилина 1, также имели плохую память. Ранее нами была показана высокая эффективность сверхмалых доз синтетического аналога короткого протеина, выделенного из пресноводной гидры в момент регенерации ее головного отдела, на память БЭ животных. Сейчас мы выявили его нейропротективное действие, предотвращающее развитие морфологических и биохимических признаков НАТ у БЭ мышей. Наблюдаемое при этом снижение уровня βА, по-видимому, связано с усилением синтеза нейрональных SorLa рецепторов, взаимодействие которых с АРР затрудняет образование А. Один из механизмов нейротоксического действия βА опосредован его комплексообразованием с α7-субъединицей никотинового рецептора (α7АХР) с последующей индукцией апоптоза. Мы предположили, что антитела к определенным сайтам α7АХР могут защищать нейроны, и синтезировали иммуногенный пептид, состоящий из двух фрагментов α7АХР, который обладает выраженным протективным эффектом в отношении памяти БЭ животных. Подобное действие обнаружено и в результате пассивной иммунизации антителами к этому пептиду. У иммунизированных БЭ животных восстанавливалась плотность α7АХР в мозге, что подтверждает защитный механизм такой иммунизации. Полученные данные носят инновационный характер и представляют несомненный практический интерес. 12 ПЕПТИДНЫЕ ФРАГМЕНТЫ НЕЙРОАНТИГЕНОВ КАК ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ЛЕКАРСТВЕННЫЕ СРЕДСТВА ПРИ НЕЙРОДЕГЕНЕРАТИВНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЯХ А.Г.Габибов1), Н.А.Пономаренко1), О.М.Дурова1), А.А.Белогуров1), А.В.Решетняк1), Г.Б.Телегин3), В.К.Мисиков2), В.Д.Кнорре1), А.И.Алехин4), Н.Г.Гончаров4) 1) Институт биоорганической химии им. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН, Москва, 2) Московский областной научноисследовательский клинический институт им. М.Ф. Владимирского, Москва, 3)Филиал института биоорганической химии им. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН, Пущино, 4)ЦКБ РАН, Москва Основной белок миелина (ОБМ) является одним из центральных нейроантигенов, фрагменты которого служат В- и Т-клеточными эпитопами при развитии такого распространенного и социальнозначимого нейродегенеративного аутоиммунного заболевания, каковым является рассеянный склероз. Ранее в наших работах, выполняемых в рамках программы «Фундаментальные науки – медицине», было показано, что ОБМ является субстратом клонов каталитических антител, выделенных из сывороток крови больных рассеянным склерозом, мышей SJL, и крыс DA, развивающих ЕАЕ (экспериментальный аутоиммунный энцефаломиелит), модельной патологии РС. Этот цикл работ подтверждает мировой интерес к области каталитической активности аутоантител как потенциальных маркеров развития аутоиммунной патологии, а также точки приложения для разработки эффективной терапии этой патологии. Исследования последних лет показали перспективы этого направления для современной фармакологии, в частности в области создания «каталитических вакцин», антител, способных катализировать деструкцию патогенных низкомолекулярных и биополимерных (ДНК и белков) крайне высок. В текущем году был продолжен анализ коллекций образцов от больных различными формами рассеянного склероза (РС): и других нейродегенеративных заболеваний на базе ЦКБ РАН и МОНИКИ, а также Московского центра рассеянного склероза. Проведен корреляционный анализа эпитоп-специфической (связывающей и каталитической) активности аутоантител по отношению к аутоантигенами миелина и их фрагментам в зависимости от стадии и глубины протекания патологического процесса. Проведено сравнение полученных данных каталитической/связывающей активности с параметрами EDSS в ходе терапевтического воздействия. Предполагается проанализировать эти данные для больных РС с данными каталитической/связывающей 13 активности, полученной для других нейродегенеративных процессов и процессов, затрагивающих ЦНС. На моделях крыса, мышь, развивающих ЕАЕ, проанализированы кандидатные пептиды, фрагменты ОБМ в качестве потенциальных лекарственных средств. Выбраны последовательности, структурные части ОБМ, увеличивающие периоды ремиссии у DA крыс, развивающих ЕАЕ. Проведен препаративный синтез этих пептидов и начато многоцентровое доклиническое исследование этих пептидов. Эта работа выполнялась на базе центра по проведению доклинических испытаний филиала ИБХ РАН в Пущинском научном центре. В ходе настоящего этапа проведен также анализ образцов ликвора больных РС и сделаны заключения относительно встречаемости антител к ОБМ в ликворе. Таким образом, анализ иммунохимических параметров, связывающей и каталитической активности к ОБМ позволил поставить вопрос о новых диагностических критериях развития этого нейродегенеративного заболевания наряду с магниторезонансной томографией. Были также предложены структуры пептидов, фрагментов ОБМ – потенциальных лекарственных средств РС и начато их доклиническое исследование МОЛЕКУЛЯРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ КОМПЕНСАТОРНЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ НЕЙРОДЕГЕНЕРАТИВНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЯХ – ГИПЕРПРОЛАКТИНЕМИИ И БОЛЕЗНИ ПАРКИНСОНА С.Г.Георгиева1,2), А.Н.Краснов1), Ю.В.Николенко1) Институт биологии гена РАН, Москва Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН, Москва 1) 2) Для развития болезни Паркинсона характерна определенная стадийность – первые 20-30 лет соответствуют преклинической стадии развития заболевания, т.е. без проявления клинических симптомов, в то время как после проявления симптомов, уже в клинической стадии, происходит довольно быстрая деградация больного, что приводит к летальному исходу. Предполагается, что отсутствие клинических симптомов в первые десятилетия развития заболевания объясняется включением механизмов пластичности мозга, обеспечивающих компенсацию функциональной недостаточности дегенерирующих ДАергических нейронов (Pogarell, Oertel, 1999). Таким образом, к основным задачам, стоящим перед исследователями, относятся: изучение компенсаторных механизмов, включающихся при дегенерации ДАергических нейронов в преклинической стадии БП, что может 14 способствовать, с одной стороны, разработке методов доклинической диагностики заболеваний, а с другой – поиску подходов к профилактическому лечению. Целью проекта является исследование компенсаторных механизмов на экспериментальной модели преклинической фазы нейродегенеративных заболеваний, включающихся при дегенерации ДА-ергических нейронов нигростриатной и тубероинфундибулярной систем мозга. В ходе проекта были подобраны условия выделение мРНК из лактотропоцитов гипофиза и определен уровень транскрипции гена рецепторов ДА второго типа у статистически достоверной выборки контрольных животных и у животных после введения нейротоксина. На основании полученных результатов сделан вывод о корреляции между изменением уровня экспрессии рецепторов ДА второго типа и дегенерацией ДА-ергических нейронов тубероинфундибулярной системы. Изучена экспрессия тирозингидроксилазы в двух ДА-ергических центрах – аркуатном ядре и черной субстанции, и продемонстрировано включение экспрессии тирозингидроксилазы в недофаминергических нейронах стриатума. Выявлены изменения в экспрессии рецепторов к ДА в периферических лимфоцитах здоровых людей и больных Паркинционизмом. Сделан вывод о корреляции между изменением уровня экспрессии рецепторов к ДА и возникновением заболевания, что в дальнейшем может послужить одним из маркеров для формирования группы риска больных в преклинической стадии болезни Паркинсона. ЭФФЕКТИВНЫЕ АЛГОРИТМИЧЕСКИЕ СХЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ АНАЛИЗА МЕДИЦИНСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ И ИХ СПЕЦИАЛИЗАЦИЯ ДЛЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ СРЕЗОВ МОЗГА И.Б.Гуревич1), В.Н.Белоозеров1), Е.А.Козина2), А.А. Мягков3), Н.А.Найденов3), Т.С.Пронина2), Ю.О.Трусова1), В.Г.Хаиндрава2), В.В. Яшина1) Учреждение Российской академии наук Вычислительный центр им. А.А.Дородницына РАН 2) Институт биологии развития им. Н.К.Кольцова РАН 3) Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова 1) Представляемый проект посвящен разработке, исследованию и программной реализации математических методов извлечения из медицинских изображений информации, необходимой для моделирования заболеваний и их диагностики. Теоретический фундамент проекта составляет Дескриптивный подход к анализу и пониманию изображений, 15 предложенный и обоснованный И.Б.Гуревичем. При разработке математической основы алгоритмической схемы анализа изображений нейронов использованы методы обработки изображений, математической теории анализа изображений и распознавания образов. Разработаны специализированные дескриптивные алгебры изображений, обеспечивающие формирование и формальное описание искомой алгоритмической схемы, а также построение моделей анализируемых изображений. Алгоритмическая схема основана на методах выделения информативных объектов на изображениях, содержащих множество мелких соприкасающихся протяженных объектов, методах адаптивной сегментации и методах выделения, вычисления и оценки их информативных признаков. Алгоритмическая схема содержит следующие этапы: 1) открытие изображения с помощью реконструкции; 2) преобразование «дно шляпы» с помощью двойственной реконструкции; 3) закрытие изображения с помощью двойственной реконструкции; 4) преобразование, устраняющее «h-максимумы» изображения; 5) выделение внутренних и внешних маркеров объектов; 6) преобразование морфологического градиента по найденным маркерам с помощью двойственной реконструкции; 7) выделение объектов с помощью алгоритма сегментации по водоразделам; 8) вычисление количественных характеристик: число выделенных объектов; периметр (мкм); площадь (мкм2); мин., ср. и макс. яркость; параметр формы; 9) статистический анализ значений признаков. Созданная алгоритмическая схема обеспечивает обработку и анализ цифровых изображений окрашенных срезов на триптофангидроксилазу. Дофаминергические (ДА-ергические) нейроны выявляются на серийных срезах (толщина 15-20 мкм) черной субстанции с помощью иммуноцитохимии по наличию тирозингидроксилазы – специфического фермента синтеза ДА. Экспериментальные данные были получены на изображениях дистальных отделов аксонов (терминалей). Существенными характеристиками модели болезни Паркинсона (БП) являются: а) число ДА-ергических аксонов, иннервирующих стриатум при использовании различных схем введения МФТП (доза, количество инъекций, интервалы между инъекциями); б) функциональная активность ДА-ергических аксонов. Экспериментальные исследования подтвердили возможность и целесообразность автоматизации обработки и анализа изображений окрашенных срезов на триптофангидроксилазу с целью определения характеристик, необходимых для построения модели БП. Установлено также, что точность выделения объектов на срезах в автоматическом режиме оказывается не ниже точности выделения этих объектов при ручной обработке. Программная реализация разработанных математических методов позволяет существенно ускорить исследования БП за счет автоматизации наполнения моделей экспериментальными данными и 16 автоматизации исследования моделей. Полученные результаты являются важным этапом исследований по оценке состояния нигростриатной системы мозга при развивающейся БП, что в дальнейшем позволит изучить компенсаторные механизмы мозга с целью управлениями ими. ИЗМЕНЕНИЯ НЕЙРОГЕНЕЗА ПОД ДЕЙСТВИЕМ БЕТААМИЛОИДНЫХ ПЕПТИДОВ Н.В. Гуляева, В.А.Аниол, Н.А.Лазарева, В.А.Маркевич, М.Ю.Степаничев, А.А.Яковлев Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН Важнейшей задачей фундаментальной медицины и нейробиологии представляется выяснение молекулярных и клеточных механизмов нейродегенерации (НД) для разработки путей патогенетически направленных нейропротекторных мероприятий. Патогенез болезни Альцгеймера остается не до конца ясным, но большинство исследователей отводят важную патогенетическую роль в НД аномалиям метаболизма и отложениям в мозге амилоидных белков. При исследовании фундаментальных основ НД, ее влияния на когнитивные функции и неврологический статус игнорируется тот факт, что в мозге непрерывно происходит пролиферация (Прл) и образование дифференцированных нейронов и клеток глии из соответствующих предшественников. Исследования последних лет позволяют предположить, что изменения Прл клеток мозга могут оказывать непосредственное влияние на процессы НД. Нами была поставлена задача выявления роли нарушений Прл клеток мозга в НД. Именно нарушения нейрогенеза, который во взрослом мозге, по нашему мнению, выполняет преимущественно нейротрофическую функцию, могут вносить существенный вклад в процесс НД. Ранее нами было установлено, что через 6 и 12 дней после введения бетаамилоидного пептида (бА) 25-35 происходит снижение Прл в гиппокампе и, как следствие, нейрогенеза. В субвентрикулярной области не наблюдали разницы в уровне Прл через 6 дней после введения пептидов, но через 12 дней Прл в группе бА(25-35) была выше в сравнении с инъекционным контролем и с группой, получившей бА(35-25). Для определения популяции пролиферирующих клеток был использован 17 метод многократного мечения BrdU, позволяющий оценить уровень образования новых нейронов (метится достаточно разнородная по времени образования популяция клеток). Изучено влияния бА(25-35) на процесс дифференцировки новых клеток в мозге. Для этого крысам через сутки после агрегированного бА(25-35) в боковые желудочки мозга вводили BrdU в суммарной дозе 200 мг/кг. Через 6-28 дней после введения бА исследовали способность крыс к обучению контекстуальному условнорефлекторному страху, а через 24 ч проводили тест воспроизведения этой реакции. Включение BrdU оценивали иммуногистохимически. Для определения фенотипа клеток проводили двойное окрашивание на маркеры фенотипа клеток – даблкортин, MAP-2 и GFAP. Через 12 дней крысы группы бА(25-35) хуже воспроизводили условнорефлекторную реакцию страха в новом экспериментальном контексте по сравнению с контрольными. Число BrdU+ клеток в субвентрикулярной области контрольных животных постепенно снижалось к 28-му дню, а введение бА(25-35) достоверно увеличивало число BrdU+ клеток. Число BrdU+ клеток в гиппокампе (субгранулярный слой зубчатой извилины) также постепенно снижалось к 28-му дню у контрольных крыс, но введение бА(25-35) не влияло на число BrdU+ клеток. Можно предположить, что в отличие от ранее наблюдавшегося эффекта (снижение Прл), мы пометили только ту часть общей пролиферирующей популяции, которая подвергалась делению в первые сутки после введения бА(25-35). Не было обнаружено существенной разницы по экспрессии даблкортина (Вестерн-блот), что свидетельствует об отсутствии существенного влияния бА(25-35) на процесс дифференцировки клеток в целом. В то же время число нейронов в популяции меченых BrdU клеток было ниже контрольного. Выраженный и необратимый характер эффекта бА(25-35) в отдаленные сроки после введения (недели) не позволяет на системном нейрофизиологическом уровне конкретизировать, какие именно механизмы синаптической передачи (пост- или пресинаптические) нарушаются. Данные регистрации ответов зубчатой фасции на стимуляцию перфорантного пути по показателям парной фасилитации (межстимульный интервал 50 мс; пресинаптическая компонента) и индукции длительной потенциации (постсинаптическая компонента) позволяют полагать, что в первые 60 мин после введения Аbeta 25-35 влиет как на развития потенциации, так и на выброс медиатора. 18 ИССЛЕДОВАНИЕ РОЛИ ФЕРМЕНТОВ КАТАБОЛИЗМА АМИЛОИДНОГО ПЕПТИДА В ПАТОГЕНЕЗЕ КОГНИТИВНЫХ РАССТРОЙСТВ И БОЛЕЗНИ АЛЬЦГЕЙМЕРА С ЦЕЛЬЮ СОЗДАНИЯ МЕТОДОВ РАННЕЙ ДИАГНОСТИКИ И ЛЕЧЕНИЯ И.А. Журавин1), Н.Н. Наливаева1,3), С.А. Плеснева1), Н.Л. Туманова1), Д.С.Васильев1), Н.М. Дубровская1), Е.Г. Кочкина1), С.И.Гаврилова2), Г.Ш. Бурбаева 2), И.С. Бокша 2), Я.Б.Федорова 2), Н.З. Макова3), Н.Д. Беляев3), A.J. Turner3) Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М.Сеченова, РАН, Санкт-Петербург, 2)Научный центр психического здоровья РАМН, Москва, Россия, 3) Institute of Molecular and Cellular Biology, Faculty of Biological Sciences, University of Leeds, Leeds, U.K. 1) Целью проекта является изучение роли предшественника амилоидного пептида (АРР), его нейротоксического продукта – бета-амилоидного пептида, ферментов их катаболизма в развитии нейродегенеративных процессов и формировании расстройств памяти, а также поиск биомаркеров ранних этапов развития деменции альцгеймеровского типа и биопротекторов, способствующих нормализации амилоидного метаболизма и функционирования мозга. Проведены новые (спустя 1 год после начала обследования и лечения препаратами, направленными на улучшение когнитивных функций) клинико-психопатологические, молекулярно-генетическее исследования и анализ динамики когнитивных функций пациентов с диагностированной болезнью Альцгеймера (БА) и лиц с мягким когнитивным снижением (МКС). Выявлено, что состояние у 2/3 группы пациентов с МКС не изменялось, а у остальных отмечено нарастание когнитивного дефицита, но синдром деменции не диагностирован. Обнаружено изменение активности и количества цитохром с-оксидазы и количества белка, подобного глутаминсинтетазе, в тромбоцитах и плазме крови пациентов с МКС или БА по сравнению с контролем. Предполагается, что исследованные биохимические параметры с определенной степенью достоверности могут быть прогностическими маркерами. В то же время у пациентов с МКС необходимо оценить динамику изменений когнитивных функций в течение более длительного периода и на фоне отмены применявшихся препаратов, что может повысить прогностическую значимость исследованных биохимических показателей и применяемых психометрических тестов. В продолжение исследований возрастной динамики уровня содержания АРР и ферментов катаболизма бета-амилоидного пептида – неприлизина (НЕП) и инсулин-деградирующего фермента (ИДФ), в ткани 19 мозга крыс в норме и при патологии (гипоксия, ишемия, центральное введение ингибиторов НЕП) и их влияния на развитие когнитивных процессов и памяти, особое внимание было уделено изучению характера регуляции уровня экспрессии генов АРР и НЕП в клетках нейронального происхождения. Поскольку нами было показано, что уровень экспрессии НЕП в коре и гиппокампе снижается с возрастом, был проведен анализ характера регуляции экспрессии гена НЕП в клетках нейробластомы с разным уровнем экспрессии этого фермента и подтверждено, что промотер гена НЕП находится под контролем цитоплазматического фрагмента АРР (AICD), образующегося при его расщеплении гаммасекретазой и играющего роль фактора транскрипции, а также гистондеацетилаз. Ингибирование последних приводило к связыванию AICD с промотером гена НЕП и повышению уровня экспрессии этого амилоид-деградирующего фермента в клетках нейробластомы SH-SY5Y. Таким образом, ингибиторы гистондеацетилаз, в частности вальпроат натрия, могут быть перспективными соединениями для создания средств профилактики накопления в ткани мозга токсических концентраций бетаамилоидного пептида и развития БА. НОВЫЕ ПОДХОДЫ К РАННЕМУ ВЫЯВЛЕНИЮ БОЛЕЗНИ ПАРКИНСОНА НА ОСНОВЕ МЕТОДОВ ФИЗИОЛОГИИ ДВИЖЕНИЙ Ю.С.Левик1), А.В.Александров2), Б.Х. Базиян4), М.Е. Иоффе2), Т.Б. Киреева1), Е.Ю.Корнюхина4), М.Е. Курганская2), А.А. Фролов2), О.Е. Хуторская3), Л.А.Черникова4), Л.А.Чигалейчик4), В.Ю.Шлыков1) Институт проблем передачи информации им. А.А. Харкевича РАН, Москва, 2)Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, Москва, 3)Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН, Москва, 4)ГУ НЦН РАМН, Москва 1) У больных паркинсонизмом (БП) на начальных стадиях заболевания (1,0-1,5 по Хен и Яру) исследованы нарушения процесса поддержания вертикальной позы при спокойном стоянии, при произвольном перемещении центра давления (ЦД) со зрительной обратной связью, а также во время вибрационного воздействия на мышцы ног и туловища. При стоянии с закрытыми глазами у пациентов с БП в 1,5-2 раза возрастала скорость перемещения ЦД и в два раза падал коэффициент устойчивости. Пациенты оказались менее чувствительны к воздействию вибрации по сравнению со здоровыми. Практически у всех пациентов не удалось вызвать бокового наклона корпуса в ответ на вибрацию 20 латеральных мышц бедра. У большинства было труднее вызвать отклонение корпуса и при стимуляции мышц голени. У больных с БП в 34 раза оказался повышен показатель резкого изменения направления движения ЦД. При отслеживании перемещения мишени по экрану с помощью зрительной обратной связи по положению ЦД были выявлены различия между больными и здоровыми в длительности латентных периодов начала движения и времени выполнения задания. Проведен анализ нарушений движений корпуса при бп. Испытуемые выполняли 6 различных движений в положении стоя: наклоны корпуса вперед за счет голеностопного сустава, наклоны вперед за счет тазобедренного сустава, движения в стороны за счет переноса веса с ноги на ногу, наклоны корпуса в стороны, вращение целого корпуса вокруг вертикальной оси за счет голеностопных суставов, вращение таза вокруг вертикальной оси. У здоровых задания не вызывали затруднений. В то же время пациенты с бп независимо от стадии заболевания были не в состоянии выполнить шестое движение. Это согласуется с данными о повышенной ригидности корпуса при бп. Предложенный тест позволяет количественно оценить степень этой ригидности и в силу того, что эта особенность не зависит от стадии заболевания, может служить основой для ранней диагностики бп. У больных бп, в клинической картине которых наблюдалась ассиметричность проявления тремора и ригидности, не было выявлено различий в успешности обучения контролю положения цд по обратной связи, как по общей стратегии управления, так и по точности траектории перемещения центра давления. Разработан метод спектрально-статистического анализа специального сигнала, выделенного из интегральной электрической активности мышц (эмг). Получены количественные оценки различных спектральных параметров эмг, и на основе их статистической обработки определены маркеры основных симптомов бп (акинезия, ригидность и тремор) для разных мышц. Полученные маркеры включены в компьютерную систему ранней и дифференциальной диагностики экстрапирамидной патологии. Получен большой материал по новому тесту «автосаккады», при которых испытуемые как можно быстрее переводили взор с одной мишени на другую, расстояние между мишенями составляло 60-70 град. По сравнению с нормой у пациентов с начальной стадией БП частота перевода взора была в 1,2 – 1,5 раза меньше, наблюдалось увеличение количества мультисаккад, увеличивалась длительность саккад, амплитуда практически не страдала. Полученные результаты дают основания полагать, что методики физиологии движений могут быть перспективны с точки зрения ранней диагностики БП. 21 НОВЫЕ ГЕНОМНЫЕ ПОДХОДЫ ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ РИСКА ПРЕДРАСПОЛОЖЕННОСТИ К ОБЩИМ ФОРМАМ БОЛЕЗНИ АЛЬЦГЕЙМЕРА Е.И.Рогаев 1), 2), 3), А.П. Григоренко 2), 3), Ю.К. Моляка 3), Т.В. Бойкова 2) Институт общей генетики им. Н. И. Вавилова РАН, Москва; 2) Научный центр психического здоровья РАМН, Москва; 3) Department of Psychiatry, Neuropsychiatric Research Institute, University of Massachusetts Medical School, Worcester, USA 1) Фактором риска развития ранних и поздних форм БА является аллель 4 гена APOE. В большинстве семей с аутомосно-доминантным наследованием БА выявлены мутации в генах пресенилинов и APP. При спорадической форме БА частота таких мутаций невелика, и развитие БА в этих случаях, видимо, обусловлено генами с меньшей пенетрантностью и/или средовыми факторами. Несмотря на важные достижения в изучении молекулярно-генетических факторов болезни Альцгеймера (БА), эпигенетические механизмы, определяющие развитие общих форм БА при старении, до сих пор остаются малоизученными. Для понимания причин развития патологии общих форм БА и создания новых подходов к терапии заболевания, представляются важными следующие направления: 1) Поиск новых мутаций и полиморфизмов в генах-кандидатах с помощью новых технологий тотального секвенирования протяженных участков генома в областях генетического сцепления с БА (deep sequencing). Ряд данных по полногеномному генетическому сцеплению показывает, что возможные дополнительные генетические факторы БА могут быть локализованы, например, на хромосомах 10, 12, 9 или 1. 2) Обнаружение малых молекул (малых РНК), работающих внутри клетки (эндогенно) или введенных в клетку извне (экзогенно) и регулирующих сигнальные пути развития БА. Малые регуляторные РНК включают в себя класс микро-РНК (мкРНК), размером 19-24 нуклеотида, образуемых из более длинных предшественников (70-100 нуклеотидов). В тканях человека идентифицировано более 500 различных микроРНК, а число предсказанных на основе биоинформационного поиска в несколько раз больше. Предварительные данные показывают, что при болезни Альгеймера (БА) в гиппокампе изменен спектр экспрессии некоторых микроРНК. Наши исследования в рамках данного проекта показали значительное снижение мозго-специфичной микроРНК miR-9 в неокортексе больных БА, что было подтверждено при исследовании 22 постмортальных образцов от нескольких десятков индивидов. Перспективными для дальнейшего поиска ассоциации с БА являются те микроРНК, мишени для которых выявлены в 3'-UTR участках мРНК протеазы BACE1 и белка амилоидного предшественника APP. 3) Фармакогеномика и создание новых терапевтических препаратов БА. Создание клеточных модельных систем для изучения внутримембранных аспартатных протеаз, включающих белки семейства пресенилинов и IMPAS семейства, необходимо для понимания общих закономерностей функционирования данного типа протеаз в норме и при БА. Полученные характеристики структуры и функций каталитическиактивных центров белков семейств IMPAS и пресенилинов, чрезвычайно важны для разработки синтетических препаратов, избирательно влияющих на гамма-секретазную активность внутримембранных аспартатных протеаз. ПОИСК ГЕНЕТИЧЕСКИХ МАРКЕРОВ СПОРАДИЧЕСКОЙ ФОРМЫ БОЛЕЗНИ ПАРКИНСОНА П.А.Сломинский 1), Е.В.Семенова 1), М.И.Шадрина 1), С.Н.Иллариошкин 2), Г.Х.Багыева 2) , И.А.Иванова-Смоленская 2), С.А.Лимборская 1) 1) Институт молекулярной генетики РАН, Москва, Россия 2) ГУ Центр неврологии РАМН, Россия Болезнь Паркинсона – нейродегенеративное заболевание, которое в большинстве случаев носит спорадический характер и относится к мультифакториальным заболеваниям с генетической предрасположенностью. Генетическая предрасположенность к этому заболеванию определяется совокупным действием целого ряда генов, большинство из которых до сих пор не идентифицированы. Для выявления патогенетически значимых мутаций в кандидатных генах заболевания у больных спорадической формой заболевания разработан диагностический ДНК микрочип, позволяющий одновременно тестировать 109 мутаций и полиморфизмов в 12 кандидатных генах болезни Паркинсона, и ведется анализ частоты встречаемости этих мутаций у больных с семейными формами заболевания. В ряде случаев развитие заболевания связано с мутациями с изменениями копийности отдельных областей генома и ранее был показан значительный вклад мутаций с изменением числа копий экзонов гена паркина в патогенез спорадической формы болезни Паркинсона. В связи с этим был 23 разработан метод анализа копийности гена альфа-синуклеина, основанный на TaqMan ПЦР в реальном времени. С его помощью не было выявлено дупликаций и трипликаций гена альфа-синуклеина у больных из семей с аутосомно-доминантной формой болезни Паркинсона. Другой подход к ранней доклинической диагностике болезни Паркинсона связан с анализом экспрессионных маркеров – в частности с анализом специфичных для этого заболевания изменений транскриптома клеток периферической крови. В связи с этим был проведен анализ сравнительный уровня экспрессии генов альфасинуклеина и молекулярного шаперона ST13 в периферической крови пациентов с болезнью Паркинсона и здоровых лиц и были выявлены изменения в экспрессии гена ST13. Уровень экспрессии гена альфасинуклеина сильно варьирует у разных лиц и не пригоден в качестве экспрессионного маркера. ПРЕКЛИНИЧЕСКАЯ СТАДИЯ БОЛЕЗНИ ПАРКИНСОНА: ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ М.В. Угрюмов Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН Нарушение метаболизма дофамина (да) при дегенерации дофаминергических (да-ергических) нейронов нигростриатной системы мозга приводит к развитию болезни Паркинсона (бп). В течение 20-30 лет это заболевание протекает без проявления симптомов – в «преклинической» стадии. Поэтому лечение больных начинается слишком поздно – после появления первых симптомов и дегенерации 80 % нейронов. Целью данного проекта являлась разработка фармакологических моделей преклинической (досимптомной) стадии паркинсонизма у мышей с помощью нейротоксина – 1-метил-4-фенил-1,2,3,6-тетрагидропиридина (мфтп). Модель оценивалась по трем показателям: физиологически – по моторному поведению, биохимически – по нарушению метаболизма да в стриатуме (месте проекций да-ергических аксонов) и в черной субстанции (месте расположения тел да-ергических нейронов), а также морфологически – по изменению числа да-ергических нейронов/аксонов и концентрации в них тирозингидроксилазы (тг) – ключевого фермента синтеза да. В первой серии экспериментов животным подкожно вводили мфтп в дозе 12 мг однократно или четырежды с интервалом 2 часа. Материал брали через две недели после инъекций. Использование 24 многократного введения мфтп позволяет пролонгировать его действие и увеличивает вероятность влияния не только на наиболее чувствительные к токсину аксоны в стриатуме, но и на менее чувствительные к токсину тела нейронов в черной субстанции. У животных в первом опыте в черной субстанции отсутствовали изменения: количества да-ергических нейронов, концентрации внутринейрональной тг и концентрации да, в то время как в стриатуме отмечено: снижение содержание да-ергических аксонов на 50 %, уменьшение концентрации в них тг на 20 % и да на 40 %. У животных во втором опыте в черной субстанции отмечено уменьшение числа да-ергических нейронов на 40 % на фоне увеличения в них концентрации тг на 20 % и да на 60 %. В стриатуме отмечены еще большая потеря да-ергических аксонов и снижение концентрации в них да на 75 %. Во второй серии экспериментов мфтп в дозе 8 мг/кг веса вводили однократно, двукратно и четырехкратно с интервалом между инъекциями в неделю, т.е. с периодом, равным времени гибели нейронов в ответ на введение токсина. Материал брали через неделю после последней инъекции. Во всех трех опытах не было обнаружено изменений моторного поведения, а при однократном введении токсина отсутствовали биохимические и морфологические изменения в нигростриатной системе. При двукратном введении токсина обнаружено незначительное снижение количества да-ергических нейронов в черной субстанции (20 %), хотя концентрация да не изменилась. В стриатуме отмечено незначительное снижение количества да-ергических аксонов и концентрации да (35 %). По предварительным данным при четырехкратном введении токсина число да-ергических нейронов снижается в большей степени, однако концентрация да при этом увеличивается на 40 %. В стриатуме отмечено более выраженное, чем в предыдущем эксперименте, уменьшение количества да-ергических аксонов и концентрации да. Из приведенных данных следует, что получено два варианта модели досимптомной стадии паркинсонизма, причем двух ее фаз – ранней, в которой наблюдаются органические и метаболические изменения только в стриатуме, и поздней, в которой происходят метаболические и органические изменения в стриатуме и в черной субстанции. Особый интерес представляет компенсаторное усиление синтеза да, что отчетливо проявляется в телах нейронов. Таким образом, разработаны две модели досимптомной стадии паркинсонизма, принципиально различающиеся по схеме применения токсина, но сходные по физиологическим проявлениям. 25 ИССЛЕДОВАНИЕ РОЛИ ШАПЕРОНОВ 70 кДа В ПАТОГЕНЕЗЕ СУДОРОГ РАЗНОЙ ЭТИОЛОГИИ У ЖИВОТНЫХ, НЕ ПРЕДРАСПОЛОЖЕННЫХ И ГЕНЕТИЧЕСКИ ПРЕДРАСПОЛОЖЕННЫХ К ЭПИЛЕПСИИ Ю.Ф. Пастухов1), И.В. Екимова1), Л.Е. Ницинская1), К.А. Худик1), М.В. Чернышев1), Н.А. Фролова1), А.А. Якимчук1), И.В. Гужова2) 1) Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН, Санкт-Петербург 2) Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург Среди актуальных проблем эпилепсии остаются: устойчивость более трети больных к современным противосудорожным средствам, их неспособность устранять вызываемые судорогами неврологические нарушения и поиск эндогенных регуляторов, содержащихся в нервной ткани и обладающих протективными и антиконвульсантными свойствами. В основу проекта положены представления о протективной функции и высоком терапевтическом потенциале шаперонов семейства белков Heat Shock Protein 70 kDa (HSP70), что подтвердили и работы авторов проекта. Цель проекта – изучить роль шаперонов HSP70 в патогенезе судорог разной этиологии у животных, не предрасположенных к эпилепсии (у крыс линии Вистар: а) при гиперактивации NMDA-типа глутаматных рецепторов агонистом N-methyl-D-aspartate (NMDA); б) при опосредованной коразолом (пентилентетразол) активации NMDA- и АМРА-типа глутаматных рецепторов) и генетически предрасположенных к эпилепсии (у крыс инбредной популяции линии КрушинскогоМолодкиной (КМ) с наследственной формой аудиогенной эпилепсии при звуковой стимуляции). В исследовании использованы поведенческие, иммуногистохимические и биохимические методы. Выяснено, что судорожные припадки вызывают увеличение содержания индуцибельного шаперона Hsp70i в гиппокампе у крыс Вистар и в плазме крови у крыс КМ и не меняют содержание конститутивного шаперона Hsc70. Изучены эффекты двух способов увеличения синтеза Hsp70i: а) при 2-недельном системном введении растительного препарата куркумина (используемого в клинике при других заболеваниях) и б) при щадящем тепловом прекондиционировании (ТП) – повышении ректальной температуры до 40.5-41 0С в условиях наркоза (10 мин у крыс Вистар и 6 мин у крыс КМ, что в 2-5 раз меньше, чем в других моделях). Более эффективным оказался 2-й способ. Выявлено увеличение содержания Hsp70i в мозге у крыс Вистар (через 24 ч после ТП): гипоталамус = таламус> гиппокамп = мозжечок > пириформная кора > сенсомоторная кора > миндалина= мозолистое тело > средний мозг, а также у крыс КМ (на 4-й день после 26 ТП): нижние бугры четверохолмия > гипоталамус > гиппокамп > средний мозг > сенсомоторная кора = миндалина. Этим изменениям в содержании Hsp70i соответствовали (в те же сроки после ТП!): а) уменьшение (в 1.52.5 раза) тяжести судорожных припадков, вызванных NMDA и коразолом у крыс Вистар; б) увеличение (в 2.8 раза) латентного периода судорог у крыс КМ; в) уменьшение неврологических нарушений после всех видов судорог. Найдено снижение (в 2.5-3 раза) уровня тревожности после ТП у крыс Вистар. ТП усиливает (в 2 раза) действие современного препарата вальпроата и ослабляет его побочные эффекты при судорогах, вызванных коразолом у крыс Вистар. Системное введение биофлавоноида кверцетина, блокирующего синтез HSP70, угнетает экспрессию Hsp70i в гиппокампе и увеличивает тяжесть судорог и неврологические нарушения у крыс Вистар. Таким образом, данные свидетельствуют о вовлечении шаперонов HSP70 в молекулярные механизмы патогенеза судорог разной этиологии. Предполагается, что противосудорожный эффект Hsp70i связан с его способностью влиять на синаптические процессы в структурах мозга, участвующих в генерации судорожной активности. РОЛЬ ПРЕСЕНИЛИНА 1 В КЛЕТОЧНОЙ АДГЕЗИИ И ОБРАЗОВАНИИ СИНАПСОВ A.Л. Шварцман 1,2), С.В. Саранцева 2), К.В. Соловьев 1), О.Рунова 1), Е.Талалаева 1), М. Витек 3) Институт экспериментальной медицины РАМН, Санкт-Петербург Петербургский Институт ядерной физики, Гатчина, Ленинградская область 3) Отдел неврологии, Медицинский центр Университета Дюка, Дурем, США 1) 2) Одним из ранних патоморфологических признаков болезни Альцгеймера (БА) является потеря синапсов, которая предшествует образованию амилоида и нейродегенерации. В настоящем проекте мы останавливаемся на исследовании возможного механизма нарушения синаптических функций при наследственных формах БА, вызванных мутациями в гене PS1 и представляющих абсолютное большинство случаев ранней семейной формы БА. Известно, что PS1 является частью мембранного протеазного комплекса, который играет ключевую роль в генерации амилоид-бетапротеина, основного компонента амилоидных отложений в мозге 27 больных. Вместе с тем клеточные функции и роль PS1 в образовании и поддержании синапсов остаются неясными. Согласно нашей гипотезе, PS1 играет важное значение в процессах клеточной адгезии и в формировании межнейронных синаптических контактов. При этом PS1 может быть как прямо вовлечен в образование межклеточных контактов, так и регулировать активность других молекул клеточной адгезии. Мы показали, что в культуре L-фибробластов, трансфецированных PS1 кДНК происходит накопление PS1 в межклеточных контактах плазматической мембраны и образование клеточных кластеров. Эксперименты по трансфекции PS1 кДНК хотя и указывали на важную роль PS1 в образовании клеточных контактов, однако они не исключали предположение, что PS1 может регулятором экспрессии других белков клеточной адгезии, в первую очередь, Е- и N-кадхеринов. Поэтому мы использовать антитела к этим белкам, для блокировки межклеточных взаимодействий. Аналогичным образом были использованы и блокирующие антитела к PS1. Ингибирование образование клеточных кластеров наблюдалось лишь для антител к N-кадхерину. В культуре эмбриональных нейронов мышей с нокаутом гена PS1 было отмечено резкое снижение числа пресинаптических терминалов, окрашиваемых антителами к синаптофизину. Уменьшение плотности «морфологических синапсов», которые, по сути, отражают присутствие синаптических контактов коррелировало с уменьшением числа активных синапсов (синапсы, в которых, везикулы освобождают нейротрансмитер), окрашиваемых флуоресцентный красителем FM1-43. Эти результаты свидетельствуют, что в PS1 -/- нейронах нарушены как процессы образования синаптических контактов, так и процессы нейротрансмиссии. При этом значительная часть конусов роста в PS1(-/-) нейронных культурах теряла филоподии и подвергалась спонтанной дегенерации. Актиновые филаменты цитоскелета конусов роста в PS1(-/-) культурах не образовывали радиальных элементов, а представляли преимущественно аморфный материал, расположенный на границе ламеллиподиума. Мы предполагаем, что аномалии конусов роста нейронов у мышей с нокаутом гена PS1 приводят к нарушению процессов миграции нейронов, становления нейронных сетей и установлению синаптических контактов. 28 2. Общие проблемы этиологии и патогенеза ДЛИТЕЛЬНЫЕ И КРАТКИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА СО СТОРОНЫ ПРИРОДНЫХ, АНТРОПОГЕННЫХ И СОЦИАЛЬНЫХ ФАКТОРОВ И РЕАКЦИЯ НА НИХ СО СТОРОНЫ ЧЕЛОВЕКА А.Г.Гамбурцев 1), О.И.Аптикаева 1), Д.Г.Стрелков 2) 1) Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН 2) Российский университет Дружбы народов Названная тема – это часть более общей работы: «Три окружающие среды и человек». Она проводится много лет. На 2008 год были поставлены задачи: 1. Выявить особенности динамики процессов, происходящих в окружающих средах и медицинских показателей. 2. Рассмотреть динамику медицинских показателей при сильных кратковременных воздействиях. Динамика процессов в разных объектах обладает общими и индивидуальными свойствами. Это относится, в частности, к данным мониторинга вызовов Скорой помощи и мониторинга или самомониторинга отдельных людей. Остановимся на самомониторинге, который проводили члены одной семьи. Измерения проводились поочередно, в течение 7 суток четырьмя членами семьи, о которых есть скупые сведения: Дочь, студентка, 19 лет, утром спешит на занятия. Ее Отец, бизнесмен, 47 лет. Имеет значительные психоэмоциональные нагрузки на работе. Рано уходит и поздно возвращается. В пятницу и субботу отмечал праздник. Бабушка, 62 года, обычная пенсионерка. Ведет активный образ жизни, ходит по магазинам. Прабабушка, 82 года, в основном дома, активно смотрит телевизор. Исследованы показатели: АДС; АДД; ЧСС и их производные. Дискретность – 1 час. Изменения в графиках для людей разного возраста различны. У Дочери и Отца виден значительно больший контраст между дневными и ночными показателями, чем у старших. Они, по-видимому, достаточно адаптированы к резким изменениям, которые происходят достаточно часто. У каждого из испытуемых суточный индекс АД и ЧСС от одного дня к другому меняется в широких пределах (от «over-dipper» до «nightpeaker»). Сделан важный для практической медицины вывод о том, что оценка суточного профиля испытуемого только по одним (или двум) суткам некорректна. Результаты спектрального и спектрально-временного анализа показали, что во временных рядах каждого из членов семьи в той или иной степени наблюдается десинхронизация. С одной стороны, 29 отмечается ее возрастная зависимость – наиболее сильно она выражена у Прабабушки, почти нет ее – у Дочери. С другой стороны, она зависит и от образа жизни; у нагруженного заботами Отца десинхронизация выражена более сильно, чем у Бабушки. Результаты могут сильно зависеть не только от состояния испытуемого, но и от внешних воздействий на него, разделить эти причины в случае поочередного мониторинга не представляется возможным. Проанализированы данные одновременного мониторинга ЧСС у трех здоровых людей среднего возраста (30-40 лет) при ограничении социальных контактов, которое проводилось в Институте медикобиологических проблем в течение 54-суток в условиях меняющейся солнечной активности (данные С.И. Степановой, 30.05.74-27.07.74). Как и в предыдущем эксперименте, профили графиков испытуемых разные, при этом различен не только контраст между дневными и ночными показателями, но и, как показывает анализ стандартных отклонений, вариации показателей от недели к неделе. Весь период мониторинга был разбит на четыре двухнедельных интервала, отличающихся друг от друга характером вариаций солнечной активности. Отмечены индивидуальные черты ритмической структуры ЧСС – у испытуемого К. в течение всего периода она практически не изменилась – преобладает высокоамплитудный циркадианный ритм, для испытуемого М. характерна быстрая смена ритмической структуры вслед за вариациями солнечной активности, в то время как у испытуемого Р. эта смена произошла только к четвертому интервалу. Получены результаты по вызовам Скорой помощи и по влиянию на общество социальных воздействий. В частности, установлена связь между пожаром Останкинской башни в 2000 г. (уменьшение объема телевещания) и криминальной статистикой в Москве. ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ В ПАТОГЕНЕЗЕ УГРОЖАЮЩИХ ЖИЗНИ ЗАБОЛЕВАНИЙ (НА ПРИМЕРЕ РАКА МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ) А.Л. Журавлев 1), Н.В. Тарабрина 1), Г.П. Генс 2), М.А. Падун 1), Н.Е. Шаталова 1) Институт психологии РАН, Москва Московский государственный медико-стоматологический университет, Москва 1) 2) Одним из индикаторов позитивного/негативного прогноза при раке молочной железы (РМЖ) является состояние иммунного статуса 30 пациенток. Известно, что снижение клеточного иммунитета приводит к увеличению риска метастазирования. Известно, что специфический иммунный ответ начинается с взаимодействия Т-хелпера с АПК (антигенпредставляющей клеткой), после чего Т-хелперы начинают продуцировать цитокины, обеспечивающие помощь В-клеткам, которые, в свою очередь, вступают в основной эффекторный процесс – продукцию антител. Таким образом, Т-хелперы являются одним из ключевых звеньев клеточного иммунитета. При этом известно, что заболевание РМЖ является тяжелым стрессором, который в ряде случаев приводит к развитию посттравматического стрессового расстройства (ПТСР). В настоящем исследовании проверялась гипотеза о взаимосвязи характеристик психического состояния пациентов с РМЖ и показателей их иммунного статуса. Выборка. Исследование проводилось на базе кафедры онкологии и лучевой терапии МГМСУ. Выборка состояла из 110 женщин в возрасте от 34 до 72 лет (M=52,9; SD=7,6) с диагнозом рак молочной железы I-III стадии без отдаленных метастаз. На момент обследования пациенты находились в состоянии ремиссии. В выборку включались больные, которые завершили курс лечения не менее чем за 3 месяца до начала психологического и иммунологического обследований. Методы. Исследование психологического статуса проводилось с помощью методик, разработанных коллективом лаборатории психологии посттравматического стресса Института психологии РАН. 1. Шкала субъективной оценки тяжести воздействия травматического события (ШОВТС). 2. Опросник оценки выраженности психопатологической симптоматики (SCL-90-R). Для оценки состояния клеточного иммунитета организма проводились анализы крови (в лаборатории клинической иммунологии Российского Онкологического центра им. Н.Н.Блохина) с целью определения уровня лимфоцитов по субпопуляциям: CD3+, CD4+, CD8+,CD20+, HLA-DR+, CD38+,CD25+,CD16+, CD11b+,CD50+, CD45RA+, CD5+, CD7+, CD71+, CD95+, CD4+/CD8+. Показано, что пациентки с высоким уровнем посттравматического стресса имеют сниженные показатели Т-лимфоцитов. Симптоматика вторжения мыслей и образов, связанных с психической травмой – заболеванием РМЖ, – также отрицательно взаимосвязана с количеством цитотоксических противоопухолевых клеток – Т-киллеров (субпопуляция CD8+), что свидетельствует о снижении иммунитета. Корреляционный анализ между общим дистрессом (выраженностью психопатологической симптоматики) и показателями клеточного иммунитета также указывает на высокую чувствительность уровня 31 Т-хелперов (CD4+) к следующим показателям дистресса: обсессивнокомпульсивные симптомы, межличностная сенситивность, депрессия, тревожность, психотизм (часть полученных корреляций распространяется и на индекс иммунной регуляции (CD4/CD8). Данный факт позволяет утверждать, что больные с РМЖ, страдающие от навязчивых мыслей и действий, подавленного настроения, симптомов тревоги и сложностей в межличностных контактах, имеют сниженный уровень Т-хелперов. МОДЕЛЬ ЭТИЧЕСКОГО КОМИТЕТА ДЛЯ БИОМЕДИЦИНСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ Б.Г. Юдин1), И.Д. Пестов2), П.Д. Тищенко 1) Институт философии РАН, Москва ГНЦ РФ – Институт медико-биологических проблем РАН, Москва 1) 2) Этическая экспертиза проектов биомедицинских исследований, в которых человек или животные выступают в качестве испытуемых, становится в мировой науке общепринятой нормой. Так, в международных (а теперь все чаще и в российских) научных журналах не принимаются к публикации статьи, в которых нет информации о том, что данное исследование проводилось в соответствии с принятыми этическими стандартами. Настаивает на необходимости наличия этической экспертизы исследований на человеке и ВАК РФ для кандидатских и докторских диссертаций в данной области. В качестве важнейшего инструмента такой экспертизы выступает наделенный соответствующими полномочиями этический комитет при организации, проводящей исследования. На предшествующих этапах реализации проекта были изучены структуры и механизмы такого рода этической экспертизы. В частности, особое внимание было уделено анализу работы этического комитета, который на протяжении многих лет успешно функционирует в Институте медико-биологических проблем РАН. Начиная с 1993 г. в ИМБП начала функционировать Комиссия по биомедицинской этике – (КБЭ), первый председатель – А.М. Генин. Налаживание международного сотрудничества в области медикобиологических исследований в космических полетах привело к необходимости согласования процедур взаимодействия КБЭ с международными партнерами. Эти процедуры были закреплены «Меморандумом взаимопонимания» и «Уставом Многостороннего наблюдательного совета по проведению исследований на человеке (HRMRB)». Большая заслуга в достижении этих согласований 32 принадлежала О.Г. Газенко, А.И. Григорьеву, А.М. Генину с российской стороны и A.E. Никогосян, Л.Ф. Дитлайн, Ч.Ф. Соуин – с американской стороны. В последнее время все больше научных учреждений биологического и медицинского профиля как в РАН, так и за ее пределами озабочено проблемой создания квалифицированных этических комитетов и налаживания их работы. По результатам проведенного исследования подготовлена типовая модель структуры и функций этического комитета для программы «Фундаментальные науки – медицине» и научно-исследовательских организаций, принимающих участие в ее реализации. Модель включает подборку нормативных документов, в которых определены функции этического комитета, его полномочия, количественный состав и композиция, регламент работы и т.п. разработаны программы подготовки соответствующих методических пособий. Применение этих моделей позволит гармонизировать российские стандарты научно-исследовательских работ на человеке и животных с международными стандартами и тем самым обеспечить: 1) международное признание достижений отечественной биомедицинской науки; 2) продвижение конкурентоспособной продукции российских биотехнологических компаний на мировом рынке; 3) формирование доверия международного научного сообщества к российской науке как ответственному субъекту претерпевающего изменения многополярного мира. Представляется целесообразным на следующем этапе программы провести апробацию разработанных моделей этической экспертизы в научно-иследовательских организациях, участвующих в реализации Программы. ВЛИЯНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ СТИМУЛЯЦИИ ОПОРНЫХ ЗОН СТОП НА ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ НЕЙРОМОТОРНОГО АППАРАТА ЧЕЛОВЕКА И.Б.Козловская 1) , И.В. Саенко 1), Л.А. Черникова 2), Р.М.Умарова 1) ГНЦ РФ – ИМБП РАН, Москва 2) ГУ НЦН РАМН, Москва Известна принципиально важная триггерная роль опорной депривации в развитии нарушений моторной системы и позных синергий в условиях микрогравитации и длительной гипокинезии. В работах Kozlovskaya I.B. et al., 2004, 2006 была показана прямая роль опорной афферентации в 33 контроле структурно-функциональной организации тонической мышечной системы. Целью данной работы было исследование влияния активации опорной афферентации на функциональное состояние нейромоторного аппарата человека. Были проведены исследования по выявлению эффектов механической стимуляции опорных зон стоп на характеристики кривой вовлечения Н-рефлекса m. soleus и активацию зон коры головного мозга с использованием метода функциональной МРТ. Для механической стимуляции опорных зон стоп использовали подошвенный имитатор опорной нагрузки, обеспечивающий давление 0,20,15 кг/см2 в режиме локомоций. Уникальность данного прибора заключена в том, что он позволяет имитировать показатели физического воздействия на стопу при ходьбе: величину давления, временные характеристики: длительность импульса, интервалы между воздействиями на пяточную и плюсневую опорные зоны и интервалы между воздействиями на правую и левую ноги. Функциональная МРТ (фМРТ) выполнялась на томографе 1.5T (Symphony, Sciemens) с использованием блоковой и периодической парадигм. Период стимуляции (активной фазы) составлял 30 секунд, фаза покоя или альтернативного стимула составляла 30 секунд. Для исследований характеристик Н-рефлекса m. soleus использовали конвенционный метод вызова рефлекса. Анализ полученных данных показал, что при механической стимуляции опорных зон стоп в режиме имитации медленной ходьбы инициируется активность зон головного мозга, отвечающих за выполнении сложной локомоторной задачи: билатеральная активация верхней париетальной зоны, зоны s1, соответствующей зоне чувствительности (включая проприоцепцию). При исследовании характеристик Н-рефлекса в покое и при стимуляции различных опорных зон стоп прослеживалась четкая закономерность в изменениях основных параметров, определяющих уровень возбудимости спинального центра m. soleus. Так, при стимуляции пяточной зоны величина отношение Н/М практически не изменялась и составляла 33,317,61 % в сравнении с тем же показателем в покое (35,92,05). Стимуляция же плюсневой зоны приводила к облегчению в системе Н-рефлекса. Практически такая же закономерность прослеживалась в изменениях пороговой величины Н-ответов. При стимуляции плюсневой зоны регистрировалось значительное снижение порога рефлекса, что также указывало на увеличении возбудимости. 34 РОЛЬ МОЛИБДЕНА В РАЗВИТИИ ДИСФУНКЦИИ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ Х.А. Курданов1), З.Х. Шерхов 1), Х.И. Шерхова 2) Центр медико-экологических исследований – Филиал Государственного научного центра РФ – Института медикобиологических проблем Российской академии наук, Нальчик 2) Кабардино-Балкарский государственный университет, Нальчик 1) Исследование экологии, физиологии, патологии микроэлементов является одной из актуальных проблем современной биологии и медицины. Составной частью этой большой проблемы является и молибденоз, создаваемый особенностями биосферы или локальным накоплением техногенных отходов его производства. Являясь составной частью ряда ферментов, активность которых находится в прямой зависимости от обеспеченности организма молибденом (Мо), он влияет на многие процессы обмена веществ. Накопление молибдена в техногенных биогеохимических провинциях, его продолжительное действие на флору и фауну приводит к эндемическим заболеваниям или создаёт фон для проявления других заболеваний. Однако его роль и значимость в патогенезе различных заболеваний до сих пор практически не изучена. В литературе встречаются лишь единичные данные об изменениях структуры и функции органов и тканей при молибденозе. Данная работа посвящена углубленному исследованию роли молибдена в патогенезе щитовидной железы. Ее актуальность обусловлена особенностями биосферы Кабардино-Балкарии, которая относится к регионам эндемичным по зобу, где имеются биогеохимические провинции с дефицитом молибдена (природного типа) и с его избытком (техногенного типа). Одновременное влияние указанного комплекса факторов на организм животных, в частности на структуру и функции щитовидной железы практически не изучено. У лесных мышей, отловленных в очагах загрязнения среды отходами производства молибдена, обнаружены структурные изменения, характерные для зоба по макро- и микрофолликулярному типам. Содержание молибдена и уровень Т 3, Т4 в плазме повышены. Экспериментально нами установлена прямая коррелятивная связь между содержанием молибдена в рационе и в тканях щитовидной железы. По нашим данным, можно предположить, что влияние Мо на функции щитовидной железы проявляется в дозозависимых эффектах. Очевидно, он может быть причиной возникновения и развития патологии и/или 35 может быть использован для профилактики и лечения возникших патологических состояний щитовидной железы. Для изучения дозазависимого эффекта действия молибдена на структуру и функции щитовидной железы проведены эксперименты на лабораторных крысах с применением малых (физиологических) и повышенных доз молибдена. Все животные, в том числе и контрольные содержались на рационе из продуктов местного происхождения где концентрации иода и молибдена были ниже общепринятых норм. Изучение гистологических срезов щитовидной железы и уровня Т 3 и Т4 контрольной группы животных указывают на гипофункцию органа. Добавление в рацион малых физиологических доз приводят к повышению функциональной активности щитовидной железы, на что указывают более высокие уровень тиреоидных гормонов и изменение в гистологическом строении органа. Высокие токсические дозы приводят к изменениям структуры железы характерным для гипертиреоза. Уровень Т 3 и Т4 существенно повышается, наблюдается дисбаланс их соотношений. Так как физиологические дозы молибдена стимулируют работу щитовидной железы, возможно его применение в качестве микродобавки для коррекции функциональной активности железы в условиях дефицита иода и молибдена в окружающей среде. ИССЛЕДОВАНИЕ МОЛЕКУЛЯРНЫХ МЕХАНИЗМОВ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЗАЩИТНЫХ СИСТЕМ КЛЕТКИ ПРИ СИСТЕМНОМ ВОСПАЛИТЕЛЬНОМ СИНДРОМЕ И СЕПСИСЕ У МЫШЕЙ. ПОИСК НОВЫХ НАПРАВЛЕНИЙ ЛЕЧЕНИЯ Е.Г. Новоселова, С.М. Лунин, М.О. Хренов, Т.В. Новоселова, О.В. Глушкова, С.Б. Парфенюк Институт биофизики клетки РАН, Пущино Семейство рецепторов с общим названием “toll-like receptors” (TLR’s) является частью системы, определяющей функцию врожденного иммунитета, связанного с распознаванием патогенов микробного происхождения, в частности липоплисахаридов (ЛПС), которые использовались в настоящей работе для моделирования острого и хронического воспалений у мышей. Возможность регулирования активности этого рецептора позволила бы управлять механизмом связывания рецептора с лигандом, что, в свою очередь, было перспективным для снижения уровня интоксикации при воспалениях. Было сделано предположение о том, что TLR4 может участвовать в 36 формировании ответа клеток не только на действие бактериальных токсинов, но и на сигналы другой природы. Основанием для такой гипотезы послужили результаты экспериментов, указывающие на защитный эффект низкоинтенсивных электромагнитных волн сантиметрового диапазона (8-18 ГГц, 1 мкВт/см2), применение которых значительно снижало как уровень цитокинового ответа на действие эндотоксина, так и экспрессию белка теплового шока Hsp70. Исследовали механизмы участия TLR4 в регуляции ответа клеток на действие неионизирующих излучений – низкоинтенсивных ЭМИ СВЧ и лазерного света. Установлено, что низкоинтенсивное электромагнитное воздействие резко повышает экспрессию TLR4 в В-лимфоцитах мышей, а лазерный свет, напротив, ингибирует экспрессию этого рецептора в клетках. Таким образом, получены прямые доказательства участия рецептора TLR4 в реализации иммуностимулирующего действия низкоинтенсивных электромагнитных волн сантиметрового диапазона. Более того, показано, что предварительное облучение мышей достоверно повышало их выживаемость при сепсисе, индуцированном пролонгированным введением ЛПС. Кроме того, в качестве защитного анти-воспалительного агента исследовали новый антибиотик гелданамицин, известный ингибитор активности Hsp90 и тирозин киназы. Обнаружили, что гелданамицин, для которого ранее была доказана противораковая активность, в условиях острого и хронического воспалений предотвращает подъем продукции цитокинов (TNF-, IF-γ, IL-1, IL-6), NO и белков теплового шока (Hsp70 и Hsp25 – в клетках и клеточных органеллах). При этом обнаружили, что культивирование лимфоцитов в присутствии гелданамицина вызывает значительное уменьшение количества фактора транскрипции NF-κB, его фосфорилированной формы pNF-κB и белка, подавляющего его активность, IκB-α. Кроме того, присутствие гелданамицина в среде культивирования клеток вызывало заметное снижение экспрессии протеинкиназы SAPK/JNK. Все эти эффекты проявлялись на фоне практически полной блокировки рецептора TLR4. Таким образом, в реализацию анти-воспалительного эффекта гелданамицина вовлечены TLR4 и белки сигнальных каскадов NF-κB и SAPK/JNK. В условиях хронического воспаления показано защитное действие тимусного гормона тимопентина, которое проявлялось в увеличении продукции оксида азота, интерферона-γ, белка теплового шока семейства Hsp70, а также в более быстром восстановлении количества клеток в тимусе и способности макрофагов к гиперпродукции фактора некроза опухолей-α после отмены введения ЛПС и гормона. Полученные результаты показывают, что тимопентин позволяет уменьшить супрессию иммунных клеток и восстановить активность клеток иммунной системы в условиях хронического воспаления. 37 СТРУКТУРНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ В ПЛАЦЕНТЕ И ЕЕ СОСУДИСТОМ РУСЛЕ, СОПРОВОЖДАЮЩИЕ НАРУШЕНИЯ ГЕМОДИНАМИКИ ПРИ СИНДРОМЕ ПЛАЦЕНТАРНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ В.А.Отеллин*, Л.И. Хожай*, Н.Г. Павлова**, А.В.Гагарина**, Т.Т. Шишко* *Институт физиологии им. И.П.Павлова РАН, Санкт-Петербург **НИИ акушерства и гинекологии им. Д.О. Отта РАМН, Санкт-Петербург Синдром плацентарной недостаточности занимает важное место при патологии беременности, являясь одной из ключевых проблем акушерства, приводящей к гипотрофии плода и заболеваниям в пери- и постнатальном периоде. В связи с актуальностью проблемы особую значимость приобретают исследования направленные на ранее выявление плацентарной недостаточности и разработки методов ее коррекции. Цель очередного этапа исследования состояла в выявлении структурных изменений в плаценте и элементах ее сосудистого русла у человека при нарушении гемодинамики при синдроме плацентарной недостаточности. При ультразвуковом исследовании оценивали показатели объемного внутриплацентарного кровотока на протяжении III триместра у женщин с физиологически текущей беременностью и при выявленной плацентарной недостаточности. Ультразвуковое исследование в режиме энергетической допплерометрии на ультразвуковом диагностическом приборе Voluson 730 expert показало, что индекс васкуляризации (IV) характеризуется значительной индивидуальной и региональной вариабельностью как при физиологическом течении беременности, так и при выявленной плацентарной недостаточности. Средние значения IV были схожими и составляли 6,33±0,73 и 6,33±0,62 (р>0,05) соответственно. Потоковый индекс (FI) был менее вариабильным. Ретроспективное сопоставление его значений, определенных при объемной трехмерной ультразвуковой реконструкции плацентарного сосудистого русла в III триместре у пациенток, как с физиологическим течением беременности, так и при плацентарной недостаточности, показало достоверное снижение FI у последних. Средние значения составили 36,42±0,92 и 32,79±0,53 при этом t=3,42 (р<0,01), что может отражать снижение интенсивности плацентарной перфузии при гипотрофии плода. Гистологическое и иммуноцитохимическое [α-актин гладкомышечных клеток, мышечный актин, коллаген IV типа, фактор роста эндотелия сосудов (VEGF) и эндотелиальный мембранный белок (Cd31)] исследование выявило ряд характерных изменений, касающихся как структуры ворсин, так и элементов сосудистого русла плацент при выраженной плацентарной недостаточности. При этом показано, что имеет место снижение 38 количества терминальных ворсин. В промежуточных и терминальных ворсинах обнаружено сужение просветов сосудов разного калибра. Периваскулярная оболочка артерий и артериол в промежуточных и терминальных ворсинах представлена увеличенным количеством гладкомышечных клеток и более плотным расположением их концентрических слоев вокруг сосудов. К концу III триместра значительные участки этих ворсин покрывает цитотрофобласт, что свидетельствует о нарушении его трансформации в синцитиотрофобласт. Показано, что имеет место снижение синтеза коллагена IV типа, волокон которого в строме ворсин меньше и располагаются они более рыхло. В терминальных ворсинах плацент при плацентарной недостаточности выявлено утолщение эндотелиальной стенки артериол и капилляров и нарушение трансформации последних в капилляры-синусоиды, количество которых значительно ниже, чем в норме, что, в свою очередь, приводит к снижению числа синцитиокапиллярных мембран, представляющих истинный плацентарный барьер, осуществляющий плацентарную диффузию. Сопоставление клинических и морфологических данных позволяет заключить о высокой диагностической значимости потокового индекса при диагностике плацентарной недостаточности. РОЛЬ РЕЦЕПТОРНОЙ ТИРОЗИНКИНАЗЫ ИРР В РЕГУЛЯЦИИ КИСЛОТНО-ЩЕЛОЧНОГО РАВНОВЕСИЯ А.Г. Петренко1), И.Е. Деев1), О.В. Серова1), Н.В. Попова1), Д.И. Ржевский2), А.А. Берчатова2), А.Н. Мурашов2) 1) Институт биоорганической химии им. акад. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН, Москва, 2) ФИБХ РАН, Пущино Важным свойством живого организма является поддержание кислотно-щелочного равновесия и ионного состава внутренней среды, оптимально способствующего жизнедеятельности клеток в условиях изменяющейся внешней среды. Физиологические процессы, контролирующие рН внутренних жидкостей организма, достаточно подробно описаны. В то же время механизмы регуляции данных процессов на молекулярном уровне изучены недостаточно. Нами ранее был открыт рецептор поверхности клетки, способный исполнять роль сенсора щелочной среды. Им оказалась ранее описанная 39 рецепторная тирозинкиназа ИРР (IRR, insulin receptor-related receptor) – "сиротский" рецептор, высокогомологичный рецептору инсулина. Поскольку ИРР специфично расположен в отдельных популяциях клеток почек, желудка и поджелудочной железы, полученные нами результаты позволяют предположить, что состояние алкалоза способно стимулировать метаболизм в ИРР-содержащих клетках и таким образом осуществлять регуляцию кислотно-щелочного равновесия. Для проверки данной гипотезы мы проанализировали возможность активации ИРР при экспериментально индуцированном алкалозе in vivo. Для этого в рацион испытуемых крыс вводили бикарбонат натрия. При этом рН мочи достигал щелочных значений от 8 до 9, однако устойчивого алкалоза достичь не удавалось. В то же время эксперименты in vitro показали, что ИРР инактивируется практически мгновенно при нейтрализации среды. Поэтому нами была проведена прямая перфузия почек слабощелочным раствором бикарбоната натрия через артерию. Спустя 10 мин почки извлекали, гомогенизировали и экстрагировали неионным детергентом. Экстракт преципитировали анти-ИРР антителами и анализировали Вестерн-блоттингом с анти-фосфотирозин антителами. В результате данного эксперимента было доказано, что ИРР может активироваться слабощелочной средой в условиях in vivo. Нами изучено распределение ИРР в клетках поджелудочной железы при помощи иммунофлуоресцентной спектроскопии. ИРР был обнаружен во всех типах островковых клеток. Наиболее примечательно, что ИРР присутствует в клетках, непосредственно контактирующих с протоками железы и, таким образом, может непосредственно контактировать со щелочным соком поджелудочной железы. Для анализа структурных особенностей активации рецептора щелочной средой сконструированы его химеры с заменой отдельных доменов внеклеточной части на их аналоги из инсулинового рецептора. Установлено, что чувствительность ИРР к щелочи определяется прежде всего доменами L1F. В то же время другие домены внеклеточной части рецептора усиливают его ответ на стимуляцию щелочью. Для дальнейшего анализа физиологической роли ИРР нами получена линия гомозиготных нокаутных мышей. 40 НОВЫЕ АСПЕКТЫ В ИЗУЧЕНИИ МОЛЕКУЛЯРНЫХ ОСНОВ САХАРНОГО ДИАБЕТА: ИДЕНТИФИКАЦИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ДЕФЕКТОВ В СИГНАЛЬНЫХ МЕХАНИЗМАХ ДЕЙСТВИЯ ГРУППЫ ПЕПТИДНЫХ ГОРМОНОВ И БИОГЕННЫХ АМИНОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ НАНОБИОСЕНСОРОВ И БИОХИМИЧЕСКИХ ТЕСТОВ М.Н.Перцева 1), А.О.Шпаков 1), Л.А.Кузнецова 1), С.А.Плеснёва 1), О.В.Чистякова 1), В.М.Бондарева 1), Е.А.Манова 2) Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова, РАН, Санкт-Петербург, 2)Клиническая больница РАН, Санкт-Петербург 1) Основываясь на инновационных разработках лаборатории, включающих: 1) открытие нового класса аденилатциклазных сигнальных систем, участвующих в действии гормонов и ростовых факторов инсулинового суперсемейства; 2) концепцию молекулярных дефектов в гормональных сигнальных системах как ключевых причин эндокринных заболеваний; 3) пептидную наностратегию, состоящую в синтезе пептидов, гомологичных участкам сигнальных белков и используемых как нанобиосенсоры для идентификации дефектов в сигнальных системах, было проведено изучение молекулярных основ сахарного диабета на экспериментальных моделях (крысы). 1. При изучении диабета 2-го типа на неонатальной стрептозотоциновой модели в мозговой ткни крыс обнаружено, что через 80 и 120 сутки развития диабета наблюдается отчетливое снижение стимулирующего аденилатциклазу эффекта гормонов инсулиновой природы (инсулин, релаксин, инсулиноподобный фактор I – ИФР-I), а также эпидермального фактора роста (ЭФР) по сравнению с контрольными животными. На 180 и 210 сутки наблюдается восстановление этих эффектов в мозгу. Сходная картина выявлена и в скелетных мышцах крыс с диабетом 2-го типа на тех же сроках. 2. Исследовано функциональное состояние NO-синтазной сигнальной системы (NOS), сопряженной с гуанилатциклазным сигнальным механизмом в норме и при диабете 2-го типа. Установлено, что в скелетных мышцах крыс NOS представлена двумя мембранными изоформами – эндотелиальной (eNOS) и нейрональной (nNOS), которые стимулируются инсулином, ИФР-I и релаксином. При диабете 2-го типа 80 и 180 дней найдено, что активность обеих изоформ NOS и стимулирующее действие гормонов инсулиновой группы снижается. Таким образом, обнаружены функциональные нарушения при диабете не 41 только в аденилатциклазных, но и NO-гуанилатциклазных сигнальных системах. 3. При выявлении (с помощью биохимических тестов и нанобиосенсоров) функциональных изменений и молекулярных дефектов, возникающих при диабете 1- и 2-го типов в инсулинкомпетентных сигнальных системах обнаружено, что на уровне рецептора инсулина происходит увеличение числа низко- и высокоаффинных связывающих мест и снижение экспрессии мРНК субстрата инсулинового рецептора (ИРС2). На пострецептоных стадиях передачи сигнала наблюдается ослабление функционального сопряжения на уровне G белков и аденилатциклазы. Совокупность полученных впервые экспериментальных данных подтверждают сделанный авторами вывод о полигормональном генезе сахарного диабета и о системном ответе сигнальной сети гормонокомпетентной клетки на эту патологию. ИДЕНТИФИКАЦИЯ И АНАЛИЗ ГЕНЕТИЧЕСКИХ И СРЕДОВЫХ ФАКТОРОВ В ЭТИОЛОГИИ И ПАТОГЕНЕЗЕ СОЦИАЛЬНО ЗНАЧИМЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ Э.С. Пирузян1), Р.М. Абдеев 2), С.А. Брускин 1), В.В. Соболев 1), И.А. Абдеева 1), А.Г. Соболева 1), И.М. Корсунская 3), О.Ю. Рахимова 4), Х.А. Курданов 5) Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, г. Москва Центр теоретических проблем физико-химической фармакологии РАН, г. Москва 3) Городская клиническая больница № 15, г. Москва 4) Городская клиническая больница № 24, г. Москва 5) Центр медико-экологических исследований Филиала ГНУ РФ ИМБП РАН, г. Нальчик 1) 2) Актуальной задачей современной медицины является изучение генетических и средовых факторов запуска патогенеза многофакторных заболеваний, к которым относят большинство сложных патологий, включая кардиоваскулярные заболевания, псориаз и болезнь Крона, выбранные нами в качестве исследуемых патологий. 42 Псориаз – заболевание кожи, кардиоваскулярные болезни и болезнь Крона – заболевание эпителия кишечника, являются сложными генетически обусловленными патологиями, в проявлении которых задействованы большие группы (сети) взаимодействующих генов/белков. С помощью биоинформационных исследований модифицирована и дополнена ранее созданная нами генная сеть псориаза, найден ряд узловых транскрипционных факторов, таких как АР-1, NFkB, SP-1, c-Myc, STAT3 и др. Построена генная сеть, являющаяся общей частью для псориаза и болезни Крона, а также генная сеть кардиоваскулярных болезней. Идентифицированы общие узловые гены-индукторы и проводники патологического сигнала для болезни Крона и псориаза. Собран биологический материал у больных псориазом, болезнью Крона и больных разными видами кардиоваскулярных болезней (кровь, биопсии) в количестве 120 (сто двадцать) единиц от 120 различных больных. Собран информационный материал у больных псориазом, болезнью Крона и кардиоваскулярными болезнями (заполнены Индивидуальные Информационные Карты) в количестве 250 (двести пятьдесят) единиц с целью разделения пациентов на группы и индивидуализации лечения. Результаты этой части работы позволили создать массивы данных об индивидуумах для проведения их анализа с целью выявления генетических и средовых факторов риска развития заболеваний. С помощью методов Real-Time PCR проведены эксперименты по количественному определению экспрессии 11 отобранных в соответствии с разработанной моделью генов-кандидатов и ассоциированных генов при псориазе, болезни Крона и кардиоваскулярных болезнях. На основании данных по молекулярно-генетическому анализу проведены поиски генетических маркеров, наличие которых в организме обусловливает восприимчивость организма человека к определенному заболеванию. В рамках данного направления исследований осуществлена систематизация и обобщение результатов, проведена отработка новых схем лечения больных псориазом. Полученные результаты могут быть использованы повсеместно во всех клиниках, специализирующихся на диагностике и лечении кожных и кишечных болезней. 43 ВЫЯСНЕНИЕ РОЛИ НОВЫХ АМИЛОИДНЫХ САРКОМЕРНЫХ ЦИТОСКЕЛЕТНЫХ БЕЛКОВ В ПАТОГЕНЕЗЕ АМИЛОИДОЗОВ С ЦЕЛЬЮ РАЗРАБОТКИ МЕТОДОВ ИХ РАННЕЙ ДИАГНОСТИКИ И КОРРЕКЦИИ З.А. Подлубная1,2), И.Я. Подольский1), Л.Г. Марсагишвили1), М.Д. Шпагина1), И.М.Вихлянцев1), А.А. Федюшин2), Т.В. Гордиенко2), Р.У. Островская3), А.Б. Гехт4) Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, Пущино; 2) Больница Пущинского научного центра РАН, Пущино; 3) Институт фармакологии им. В.В. Закусова РАМН, Москва; 4) Российский Государственный медицинский университет, Москва 1) Амилоидные отложения, образующиеся в органах и тканях в результате наследственного или приобретенного нарушения сворачивания белков, играют центральную роль в патогенезе болезней, от которых страдают миллионы пациентов (болезнь Альцгеймера, Паркинсона, синдром Дауна, диабет второго типа, кардиопатический амилоидоз, системные амилоидозы, прионные болезни и др.). Эти болезни – главная причина смерти после сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний. Молекулярные механизмы амилоидозов до конца неясны. Их выяснение необходимо для их предупреждения, ранней диагностики и назначения своевременного, эффективного лечения. Для этого необходимо знание амилоидогенеза: выявление общих свойств амилоидов, образуемых разными белками, знание факторов, регулирующих их образование и разрушение, их эффектов на жизнедеятельность клеток и т. д. В рамках программы Президиума РАН «Фундаментальные науки – медицине» мы открыли новые амилоидные белки, саркомерные мышечные белки семейства тайтина (тайтин, С-, Х-, и Н-белки). Обнаружены сходные свойства амилоидных фибрилл этих белков и фибрилл Аβ-пептидов при болезни Альцгеймера (БА). С помощью ЭМ было показано антиамилоидное действие тетрациклина, фуллерена С60, поликарбоксильного производного фуллерена С60 (ППФ) на амилоидные фибриллы Х-, С- и Н-белков и Абета-пептидов 25-35 и 142. Важно, что указанные препараты и предотвращали образование амилоидов, как и ноопепт, и дипепт ГЗР-123. Это важно, поскольку сегодняшняя превентивная стратегия основана на идее предотвратить переход мягких когнитивных нарушений и начальных форм АД в развитые формы этой болезни. Антиамилоидное действие препаратов было проверено и на клеточной культуре полиморфноядерных лейкоцитов по увеличению в их присутствии выживаемости клеток, 44 гибнущих под действием токсичных амилоидов. Этот метод позволяет проверить на токсичность не только амилоиды в разные стадии их формирования, но и сами препараты и фрагменты распада амилоидов, что также отвечает требования практики. Такой подход в комплексе с визуальной оценкой позволяет осуществлять подбор наиболее ценных лекарственных средств для борьбы с разными амилоидами и амилоидозами, что является целью и дальнейших наших исследований. Несомненно, что большое значение в терапии имеет также и преклиническая диагностика разных амилоидозов. Для этого эффективным подходом может быть метод твердофазного иммуноферментного анализа (ТИФА) регистрация с его помощью в крови пациента аутоантител к амилоидам или амилоидных белков с помощью антител и снижения их количества в крови как указание на эффективность используемого терапевтического подхода. С помощью ТИФА нами были зарегистрированы аутоантитела к Н-белку в сыворотке крови у пациентов с ревматоидным артритом и с подозрением на амилоидоз (биопсия прямой кишки) и аутоантитела к Аβ-пептиду (25-35) в крови у пациентов с БА. Использование этого метода входит в план наших и дальнейших исследований. Он открывает пути развития ранней щадящей диагностики амилоидозов. На наш взгляд, это безопасный метод по сравнению с пункционной биопсией спинномозговой жидкости. Такой диагностический тест может быть разработан для разных амилоидозов с использованием соответствующего белка-предшественника. РАЗВИТИЕ НОВОГО ПОДХОДА К ОСНОВАМ ЭТИОПАТОГЕНЕЗА СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ (В АСПЕКТЕ ИЗМЕНЕНИЙ КОЛЛАГЕНА СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ ТКАНИ) В.Г. Туманян1), Е.С. Котовская2), И.В. Филатов1), С.П. Домогацкий3), В.П. Барграсер3), В.А. Намиот4), Ю.В. Мильчевский1), Н.Г. Есипова1) 1) ИМБ РАН, 2)ФГУ ГБМСЭ по г. Москве, 3)ИЭК РКНПК МЗРФ, 4)НИИЯФ МГУ Привлечение методов фундаментальных исследований для решения задач, выдвинутых клинической практикой, позволяет ожидать разрешения в 21 веке до сих пор не решенных до конца проблем этиопатогенеза сердечно-сосудистых заболеваний – основной причины смертности в индустриально развитых странах. Врожденные заболевания соединительной ткани часто отягощены сопутствующей патологией сердечно-сосудистой системы – в качестве 45 референтной группы была выбрана социально-значимая категория детейинвалидов, с крайней степенью выраженности аномалий сердечнососудистой системы с сопутствующей отягощенностью синдромами Элерса-Данлоса и Марфана. Эта группа прошла медико-социальную экспертизу в г. Москве и стала объектом иммунологического исследования. Был проведен количественный иммуноферментный анализ уровня аутоантител к коллагену I-VI типов в образцах крови 28 человек (трех поколений шести семей). По сравнению с контрольными группами здоровых людей (нулевая реакция) и отобранными больными СКВ (позитивная неспецифическая реакция), у исследованной выборки пациентов обнаружена выраженная иммунная реакция на коллаген базальных мембран IV типа. Исключение составляет только одна семья с нулевой реакцией у трех поколений. Тем самым в прикладном плане был сделан шаг к созданию «коллагенового» маркера ряда патологий сердечно-сосудистой системы. В фундаментальном плане выявлена важная роль коллагена IV типа, являющегося основным структурным компонентом базальной мембраны сосудов. Было показано, что фундаментальные исследования с помощью специального метода компьютерного анализа – комбинации молекулярной механики и статистического анализа, позволяют выявлять структурные и энергетические последствия замены тех или иных аминокислотных остатков в полипептидной цепи коллагенов. На основе проведенных расчетов получено объяснение того, как наблюдаемое для белковмутантов изменение структуры и компонент энергии в местах аминокислотных замен связано с ассоциированными с болезнями изменениями в соединительной ткани. Патологический эффект интерпретируется в терминах изменения локальной стабильности макромолекул коллагена вследствие аминокислотной замены, в результате которой нарушается соответствие температуры плавления макромолекулы коллагена физиологической температуре организма. Для коллагена IV проведены априорные расчеты трехмерной структуры по последовательности аминокислот (с использованием оригинальных программ и программ ICM и Tinker). Сложность представляют сегменты макромолекулы с нарушением регулярного чередования глицина, с включением аланина вместо глицина. Эти сегменты были рассчитаны с учетом данных ЯМР по межатомным расстояниям. Проведены оценки локальной температуры плавления и вариации механических свойств коллагена вдоль молекулы, разметка Т- и В-эпитопов и оценка гидратации. Обсуждается интерпретация патологического эффекта мутаций (с учетом клинических проявлений) в терминах изменения локальных и глобальных свойств макромолекул коллагенов, приводящих к 46 нарушениям процесса фибриллогенеза. Проводится секвенирование коллагена IV типа пациентов референтной группы. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕДНОЙ ФЕРРОКСИДАЗЫ ЦЕРУЛОПЛАЗМИНА С БЕЛКАМИ НЕЙТРОФИЛОВ В.Р.Самыгина 1), А.В.Соколов 2), Е.В.Филиппова 1), Е.Т.Захарова 2), В.Б.Васильев 2), Г.Бартуник 3) Институт кристаллографии РАН, Москва ГУ НИИ экспериментальной медицины, Санкт-Петербург 3) ASMB-MPG, DESY, Hamburg, Germany 1) 2) Большинство биохимических процессов в организме регулируются белок-белковыми взаимодействиями. Церулоплазмин (ЦП) – медьсодержащая ферроксидаза плазмы крови человека образует бинарные комплексы с несколькими белками нейтрофилов: миелопероксидазой, лактоферрином, катепсином G, нейтрофильной эластазой, азурацидином, протеиназой 3. Взаимодействие с миелопероксидазой было установлено ранее [1], взаимодействие с остальными 4 белками установлено нами [2]. Все выявленные белки являются аутоантигенами, провоцирующими развитие системных васкулитов. Вероятно, взаимодействие этих белков с церулоплазмином является частью механизма участвующего в патогенезе этих заболеваний. Мы начали исследование этих взаимодействий с изучения бинарных комплексов церулоплазмин-миелопероксидаза и церулоплазминлактоферрин. Гем-содержащий белок нейтрофилов миелопероксидаза (МПО) катализирует образование гипохлорида, высвобождающегося в плазму крови во время иммунного ответа. Гипохлорид играет важную роль в уничтожении микробов иммунной системой, но является мощным оксидантом и его неконтролируемое внеклеточное высвобождение может приводить, в частности, к повреждению стенок артерий и соответственно, атеросклерозу. Церулоплазмин образует комплекс с миелопероксидазой (МПО), попавшeй в кровяное русло и ингибирует ее активность. Воздействие на образование и распад комплекса и/или на его структуру – эффективный инструмент оптимизации работы МПО – этого ключевого белка острой фазы воспаления, усилив его полезную антимикробную функцию и ограничив побочный повреждающий эффект. Лактоферрин – железосодержащий гликопротеин семейства трансферриновых, подавляет рост микроорганизмов. 47 Мы определили кинетические параметры ингибирования ЦП ферментативной активности МПО, характер диссоциации комплекса. На основании полученных результатов сделан вывод, что ЦП выступает как конкурентный ингибитор, препятствуя связыванию ароматических субстратов с активным центром МПО. Нами изучено влияние лактоферрина на ферроксидазную активность церулоплазмина. Структуры бинарных комплексов ЦП-МПО и ЦП-ЛФ изучались методами рентгеноструктурного анализа и методом малоуглового рассеяния. Полученные в результате структуры низкого разрешения позволили определить зоны взаимодействия белков. Полученные данные хорошо согласуются с данными биохимических исследований. Нами также закристаллизован комплекс церулоплазмина с пептидом азуроцидина, содержащим участок полипептидной цепи азуроцидина, который по предварительным данным участвует во взаимодействии с церулоплазмином. [1] Segelmark M., Persson B., Hellmark T. et al. (1997). Clin. Experim. Immunol., 108, 167-174. [2] А.В. Соколов, М.О. Пулина, К.В. Агеева, О.Л. Рунова, Е.Т. Захарова, В.Б. Васильев (2007). Биохимия, 72, 1072-1077. ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ВАРИАЦИИ ТРОМБОЦИТАРНЫХ РЕЦЕПТОРОВ И ИХ ВКЛАД В ГИПЕРАГРЕГАЦИЮ ТРОМБОЦИТОВ, РИСК ИНФАРКТА МИОКАРДА И ЧУВСВИТЕЛЬНОСТЬ К АНТИАГРЕГАНТНОЙ ТЕРАПИИ КЛОПИДОГРЕЛЕМ О.В.Сироткина1), Н.А. Боганькова2), Е.Л. Железняк1), Т.В. Вавилова2) 1) Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова РАН Санкт-Петербургская Государственная медицинская академия им. И.И. Мечникова 2) Цель работы – выявить генетические вариации ключевых тромбоцитарных рецепторов, которые лежат в основе гиперагрегации тромбоцитов, приводят к развитию тромбоэмболий и влияют на индивидуальную чувствительность к антиагрегантной терапии. Материалы и методы: В исследование были включены пациенты, перенесшие инфаркт миокарда (ИМ) и принимающие клопидогрель (21 человек, от 43 до 72 лет), и здоровые доноры без сердечно-сосудистых и тромбоэмболических заболевание в анамнезе (21 человек, от 22 до 56 лет). В исследуемых группах проанализированы генетические варианты C18T и G36T P2Y12, Leu33Pro GPIIIa, C-154T и T13254C GPVI, C807T GPIa 48 методом PCR-RFLP, коллаген- и АДФ-индуцированная агрегация по Борну, количество рецепторов GPIIb-IIIa, GPIa-IIa и GPVI методом проточной цитометрии с использованием соответствующих FITCмеченых AB, экспрессия генов GPIIb, GPIIIa, GPVI и P2Y12 методом RTPCR с использованием TaqMan технологии. Результаты: Мы выявили ассоциацию T13254C GPVI с риском развития инфаркта миокарда: частоты генотипов достоверно различались в группе пациентов – 36 % и 64 % для TT и TC, соответственно, по сравнению с донорами – 82 % и 18 % для TT и TC, соответственно (p=0.001), OR=8.1(95 %CI 2.9-23.1). С другой стороны, частота протективного варианта C18T P2Y12 была ниже у пациентов – 50 %, 39 % и 11 % для CC, CT и TT, соответственно, у доноров – 18 %, 59 % и 23 % для CC, CT и TT (p=0.02), OR=0.2 (95 % CI 0.1-0.4). У пациентов до начала антиагрегантной терапии и в группе доноров уровень АДФиндуцированной агрегации не зависел от исследуемых генетических вариантов. Однако в динамике пациенты – носители мутаций G36T P2Y12, C-154T и T13254C GPVI, C807T GPIa и лица с отсутствием протективного аллеля С18 P2Y12, изначально показывая более высокую степень агрегации, на фоне терапии снижали ее более эффективно. Напротив, при мутации Leu33Pro GPIIIa у больных не наблюдалось уменьшения степени агрегации тромбоцитов на фоне приема клопидогреля. В группе доноров было определено, что T13254C и C-154T GPVI, а также Leu33Pro GPIIIa ассоциированы с большим числом соответствующих рецепторов – MFI 1.54±0.19 и 1.83±0.33 для TT13254 и TC13254, соответственно (p=0.09); 1.47±0.09, 1.73±0.06 и 1.56±0.08 для CC(-154), CT(-154) и TT(-154), соответственно (p=0.06); 53.9±1.4 тыс./кл. и 60.9±2.7 тыс./кл. для LeuLeu33 и ProLeu33, соответственно (p=0.09). Уровень достоверности не достиг значимых значений возможно вследствие малого объема выборки. Коллаген-индуцированная агрегация не зависела от количества рецепторов GPVI и GPIa-IIa, в то время как АДФ-индуцированная агрегация имела прямую корреляцию с числом GPIIb-IIIa (R=0.51, p=0.002). Экспрессия генов P2Y12, GPIIb и GPVI обратно коррелировала с возрастом обследованных (R от -0.39 до -0.45, p от 0.05 до 0.009). Экспрессия GPIIIa наоборот увеличивалась с возрастом (R=0.38, p=0.047) и в группе пациентов снижала эффективность уменьшения степени АДФ-индуцированной агрегации после приема клопидогреля (R=0.69, p=0.038 и R=0.68, p=0.042 для АДФ 5 и 10 мкМ, соответственно). Заключение: генетические вариации рецептора GPIIb-IIIa и его количество на мембране тромбоцита вносят наибольший вклад в гиперагрегацию и чувствительность к клопидогрелю. На риск развития инфаркта миокарда в пожилом возрасте могут влиять варианты тромбоцитарных рецепторов T13254C GPVI и C18T P2Y12. 49 МЕХАНИЗМЫ УФ-ИНДУЦИРОВАННОЙ АГРЕГАЦИИ БЕЛКОВ И СОЗДАНИЕ ЭФФЕКТИВНОГО АНТИКАТАРАКТАЛЬНОГО ПРЕПАРАТА Л.В.Соустов1), Е.В.Челноков1), Н.В.Сапогова1), М.А.Островский2), Н.М.Битюрин1) 1) 2) Институт прикладной физики РАН, Нижний Новгород Институт биохимической физики им. Н.М.Эммануэля РАН, Москва Из белков хрусталика глаза бета- и гамма-кристаллины наиболее подвержены воздействию УФ излучения, а альфа-кристаллин обладает по отношению к ним защитными шапероно-подобными свойствами. Нами проведены исследования УФ-индуцированной агрегации этих белков in vitro, которые наиболее близко моделируют процессы повреждения кристаллинов при развитии возрастной катаракты. В качестве источника УФ излучения использовался импульсный XeCl лазер с длиной волны 308 нм. Для определения степени агрегации измерялась мощность рассеянного в растворе белка пробного пучка HeNe лазера с длиной волны 633 нм. Исследован эффект постагрегации бета-кристаллина и модельного белка карбоангидразы. Суть эффекта состоит в том, что если после воздействия на раствор белка некоторой УФ дозой D0 прекратить облучение, то через некоторое время Т, которое зависит от D0, может появляться рассеянное излучение пробного пучка, то есть за время Т может происходить образование высокомолекулярных агрегатов в отсутствие УФ излучения. При выключении УФ излучения временные зависимости рассеянной мощности в растворах исследованных белков существенно различаются. Так, в бета-кристаллине рассеянная мощность монотонно растет со временем, а при уменьшении D0 величина Т увеличивается и при некотором значении D0 = D0* значение Т стремится к бесконечности. Величину D0* можно принять как «безопасную УФ дозу», после воздействия которой можно считать концентрацию вновь образующихся агрегатов пренебрежимо малой. В карбоангидразе рассеянная мощность выходит практически на стационарный уровень и остается на нем в течение всего времени измерения (больше пяти часов). Величина этого уровня рассеянной мощности растет при увеличении D0. Построена теоретическая модель, в рамках которой описывается наблюдавшаяся ранее в эксперименте зависимость пороговой дозы начала рассеяния пробного пучка в растворе бета-кристаллина D* от частоты следования УФ импульсов. Ранее мы предложили модель, в которой предполагалось, что при поглощении УФ фотона белок с некоторой вероятностью частично денатурируется, фотоактивируется, и 50 возвращается в исходное состояние через некоторое время . Две фотоактивированные белковые молекулы могут агрегировать, образуя димер, первичный агрегат, который способен агрегировать с другими агрегатами. Эта модель позволяла качественно объяснить полученные нами экспериментальные результаты. Однако для более детального описания экспериментальных зависимостей эта модель была нами усовершенствована путем учета конечного времени жизни первичных агрегатов 2, после которого происходит их диссоциация на исходные молекулы, причем 2 >> . В рамках этой модели удается детально описать экспериментальные данные по зависимости рассеяния белкового раствора от дозы облучения при различных частотах следования УФ импульсов. На основании проведенных ранее исследований нами была создана комбинация из N-ацетилкарнозина и D-пантетина, которая лучше замедляет агрегацию смеси бетаL- и альфа-кристаллинов, чем каждое из этих веществ по отдельности. Эта комбинация апробирована в НИИ глазных болезней РАМН на экспериментальных животных (крысах) и показала существенное (в несколько раз) замедление развития у них УФиндуцированной катаракты. Получено решение Роспатента о выдаче патента на изобретение (заявка № 2007144339) «Фармацевтическая композиция для профилактики развития и лечения начальной стадии возрастной катаракты (варианты)». Полученные результаты являются инновационными как для теории фотоагрегации белков, так и для практической медицины. МЕХАНИЗМЫ КОГНИТИВНЫХ НАРУШЕНИЙ ПРИ ШИЗОФРЕНИИ В.Б. Стрелец, Ж.В. Гарах, В.Ю.Новотоцкий-Власов В 2008 г. мы провели исследование нарушений нейрофизиологических механизмов когнитивных функций у больных шизофренией по сравнению с нормой. Были исследованы показатели мощности и спектральной ковариации ритмов ЭЭГ. Анализ показал, что топография ритмов ЭЭГ у здоровых испытуемых и у больных шизофренией значительно различаются. В норме, как в состоянии спокойного бодрствования, так и при когнитивных нагрузках, большинство максимумов спектральных ритмов ЭЭГ отмечалось в задних областях мозга, симметрично. У больных с преобладанием позитивных симптомов максимумы низкочастотных ритмов наблюдались преимущественно в правом полушарии, а в полосе быстрых ритмов – в 51 основном в передних областях мозга. У больных с преобладанием негативных симптомов наиболее значимым оказалось снижение максимумов спектральной мощности всех ритмов по сравнению с испытуемыми двух других групп. Выявлено, что межполушарная асимметрия в норме в покое отсутствует, а при функциональных нагрузках увеличивается активности левого или правого полушария соответственно типу когнитивного задания, а у больных асимметрия наблюдается уже в покое, причем при выполнении задач она не соответствует типу задания и иногда даже носит парадоксальный характер. Отмечалась также корреляция межполушарной асимметрии с характером синдрома. В диапазоне 8–13 Гц у больных с негативной симптоматикой спектральная мощность альфа-ритма была снижена в большинстве областей правого, а с позитивной – левого полушарий. Эта асимметрия не изменялась и при выполнении больными когнитивных заданий. Проведенный нами сравнительный анализ мощности, усредненной по всем корковым областям, показал, что мощность особенно медленных ритмов ЭЭГ у больных шизофренией ниже, чем у здоровых испытуемых. Так, мощность тета1-ритма достоверно снижена по сравнению с нормой во всех корковых зонах (р<0.001). Мощность тета2 и альфа-ритмов достоверно снижены в большинстве областей (р<0.05). Однако анализ более высокочастотной части спектра выявил несколько другую картину. Оказалось, что мощность быстрых – бета- и гамма-ритмов у больных шизофренией с преобладанием позитивной симптоматики в среднем превышает аналогичный показатель как в норме, так и у больных с негативными симптомами как в фоне, так и при когнитивных нагрузках. Анализ спектральной ковариации показал, что соответствие спектрального распределения мощности гамма-ритма в корковых областях убывает по мере увеличения психопатологии. Оно максимально у здоровых и минимально у больных шизофренией с преобладанием негативной симптоматики при выполнении теста. Это связано с тем, что тест является для них значительной когнитивной нагрузкой. В группе контроля наблюдалось большее число связей, чем у больных в покое, и появление новых связей при выполнении задания, в частности, между префронтальными областями, что указывает на максимальное соответствие спектрального распределения мощности гамма-ритма в этих областях у здоровых. У «острых» больных шизофренией (с преобладанием позитивной симптоматики) число корковых связей было также достаточно велико в обеих ситуациях; у хронических больных относительно большое число связей наблюдалось только в покое, значительно уменьшаясь при выполнении когнитивного теста. Эти данные показали, что у больных шизофренией с преобладанием 52 негативной симптоматики при выполнении когнитивного теста наблюдалось несоответствие между спектральной мощностью гаммаритма передних и задних мозговых областей, затрудняющий обмен информацией между ними. Полученные данные указывают на то, что сопряженность характеристик мощности и синхронизации ритмов ЭЭГ является необходимым условием для нормальной перцептивной, когнитивной деятельности и организации поведения. ЯЗВЕННАЯ БОЛЕЗНЬ ЖЕЛУДКА И ГЛЮКОКОРТИКОИДНЫЕ ГОРМОНЫ: МЕХАНИЗМЫ ТРАНСФОРМАЦИИ ГАСТРОПРОТЕКТИВНОГО ДЕЙСТВИЯ ГОРМОНОВ В УЛЬЦЕРОГЕННОЕ Л.П. Филаретова1), Т.Т. Подвигина1), Т.Р. Багаева1), О.Ю.Морозова1), А.К. Ефимова2) 1) Институт физиологии им. И.П.Павлова РАН, Санкт-Петербург 2) Клиническая больница РАН, Санкт-Петербург Наш вклад в разрабатываемую проблему «Язвенная болезнь желудка и глюкокортикоидные гормоны» заключается в переоценке роли глюкокортикоидных гормонов в язвообразовании. Согласно нашим данным, глюкокортикоидные гормоны – важные гастропротективные факторы, а не ульцерогенные, как это было общепринято в течение нескольких десятилетий. Хотя в физиологических условиях глюкокортикоидные гормоны оказывают адаптивное, защитное, действие на слизистую оболочку желудка, тем не менее в некоторых патологических ситуациях их действие может становиться ульцерогенным. Настоящий проект был направлен на выяснение вопроса о возможных механизмах трансформации гастропротективного действия глюкокортикоидных гормонов в ульцерогенное. Результаты предыдущей работы привели нас к выводу о том, что первопричина трансформации может заключаться в нарушениях в звеньях общего гомеостаза. Среди звеньев общего гомеостаза гомеостаз глюкозы – наиболее значимая мишень для глюкокортикоидных гормонов при проявлении их действия на слизистую оболочку желудка. Цель проекта заключалась в проверке 53 гипотезы о том, что нарушение углеводного обмена может являться причиной трансформации гастропротективного действия глюкокортикоидных гормонов в ульцерогенное. Результаты экспериментальной работы, проведенной на крысах, подтверждают гипотезу и свидетельствуют о том, что вызванная глюкокортикоидами дестабилизация в звеньях, регулирующих гомеостаз уровня глюкозы в крови, может являться причиной трансформации их гастропротективного действия в ульцерогенное. При анализе состояния углеводного обмена у пациентов Клинической больницы РАН г. Санкт-Петербурга с язвенной патологией в большинстве случаев выявлено нарушение толерантности к глюкозе. Выявленный факт, подтверждающий правильность наших предположений о вкладе нарушений углеводного обмена в ульцерогенез в желудочно-кишечном тракте, дает основание предполагать, что своевременное выявление и коррекция патологических изменений в углеводном обмене может стать эффективным подходом для профилактики и лечения язвенной болезни. По результатам работы подготовлена статья (принята в печать) и опубликованы тезисы: Filaretova L., Podvigina T., Bagaeva T., Morozova O. Dual action of glucocorticoid hormones on the gastric mucosa: how the gastroprotective action can be transformed to the ulcerogenic one // Inflammopharmacology (Birkhauser), Accepted in press. Filaretova L., Podvigina T., Bagaeva T., Morozova O. Disturbance of carbohydrate regulation may be responsible for the transformation of gastroprotective action of glucocorticoids to ulcerogenic one // 13th Meeting of the European NeuroEndocrinology Association. Turkey, Antalya, 17-20 October 2008. Р. 58. Filaretova L.P. Dual action of glucocorticoid hormones on the gastric mucosa: how the gastroprotective action can be transformed to ulcerogenic one // 9th International Conference Inflammopharmacology. Cambridge, UK, 8-10th September 2008. P. 17. Работа выполнена при поддержке Программы фундаментальных исследований Президиума РАН «Фундаментальные науки – медицине» 2008. 54 3. Атмосфера и здоровье ПРОБЛЕМЫ ЭТИОЛОГИИ И ПАТОГЕНЕЗА МЕТЕО- И МАГНИТОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ У БОЛЬНЫХ С СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТЫМИ ЗАБОЛЕВАНИЯМИ И У ЛЮДЕЙ, СЧИТАЮЩИХСЯ «ПРАКТИЧЕСКИ ЗДОРОВЫМИ» Т.К.Бреус1), В.А.Ожередов1), Т.А.Зенченко1/.2), Ю.И.Гурфинкель1/3), Б.А.Ревич4), Т.А.Митрофанова5), Н.Г.Клейменова1/6) 1) ИКИ РАН, 2)ИТЭБ РАН, 3)ЦКБ МПС, 4Институт народнохозяйственного прогнозирования РАН, 5)ИЗМИРАН, 6)ИФЗ РАН Имеется существенное сходство в поведении статических и динамических спектральных компонент медицинских данных и индексов геомагнитной активнгости (ГМА). Если в области периодов, близких к собственному обороту Солнца (28 дней) сходство было достоверно доказано усовершенствованными нами методами матанализа – метод иерархического контрастирования, фильтрации и кросвалидации, то в области долгих периодов использование метода SSE – сингулярного спектрального оценивания – позволило впервые получить сходные периоды и динамику инфарктов миокарда (ИМ) и Кр-индекса в области 0, 5г; 1г; 1,3; 1,6 и 2,49г. за три цикла солнечной активности (СА). Возможность существования этих периодов обсуждалась группой проф. Халберга (США), однако динамика их в циклах СА не имела в их работах выраженного подобия. Сходство спектральных периодов и их динамики представляет интерес для подтверждения фундаментальной гипотезы о том, что ритмы ГМА участвовали в формировании эндогенной ритмики биообъектов, и что их реакция на возмущения ГМА представляет собой рассогласование регуляторных систем организма – адаптационный стресс. Анализировались данные мониторирования артериального давления (АД) у 96 здоровых волонтеров из Москвы, Болгарии и Крыма (в целях подготовки к участию в проекте МАРС-500). Использовался метод «взвешенного» учета быстрых внезапных скачков и медленных трендов, показавший, что резкие «развалы» тренда связаны с магнитными бурями (ГМА). Исследовалась магниточувствительность здоровых волонтеров, определяемая как отклонение от нормы по давлению на 30 мм рт.ст. Оказалось, что отношение магниточувствительных здоровых людей к нечувствительным достоверно составляет 40 % к 60 % из 76 чел. На прошлом этапе исследований (2007 г.) было показано, что у гипертоников это соотношение гораздо выше – 84 % к 16 % . Кроме того, гипертоники 55 реагируют на магнитные возмущения с запаздыванием на 1–2 суток, т.е. практически на фазе восстановления магнитного поля после главной фазы магнитной бури. В то же время у здоровых людей реакция на ГМА происходит без запаздывания и выглядит как кратковременный подскок давления, что может быть опаснее, чем длительный криз с точки зрения развития острых нарушений мозгового кровообращения и инфарктов миокарда. Решена проблема с биологической реакцией «опережения» магнитной бури, давно обсуждавшаяся в литературе как загадочный феномен, основательно дискретитирующая проблему. Оказалось, что все магнитные бури с внезапным началом, соответствующие приходу от Солнца вспышечной ударной волны с возрастанием потока протонов за сутки раньше, чем рост геомагнитных индексов, характеризующих бурю, в основном приходятся на максимум СА, и именно они сопровождаются подъемами АД, по времени совпадающими с приходом потока протонов. Исследования и сопоставления реакции АД и ИМ на метеофакторы и ГМА показало, что в иерархии воздействующих факторов первостепенное место занимает атмосферная температура Т (50%), а вклад ГМА составляет 33 % и затем атмосферное давление Р (∆Т : Кр : Р = 9:6:4). Положительные и отрицательные температурные волны, когда в течение 5-7 дней Т держится в пределах (+20 ± 28оС) или ниже -17 оС, приводят к возрастанию числа ИМ на 23 % и на 37 % соответственно. Переходы через нуль температуры также чувствительны в течение 1,5 дня для положительных переходов и от 1,5 до 3 дней для отрицательных. Одним из самых эффективных методов определения эластических свойств сосудов крупного и среднего калибра является анализ скорости распространения пульсовой волны (СРПВ). Оказалось, что риск фатального инсульта прямо зависит от скорости пульсовой волны. Эти исследования находятся у нас в стадии накопления пилотных данных, и мы планируем приобретение 2-го прибора «Тонокард» (если будет выделено финансирование) для тестирования контрольной группы волонтеров в проекте МАРС 500, которая начнет работать в ИКИ РАН с прибором «ЭКОСАН» (аналог прибора для ИМБП РАН), в 2009 г. В 2008 г. опубликовано и принято в печать 12 работ, представлено докладов на Межд. Конференциях – 16, практически завершены работы по двум диссертациям – докторской (Зенченко Т.А.) и кандидатской (Ожередов В.А.) 56 РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ КЛИМАТИЧЕСКИХ И МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ ДЛЯ СОЗДАНИЯ СИСТЕМЫ ПРОФИЛАКТИКИ ПАТОГЕННЫХ МЕТЕОТРОПНЫХ РЕАКЦИЙ У БОЛЬНЫХ С ЗАБОЛЕВАНИЯМИ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ Г.С.Голицын1), И.Г.Гранберг1), Н. Г. Истошин2), А.С.Гинзбург1), Н.В.Ефименко2), А. И.Алёхин3), Н.П.Поволоцкая2), А.Н.Рогоза4), И.Б.Беликов1), Л.О.Максименков1), Ф.А.Погарский1), К.Г.Рубинштейн5) Институт физики атмосферы им. А. М. Обухова РАН 2) Пятигорский ГНИИ курортологии ФМБА 3) Центральная клиническая больница РАН 4) Российский кардиологический научно-производственный комплекс 5) Гидрометцентр России 1) В настоящее время, в условиях глобального изменения климата, которое сопровождается частой и резкой перестройкой атмосферных процессов, тепловыми аномалиями, засухами, изменения окружающей среды через метеорологические и гелиогеофизические факторы воздействуют на человеческий организм особенно интенсивно, приводя к неблагоприятным последствиям для здоровья. Созданная учеными Института физики атмосферы им. А. М. Обухова РАН и Пятигорского ГНИИ курортологии ФМБА система Оперативного медицинского прогноза погоды (ОМПП) в модифицированном виде, вместе с усовершенствованием определения Индекса патогенности погоды (ИПП) для медицинского прогноза погоды, сейчас адаптируется к условиям мегаполиса на примере г. Москвы. Ежедневно составляется трёхсуточный медицинский прогноз погоды для юго-западной части Москвы. В ходе выполненных работ изучены метеопатические реакции у больных ишемической болезнью сердца, в том числе с сопутствующей гипертонической болезнью в связи с сочетанным влиянием динамических, метеорологических, геофизических и экологических факторов в Московском мегаполисе и на горном кардиологическом курорте Кисловодск. Для оценки многофакторного воздействия внешней среды и выработки мер предупреждения её негативного влияния на человека проведено изучение состояния атмосферы с одновременным контролем степени биотропности погоды у метеочувствительных больных при различных типах погоды, вызывающих изменения артериального давления и другие отрицательные реакции организма. Установлено, что в дни с повышенной температурой воздуха, наблюдается более высокий уровень загрязнения атмосферного воздуха на территории г. Москвы, что может быть связанно с температурными инверсиями в приземном слое, 57 отсутствием движения воздушных масс (штиль), которые препятствуют рассеиванию химических веществ, загрязняющих атмосферный воздух. Уточнены критерии расчета индекса патогенности различных типов погоды в зависимости от содержания озона и массовой концентрации субмикронного аэрозоля в приземной атмосфере Москвы и КМВ. Разработана методика исследования воздействия загрязнений атмосферы на здоровье населения. Создана база данных содержания и пространственно-временного распределения малых газовых примесей и аэрозоля в приземном воздухе г. Москвы. Результаты работы, доложенные на Международной конференции «Физика атмосферы, климат и здоровье» в г. Кисловодске 6–10 октября 2008 г., служат основой для создания системы многофакторной оценки влияния глобального изменения климата на здоровье населения России при эффективном использовании медицинского прогноза погоды, что, в целом, направлено на повышение уровня здоровья россиян в рамках национального проекта «Здоровье». Исследование выполнено в рамках Программы Президиума Российской академии наук «Фундаментальные науки – медицине» и гранта РФФИ №07-05-12069-офи_а. СОВРЕМЕННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ В АРКТИКЕ А.С. Гинзбург, А.А.Виноградова Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН, Москва Происходящее на Земле изменение климата наиболее ярко и быстро проявляется в арктических районах. Заметный рост среднегодовой температуры вызывает резкое уменьшение площади морского льда, таяние вечной мерзлоты, сокращение снежного сезона. Все это может сказаться на распределении и доступности чистой питьевой воды, станут более частыми аварии на объектах инфраструктуры, наводнения, лесные пожары, увеличится численность и изменится видовой состав опасных насекомых, изменятся ареалы распространения растений, животных и птиц. Наиболее значимыми эти изменения будут для коренного населения Севера, все аспекты жизни которого неразрывно связаны с природной 58 средой. Численность коренных народов – около 130 тыс. человек из более 1 млн. населения России, проживающего в арктической зоне. В атмосфере – ключевой части климатической системы Земли и окружающей человека среды – происходит относительно быстрое (в течение нескольких суток) распространение различных загрязнений. С точки зрения воздействия на здоровье населения особое значение имеет атмосферный перенос стойких экотоксикантов, образующихся в результате человеческой деятельности, на дальние расстояния (до 5-10 тыс. км). Поэтому даже в областях, удаленных от развитых промышленных зон, ощущается «дыхание» таких мощных индустриальных регионов как Урал, Норильск, Кольский полуостров. Из атмосферы примеси выпадают на подстилающую поверхность, загрязняя другие природные объекты – почвы, водоемы, растительность. В организм человека вредные вещества попадают не только непосредственно из воздуха (в процессе дыхания или осаждения на кожные покровы) и воды (при питье, мытье и т.д.), но также с растительной и животной пищей. При этом различные объекты флоры и фауны обладают разными способностями поглощать загрязнения из окружающей среды и накапливать их. Изучение процессов распространения и накопления экотоксикантов в различных средах, их миграции в природных трофических цепях – одна из важных составляющих оценки и прогнозирования степени воздействия этих веществ на организм человека. С помощью модельных расчетов на базе многолетних данных о дальнем переносе воздушных масс и субмикронных частиц аэрозоля описаны пути распространения тяжелых металлов (свинец, никель, медь, кадмий) от промышленных предприятий Кольского п-ва, Урала, Норильска в воздухе над северными территориями России и их потоки на подстилающую поверхность. Оценка выпадения тяжелых металлов из атмосферы на поверхность арктических морей России показала значимость (по сравнению с речным стоком) этого явления в отношении загрязнения морских вод Северного Ледовитого океана, качество которых напрямую связано с концентрацией вредных примесей в морских животных и рыбопродуктах. Показано, что в настоящее время в среднем содержание тяжелых металлов в воздухе и в водоемах Арктики не превосходит ПДК. Однако эффекты концентрирования тяжелых металлов во внутренних органах арктических животных и птиц приводят к тому, что содержание этих веществ в мясе и, особенно, в печени используемых в пищу животных уже на уровне или выше ПДК для соответствующих продуктов питания. 59 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕЗКИХ ИЗМЕНЕНИЙ ПОГОДНЫХ УСЛОВИЙ (В ТОМ ЧИСЛЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ) НА ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ В МЕГАПОЛИСЕ (НА ПРИМЕРЕ ЮГО-ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ МОСКВЫ) И.Г.Гранберг1), Г.С.Голицын1), Н.В.Ефименко2), А.И.Алёхин3), Н.П.Поволоцкая2), А.Н.Рогоза4), О.А.Коздоба3), О.В.Овсянникова3), И.Б.Беликов1), Л.О.Максименков1), Ф.А.Погарский1), К.Г.Рубинштейн5) Институт физики атмосферы им. А. М. Обухова РАН 2) Пятигорский ГНИИ курортологии ФМБА 3) Центральная клиническая больница РАН 4) Российский кардиологический научно-производственный комплекс 5) Гидрометцентр России 1) В настоящее время, в условиях глобального изменения климата, которое сопровождается частой и резкой перестройкой атмосферных процессов, на организм человека влияет практически вся совокупность метеосиноптических и электромагнитогеографических факторов. При этом у здоровых лиц реакции на изменение погодных условий носят адаптивный характер, указывающий на широкие функциональные возможности приспособления организма. У метеолабильных лиц при неблагоприятной погоде в ответ на необычные (аномальные) изменения атмосферно-погодных факторов могут возникать негативные, патологические или метеопатические реакции. В юго-западной части города Москвы Центральной клинической больницей РАН (ЦКБ РАН) и Институтом кардиологии им. А.Л.Мясникова (ИК) проведены исследования влияния резких изменений погоды и атмосферных загрязнений у больных, страдающих сердечнососудистыми заболеваниями, на основе методики диагностики метеопатических реакций у метеозависимых людей, созданной совместно Пятигорским ГНИИ курортологии ФМБА, ЦКБ РАН и ИК. Проводится мониторинг метеосиноптических процессов и состояния аэрозольного и газового загрязнения атмосферы в юго-западной части г. Москвы, включая измерения в ЦКБ РАН короткопериодных колебаний давления с помощью созданного в ИФА РАН микробарографа. Использование в комплексной терапии метода мезодиэнцефальной модуляция (МДМ) – транскраниальной электротерапии, избирательно нормализующей работу нейроэндокринных структур головного мозга – позволило добиться реальной профилактики обострений гипертонической болезни, связанных с метеопатическими реакциями. В частности, восстанавливается нормальное функционирование опиоидной и гипоталамо-гипофизарной систем, что приводит к повышению адаптационного потенциала 60 организма. В госпитальных условиях в ИК после комплекса клиникоинструментального обследования пациентам с артериальной гипертонией и/или стабильными формами ИБС на фоне подобранной терапии проводилось суточное мониторирование АД (СМАД) в благополучный и неблагополучный по метеопрогнозу день. Установлено, что комплекс метеоусловий оказывает разнонаправленное действие: в неблагоприятный день у гипертоников усугубление гипертонии, у гипотоников усугубление гипотонии. Проводится уточнение коэффициентов для расчета формулы индекса патогенности погоды для мегаполиса на примере юго-западной части г. Москвы. Создана база данных содержания и пространственновременного распределения малых газовых примесей и аэрозоля в приземном воздухе юго-западной части г. Москвы. Результаты проекта, доложенные на Международной конференции «Физика атмосферы, климат и здоровье» в г. Кисловодске 6–10 октября с. г. являются основой для внедрения системы оперативного медицинского прогноза погоды для г. Москвы, с целью своевременного оповещения медицинского персонала лечебных учреждений РАН и Поликлиник РАН, а также сотрудников РАН через сайт Программы фундаментальных исследований Президиума РАН «Фундаментальные науки – медицине». Исследование выполнено в рамках Программы Президиума Российской академии наук «Фундаментальные науки – медицине» и гранта РФФИ №07-05-12069-офи_а. РЕГИСТРАЦИЯ НИЗКОЧАСТОТНЫХ ФЛУКТУАЦИЙ АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ В УСЛОВИЯХ МЕДИЦИНСКОГО СТАЦИОНАРА С.Н.Куличков1), В.Г.Перепелкин1), Г.А.Буш1), Е.В.Голикова1) 1) Учреждение Российской академии наук Институт физики атмосферы им. А.М.Обухова РАН Известно, что существует взаимосвязь между изменениями атмосферного давления и напряженности электрического поля Земли и самочувствием метеочувствительных больных. Показано, например, ухудшение самочувствия отдельных категорий больных и понижением (повышением) среднего атмосферного давления и электрического поля Земли при прохождении атмосферных метеорологических фронтов. 61 Известно также, что отдельные категории больных испытывают ухудшение самочувствия за несколько часов до прохождения метеорологических фронтов. Однако все эти данные относятся к регистрации медленных изменений атмосферного давления стандартными сетевыми метеорологическими приборами на интервалах времени несколько часов и суток. В то же время из данных измерений флуктуаций атмосферного давления известно, что на фоне средних (многочасовых) изменений атмосферных параметров наблюдаются фоновые и волновые флуктуации с периодами от десятков минут, которые и могут быть реальными источниками появления аномалий в самочувствии метеочувствительных больных, поскольку, человеческий организм может не успеть адаптироваться к внешним воздействием изменений состояния атмосферы на относительно небольших периодах. Например, нами ранее установлена появление волновых флуктуациям атмосферного давления и в диапазоне 10–40 минут, являющихся предвестниками за несколько часов до прохождения атмосферных грозовых фронтов. Такие быстрые (периоды от единиц до нескольких десятков минут) изменения состояния атмосферы могут быть также и причинами малоизученного явления внезапной остановки сердца, наблюдающихся без каких-либо видимых причин. В работе разработан и изготовлен макет малогабаритного жидкостного микробарографа для исследования взаимосвязи между низкочастотными флуктуациями атмосферного давления и аномалиями самочувствия метеочувствительных больных. Организованы и проведены в течение 2 месяцев инструментальные регистрации флуктуаций атмосферного давления в медицинском стационаре ЦКБ РАН. Полученные данные дополнены данными регистрации изменений температуры и атмосферного давления на сети метеорологических пунктов на территории Москвы. Результаты работы будут использованы в дальнейшем для установления взаимосвязи между флуктуациями атмосферного давления и стандартными объективными характеристиками состояния метеочувствительных больных, находящихся под мониторинговым наблюдением в медицинском стационаре ЦКБ РАН с целью разработки новых методов и инструментальных средств диагностики опасных атмосферных явлений для предупреждения внезапных ухудшений состояния метеочувствительных больных (включая внезапную остановку сердца и гипертонические кризы). 62 СОЧЕТАННОЕ ВЛИЯНИЕ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ И ГЕОМАГНИТНЫХ ФАКТОРОВ НА ПОКАЗАТЕЛИ ЗАБОЛЕВАЕМОСТИ ОСТРЫМ ИНФАРКТОМ МИОКАРДА И ИНСУЛЬТОМ Б.А.Ревич 1) , Ю.И. Гурфинкель2) , В.А.Ожередов, Т.К. Бреус 3), Д.А.Шапошников 1), Т.А. Митрофанова 4) Институт народнохозяйственного прогнозирования РАН, Москва Центральная клиническая больница № 1 ОАО РЖД // ИКИ РАН, Москва 3) Институт космических исследований РАН, Москва 4) Институт земного магнетизма и распространения радиоволн РАН, Троицк 1) 2) Цель работы: оценить влияние температуры воздуха, ее суточных перепадов, вариаций магнитного поля Земли и атмосферного давления на показатели заболеваемости острым инфарктом миокарда (ИМ) и инсультом. Материал и методы. Проанализированы 2833 случая ИМ за 2800 последовательных дней с 01.08. 1994 г. по 31 05.2002 г. и 1096 случая инсультов с точно установленной в клинике датой начала этих заболеваний. Данные о геомагнитной активности (суточный K-индекс) предоставлены ИЗМИРАН, математическая обработка результатов проводилась методом регрессионного анализа и с использованием кроссвалидационного метода, позволяющего определить нелинейные зависимости в многомерном пространстве воздействующих факторов. Результаты исследований. Сезонные изменения числа ИМ ярко выражены и статистически значимы. Число заболевших ИМ во время магнитных бурь увеличивается на 31 %. Зимой и летом число ИМ достигает минимума, а осенью и весной – максимума (разница составляет 36 %, p=0,004). Влияние этого фактора носит нелинейный характер. При увеличении суточного перепада температур на 1 0С суточное число заболевших возрастало на 1,9 % (р<0,001). При увеличении разницы между среднесуточными показателями атмосферного давления на каждый 1 мм рт.ст число случаев ИМ увеличивалось на 0,9 % (р<0,013). Сезонные изменения числа инсультов менее выражены и имеют другую направленность, чем сезонная динамика ИМ. Летом среднесуточное число инсультов несколько меньше, чем зимой, однако даже эта небольшая разница (8 %) оказалась статистически значимой, p=0,023. При увеличении суточного перепада температур на 1 0С число инсультов увеличивалось на 4,9 % с лагом 1 день (р<0,006). Число 63 инсультов достоверно возрастало с увеличением градиента атмосферного давления и на 23 % во время магнитных бурь. На заболеваемость острым ИМ и инсультом максимальный вклад оказывает перепад температуры, на втором месте находится геомагнитная активность; влияние вариаций атмосферного давления минимально. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕЖИМОВ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ НА ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ НИЗКОГОРНЫХ РЕГИОНОВ И.А.Сеник1), И.Г.Гранберг1), Н.Б.Ильина1), А.Ф. Дьячков1), Н.В.Ефименко2), Н.П. Поволоцкая2), Л.И.Жерлицина2), З.В.Кортунова2) Институт физики атмосферы им. А. М. Обухова РАН ФГУ «Пятигорский государственный НИИ курортологии Росздрава» 1) 2) В условиях повышенной нестабильности и биотропности комплекса погода–климат–экология возникает острая необходимость, с одной стороны, изучать изменчивость окружающей среды, выявлять закономерности, прогнозировать экстремальные ситуации, с другой стороны – изучать адаптивные возможности организма и реакции на изменения среды обитания с использованием технологий многопараметрической оценки состояния здоровья, разрабатывать меры по предупреждению реакций на погодные (в широком смысле) изменения, т.н. метеопатических реакций. Специфические биоклиматические условия горных районов, влияющие на состояние здоровья, физиологические функции и адаптационные возможности человека, как положительно, так и негативно при различных условиях и сочетаниях факторов, требуют особого внимания. Отметим особую чувствительность биоклимата к качеству атмосферного воздуха. Продолжительный мониторинг, проводимый ИФА РАН в курортном регионе КМВ, позволяет изучать процессы, определяющие уровни и вариации концентраций загрязняющих примесей атмосферы (озона, CO, NOx, аэрозоля, ЛОС, метана) и их прогнозировать. Были проведены исследования и эксперименты для оценки влияния уровней и режимов загрязнения на организм человека в специфических горных условиях с учетом комплексного воздействия на человека экологической обстановки и синоптико-метеорологических условий. В 2008г проведены экспедиции: маршрутная «1» – по региону Кавказских 64 Минеральных Вод, маршрутная «2» – для измерения высотного профиля параметров и оценки динамики малых примесей внутри пограничного слоя. Изучение адаптационных возможностей организма проводилось во время экспедиции «3» в экстремальной ситуации Солнечного затмения. Функциональное состояние организма оценивалось с использованием новых информационных технологий. Проанализирована ежедневная обращаемость жителей Кисловодска за ургентной помощью в периоды повышенного индекса загрязнения атмосферы и контрастной смены погоды. Для типизации режимов загрязнения атмосферы и выявления связи между режимами загрязнения атмосферы и патогенными реакциями организма была использована совместная база данных ИФА им. А.М.Обухова РАН и Пятигорского ГНИИ курортологии Росздрава». В неё вносятся лабораторные биохимические тесты, результаты инструментальных методов обследования сердечно-сосудистой системы, гемодинамические тесты нейрососудистой реактивности и другие показатели, характеризующие уровень здоровья населения и данные о состоянии атмосферы. Получены оценки частоты встречаемости и степени влияния фенов на уровень озона и здоровье населения в горных районах. Результаты исследований, проводимых в рамках проекта удачно применены для предотвращения патогенных метеопатических реакций и повышения эффективности лечения больных с сердечно-сосудистой патологией в Кисловодской клинике ПГНИИК. В частности, под научнометодическим руководством ЦКБ РАН используется современный аппарат «МЕДАПТОН» для профилактики и лечения метеопатических реакций. Исследования позволяют уточнить методику пофакторной оценки биоклиматических модулей курортов Юга России. Результаты проекта, доложенные в нескольких докладах на Международной конференции «Физика атмосферы, климат и здоровье» (Кисловодск 6–10.10.2008), являются вкладом в создание медицинского прогноза погоды для низкогорных регионов. Исследование выполнено в рамках Программы Президиума Российской академии наук «Фундаментальные науки – медицине» и при поддержки гранта РФФИ № 06-05-65308. 65 4. Вопросы диагностики РАЗРАБОТКА НОВЫХ МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ КОНФОРМНОСТИ И ЭФФЕКТИВНОСТИ РАДИОТЕРАПИИ С.В.Акулиничев, В.Н.Васильев, Ю.К.Гаврилов, В.М.Скоркин Институт ядерных исследований РАН Созданный в Троицке на базе ускорителя протонов ИЯИ центр дистанционной лучевой терапии является единственным научным центром РАН, где получены терапевтические пучки протонов, удовлетворяющие всем базовым требованиям протонной терапии. Полученные и исследованные в 2008 году сформированные пучки протонов обладали следующими основными свойствами: пучки имели терапевтические диапазоны энергии (160-209 МэВ) и средней интенсивности (10-20 нА), имели необходимый для лечения больших мишеней поперечный размер (4-10 см), удовлетворяли требованиям однородности пучка. К этому следует добавить, что среди имеющихся в России ускорителей протонов, только в ИЯИ РАН были получены все параметры пучков протонов (энергия протонов, длительность и частота макроимпульсов, скважность), соответствующие оптимальным значениям для протонной терапии и позволяющие вести мониторинг облучения в режиме реального времени с использованием ионизационных камер. Кроме работ по протонной терапии, в 2008 году были сделаны разработки, направленные на повышение качества облучения на конвенциальных лучевых установках ИЯИ. В работах по нейтронзахватной терапии была показана эффективность захвата тепловых нейтронов биоматериала на основе жидкокристаллических наноструктур с комплексом ДНК – гадолиний. РАЗВИТИЕ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ МАССОВОЙ ДОНОЗОЛОГИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К РАЗЛИЧНЫМ КОНТИНГЕНТАМ НАСЕЛЕНИЯ Р.М. Баевский, Е.Ю. Берсенев, А.П. Берсенева, А.К. Ешманова, А.З. Кабулова, Е.С. Лучицкая ГНЦ РФ – Институт медико-биологических проблем РАН С помощью комплекса «Экосан-2007», разработанного в рамках программы «Фундаментальные науки медицине», были проведены два этапа массовых донозологических исследований водителей автобусов в Зеленограде. При донозологическом скрининге были выделены лица с 66 преморбидными состояниями и явлениями срыва адаптации, которые затем были обследованы более детально. Углубленное обследование групп водителей с разными функциональными состояниями не только подтвердило, что хронический производственный стресс ведет к перенапряжению и истощению регуляторных механизмов и быстрому развитию патологии сердечно-сосудистой системы, но и позволило получить ряд новых научных результатов. Показано, что длительное умственное и психоэмоциональное напряжение водителей, связанное с их производственной деятельностью, ведет к активации надсегементарных структур системы управления физиологическими функциями, к снижению функциональных резервов организма и соответственно к ухудшению его психофизиологических и кардиореспираторных показателей. Выявляемые у водителей преморбидные состояния сопровождаются предпатологическими изменениями со стороны миокарда, кислородно-транспортной системы, системы регуляции артериального давления. Эти изменения могут быть одной из причин ухудшения психофизиологических характеристик водителя как звена сложной системы «человек-машина». По результатам проведенных исследований выделены группы водителей с повышенным риском развития патологии, в частности сердечно-сосудистой патологии. Анализ результатов проведенных исследований позволил сформулировать индивидуальные заключения о состоянии здоровья каждого водителя. Кроме того, разработаны рекомендации для администрации автопредприятия по сохранению здоровья групп водителей с преморбидными состояниями и со срывом адаптации. Этот практический выход научно-исследовательской работы свидетельствует о том, что применение принципов донозологической диагностики для изучения воздействия стрессорных факторов окружающей среды на водителей автобусов открывает новые возможности для обеспечения их безаварийной работы и сохранения высокого трудового потенциала. Проведенные исследования позволили сформулировать требования к доработке экспериментального образца аппаратно-программного комплекса «Экосан-2007». Разработаны также предложения по развитию двухуровневой системы донозологического контроля применительно к обследованию работников автопредприятий. Доработанный образец комплекса «Экосан-2007» испытан при обследовании летчиков старшего возраста в отделении летной экспертизы РМАПО. Полученные данные показали, что донозологический подход к оценке состояния здоровья может иметь большое значение для дальнейшего совершенствования системы летной экспертизы. Эта информация может играть важную роль при решении спорных вопросов допуска к летной работе лиц старшего возраста. 67 РАЗРАБОТКА НОВЫХ ПОДХОДОВ К ДИАГНОСТИКЕ ОПУХОЛЕВЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ ЧЕЛОВЕКА НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА СОСТОЯНИЯ ОНКОМАРКЕРНОГО БЕЛКА В23/НУКЛЕОФОЗМИНА Н.М. Владимирова1), Н.В. Лобанова1), О.М. Вольпина1), Д.О. Короев1), В.С. Шалгунов1), Н.А. Потапенко1), Т.И. Булычева 2), Н.Л.Дейнеко2) 1) Институт биоорганической химии им. академиков М.М.Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН, Москва 2) Гематологический научный центр РАМН, Москва Нуклеофозмин, называемый также белком В23, – полифункциональный белок, включенный в широкий спектр процессов, контролирующих биогенез рибосом, трансформацию и пролиферацию клеток, стабильность генома и канцерогенез. У человека он экспрессируется в виде двух изоформ В23.1 и В23.2. Известно, что при малигнизации клеток происходит увеличение содержания нуклеофозмина более чем в 20 раз и появление его опухолеспецифических форм, имеющих аномальную локализацию. Было выявлено, что наиболее частым генетическим изменением у больных острой миелоидной лейкемией с нормальным кариотипом (>60 % случаев) являются мутации экзона 12, кодирующего С-концевой домен белка, приводящие к образованию мутантных белков, локализованных в цитоплазме. При ряде гемобластозов нуклеофозмин образует химерные белки, состоящие из N-концевого участка белка В23 и фрагментов ряда внутриклеточных эндогенных белков, имеющие ядерноцитоплазматическую локализацию. Нами был проведен анализ структурного состояния нуклеофозмина в ряде опухолевых клеток человека. Было обнаружено, что все исследованные опухолевые клетки характеризуются наличием специфических SDS-устойчивых олигомерных форм белка В23. Впервые было показано существование на белковом уровне изоформы В23.2, наличие пула укороченной формы белка и впервые охарактеризован сайт укорочения нуклеофозмина в опухолевых клетках. Обнаружено, что на стабилизацию опухолевоспецифических форм белка В23 влияют ионы Mg2+, а их дестабилизация может быть достигнута уменьшением ионной силы среды. Разработан метод идентификации близких по структуре изоформ В23.1 и В23.2 на основании анализа С-концевых аминокислотных последовательностей с помощью карбоксипептидаз. В настоящее время в мире отсутствуют антитела, направленные к определенным эпитопам белка В23, специфически выявляющие химерные белки, а также олигомерные и мутантные формы нуклеофозмина. Нами проводится работа по получению панели антител, специфичных к различным формам нуклеофозмина с помощью синтетических пептидов. 68 Для синтеза пептидов был выбран участок (19-36) N-концевой области нуклеофозмина и участок (283-294) C-концевой области. Кроме того, был синтезирован пептид, соответствующий участку (113-122) химерного белка, образованного нуклеофозмином и анапластической лимфомной киназой (ALK). Для иммунизации кроликов использовали пептиды в свободном виде, а также конъюгаты пептидов с гемоцианином улитки (KLH). Очищенные антитела использовали для исследования лизатов опухолевых клеток человека HeLa и Hep G2 методом иммуноблоттинга. Показано, что антитела, индуцированные свободным и KLHконъюгированным пептидом (19-36), преимущественно выявляют мономерную форму нуклеофозмина, а антитела, индуцированные KLHконъюгированным пептидом (283-294), – преимущественно олигомерные формы белка. Антитела, полученные против фрагмента химерного белка, в настоящее время исследуются. Таким образом, в результате проведенной работы получены специфические антитела, направленные к разным участкам нуклеофозмина и выявляющие различные формы белка. Работа выполнена при поддержке гранта «Фундаментальные науки – медицине, 2008». РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ДИАГНОСТИКИ РАКА МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ У ЖЕНЩИН НА РАННИХ СТАДИЯХ ЕГО ВОЗНИКНОВЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СОВРЕМЕННЫХ МАТРИЧНЫХ ИНФРАКРАСНЫХ СИСТЕМ Г.Р.Иваницкий1), А.А.Деев1), Е.П.Хижняк2), Л.Н.Хижняк1,3) 1) Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, Пущино 2) Институт биофизики клетки РАН, Пущино 3) Московской медицинской академии им. И.М.Сеченова Среди онкологических заболеваний у женщин рак молочной железы занимает одно из первых мест. При его обнаружении на ранней стадии (до метастазирования) вероятность полного выздоровления увеличивается до 95 %. Основными методами диагностики рака молочной железы является рентгеновское обследование и УЗИ — маммография, а также биопсия. При обследовании женщин с небольшими размерами молочных желез возникают проблемы, т.к. чисто механически невозможно зафиксировать железу в маммографе. В качестве перспективного метода для такой диагностики рассматривается метод ИК-термографии, уже получивший в мировой медицинской практике статус жизнесохраняющей технологии. Термографический метод является безвредным, что позволяет проводить 69 многократные обследования пациенток во всех возрастных группах с грудью любой формы и размеров. Метод основывается на регистрации локальных температурных изменений в области опухоли и специфических паттернов новообразованной сосудистой сети, ответственной за кровоснабжение опухоли. Для инфракрасной съемки новообразований нами применялась тепловизионная камера высокого разрешения TITANIUM фирмы ”CEDIP” (Франция) в диапазоне длин волн 8-12 мкм. Предварительный анализ показал, что существует принципиальная возможность создания программного обеспечения для экспресс-диагностики рака молочной железы с вероятностью пропуска, не превышающей 10 %. Этот разброс можно смещать в сторону уменьшения пропуска раковых образований, но при этом возрастет процент ложных диагнозов. Проблема точности диагноза связана с множественностью клинических форм рака молочной железы и их сходством с доброкачественными образованиями. Нами создан архив из 50 случаев новообразований молочной железы, верифицированных опытными онкологами и подтвержденных существующими методами исследования, принятыми в клинической практике. Накопленный архив пока недостаточен для окончательных выводов. Конечной задачей проекта является разработка на основе полученных диагностических критериев компьютерной программы, которая может использоваться для скрининга пациентов при массовых профилактических обследованиях в on-line режиме. Далее предполагается с помощью имеющейся тепловизионной аппаратуры и созданного математического обеспечения на базе онкологических отделений больниц Московской области и Москвы провести апробацию программы диагностики и подготовить соответствующие методические указания для врачей по применению методов ИК-термографии в этой области клинической медицины. Публикации в рамках проекта: Иваницкий Г.Р. др. Анализ теплового рельефа на теле человека // Технологии живых систем. 2007. Т.4. №5-6. С 43-50; Иваницкий Г.Р., Деев А.А., Хижняк Е.П., Хижняк Л.Н. / Временное матричное тепловидение в биомедицине // Альманах клинической медицины, том ХVII, часть II, с. 58-62. М: МОНИКИ. 2008; Иваницкий Г.Р., Деев А.А., Пашовкин Т.Н., Хижняк Е.П., Хижняк Л.Н., Цыганов М.А. / Особенности теплового проявления подкожных источников нагрева на поверхности тела человека // ДАН, 2008, 420, № 4, с. 551-555. 70 ОБЩНОСТЬ ПАТОГЕНЕТИЧЕСКИХ МЕХАНИЗМОВ ПРИ ИБС И ПСОРИАЗЕ И ИХ КОРРЕКЦИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ СТАТИНОВ И.М. Корсунская1),Л.В. Егоренкова1), А.П. Баранов2), Л.Ш.Тогоева1), А.Л.Пирузян1), Т.В.Карапетян1), А.Г. Бузин1) Центр теоретических проблем физико-химической фармакологии РАН, Москва 2) Российский государственный медицинский университет, Москва 1) АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ: Псориаз, по имеющимся литературным данным, достаточно часто сопровождается нарушениями липидного обмена и сочетается с атеросклеротическим поражением сердечно-сосудистой стенки при ИБС. Воспалительные механизмы, лежащие в основе обоих заболеваний, в значительной степени обусловлены патологическими сдвигами в системе цитокинов. ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ: Целью настоящего исследования являлась сравнительная оценка уровней основных провоспалительных цитокинов у пациентов с ИБС, распространенным псориазом и сочетанием этих заболеваний, а также клинического и иммунохимического эффекта при использовании гиполипидемической терапии ингибиторами ГМГ-КоА-редуктазы (статины) пациентов с сочетанной патологией. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ: В исследование включено три группы пациентов: первая – 30 пациентов с верифицированным диагнозом ИБС (средний возраст 65.0±2.2 лет), во вторую группу вошли 30 пациентов с верифицированным диагнозом распространенного псориаза (средний возраст 60.2±1.5 лет), третью группу составили 75 пациентов с сочетанием ИБС и псориаза (средний возраст 63.0±2.4 лет), впоследствии рандомизированные в две сопоставимые группы для проведения проспективного компаративного исследования. Методом ELISA определялись сывороточные уровни интерлейкина-2 (Il-2), интерлейкина6 (Il-6), фактора некроза опухоли α (TNF-α), γ-интерферона (γ-IF). Вторым этапом исследования явилась включение препарата группы статинов в стандартную схему лечения 45 пациентов третьей группы (группа 3а) в течение шести месяцев с последующим сравнением активности воспалительного ответа и клинических проявлений обоих заболеваний с этими показателями у 30 пациентов третьей группы, не получавших терапию статинами (группа 3б). РЕЗУЛЬТАТЫ: Средние уровни цитокинов за исключением γ-IF превышали референтные значения во всех группах. Уровень γ-IF был повышен только у пациентов 3-й группы. Статистически значимой разницы уровней Il-2, Il-6, TNF-α между группами не выявлено. Среднее 71 значение γ-IF в 1-й группе был значительно ниже, чем во 2-й и 3-й группах. На фоне включения в терапию курса лечения статинами в среднетерапевтических дозах через шесть месяцев отмечено значительное снижение сывороточных уровней всех изученных провоспалительных цитокинов (Il-2, Il-6, TNF-α, γ-IF), что сопровождалось положительным клиническим эффектом в отношении течения как ИБС, так и псориаза. ЗАКЛЮЧЕНИЕ: Следует констатировать, что у больных ИБС и псориазом, имеет место активация системы цитокинов по воспалительному типу, что манифестирует подъемом сывороточных провоспалительных цитокинов – Il-2, Il-6, TNF-α, и иллюстрирует литературные данные об имеющем место распространенном воспалительном процессе. Таким образом, сумма полученных сведений позволила судить о необходимости разработки и оценки объединенных патогенетических подходов к ведению больных, как с изолированными ИБС и псориазом, так и при сочетании этих двух заболеваний. Результаты исследования демонстрируют значительный положительный эффект применения курса терапии статинами на одно из ключевых звеньев воспалительного процесса при атерогенезе и псориатическом поражении кожи. Учитывая зарегистрированное сочетание положительного клинического эффекта на течение псориаза и патогенетического эффекта терапии статинами на медиаторное звено воспалительного процесса, целесообразно включение курса лечения статинами в программу ведения пациентов с комбинацией ИБС и псориатической болезни. РАЗРАБОТКА ФЛУОРЕСЦЕНТНО-СПЕКТРОСКОПИЧЕСКОГО МЕТОДА И АНАЛИЗАТОРА ИЗОБРАЖЕНИЙ ДЛЯ ОЦЕНКИ ПРИЖИВЛЕНИЯ ТРАНСПЛАНТИРУЕМЫХ ТКАНЕЙ В.Б.Лощенов, С.Ю.Васильченко, А.В.Рябова, Т.А.Савельева Учреждение Российской академии наук Институт общей физики им. А.М. Прохорова Разработка метода и аппаратуры для анализа изображений производились по двум направлениям: первое – анализ диффузно-отраженного света в зеленом диапазоне спектра, соответствующему области максимального различия между спектрами поглощения окси- и дезоксигемоглобина и изосбестическим точкам этих спектров, что позволило контролировать развитие ишемических процессов в трансплантате. Второе – анализ флуоресцентных изображений в красном диапазоне спектра, соответствующему флуоресценции эндогенных и экзогенных порфиринов, что дает возможность оперативно обнаруживать зоны воспаления. 72 Была исследована возможность использования наночастиц фталоцианина алюминия для оценки и улучшения динамики приживления. Размеры исходных частиц неводорастворимого фталоцианина алюминия составляли 0,1–200 мкм. Взвесь фталоцианина алюминия подвергали ультразвуковой диспергации в течение 15 мин с мощностью 70 Вт. Размеры полученных наночастиц составляли 50–100 нм. Флуоресцирующий в молекулярной форме водонерастворимый фталоцианин алюминия не флуоресцирует в наноформе. При аппликации коллоидного раствора наночастиц фталоцианина алюминия на трансплантат в области воспаления под действием ферментов микрофлоры происходит отщепление отдельных молекул фталоцианина алюминия от наночастиц, вследствие чего можно детектировать флуоресценцию. Последующее лазерное воздействие на этот участок за счет фотодинамического эффекта может, с одной стороны, элиминировать патологическую микрофлору, а с другой, стимулировать неоангиогенез. Основные результаты: • Разработана неинвазивная методика и создан макет прибора для оценки приживления трансплантируемой ткани на основе метода спектроскопии диффузного отражения и метода флуоресцентной спектроскопии при возбуждении в синем и красном диапазонах спектра • Проведены испытания in vivo на экспериментальных животных. Показано, что разработанная методики и аппаратура дают возможность высокоточного, быстрого, неинвазивного контроля за процессом приживления кожного трансплантата. • Показана возможность применения наночастиц фотосенсибилизаторов для контроля и улучшения качества приживления трансплантата. Проведен анализ механизма действия нанофотосенсибилизаторов на процесс приживления. • ИССЛЕДОВАНИЕ ДИАГНОСТИЧЕСКИ ЗНАЧИМЫХ МАГНИТОКАРДИОГРАФИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИХ СОСТОЯНИЕ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ В НОРМЕ И ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЯХ Ю.В. Масленников1), В.Ю.Слободчиков1), В.А.Крымов1), В.П.Дубынина2), А.В.Васнев3), Ю.В. Гуляев1) Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН 2) Центральная клиническая больница РАН, Москва 3) ООО «Научно-производственное объединение КРИОТОН», Троицк 1) Основной задачей клинических исследований в ЦКБ РАН с использованием метода магнитокардиографии являлось определение 73 набора диагностически значимых магнитокардиографических (МКГ) параметров у пациентов с различными заболеваниями системы кровообращения (сердца, легких, сосудов) и оценки их чувствительности и специфичности. Также актуальной являлась задача применения результатов МКГ-обследований для формирования диагностических заключений. В поликлинике №3 ЦКБ РАН был проведен цикл обследований группы пациентов с ХОБЛ и бронхиальной астмой методом неинвазивной компьютерной магниткардиографии с применением МКГ-комплекса «МАГ-СКАН-07». В контрольную группу были включены практически здоровые субъекты. Общее количество обследованных субъектов составило 107 человек. Пациентам с ХОБЛ и бронхиальной астмой были проведены фармакологические пробы (в виде ингаляций) с β2-агонистами и глюкокортикостероидами (ГКС) для выявления характера влияния β2агонистов и глюкокортикостероидов (ГКС) на состояние сердечнососудистой и бронхолегочной системы. Целью исследования при этом являлась оптимизация индивидуального подбора и выбора дозы бронхолитического препарата с положительным воздействием на организм и с минимальными побочными эффектами. В ходе проведения обследований испытуемых был выявлен ряд диагностически значимых магнитокардиографических (МКГ) параметров электрических источников в сердце, которые позволяют объективно анализировать состояние миокарда в норме и патологии. МКГ метод показал высокую чувствительность и специфичность при оценке следующих параметров системной и сердечной гемодинамик: уровня гидростатического давления в системе легочной артерии и правых отделах сердца, уровня митральной и трикуспидальной регургитаций, уровня общего периферического сопротивления, коронарного и сократительного резервов и уровня ишемии миокарда левого желудочка. МКГ метод показал высокую чувствительность при выявлении отрицательных реакций на β2-агонисты и ГКС: а) повышение гидростатического давления (ГД) в системе легочной артерии (ЛА); 2) увеличение митральной регургитации (МР) и/или трикуспидальной регургитации (ТР); 3) повышение общего периферического сопротивления (ОПС). При выявлении положительных реакций определялось: а) уменьшение ГД в системе ЛА; 2) уменьшение МР и/или ТР; 3) понижение ОПС. Данная системная магнитокардиографическая оценка позволяет изучать и описывать ХОБЛ и ИБС как одно системное заболевание. Следовательно, МКГ метод является новым инструментом для изучения и системной оценки параметров легочной, системной и сердечной гемодинамик, в частности у больных с ХОБЛ и БА. 74 Полученные МКГ данные полностью соответствовали данным, полученным общепринятыми методами диагностики, включая ЭКГ, ЭХОКГ и ФВД. МКГ метод показал высокую воспроизводимость результатов обследований. НОВЫЕ ПОДХОДЫ К ДИАГНОСТИКЕ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ НОВООБРАЗОВАНИЙ НА ОСНОВЕ ПРОТЕОМНОГО АНАЛИЗА СПЕКТРА СЕРИНОВЫХ ПРОТЕАЗ ПЛАЗМЫ КРОВИ Д.Г. Матишов1), Е.И. Гоуфман2), Е.Ф. Шин1) , И.В. Браславская1), А.Ю. Голиков1), Е.А. Черногубова1), С.А.Гусев2) Южный научный центр РАН Научно-исследовательский институт физико-химической медицины МЗ РФ 1) 2) В настоящее время ясно, что разработка методов ранней диагностики онкологических заболеваний позволит значительно улучшить результаты последующего лечения. Анализ данных литературы, связанных с проблемами ранней диагностики онкологических заболеваний, показал, что надежно верифицировать заболевание только по какому-либо одному параметру практически невозможно. В связи с этим в настоящей работе мы попытались обосновать такой подход, реализация которого позволила бы создать многопараметрический метод ранней диагностики онкологических заболеваний. Есть основания полагать, что фундаментальная составляющая такого подхода может быть реализована на основе новой высокопродуктивной протеомной технологии выявления ранних биомаркеров онкологических заболеваний человека с использованием комплексного подхода, сочетающего в себе аффинное выделение белков из биологических жидкостей, электрофоретическое разделение полученной смеси с последующей масс-спектрометрической идентификацией индивидуальных белковых молекул. Предварительные результаты проведенной работы позволили ограничить круг поиска маркеров онкодиагностики спектром сериновых протеиназ. Для реализации подхода к созданию многопараметрического метода диагностики разработана технология селективного выделения спектра сериновых протеаз из плазмы крови с помощью методов аффинной хроматографии. Показана перспективность использования для выделения из плазмы крови сериновых протеиназ с помощью аффинной хроматографии на 75 сорбентах, содержащих в качестве лигандов их ингибиторы: апротенин и соевый ингибитор трипсина, а также лизин как субстрат для широкого круга сериновых протеаз. СЕРОЛОГИЧЕСКИЙ МЕТОД ДООПЕРАЦИОННОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКИ НОВООБРАЗОВАНИЙ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ НА ОСНОВЕ ПАНЕЛИ РЕКОМБИНАНТНЫХ ОПУХОЛЕАССОЦИИРОВАННЫХ АНТИГЕНОВ С.А. Недоспасов1,2), П.В.Белоусов1), А.Ю. Сазыкин2), К.В. Ланщаков3), В.Э. Ванушко3), Ю.В. Шебзухов2), С.В. Хлгатян2), Д.В. Купраш1) 1) Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН, Москва 2) НИИ физико-химической биологии им. А.Н.Белозерского, МГУ им. М.В. Ломоносова 3) Отделение эндокринной хирургии Института клинической эндокринологии, Эндокринологический научный центр, Москва Ранее нами был идентифицирован ряд антигенов (ANKRD30A, KIAA1864, RGS5, KIF2C и SSX2), частоты встречаемости аутоантител к которым различаются в группах пациентов с доброкачественными и злокачественными опухолями щитовидной железы (ЩЖ). За отчетный период из пяти вышеуказанных объектов нами были отобраны 3 (ANKRD30A, KIAA1864, RGS5) без существенного снижения чувствительности и специфичности полученной панели в выявлении рака ЩЖ. Оценка прогностической ценности положительного и отрицательного результата анализа на выборке пациентов с «естественной» распространенностью злокачественных опухолей (пациенты с цитологическим диагнозом «фолликулярная неоплазия») составила 100 % и 80 % соответственно. Нами была разработана и оптимизирована тест-система на основе стандартного иммуноферментного анализа в микропланшетном формате. В качестве модельного был выбран антиген RGS5. Поскольку очистка входящих в панель антигенов оптимизирована для быстрого выделения большого количества различных объектов (одностадийная аффинная хроматография на NI-NTA-агарозе), в большинстве белков выявляются минорные примеси белков E. coli, антитела к которым по данным иммуноблоттинга выявляются приблизительно у 50 % всех пациентов и здоровых доноров. Для блокировки этих антител была применена предварительная инкубация сывороток с осветленным лизатом E. coli, а для дальнейшего повышения отношения сигнал/фон было применено параллельное считывание сигнала от сывороток, в которых 76 специфические антитела к RGS5 блокированы избытком RGS5содержащих телец включения. Последующее вычитание этого фонового сигнала или расчет индекса ингибирования специфического сигнала позволил оценить концентрацию анти-RGS5-антител в тестовой панели dot-ELISA-положительных и отрицательных сывороток количественно и качественно соответственно. С целью дальнейшего совершенствования определения антител на опухолеассоциированные антигены, таких как иммуноферментный анализ в микропланшетном формате или с использованием ковалентной иммобилизации на микрочастицах, изучение конформационных эпитопов и пр., нами был оптимизирован метод рефолдинга рекомбинантных антигенов «in situ» на колонке, при котором рефолдинг проводится градиентом концентрации мочевины 8М → 0М с последующей элюцией градиентом имидазола. Все три антигена, входящие в панель, были получены при помощи этого метода в растворимом виде. Чистота полученных антигенов сопоставима или даже выше, чем при элюции денатурированных белков градиентом pH, полученные белки иммунохимически активны. Таким образом, создана платформа для клинической реализации "серологического отпечатка пальцев" злокачественных опухолей ЩЖ для дифференциальной диагностики. РАЗРАБОТКА ТЕСТА ДИАГНОСТИКИ МНОЖЕСТВЕННОЙ ЛЕКАРСТВЕННОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ОПУХОЛЕЙ (МЛУ): УЧАСТИЕ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОГО БЕЛКА YB-1 В РЕГУЛЯЦИИ МЛУ И В ОПРЕДЕЛЕНИИ ОСНОВНЫХ ПРИЗНАКОВ ЗЛОКАЧЕСТВЕННОСТИ ОПУХОЛЕВЫХ КЛЕТОК Л.П. Овчинников1), А.В. Вайман2), А.В. Сорокин1), Е.Ю. Рыбалкина2), Т.П. Стромская2), Г.П. Генс3), Е.Р. Ким1), Н.И. Моисеева 4), А.П. Игнатьев5), И.П. Белецкий5), А.А. Ставровская2) 1) Институт белка РАН, Пущино, 2)НИИ канцерогенеза Российского онкологического научного центра им. Н.Н. Блохина РАМН, Москва, 3) Кафедра онкологии и лучевой терапии МГМСУ, Центральная клиническая больница им. Н.А. Семашко № 2 ОАО «РЖД», Москва, 4) Московский Государственный университет имени М.В. Ломоносова, факультет фундаментальной медицины, 5)Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, Пущино 1. В раковых клетках молочной железы методом иммуногистохимии продолжали исследование внутриклеточного распределения YB-1 (в 40 опухолях), а методом ОТ-ПЦР определяли содержание мРНК YB-1 77 (полуколичественным – в 87 опухолях и в реальном времени – в 39 опухолях). Результаты этих и ранее проведенных экспериментов показали, что: (1) присутствие клеток с ядерной локализацией YB-1 является неблагоприятным прогностическим признаком, коррелирующим с крупными (более 5 см) размерами опухолей; (2) высокое содержание мРНК YB-1 коррелирует с метастазированием новообразований малых размеров в отдаленные органы (но не в регионарные лимфоузлы), т.е. больные с высоким содержанием мРНК YB-1 в опухоли могут быть отнесены к группе риска раннего метастазирования опухолей. Полученные данные свидетельствуют о том, что прогностический тест должен включать как определение внутриклеточной локализации YB-1, так и определение содержания мРНК YB-1, т.к. это обеспечивает более надежный прогноз течения болезни. 2. Были сконструированы биологические микрочипы, несущие кДНК зонды для оценки содержания мРНК YB-1, HER3, Ki-67, MDR1, p16, p21, p27, cyclin E1, cyclin D1. Сравнительный анализ содержания мРНК указанных генов, выделенной из трансфицированных клеток HeLa c различным уровнем экспрессии p21, выявил корреляцию между содержанием мРНК этих генов и чувствительностью клеток к цитотоксическому действию некоторых ДНК-повреждающих препаратов. 3. Исследование молекулярных механизмов, ответственных за внутриклеточную локализацию YB-1 и содержание мРНК YB-1 в клетках, показало, что в клетках с активной киназой Akt (культура РС3) YB-1 локализован в ядрах клеток, в то время как в клетках с неактивной Akt (культура DU 145) наблюдается цитоплазматическая локализация YB-1. В клетках DU 145 мРНК YB-1 почти не определялась, в то время как в клетках РС3 с активной Akt мРНК YB-1 присутствовала в значительной концентрации. Популяция РС3 оказалась более устойчивой к химиотерапевтическим препаратам, чем культура DU145. Экспрессии YB1 в РС3 сопутствовала более высокая экспрессия гена MRP1 и более низкая экспрессия BCRP. Ингибитор PI3K Ly294002 снижал экспрессию MRP1 и повышал экспрессию BCRP в клетках РС3. Снижались также количество белка MRP1 и лекарственная устойчивость клеток. Эти данные позволяют полагать, что активность генов по меньшей мере двух АВС транспортеров, MRP1 и BCRP, может регулироваться при участии сигнального пути PI3K/Akt/PTEN и YB-1. 4. Проведена экспрессия с плазмид в клетках NIH3Т3 мутантных форм YB-1, устойчивых к расщеплению 20S протеасомой, и укороченного YB1, лишенного сигнала цитоплазматического удержания. Показано, что укороченный YB-1 имеет преимущественно ядерную локализацию. 78 ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРОСТРАНЕННОСТИ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕРЕЛОМОВ ПОЗВОНКОВ ДЛЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ДИАГНОСТИКИ ОСТЕОПОРОЗА В.С. Оганов 1), В.Е. Новиков 1), И.А. Скрипникова2), Л.М. Мурашко1), О.Е. Кабицкая1) 1) ГНЦ РФ – Институт медико-биологических проблем РАН, Москва 2) ФГУ ГНИЦ профилактической медицины Росмедтехнологии, Москва Остеопороз (ОП) представляет собой серьёзную медико-социальную проблему в связи с тем, что часто осложняется переломами. Лечение и реабилитация больных ОП связаны со значительными экономическими затратами и тяжелыми социальными последствиями. Основной причиной переломов в старших возрастных группах является низкая костная масса наряду с изменением качества кости. В крупных эпидемиологических исследованиях было показано, что до 90 % переломов проксимального отдела бедренной кости у пожилых женщин и до 80 % таких переломов у пожилых мужчин ассоциированы с ОП. Переломы позвонков часто остаются нераспознанными до тех пор, пока не проявляются неврологическими симптомами. С целью совершенствования диагностики и расширения представлений о патогенезе остеопороза проведено комплексное динамическое наблюдение 200 пациентов ГНИЦ ПМ с установленным согласно регламенту ВОЗ остеопорозом (минеральная плотность в участке поясничных позвонков ниже 0,772 г\см2, Т-критерий ниже -2,5 средних квадратичных отклонений от «пиковой», свойственной возрасту 18–25 лет костной массы) и получающих соответствующее лечение. Выполнено морфометрическое исследование стандартных рентгенограмм (СР) и результатов применения дополнительной функции быстрого получения изображения позвоночника (IVA – instant vertebral assessment), имеющейся в современных моделях костных денситометров. Получены данные о распространенности переломов у пациентов с постменопаузальным остеопорозом в отечественной популяции. Показано, что примерно в половине случаев (49 % по СР и 45 % по IVA) установленный остеопороз у женщин старше 60 лет осложнен деформациями (переломами) позвонков. При этом распределение переломов по позвоночному столбу было неравномерным и имеет бимодальный характер. Максимальное число переломов отмечено в среднегрудном отделе (максимум в Th8) и при переходе грудного отдела в поясничный. 79 Количество выявленных деформаций при IVA по сравнению со СР составило 81 %, что и определило чувствительность метода. В поясничном отделе отмечено меньше расхождений в диагностике деформаций СР и IVA, чем в грудном, что связано с меньшим влиянием в этой области теней анатомических образований. Характер деформаций позвонков у наших пациентов был весьма однородным: клиновидные со снижением высоты переднего края тела позвонка. Только 6 позвонков были деформированы по типу «рыбьих», 2 – задних клиновидных и 3 случая антеролистеза L5. Сравнительное денситометрическое и рентгенологическое исследование показало, что выполнение морфометрического исследования позвоночного столба в боковой проекции на денситометре позволяет без дополнительного рентгенологического обследования существенно улучшить диагностику остеопороза. В то же время сведения о распространенности и распределении переломов позвонков заставляют уделять большее внимание верхнему отделу позвоночника, в котором денситометрическое исследование не проводится, и только применение современных диагностических методов позволяет правильно квалифицировать тяжесть остеопороза. КЛИНИКО-МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ АЛКОГОЛЬНОЙ МИОПАТИИ Б.С. Шенкман1), О.Е.Зиновьева2), Г.А. Маслова2), Ю.В. Стогова2) 1) Лаборатория миологии ГНЦ РФ – Института медико-биологических проблем РАН 2) Кафедра нервных болезней ММА им. И.М.Сеченова В настоящее время установлено, что поражение скелетных мышц является частым проявлением алкогольной болезни и, по некоторым данным, отмечается у 40-60 % пациентов, злоупотребляющих алкоголем. Распространенность алкогольной миопатии составляет 2000 больных на 100000 населения, что значительно превышает распространенность наследственных и некоторых метаболических миопатий. Актуальность проблемы обусловлена также высокими показателями временной нетрудоспособности и инвалидизации среди лиц молодого возраста, и как следствие, значительными социально-экономическими потерями. Выделяют две основные клинические формы алкогольной миопатии (АМ): острую (ОАМ) (1-5 %) и хроническую (ХАМ) (50-60 %). Цель исследования: изучить клинические, морфологические и иммуногистохимические особенности алкогольной миопатии. 80 В соответствии с поставленными задачами были обследованы 24 пациента с хронической алкогольной интоксикацией (19 мужчин и 5 женщин) в возрасте от 27 до 69 лет (средний возраст – 43 ±10 лет). Длительность употребления алкоголя варьировала от 4 до 40 лет (в среднем – 14 ±10 лет). Методы исследования включали: клиническую оценку наркологического анамнеза, стадии алкоголизма, неврологического статуса; исследование биохимических показателей крови (билирубин, общий белок, АСТ, АЛТ, Г-ГТ, ЩФ, КФК); а также патоморфологический анализ поперечных срезов биоптата латеральной головки четырехглавой мышцы бедра с помощью окраски гематоксилином и эозином и гистохимическое исследование важнейших сократительных белков мышечного волокна – тяжелых цепей миозина I и II типов методом иммунофлуоресценции с последующим измерением площади поперечного сечения мышечных волокон. У двоих пациентов (8,3 %) выявлена острая алкогольная миопатия, проявляющаяся болевым синдромом и быстро нарастающей слабостью в проксимальных группах мышц конечностей. На момент исследования уровень КФК в плазме крови был нормальным. В мышечных биоптатах выявлены деструктивные изменения в виде некрозов отдельных мышечных волокон, лейкоцитарной инфильтрации, замещения мышечной ткани жировой и соединительной тканью. При морфометрическом исследовании определялось резкое снижение площади поперечного сечения мышечных волокон обоих типов. У 22 пациентов (91,7 %) болевой синдром отсутствовал, клинические проявления в виде медленно прогрессирующей (в течение нескольких месяцев) проксимальной мышечной слабости отмечались лишь у 8 больных (33 %), показатели КФК соответствовали норме во всех случаях, в то время как морфологические признаки ХАМ выявлялись у 13 пациентов (54 %). В мышечных биоптатах определялось разрастание соединительной ткани, уменьшение площади поперечного сечения мышечных волокон II типа, а в 7 случаях (29 %) – уменьшение площади поперечного сечения мышечных волокон I и II типа. У 9 пациентов (37,5 %) с хроническим употреблением алкоголя морфологических изменений скелетной мускулатуры использованными методами не выявлено. Следует отметить, что пациенты данной группы отличались меньшей длительностью употребления алкоголя. Таким образом, установлено, что ХАМ может протекать без клинических и лабораторных проявлений, в этих случаях единственным методом диагностики является биопсия мышцы. Морфологические проявления ХАМ неоднородны, выявляется изолированная атрофия мышечных волокон II типа или обоих типов волокон, что вероятно связано с прогрессированием заболевания. 81 МЕТОДОЛОГИЯ СОЗДАНИЯ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ОЗДОРОВИТЕЛЬНО-РАЗВИВАЮЩИХ ПРОГРАММ ДЛЯ ЛЮДЕЙ С РАЗНЫМ УРОВНЕМ СОМАТИЧЕСКОГО ЗДОРОВЬЯ В.А.Орлов, Е.А.Разумовский, О.Б.Фетисов, И.Б.Шавырин ГНЦ РФ – Институт медико-биологических проблем РАН Предшествующими исследованиями в рамках программы Президиума РАН «Фундаментальные науки – медицине» нами была выполнена разработка технологии комплексного донозологического обследования населения в возрасте 6-60 лет (технология «Навигатор здоровья»), что позволило дать количественную оценку физического здоровья и работоспособности человека. Результаты обследования отображаются в виде компьютерного профиля (паспорта) здоровья индивидуума, где в цифровом и диаграммном виде на основе сравнения с разработанными возрастными моделями дается интегральная оценка физического здоровья и функциональных резервов кардиореспираторной системы, нервномышечной систем, костно-связочного аппарата (включая позвоночник), а также оцениваются координационно-двигательные характеристики и навыки психофизиологической саморегуляции. Формализованный профиль здоровья человека является основанием для создания индивидуальной оздоровительной программы с использованием средств природной терапии и комплексов физических упражнений, обеспечивающих управляемую адаптацию организма. Главная цель 3–6 месячного оздоровления (оптимальный срок для формирования структурно-функциональных следов нового уровня) отображается величиной ожидаемого (которого следует достигнуть) индекса физического здоровья (в баллах универсальной шкалы ИФЗ). Цели второго уровня выбираются из профиля здоровья и ориентируются на укрепление «слабых звеньев» организма. Соответственно структуре этих целей подбираются средства, методы и объемы воздействий на организм для управляемой адаптации (тренировки) соответствующих физиологических систем. На данном этапе нами разработан алгоритм и программное обеспечение по автоматическому формированию модели оздоровительной программы для человека в возрасте 10–17 лет, прошедшего комплексное обследование по технологии «Навигатор здоровья» и получившего паспорт здоровья. Построение индивидуальной оздоровительной программы представляется крайне сложной задачей, поскольку организм человека подвержен воздействию факторов среды (температура и влажность воздуха, атмосферное давление, геомагнитная активность, психофизические стрессы, производственная и бытовая деятельность, 82 вредные привычки, пищевой статус и т. д.). Адаптационное влияние этих факторов настолько существенно, что может нейтрализовать эффекты от 2-3-часового (в неделю) оздоровительного воздействия. Это обстоятельство диктует использование оперативного (ежедневного) контроля за динамикой отдельных характеристик организма на основе набора тестов из технологии «Навигатор здоровья», внесение коррекции в стиль жизни и дозирование оздоровительных средств. Экспериментальная апробация моделей оздоровительных программ с участием школьников и студентов на основе средств степ-аэробики, атлетической гимнастики, оздоровительного бега (в объеме 2-2,5 часов неделю) выявила положительный эффект лишь у лиц, имеющих сильно выраженную целевую мотивацию и соответственно перестроивших стиль своей жизни. Создание блока оздоровительно-развивающих программ в технологии «Навигатор здоровья» позволило реализовать обратную связь по принципу «измерение – корректируюшее воздействие – измерение» и т.д.), что позволяет говорить о целостной системе контроля здоровья населения России. ВОЗМОЖНОСТЬ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ НОВОГО НЕИНВАЗИВНОГО МЕТОДА АУТОФЛУОРЕСЦЕНТНОЙ ДИАГНОСТИКИ ГЛАЗНОГО ДНА ПРИ СТАРЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЯХ И ДЕГЕНЕРАТИВНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЯХ СЕТЧАТКИ ГЛАЗА М.А. Островский Институт биохимической физики РАН им. Н.М.Эмануэля 1. Проведено хроматографическое выделение и получены спектральные характеристики (спектры поглощения и флуоресценции) флуорофоров, содержащихся в липофусциновых гранулах кадаверных глаз человека. Идентифицирован набор флуорофоров, входящих в состав этих гранул. Показано, что «основной флуорофор» А2Е является лишь одним из них. Из полученных данных следует, что при проведении аутофлуоресцентной диагностики глазного дна крайне желательно возбуждать аутофлуоресценцию не только при общепринятой в настоящее время длине волны 488 нм, регистрируя при этом аутофлуоресценцию в области 560 нм, но и в более коротковолной области видимого спектра, а именно в области 380-410 нм. В случае хирургического удаления катарактального хрусталика и имплантации бесцветной, УФ-абсорбирующей интракулярной линзы возбуждение аутофлуоресценции глазного дна в этой области вполне возможно. Это 83 существенно расширило бы клиническую информативность нового неинвазивного метода аутофлуоресцентной диагностики глазного дна при старческих изменениях и дегенеративных заболеваниях сетчатки глаза, что было бы важно для понимания патогенеза, прогноза и перспектив профилактики и лечения дегенеративных заболеваний сетчатки. 2. Кроме того, обнаружено вызванное светом высвобождение из липофусциновых гранул токсичных продуктов фотоокисления А2Е – основного флуорофора этих гранул. Установлено, что эти продукты фотоокисления А2Е (эпокси-формы А2Е), во-первых, поглощают свет в более коротковолновой области спектра, чем исходный А2Е, и, вовторых, будучи более гидрофильными, чем А2Е, легко выходят из липофусциновых гранул в водную среду (в ситуации in vivo – в цитоплазму). Известно, что эти продукты фотоокисления А2Е обладают высокой токсичностью. Обнаруженное высвобождение токсичных продуктов фотоокисления А2Е может быть одной из причин известного в офтальмологической клинике усугубляющего действия света при старческих и\или дегенеративных заболеваниях сетчатки, в первую очередь при такой распространённой патологии, как возрастная макулярная дегенерации сетчатки. ЭКСПРЕСС-МОНИТОРИНГ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ И АППАРАТНАЯ ДИАГНОСТИКА ПАТОЛОГИЙ МОТОРНОЙ СИСТЕМЫ ЧЕЛОВЕКА С.П. Романов1), З.А. Алексанян2), А.А. Меклер2) 1) Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН, Санкт-Петербург 2) Институт мозга человека РАН, Санкт-Петербург Неопределённость диагностики неврологических заболеваний, вызывающих нарушение двигательной функции, связана с тем, что внешне одинаковое проявление патологии может быть следствием поражения различных участков или областей системы управления движениями. Это диктует особый подход к лечению с возможностью влияния на разные медиаторные системы ЦНС. В отличие от методов регистрации тремора как движения, мы регистрируем изометрическое усилие, параметры которого являются непосредственными коррелятами активности, нисходящей от центральных структур по пирамидному пути и экстрапирамидным трактам к мотонейронам сегментарного уровня. Преимущество метода – отсутствие наложения каких-либо датчиков на пациента. Во время тестирования пациент касается нейтральной поверх- 84 ности, а датчики силы регистрируют прикладываемое к ней усилие. Произвольная и непроизвольная активность каждой руки регистрируется 30 с в одном тесте (85 Кбайт данных). Несколько тестов в течение 8-10 минут дают полную картину интегральной активности моторной системы. Трудности состоят в том, что последующая обработка полученных данных одного пациента может продолжаться по различным универсальным программам (например, STATISTICA) в течение суток и более. В результате выполнения проекта накоплены данные 37 исследований на 9 пациентах (301 тестирование) и 2 обследований (12 тестов). Кроме обычных методов статистики и Фурье-анализа, применили методы анализа временных рядов, обычно используемые вне биологической области для прогнозирования различных природных и техногенных процессов и явлений. Эти методы позволили разложить временной ряд первичных данных на аддитивные составляющие – главные компоненты, чтобы охарактеризовать и показать сложность поведения системы во времени. Применение этих методов для данных последовательного тестирования пациентов до и в ходе терапии показало процесс влияния препарата на восстановление двигательной функции, характеризующий эффективность назначенного лечения. Многофакторность поражения, индивидуальная восприимчивость пациента к назначенной терапии исключают усреднение по диагнозам, по видам препаратов или другим параметрам как критерий (опыт) для назначения терапии. В некоторых случаях только аппаратной регистрацией интегральной активности моторной системы удалось доказать, что назначенная по внешним признакам конкретным пациентам L-допа терапия (при синдроме паркинсонизма) не соответствует функциональному состоянию их нервной системы. Для фундаментальных исследований дисфункции нервной системы являются “окном” для понимания механизмов управления, а современные методы анализа временных рядов позволяют по поведению одного параметра представить сложность исследуемой системы. Разложение интегральной активности на главные компоненты показало перераспределение активности между пирамидным путём и экстрапирамидными трактами в случае болезни Паркинсона, позволило точнее диагностировать лево- или правостороннее поражение, что важно для последующего лечения и понимания механизмов возникновения патологических состояний. Создаваемые алгоритмы математической обработки получаемой информации о функциональном состоянии системы управления движениями необходимо превратить в специализированное программное обеспечение, ускоряющее анализ и отображение данных. 85 5. Биофотоника РАЗРАБОТКА И УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СПЕКТРАЛЬНО-ФЛУОРЕСЦЕНТНЫХ МЕТОДОВ ДИАГНОСТИКИ ЭКСТРАЦЕЛЛЮЛЯРНОЙ ДНК В ПЛАЗМЕ КРОВИ В.А. Кузьмин1), А.М. Виноградов1), Т.Д. Некипелова1), В.А. Волнухин1), О.А. Рогинко2), О.А. Коздоба2), А.И. Алехин2), А.А. Юдин2), Н.Н. Вейко3), А.И. Сперанский4) ГУ Институт биохимической физики РАН, Москва, ГУ Центральная клиническая больница РАН, Москва, 3) ГУ Медико-генетический научный центр, РАМН, Москва, 4) ГУ Институт ревматологии РАМН, Москва 1) 2) Определение внеклеточной ДНК у больных с болезнями органов кровообращения и аутоиммунными заболеваниями разрабатывается с применением спектрально-флуоресцентного метода с использованием бискрасителей, в молекулярной структуре которых присутствуют два различных молекулярных фрагмента. Кинетика гибели возбужденных синглетных и триплетных состояний комплексов красителей с молекулами ДНК исследована на установках импульсного фотолиза и счета фотонов с лазерным фотовозбуждением. Наличие двух фрагментов в красителях приводит к усилению комплексообразования с молекулами ДНК. Образование жесткой структуры комплекса красителя приводит к увеличению флуоресценции этих комплексов по сравнению со свободным красителем, что лежит в основе чувствительного анализа фрагментов внДНК. Проведен отбор различных флуоресцирующих красителей и разработана методика детекции изменения степени фрагментированности и GC-состава внеклеточной ДНК. Исследованы бискрасители, интенсивность флуоресценции которых увеличивается в присутствии ДНК и практически не изменяется в присутствии РНК, что может быть использовано для определения ДНК в смеси нуклеиновых кислот (ДНК + РНК). Установлены структуры цианиновых красителей, которые позволяют измерять суммарное количество РНК и ДНК в смеси. Обнаружено явление переноса энергии между двумя различными красителями, в комплексах с геномной ДНК. Это позволит в дальнейшем разработать метод экспресс-анализа содержания ДНК в биологических жидкостях, когда на флуоресценцию красителей влияют многие компоненты. Обнаружены комплексы, содержащие на одну молекулу ДНК три молекулы различных красителей. Установлен последовательный двухступенчатый индуктивно- 86 резонансный перенос энергии электронного возбуждения с молекул красителей для этих тройных комплексов. На примере двух модельных ДНК-плазмид установлены красители, преимущественно взаимодействующие с АТ-парами геномной ДНК, и красители, взаимодейситвующие с GC-парами, что дает возможность дифференцированно тестировать GC-пары в ДНК. В составе вкДНК в норме и особенно при патологии накапливаются GC-обогащенные фрагменты ДНК генома человека. Анализ изменения содержания этих фрагментов в составе вкДНК позволяет диагностировать скрыто протекающие патологические процессы в организме, которые сопровождаются относительно небольшим увеличением гибели клеток. Кроме того, анализ изменения GC-состава позволяет оценивать накопление в вкДНК CpG-богатых фрагментов, которые могут в зависимости от концентрации оказывать как позитивное влияние на клетки организма, так и негативное. При избытке этих фрагментов в организме возможно развитие аутоиммунных нарушений и индукция в клетках окислительного стресса. Таким образом, разработаны методики анализа свойств вкДНК (концентрация, состав, длина фрагментов) в реальных образцах биожидкостей. На основе флуоресцентных измерений фрагментов внДНК разработан новый способ оценки уровня гибели клеток в организме человека при патологических процессах, которые сопровождаются усиленным апоптозом и некрозом клеток. ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЕ БИОСЕНСОРЫ НА ОСНОВЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ ПЛАЗМОННЫХ НАНОСТРУКТУР ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ БИОХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ А.В. Нащекин1), К.К. Туроверов2), А.И. Сидоров3), О.А. Усов1), П.Н. Брунков1) 1) Физико-технический институт им. А.Ф.Иоффе РАН, Санкт-Петербург 2) Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург 3) Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова, СанктПетербург Определение сдвига частоты плазмонного резонанса (ПР) на поверхности металл-диэлектрических наноструктур (НС) при взаимодействии с биологическими обьектами является перспективным методом для создания биосенсоров (БС) для контроля состава и особенностей биохимических реакций. В данной работе использованы два 87 различных технологических подхода для получения плазмонных НС: создание на поверхности металл-диэлектриков упорядоченных массивов наноструктур (Cr, Au, Ag, Ni) и формирование массивов металлических наночастиц в приповерхностных слоях фототермохромных стекол (ФТХ) [1]. Для изготовления металлических НС на диэлектрических подложках (SiO2, стекло, кварц) была использована оптическая литография для создания маркерных знаков, прецизионная электронная литография для формирования упорядоченного массива элементов, электронно-лучевое распыление Au с подслоем Ti для улучшения адгезии. Процесс электронной литографии осуществлялся на растровом электронном микроскопе CamScan Series 4 DV100, оборудованном программноаппаратным комплексом «Nanomaker» (Interface Ltd., г. Черноголовка). Размеры сформированных металлических структур составляют 300-600 нм (порядка длины волны света). Наряду с БС, основанными на поверхностных плазмон-поляритонах, в данной работе рассматривается БС, основанный на плазмонном резонансе в металлических нанокластерах, образующихся в ФТХ стеклах под действием облучения электронным пучком и последующей термообработки [2]. Подобные БС имеют ряд преимуществ: более широкий выбор металлов для создания БС, т.к. нет прямого контакта исследуемой среды с металлом, отработанная воспроизводимая технология. В данной работе образцы ФТХ стекол, содержащие нанокластеры Ag или Cu, были облучены при комнатной температуре электронным пучком: энергия электронов 20 кэВ, ток зонда 2 нА, площадь облучения 270x350 мкм 2. В процессе последующей термообработки при 5400 С свободные электроны в образцах захватываются металлическими ионами, а нейтральные атомы выпадают в виде кластеров серебра или меди, соответственно. На спектрах пропускания образца с нанокластерами серебра, образовавшихся в приповерхностном слое ФТХ стекла, наблюдается пик на длине волны 520 нм, связанный с поверхностным плазмонным резонансом кластеров серебра со средним диаметром 3 нм. Параметры кластеров предполагается уточнить методом рентгеновской дифракции и рамановской спектроскопии. Технология получения НС оптимизируется с целью контроля размеров кластеров и расстояния между ними. Таким образом, анализ полученных плазмонных НС показывает, что используемые технологические подходы перспективны для создания портативных БС. Работа поддержана грантом Президиума РАН (25.03.2008) “Фундаментальные науки – медицине”. 1. А.В.Нащекин, А.И.Сидоров, Н.В.Никаноров, О.А.Подсвиров, О.А.Усов, В.А.Цехомский, ПЖТФ, Исследование эффекта поверхностного плазмонного резонанса в металл-диэлектрических наноструктурах (2008). Принято к печати. 88 2. N.V. Nikanorov, E.I. Panysheva, I.V. Tunimanova, and A.V. Chukharev, Glass Physics and Chemistry, 27, № 3, 241-249 (2001). РАЗРАБОТКА МЕТОДА ПРИЖИЗНЕННОЙ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ОПУХОЛЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СПЕЦИФИЧЕСКОГО КОНТРАСТИРОВАНИЯ БИОИНЖЕНЕРНЫМИ КОМПЛЕКСАМИ НА ОСНОВЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ НАНОКРИСТАЛЛОВ А.Г. Орлова1), И.В. Балалаева1,2), А.А. Брилкина1,2), Т.А. Здобнова1,3), М.В. Ширманова2,4), И.М. Крутова2), О.А. Стремовский3), Е.Н.Лебеденко3), И.В.Турчин 1), С.М. Деев3) Институт прикладной физики РАН, Нижний Новгород Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобаческого, Нижний Новгород 3) Институт биоорганической химии РАН им. М.М. Шемякина и Ю.А.Овчинникова, Москва 4) Нижегородская государственная медицинская академия, Нижний Новгород 1) 2) Одним из перспективных направлений в современной биомедицине является поиск новых путей неинвазивного получения изображений внутренней структуры биологических объектов, в том числе опухолей. Однако сильное поглощение и рассеяние света биологическими тканями делает необходимым применение дополнительных контрастирующих веществ. В последние годы появился принципиально новый класс контрастирующих агентов – флуоресцентные нанокристаллы (квантовые точки, QDs) с определяемой квантово-размерными эффектами люминесценцией, высоким квантовым выходом и молярной экстинкцией, широким спектром поглощения, а также исключительной стабильностью к фото- и химической деградации. Нами был разработан метод прижизненной оптической визуализации опухолей с использованием специфичных биоинженерных комплексов на основе флуоресцентных нанокристаллов. Для создания биоинженерных комплексов были использованы коммерческие полупроводниковые нанокристаллы с максимумом флуоресценции при 705 нм (Invitrogen, США). Для направленной доставки применяли мини-антитела (scFv) 4D5, взаимодействующие с онкомаркером HER2/neu, конъюгированные с нанокристаллами с помощью белкового модуля барназа-барстар. Функциональные свойства полученных комплексов (устойчивость, специфичность) были оценены в условиях in vitro на клетках карциномы молочной железы человека SKBR- 89 3 и карциномы яичника SKOV-3. На иммунодефицитных животных – носителях опухоли человека (SKBR-3), были проведены прижизненные эксперименты по маркированию опухолей методами пассивной и адресной доставки. Прижизненная визуализация опухолей проводилась на установке для диффузионной флуоресцентной томографии (ИПФ РАН, Россия). Оценка распределения нанокристаллов в организме животного post mortem проводилась методами спектроскопии и конфокальной микроскопии. В результате выполнения работы созданы биосовместимые контрастирующие агенты на основе биоинженерных комплексов полупроводниковых нанокристаллов и белков адресной доставки. Получены прижизненные флуоресцентные изображения животныхопухоленосителей, позволяющие продемонстрировать возможности визуализации опухолей при разных подходах к их маркированию: адресной доставки нанокристаллов и пассивного мечения. Показано органное распределение нанокристаллов через разное время после их введения. Разработанный метод прижизненной визуализации опухолей с использованием полупроводниковых нанокристаллов является инновационным в отношении практики экспериментальной онкологии, предоставляя возможности для прижизненной диагностики, наблюдения роста и развития злокачественных новообразований, контроля их лечения и оценки эффективности новых терапевтических методов. ИЗУЧЕНИЕ БИОХИМИЧЕСКОГО ПОЛИМОРФИЗМА СА+2СВЯЗЫВАЮЩИХ И НЕКОТОРЫХ ДРУГИХ АКТИН-СОДЕРЖАЩИХ БЕЛКОВ ПРИ РАКЕ ПРОСТАТЫ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ НОВЫХ МЕТОДОВ ДИАГНОСТИКИ В.О. Попов1), С.С. Шишкин1), Л.И. Ковалев1), М.А. Ковалева1), А.А. Макаров1), И.Н. Крахмалева1), К.В. Лисицкая1), О.С. Соколова2), Н.Ю. Синицына2), И.Ю. Торопыгин3), В.Е. Охриц4), О.Б. Лоран4) Институт биохимии им. А.Н. Баха РАН, Москва; Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова; 3) НИИ биомедицинской химии им. В.Н. Ореховича РАМН, Москва; 4) Российская медицинская академия постдипломного образования, Москва 1) 2) В соответствии с целями проекта, направленного на изучение биохимического полиморфизма Са+2-связывающих и некоторых других актин-содержащих белков (АСБ) для разработки методов эффективной диагностики рака простаты (РП), был проведен сравнительный анализ 90 белков из клеточных культур LNCap, Du145, PC3, моделирующих РП, и из культуры PZ-HPV-7 (модель нормального эпителия простаты), а также белков, экстрагированных из биопсийных и/или операционных материалов при раке и гиперплазии простаты. В работе использовали комплекс протеомных методов, включавший несколько модификаций двумерного электрофореза по О’Фарреллу (с применением амфолиновых и иммобилиновых градиентов рН при изоэлектрофокусировании в разных режимах), а также MALDI-TOF MS и MS/MS технологии для идентификации белков. На типичных электрофореграммах, полученных с применением амфолиновых градиентов, регистрировалось около 400-600 белков, характеризовавшихся Мм от 8,5 до 450 кДа и pI от 4,5 до 11,0, а при использовании иммобилиновых градиентов удавалось детектировать около 800 белков, характеризовавшихся Мм от 7,5 до 250 кДа и pI от 4,0 до 8,5. Среди 110 идентифицированных белков из тканей простаты оказалось 27 изоформ различных АСБ, включая ряд Са+2-связывающих белков (S100A6, S100A9, изоформы аннексинов, тропомиозинов, трансгелинов, кальпонин 1 и др.). Среди 67 идентифицированных белков культивируемых клеток также были выявлены изоформы АСБ, относящиеся к Са+2-связывающим белкам, в частности S100A11. Результаты сравнительного анализа указывают на перспективность отдельных изоформ семейства S100 для разработки методов диагностики РП. Параллельно с помощью специальной модификации ПЦР в реальном времени (Taqman-анализ для дискриминации аллелей) проводился анализ ряда однонуклеотидных замен (SNP’s) в генах, кодирующих отдельные АСБ, а также белки, участвующие в реализации функций некоторых ростовых факторов. Суммарно, SNP’s в гене TAGLN1 (rs36112166 и rs 12284316) были проанализированы в небольшой группе славян (по 46 мужчин), но при этом не было выявлено ни гомозигот по редкому аллелю, ни гетерозигот. Вместе с тем проведенный анализ в бóльших по размерам славянских выборках двух близко расположенных SNP’s в гене FMN1 (T/C rs11072170 и A/G rs2306277, при n = 155 и 224, соответственно) показал следующее распределение генотипов: TT – 12,4%, TC – 53,2%, CC – 34,4 % и AA – 19,6 %, AG – 57,1 % GG – 23,3 %, соответственно. Полученные данные несколько отличались западноевропейских выборок и совершенно не походили на показатели азиатских групп (по материалам NCBI). При этом удалось обнаружить тенденцию к уменьшению TT генотипов по SNP rs11072170 (до 7,3 %) и накоплению GG генотипов по SNP rs2306277 у больных РП. В отличие от данных, полученных для FMN1, результаты генотипирования нашей выборки (n = 134) по SNP C/G rs2854746 в гене IGFBP-3 оказались близкими к данным для азиатской группы и не выявили отличий у больных РП. 91 Работа поддержана Программой Президиума РАН «ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ НАУКИ – МЕДИЦИНЕ» и Государственным контрактом № 8/3-373н-08. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИММУНОФЕНОТИПА ФЛУОРЕСЦИРУЮЩИХ КЛЕТОК MEL KOR-TURBO-RFP А.П. Савицкий1), И.Г. Меерович1), Л.Р. Арсланбаева 1, Д.В. Соколова 2), О.С. Бурова 2), А.Ю. Барышников2) Институт биохимии им. А.Н. Баха РАН НИИ ЭДиТО РОНЦ им. Н.Н.Блохина РАМН 1 2 Флуоресцирующая клеточная линия mel Kor-Turbo-RFP обладает стабильными культуральными и морфологическими характеристиками, по скорости роста in vitro и in vivo и ряду других свойств адекватно отражает свойства исходной клеточной линии меланомы человека mel Kor (полученной в ЭдиТО РОНЦ РАМН). Исходная клеточная линия характеризуется экспрессией меланомных (дифференцировочных), опухолеассоциированных маркеров и отсутствием антигенов гистосовместимости первого и второго класса. Представляется важным подтвердить, что новое по сравнению с исходной клеточной линией свойство клеток клеточной линии mel KorTurbo-RFP экспрессировать красный флуоресцирующий белок не повлияло на иммунофенотип клеток. Кроме того, информация об антигенах, презентированных на поверхности клеток mel Kor-Turbo-RFP, необходима для случаев, когда на флуоресцирующей модели опухоли животных предполагается исследовать противоопухолевое действие препаратов, основанных на антителах к этим антигенам, либо когда другие препараты планируется доставлять к опухоли при помощи антитело-опосредованного направленного транспорта (конъюгаты препаратов с антителами, иммунолипосомы и т.д.). Иммунофенотип клеток клеточной линии mel Kor-Turbo-RFP определяли при помощи проточной цитофлуориметрии, при проведении анализа использовали реакции прямой и непрямой иммунофлуоресценции, затем клетки фиксировали формалином. В работе использовались моноклональные антитела (коньюгированные с FITC, если не указано иное) к следующим антигенам: CD3 и CD20 – качестве отрицательных контролей (маркеры характерны для T- и B-лимфоцитов, соответственно), CD63 (дифференцировочный маркер, характерный для меланомы), к антигенам гистосовместимости HLA-ABC, НLA-DR (для 92 исходной клеточной линии mel Kor характерно отсутствие этих антигенов, что является редко встречающейся особенностью меланомных клеток), а также CD54 (маркер характерен для лейкоцитов и эндотелиальных клеток) и CD34. Клеточную суспензию исследовали при помощи проточного цитофлуориметра FACSCalibur (BD, США) с использованием программного обеспечения CellQuest. В качестве контролей использовались также немеченые, но фиксированные формалином клетки и клетки после инкубации с F(ab)2-FITC. Таблица 1 Уровень экспрессии антигенов на клетках линии mel Kor-Turbo-RFP Антитела против антигена/метка Антивидовые антитела/метка CD3 / FITC CD20 / FITC CD63 / FITC CD54 CD34/RPE Anti HLA-DR/APC Anti HLA-DR/ FITC F(ab)2/ FITC Anti HLA-ABC F(ab)2/ FITC Уровень экспрессии антигенов на клетках линии mel Kor- TurboRFP, % 1.3 1.2 96.0 13.4 37.0 4.8 1.1 1.5 Полученные результаты (табл. 1) показывают, что клетки mel KorTurbo-RFP характеризуются экспрессией меланомного клеточного маркера CD63, подчеркивающего специфичность данной клеточной линии, и отсутствием антигенов гистосовместимости первого и второго класса. Таким образом, клеточная линия mel Kor-Turbo-RFP по исследованным маркерам сохранила иммунофенотип по сравнению с исходной меланомой mel Kor. 93 ЛАЗЕР-ИНДУЦИРОВАННАЯ АУТОФЛУОРЕСЦЕНЦИЯ В ДИАГНОСТИКЕ ПРЕДРАКА И РАННЕГО РАКА ШЕЙКИ МАТКИ В.В. Смирнов1, Н.Н.Булгакова1), К.А. Верещагин1), Е.Г. Новикова2), О.И. Трушина2), О.С. Балахонцева2), И.А.Аполихина3) 1) ИОФ им. А.М. Прохорова РАН, ФГУ «МНИОИ им. П.А. Герцена Росмедтехнологий», 3) Кафедра акушерства, гинекологии и перинатологии ФППО ГОУ ВПО ММА им. И.М. Сеченова 2) На протяжении последних лет наблюдается тревожная тенденция роста заболеваемость раком шейки матки среди молодых женщин моложе 29 лет, т.е. в репродуктивно значимой части населения. В этой связи актуальной проблемой является разработка новых неинвазивных методов ранней диагностики предрака и рака шейки матки, поскольку ранняя диагностика дает возможность проводить органосохраняющее лечение. К числу таких методов относятся флуоресцентные методы, которые позволяют выявлять злокачественные поражения по индуцированной световым излучением характерной флуоресценции эндогенных или экзогенных флуорофоров биологических тканей. Основной целью нашего исследования была разработка методики аутофлуоресцентной диагностики (АФД) предопухолевой патологии шейки матки. Основу АФД составляют различия в спектрах аутофлуоресценции между патологическими и здоровыми тканями, которые обусловлены излучением эндогенных флуорофоров при возбуждении в УФ и видимой области спектра. В качестве метода исследования применяли метод локальной флуоресцентной спектроскопии при возбуждении в трех спектральных областях (405 нм, 532 нм и 638 нм). Измерения спектров нормального и дисплазированного эпителия проводили in vivo на спектральнофлуоресцентной диагностической установке «Спектр-Кластер» в диапазоне 420-800 нм с помощью специально разработанного волоконнооптического зонда. В ходе выполнения проекта проведены измерения спектров аутофлуоресценции нормального и патологического эпителия в статистически достоверных группах пациенток с морфологически подтвержденной патологией шейки матки (дисплазии различной степени, рак шейки матки). Показано, что при возбуждении в красной области спектра (638 нм) аутофлуоресценция многослойного плоского и цилиндрического эпителия практически не регистрируется. Напротив, при возбуждении в синей (405 нм) и зеленой (532 нм) областях 94 регистрируются воспроизводимые спектры аутофлуоресценции указанных тканей, причем статистически достоверные различия в спектрах аутофлуоресценции нормального и дисплазированного эпителия (ЦИН2-3, включая CIS) регистрируются in vivo только при возбуждении в 408 нм. Проведено исследование и оценка различных алгоритмов расчетов спектральных признаков, которые могут иметь прогностическое значение в оценке процесса развития предопухолевой трансформации многослойного плоского эпителия шейки матки. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ МОНИТОРИНГА ФОТОДИНАМИЧЕСКОЙ ТЕРАПИИ НА ОСНОВЕ МЕТОДОВ ОПТИЧЕСКОГО БИОИМИДЖИНГА Н.М.Шахова 1,2), С.В.Гамаюнов 2), А.Н.Денисенко 3,1), Е.В.Загайнова2,1), Р.Р.Калугина 2), М.С.Клешнин 1), М.А.Сироткина 2), В.В.Слугарев 3,1), Ю.А.Стрельцова 2), И.В.Турчин 1), М.В.Ширманова 2), И.А.Январева 2) Институт прикладной физики РАН (ИПФ РАН), Нижегородская государственная медицинская академия, 3) ГУЗ Нижегородский областной онкологический диспансер 1) 2) Введение. Эффективное использование фотодинамической терапии (ФДТ) позволяет надеяться на максимальный органосохраняющий и функциональный результат при адекватной онкологической эффективности [Wilson BC, 2002; Capella MAM, 2003]. И успехи, и ограничения в развитии ФДТ связаны, прежде всего, с внедрением новых фотосенсибилизаторов (ФС) [Dickson EFG, 2003]. Для изучения эффективности ФС очень важно иметь методы, которые с высокой чувствительностью позволят проводить динамические наблюдения за процессами в живой системе, не оказывая на нее дополнительного влияния. Методы оптического биоимиджинга: оптическая когерентная томография (ОКТ) и флуоресцентная диффузионная томография (ДФТ) [Boppart S.A., 1999; A.M.Sergeev, 2001; Ntziachristos V., 2002; A.B. Turchin I.V., 2006] отличаются достаточной информативностью при соблюдении условий неинвазивности, реального времени получения информации и быстродействия. Материалы и методы. Экспериментальные исследования: мониторинг методом ДФТ (ФДТ-2М, ИПФ РАН) динамики накопления в опухоли и биораспределения в организме лабораторных животных (мыши массой 20-25 г.) ФС второго поколения (фотосенс, аласенс, фотодитазин). 95 Модели опухоли: эпидермоидная карцинома легкого Льюис (LLC) и плоскоклеточный рак шейки матки (РШМ-5), трансплантированные подкожно. ДФТ-изображения получали in vivo до введения ФС) и затем каждые 30 мин в течение 3–24 ч. Верификация ДФТ данных: спектрометрия органов и тканей ex vivo. Клинические исследования: ОКТ мониторинг ("ОКТ-1300У", ИПФ РАН) ФДТ у пациентов (при добровольном информированном согласии) с неоплазией и фоновыми заболеваниями кожи, нижней губы, шейки матки; ФС – фотодитазин при системном введении или локальной аппликации; процедура ФДТ – лазер Аткус-2 с длиной волны 661 нм, доза 150-300 Дж/ см2, плотность мощности до 0,5 Вт/см2. Сценарий наблюдения: до лечения, непосредственно, через 1—2 и 12—24 часа после лазерного воздействия, неоднократно в течение месяца и к моменту клинического выздоровления. Верификация ОКТ данных: клиническая оценка, цитология, по показаниям гистология. Результаты. Проведена адаптация ДФТ установки с целью оптимального подбора оптических параметров для конкретного ФС. С использованием ДФТ показана возможность прижизненного наблюдения за периодом накопления ФС в опухоли: фотосенс – до 24 ч, аласенс – 3-4 ч, фотодитазин – 2-3 ч. Различий в динамике накопления в зависимости от вида опухоли не установлено. По данным ДФТ все ФС накапливались не только в опухоли, но и неизмененной коже и в органах брюшной полости. Клинические исследования показали, что ОКТ способна детектировать изменения, происходящие в опухоли и окружающих тканях на фоне ФДТ. Заключение. Работа демонстрирует возможность прижизненного ДФТ-мониторинга накопления и биораспределения в органах тканях лабораторных животных органических фотосенсибилизаторов разной химической природы, что делает метод перспективным в качестве инструмента при доклиническом изучении новых ФС. ОКТ-мониторинг фотодинамической терапии может быть использован в клинической практике на всех этапах лечения как дополнительная, а в некоторых ситуациях и альтернативная морфологическим исследованиям технология. Для реализации ОКТ-мониторинга в клинической практике необходимо продолжение исследования с целью набора статистически достоверного материала. 96 6. Информатика РАЗРАБОТКА КОНЦЕПЦИИ И ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ ПОДДЕРЖКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПАЦИЕНТОВ И КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ЛЕЧЕНИЯ С.М. Абрамов, Я.И. Гулиев Учреждение Российской академии наук Институт программных систем РАН, Переславль-Залесский Последнюю четверть ХХ века в мире растет обеспокоенность недостаточной эффективностью медицинской помощи. Всемирная организация здравоохранения и ее партнеры заявили о начале проведения серий ключевых мероприятий, призванных сократить количество заболеваний, ранений и смертей среди пациентов, имеющих место в ходе лечения. Контроль качества лечения и безопасности пациентов в России приобретает все большее значение и в связи с переходом к страховой медицине. Главная задача поддержки безопасности пациентов состоит в разработке таких приложений и методов работы, которые постепенно приближают идеал высококачественной медицинской помощи, искореняют ошибки и неадекватное применение вмешательств, быстро реагируют на непредвиденные последствия. Для решения проблемы безопасности пациентов и контроля качества лечения в ходе исследований выделены следующие задачи: использование стандартов оказания медицинской помощи и лечебно-диагностических карт в лечении пациента; система контроля лечебного процесса, которая фиксирует имеющиеся в технологическом процессе отклонения и позволяет провести всесторонний анализ этих отклонений. Медицинский технологический процесс – это система взаимосвязанных минимально необходимых, но достаточных и научно обоснованных лечебно-диагностических мероприятий, выполнение которых позволяет наиболее рациональным образом провести лечение и обеспечить достижение максимального соответствия научно прогнозируемых результатов реальным. Лечебно-диагностическая (или технологическая) карта представляет собой расширенную модель стандартов медицинской помощи, описывая последовательность событий лечебно-диагностического процесса, направленных на достижение какой-либо цели. События находятся между 97 собой в различных темпоральных, казуальных и др. типах отношений. Карты могут разрабатываться специалистами-экспертами на уровне подразделения, лечебно-профилактического учреждения, ведомства или отрасли. В рамках данного исследования разработан механизм построения лечения пациента на основе технологических карт в медицинских информационных системах (МИС) – от планирования лечения до контроля качества. Лечебно-диагностические карты, а также Стандарты оказания медицинской помощи могут применяться при создании МИС в качестве управляющих алгоритмов лечебно-диагностического технологического процесса. Задача контроля проведенного лечения в проведенном исследовании решается с использованием: определения системы качественных и количественных характеристик отклонений от технологических процессов, создания типовых форм сбора информации о течении процесса, автоматизации процедуры сбора информации, представления аналитических данных об отклонениях технологических процессов ведения больных администрации и экспертам. Разработанные технологии и программные средства могут применяться при создании МИС для автоматизированного выявления и анализа отклонений от рекомендованной технологии лечения с целью повышения эффективности и качества лечебно-диагностического процесса. СОЗДАНИЕ ПРИКЛАДНЫХ СИСТЕМ ГЕНЕРАЦИИ ЗНАНИЙ О ФАРМАКОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВАХ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ НА ОСНОВЕ БАЗ ХИМИКО-БИОЛОГИЧЕСКИХ ДАННЫХ И МАТЕМАТИЧЕСКИХ АЛГОРИТМОВ АНАЛИЗА МУЛЬТИПАРАМЕТРИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ К.В. Балакин, Я.А. Иваненков, А.З. Афанасьев, Е.В. Бовина, Б.И.Леднев Институт физиологически активных веществ РАН, Черноголовка Современное состояние дел в области химической и биологической информатики характеризуется колоссальным объемом накопленной информации о структурах физиологически активных соединений и их свойствах. Анализ этого массива данных позволяет получать новые знания о свойствах фармакологически активных объектов. В современных условиях объекты исследования становятся все более сложными, вследствие чего для решения таких задач требуется мощный вычислительно-математический аппарат. Решение подобных задач невозможно без привлечения больших информационных массивов данных 98 и специальных программных инструментов, которые позволяют эффективно обрабатывать структурные и прочие сведения о соединениях, а также обладают возможностями анализа этой информации и генерации на ее основе новых знаний о фармакологических свойствах химических соединений. При этом актуальными являются проблемы совместимости, удобства пользования, приспособленности под конкретные терапевтические области, ценовой доступности и пр. В ходе работы над проектом была разработана программная компьютерная система, позволяющая аккумулировать большие массивы химико-биологических данных (базы данных) и обладающая встроенными возможностями для эффективного математического анализа этих данных (системы анализа данных). Были применены специальные алгоритмы мультипараметрического анализа данных, позволяющие обнаруживать тонкие закономерности между структурами и фармакологическими свойствами анализируемых объектов. Эти инструменты позволяют генерировать новые знания об актуальных фармакологических объектах исследований, а также с наибольшей эффективностью, рационально и направленно разрабатывать новые лекарства. В программе реализован удобный пользовательский интерфейс, характерный для программ под управлением операционной системы Windows. Ключевыми элементами реализованных экспертно-прогностических алгоритмов являются: (1) обучающие выборки по интересующим направлениям исследований; (2) построение количественной модели «структура-свойство» с использованием встроенных алгоритмов анализа данных и обучающих выборок; (3) валидация моделей с использованием внутренних или внешних обучающих выборок. Созданные алгоритмы способны, например, прогнозировать потенциальную мишеньспецифичную активность химических соединений, потенциальные побочные эффекты (токсичность, лекарство–лекарственные взаимодействия и пр.), некоторые ключевые фармакокинетические параметры соединений. Новый программный продукт предназначен для поддержки деятельности ИФАВ РАН, а также некоммерческого партнерства институтов РАН «Орхимед», по разработке новых лекарств. Предполагается, что он будет играть важную роль в качестве средства хранения и анализа информации, получаемой в результате реализации масштабных программ биологического скрининга химических соединений. 99 ПРИМЕНЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ И ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ДИАГНОСТИКИ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПО ПРЕЦЕДЕНТАМ В ОНКОЛОГИИ, НЕЙРОХИРУРГИИ И АКУШЕРСТВЕ Ю.И.Журавлев, В.В.Рязанов В.В., О.В.Сенько Учреждение российской академии наук Вычислительный центр им. А.А.Дородницына РАН Эффективность применения математических методов распознавания и прогноза по прецедентам в медицине существенно зависит от автоматизации настройки методов на конкретные задачи и реальные биомедицинские данные. Перспективным является разработка подходов для решения задач диагностики коллективами алгоритмов (создание корректирующих процедур) и адаптация алгоритмов к неполноте практических данных. С данной целью создана программа коррекции алгоритмов в виде полиномов второй степени. Предложены и апробированы на медицинских задачах новые подходы в условиях неполноты данных [1]. Проведены исследования по прогнозированию исхода хирургического лечения пациентов с дегенеративными заболеваниями поясничного отдела позвоночника (совместно с Медицинским центром ЦБ). Исходный материал составили 389 пациентов, которым было проведено оперативное лечение: радиочастотная деструкция фасеточных нервов поясничных позвонков; чрескожная лазерная дискэктомия поясничных дисков; микродискэктомия без фиксации позвоночных сегментов; дискэктомия с фиксацией позвоночных сегментов. Точность решения задач контроля лечения (распознавание результатов лечения при выписке, через 6 месяцев, через 1 и 2 года) составила 96.4 % правильных ответов, точность прогноза исхода заболевания на год вперед – 90.2 %. Найдены взаимосвязи между признаками и исходами лечения [2]. Разработан новый метод анализа выживаемости, основанный на построении оптимальных статистически достоверных разбиений пространств прогностических переменных. Разбиения строятся таким образом, чтобы максимизировать расстояния между кривыми КапланМайера для подобластей – элементов разбиения. Была предложена новая модель многофакторного прогноза выживаемости, основанная на голосовании по системам закономерностей. Тестирование разработанных методов проведено на данных по выживаемости больных остеогенной саркомой, предоставленных РОНЦ им. Н.Н.Блохина РАМН. В сотрудничестве с Институт биохимической физики им. Н.М.Эммануэля РАН и Московским государственным медико- 100 стоматологическим университетом разработан многофакторный метод прогнозирования исхода беременности. Исследованы три вида исходов беременности: рождение ребенка с наследственным заболеванием; рождение ребенка с мультифакториальным заболеванием и рождение здорового ребенка. Разработан способ экспресс-диагностики, основанный на вычислении балльных оценок непосредственно врачом [3]. 1. Ю.И.Журавлев, И.Б.Петров, В.В.Рязанов. Дискретные методы диагностики и анализа медицинской информации. «Медицина в зеркале информатики». Москва. Наука. 2008. стр. 5-21. 3. Ю.И.Журавлев, Г.И.Назаренко, В.В.Рязанов, А.М.Черкашов. Прогнозирование исходов оперативного лечения дегенеративных заболеваний поясничного отдела позвоночника. Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н.Приорова. 2008. 2. стр. 3-10. 3. Кузнецова А.В., Сенько О.В., Чуматова Э. В. Изучение факторов, значимо влияющих на исход беременности, и его прогноз с использованием теории распознавания. Proceedings of the 2nd International Conference on Mathematical Biology and Bioinformatics, Россия, Пущино, 812 сентября 2008, с. 80-81. МЕТОД СЖАТИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТОМОГРАММ БЕЗ ИСКАЖЕНИЙ Н.А.Кузнецов1), Д.В.Сушко2), Ю.М.Штарьков2) Институт радиотехники и электроники РАН, Москва Институт проблем передачи информации РАН, Москва 1) 2) В настоящее время в мире накоплен (и продолжает быстро увеличиваться) огромный объем данных томографических исследований, широко используемых в медицине для диагностики, планирования лечения и т.д. Одним из распространенных видов томографических данных являются компьютерные томограммы, которые получены в результате исследований, проводимых на рентгеновском томографе, и представляют собой полутоновые изображения размером 512x512 и глубиной 12 бит/пиксель. Одно томографическое исследование может включать сотни таких изображений, а объем соответствующих данных может доходить до 100 MB. Необходимость обеспечить долгосрочное хранение (архивацию) данных, обмен данными и удаленный доступ к ним обусловливает исключительную важность задачи сжатия томографических данных. Имеющиеся методы, алгоритмы и 101 реализованные на их основе программы сжатия изображений ориентированы в первую очередь и главным образом на сжатие изображений типа цветных фотографий, поэтому разработка новых эффективных методов сжатия представляется весьма актуальной задачей. Разработанный метод сжатия томографических изображений без искажений основан на применении универсального арифметического кодирования. Главная задача, успешно решенная в ходе работы, — адаптация методов универсального кодирования к конкретному типу данных. В качестве статистической модели «источника изображений» выбрана модель источника с вычислимой последовательностью состояний. Частичная декорреляция отсчетов томограммы достигается за счет перехода к ошибкам предсказания. Кардинальное сокращение числа неизвестных параметров модели достигается за счет объединения состояний в обобщенные состояния в соответствии с определенными критериями. (Это увеличивает сжатие, несмотря на уменьшение точности статистического описания данных.) Построение кодовых вероятностей для значений ошибок предсказания в данном обобщенном состоянии осуществляется следующим образом. Все множество значений делится на диапазоны. Внутри каждого диапазона относительные частотные вероятности значений аппроксимируют простыми известными аналитическими функциями, а частотные вероятности диапазонов описывают равномерными кодами в преамбуле (т.е. используют простейший вариант комбинаторного кодирования). Ключевые составляющие метода, связанные с универсальным кодированием, реализованы в виде алгоритмов. На материале Отделения лучевой диагностики Клиники препедевтики внутренних болезней им. В.Х.Василенко (томограф HiSpeed CT/i компании General Electric) проведены численные эксперименты, цель которых состояла в нахождении оптимальных параметров метода для различных типов компьютерных томограмм и нахождении соответствующих оценок для скорости кодирования. Полученные значения скорости кодирования для томограмм легких, брюшной полости и мозга находятся в пределах 3.9– 4.3, 4.4–4.9 и 6.1–6.4 бит/пиксель, соответственно. При этом скорость кодирования каждой конкретной томограммы превышает минимально возможную скорость кодирования данной томограммы при выбранном способе построения обобщенных состояний не более чем на 0.1 бит/пиксель. Разработанный метод может с успехом применяться для сжатия других видов томограмм (например, МРТ), а также, возможно, после некоторых модификаций, для других типов медицинских данных. 102 РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОНТРОЛЯ И ПРОГНОЗА ЗАБОЛЕВАЕМОСТИ ТУБЕРКУЛЁЗОМ В РОССИИ Г. И. Марчук1), А.А. Романюха1), К.К. Авилов1), О.А. Мельниченко2) Институт вычислительной математики РАН, Москва Факультет вычислительной математики и кибернетики, МГУ, Москва 1) 2) Оценка эффективности процессов выявления и лечения больных туберкулезом основывается на оценке числа заболевших в популяции в единицу времени. Эту величину можно прямо измерить, однако поголовное выявление всех заболевших достаточно трудоемко, требует больших затрат и возможно только при определенных условиях Для оценки реальной заболеваемости мы предлагаем подход, использующий методы математического моделирования и анализа данных. Этот подход основывается на разработанных нами модели эпидемиологии туберкулеза [1], модели выявления больных, методе оценки параметров моделей по реальным данным [2], методе оценки влияния социально-экономических факторов на динамику эпидемического процесса [3]. Анализ данных для 14 регионов Центрального федерального округа РФ позволил получить оценки параметров эпидемического процесса соответствующие каждому региону. Эти данные позволили оценить зависимость характеристик эпидемического процесса от социальноэкономических характеристик региона и качества работы системы здравоохранения. Полученные зависимости позволили построить прогноз заболеваемости и распространенности туберкулеза для каждого региона при положительном и негативном сценариях развития. Расчеты показали, что уровень заболеваемости и распространенности туберкулеза в разных регионах при одинаковых сценариях развития меняется существенно по-разному: в одних регионах при улучшении социально-экономических характеристик региона и качества работы системы здравоохранения показатели улучшаются, в других практически не меняются. Анализ чувствительности решений модели показал, что можно выделить два типа эпидемиологических процессов: вариант с доминированием активации эндогенной инфекции (Ярославская обл.) и смешанный вариант в котором вклад процесса инфицирования взрослых людей сопоставим с вкладом эндогенной активации (Тульская обл.) [4]. Полученные результаты показывают, что эффективная стратегия противотуберкулезных мероприятий в разных регионах может существенно зависеть от скрытых характеристик эпидемического процесса. 103 1. M.I. Perelman, G.I. Marchuk et al. Tuberculosis epidemiology in Russia: the mathematical model and data analysis. Russ. J. Nurner. Anal. Math. Modelling (2004) 19, № 4, 305-314. 2. Авилов К.К., Романюха А.А. 2007. Математическое моделирование процессов распространения туберкулеза и выявления больных. Автоматика и Телемеханика. № 9, стр. 145-160. 3. Melnichenko O.A., Romanyukha A.A. 2008. A model of tuberculosis epidemiology: estimation of parameters and analysis of factors influencing the dynamics of an epidemic process. Russian J of Numerical Analysis and Mathematical Modelling, Vol. 23, No.1 pp. 63-75. 4. Мельниченко О.А., Романюха А.А. Модель эпидемиологии туберкулеза. Анализ данных и оценка параметров. Математическое моделирование, 2008, том 20, № 8, стр. 97-118. СОЗДАНИЕ НОВЫХ МЕТОДОВ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ХИРУРГИЧЕСКОГО ЛЕЧЕНИЯ АТЕРОСКЛЕРОЗА НА БАЗЕ ПРОВЕДЕНИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО АНАЛИЗА КЛИНИЧЕСКИХ ДАННЫХ В.С. Савельев2), К.В. Рудаков4), Р.М. Хаитов3), М.Р. Кузнецов 2), П.Ю.Туркин 2), К.В. Воронцов 4), Ю.В. Чехович 4), А.В. Каралкин 2), В.В.Цурко 4), В.М. Кошкин 2), А.Г. Дьяконов 4), С.В. Родионов2), Б.В.Болдин 2), М.Н. Устинин 1) Институт математических проблем биологии ПНЦ РАН. ГОУ ВПО Российский государственный медицинский университет Росздрава, кафедра факультетской хирургии. 3) Государственное предприятие Институт иммунологии Федерального управления медико-биологических и экстремальных проблем при МЗ РФ. 4) Вычислительный центр им. А.А. Дородницына РАН 1) 2) Атеросклероз артерий нижних конечностей наблюдается у 20 % людей в возрасте свыше 60 лет, в 4 % случаев данное заболевание становится причиной смерти. Реконструктивные сосудистые операции позволяют избежать потери конечности и продлить жизнь. Однако спустя год или более может развиться рестеноз — сужение имплантированных шунтов с повторным нарушением проходимости сосуда, что вызывает резкое ухудшение кровоснабжения, требует выполнения повторной операции, а в ряде случаев приводит к потере конечности. Авторами проекта в целом завершена разработка комплексной диагностической методики, позволяющая до проведения операции прогнозировать развитие стенозов 104 в послеоперационном периоде. Разработка методики проходила в два этапа. На первом этапе проводился сбор клинических данных, включивших в себя скорости кровотока в зоне анастомоза и степень сужения линии анастомоза, характеристики венозного оттока из пораженной конечности, а также свёртываемость и вязкость крови и плазмы, агрегацию тромбоцитов и эритроцитов, и др. — всего 22 признака, измеряемых до операции и спустя различные промежутки времени после операции. Данные иммунологического обследования описывали: показатели местного иммунного статуса в поражённой зоне, показатели гуморального иммунитета, цитокинового статуса и т. д. — всего 17 признаков, измеряемых до и после операции. На текущем этапе исследований были собраны данные по 102 больным. Совместный анализ клинических и иммунологических данных позволил впервые в практике изучения атеросклероза оценить, какие иммунные факторы и особенности клеточных реакций оказывают значимое влияние на течение атеросклероза. На втором этапе проведен анализ данных и построение алгоритма, классифицирующего больных на два класса — вероятный положительный либо вероятный отрицательный исход. Данная задача классификации характеризуется большой размерностью, разнотипностью признаков, наличием пропусков в данных, низкой точностью измерения признаков. Для её решения сначала были применены стандартные методы распознавания образов: нейронные сети различных видов, метод опорных векторов, решающие деревья, логистическая регрессия. Наилучшие по точности результаты показал метод решающих деревьев (около 12 % ошибок), главным образом за счёт совмещения клинических и иммунологических данных. Применение новых логических алгоритмов классификации, разработанных научной школой академика РАН Ю.И.Журавлёва в ВЦ РАН и Институте математических проблем биологии ПНЦ РАН, позволило снизить уровень ошибок ещё на несколько процентов. Чтобы говорить о дальнейшем достоверном снижении уровня ошибок, достаточном для полноценного клинического применения системы прогнозирования, необходимо увеличивать объём выборки. Есть основания полагать, что в результате широкого внедрения данной системы удастся накопить значительный объём эмпирических данных, достаточный для выявления и исследования нетривиальных взаимосвязей между различными показателями иммунитета и развитием атеросклероза. На данном этапе исследований уже очевидно, что опыт разработки и внедрения данной системы допускает тиражирование, и может быть распространён на другие области медицины и другие задачи медицинской диагностики и прогнозирования. 105 ОЦЕНИВАНИЕ ПАТОЛОГИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ МОРФОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА МНОГОЦВЕТНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ ГЛАЗНОГО ДНА В.А.Сойфер, А.Г. Храмов, Н.Ю. Ильясова, А.В.Куприянов, М.А. Ананьин Учреждение Российской академии наук Институт систем обработки изображений РАН, Самара Изменения в сосудистой системе сетчатки на ранних стадиях развития патологии проявляются в изменении морфологии сосудов, в частности в появлении новообразовавшихся сосудов, и в изменении цвето-яркостных характеристик объектов на изображении глазного дна. Возможность оценивания принципиально новых, основанных на данной информации, диагностических параметров кровеносных сосудов, открывает дорогу к повышению качества формирования экспертной оценки патологических изменений и дает возможность проведения дифференцированного анализа ранних стадий развития патологии таких заболеваний как диабетическая ретинопатия, глаукома, дистрофия зрительного нерва, отслоение сетчатки и др. Разработанный метод оценивания морфологических параметров, основанный на обработке значений геометрических характеристик лепестков центральной линии сосуда, учёл тесную зависимость геометрических характеристик центральных линий сосудов с патологическими состояниями глазного дна. Для проведения морфологического анализа использовался подход, основанный на разбиении кривых на лепестки с использованием алгоритма построения матриц видимости. Метод оценивания диагностических параметров по распределению цветности и интенсивности в области диска зрительного нерва позволил учесть особенности цвето-яркостных изменений сетчатки в норме и при патологии. Проведённые экспериментальные исследования методов оценивания морфологических и цвето-яркостных параметров объектов на изображении глазного дна с использованием имитационного моделирования, показали устойчивость метода к ряду искажений входных данных, а также инвариантность к повороту, масштабу и сдвигу изображения. Экспериментальные исследования на диагностических изображениях подтвердили уменьшение погрешности при классификации по группам «норма-патология». Из результатов исследований можно сделать вывод об обоснованность выбранного метода и возможности 106 применения данной технологии для различных условий получения изображений глазного дня. В результате работы была спроектирована и реализована компьютерная система, предназначенная для количественной оценки прижизненных изменений микроциркуляторного русла глазного дна. Модули системы могут использоваться в качестве составной части компьютерной системы диагностики глазного дна. Новшеством системы является набор инструментальных средств оценивания геометрических признаков сосудистой системы на основе морфологического анализа трасс сосудов, формирования диагностических параметров сосудов области диска зрительного нерва на основе анализа распределения цветности и интенсивности в различных цветовых пространствах. Использование данной системы в медицинской практики позволит эффективно автоматизировать деятельности врача-офтальмолога. По результатам исследования были опубликованы статьи: В.А. Сойфер, Н.Ю. Ильясова, А.В. Куприянов, А.Г. Храмов, М.А.Ананьин, Методы компьютерного анализа диагностических изображений глазного дна, «Технологии живых систем», издательство «Радиотехника»: научно-техническая литература, спец. выпуск. 2008 г. (принято к публикации. Ananin M., Ilyasova N. Eye-ground vessels morphological parameters estimating method based on curves partitioning. // Proceedings of the 9th International conference on pattern recognition and image analysis: new information technologies (PRIA-9-2008), Nizhni Novgorod, 2008, Vol. 1. pp. 710. 107 7. Материалы СИНТЕЗ БИОРЕЗОРБИРУЕМЫХ ПОРИСТЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТРИЦ ДЛЯ ЗАМЕНЫ И РЕГЕНЕРАЦИИ ТВЕРДЫХ ТКАНЕЙ В.Н.Баграташвили, Е.Н.Антонов, С.А.Бочкова, Л.И.Кротова, В.К.Попов, А.В.Попова Институт проблем лазерных и информационных технологий РАН, г. Троицк, МО Матрицы-носители являются ключевыми элементами тканевой инженерии. Матрицы должны быть биологически совместимыми и обладать требуемой механической прочностью. В современной тканевой инженерии основной упор делается на разработке матриц из биорезорбируемых материалов и обладающих биологической активностью. С этой целью внутрь матрицы могут быть введены биологически активные вещества: протеины, способствующие адгезии и росту клеток, лекарственные препараты, а также клеточные культуры. Для практических применений, в частности, для восстановления костных тканей, необходимо изготавливать имплантаты заданной формы с их окончательной подгонкой во время операции. Это длительный и сложный процесс. Методы быстрого прототипирования, послойного изготовления трехмерных объектов на основе компьютерного моделирования, позволяют ускорить и стандартизировать процесс изготовления имплантатов. Данный проект направлен на создание новых биосовместимых материалов для замены и регенерации поврежденных или отсутствующих тканей человеческого организма и разработку новых технологий изготовления из этих материалов трехмерных матриц определенной структуры, формы и размеров с заданными биохимическими и физикомеханическими свойствами. Для реализации поставленных задач был проведен ряд мультидисциплинарных исследований, включающих технологию поверхностно селективного лазерного спекания, сверхкритические флюидные технологии, процессы осаждения керамических покрытий из растворов. В качестве базового материала для формирования матриц нами использовался полилактид, биологически совместимый и резорбируемый полимер, но не обладающий требуемой биологической активностью. С целью оптимизация биологических свойств материала матриц нами были разработаны композиты полилактида с биоактивными неорганическими и органическими компонентами. 108 В результате выполнения проекта в 2008 г.: Разработаны методы инкапсуляции биологически активных веществ (протеинов, лекарств) в полимеры с использованием сверхкритической двуокиси углерода. Проведены исследования процесса формирования частиц с заданными размерами в диапазоне 10–100 мкм с инкапсулированными биоактивными высокомолекулярными соединениями. Разработан процесс формирования пористых матриц заданной архитектуры методом поверхностно селективного лазерного спекания с различным составом и концентрацией биоактивных соединений. Исследована стабильность биоактивных компонент (ферменты, лекарственные вещества) подвергнутых обработке сверхкритическими флюидами и лазерному спеканию. Показано, что обработка в сверхкритической двуокиси углерода не влияет на биологическую активность включенных компонент, а после поверхностно селективного лазерного спекания включенные в биорезорбируемый полимер ферменты сохраняют до 80 % своей активности. Проведено тестирование минерал/полимерных композитов со стромальными мезенхимальными клетками. Рост клеток поддерживался на всех материалах. Наиболее интенсивный рост клеток наблюдался на композите полилактид/наноразмерная двуокись кремния. РАЗВИТИЕ НАУЧНЫХ ОСНОВ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗ НОВОЙ ВЫСОКОПРОЧНОЙ КОРРОЗИОННОСТОЙКОЙ НЕМАГНИТНОЙ АЗОТИСТОЙ СТАЛИ ВЫСОКОИЗНОСОСТОЙКИХ ХИРУРГИЧЕСКИХ МЕДИНСТРУМЕНТОВ И ДЕТАЛЕЙ ИМПЛАНТОВ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В ТРАВМАТОЛОГИИ И ОРТОПЕДИИ О.А. Банных, М.В. Костина, Е.В. Блинов Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН, Москва В ИМЕТ им. А.А. Байкова РАН созданы новые высокоазотистые немагнитные стали, отличающиеся высокой прочностью, коррозионной и износостойкостью, перспективные для изготовления из них мединструмента и имплантов. Медицинские инструменты, изготовленные из стали 05Х22АГ15Н8М2Ф-Ш (с 0,5 % азота) по разрабатываемой в рамках данного проекта технологии позволят улучшить качество хирургических операций и эффективность реабилитации больных за счет 109 повышения прочности и износостойкости инструмента, при сохранении, либо повышении его коррозионной стойкости. Исследован механизм износа новой азотистой высокопрочной стали 05Х22АГ15Н8М2Ф-Ш в различных структурных состояниях (после интенсивной пластической деформации ковкой, а также после ковки и закалки от 1100 оС) при сухом трении скольжением с различными нагрузками. Установлено, что закаленный рекристаллизованный аустенит проявляет более высокую износостойкость, чем более высокопрочный аустенит в состоянии после ковки. Данные магнитных измерений показали, что в приповерхностном тонком слое образуется небольшое количество мартенсита деформации, но его вклад в упрочнение является второстепенным, что видно и из того факта, что в менее износостойкой стали 08Х18Н10Т, испытанной в качестве материала сравнения, ввиду меньшей стабильности аустенита образуется значительно большее количество мартенсита деформации. Уровень износостойкости азотистого аустенита в 5-10 раз (в зависимости от условий нагружения при износе) выше, чем у стали 08Х18Н10Т. Основной причиной столь высокой способности к сопротивлению износу является высокая способность высокоазотистого -твердого раствора к деформационному упрочнению при трении. Изучено структурное состояние стали 05Х22АГ15Н8М2Ф-Ш, формирующееся в поверхностных слоях стали в процессе точения заготовок из неё. В поверхностном слое глубиной ~5 мкм формируется текстурованная структура, представляющая собой полосы скольжения, ориентированные относительно движения резца. Плотность полос скольжения и твердость участков в этом слое увеличиваются в направлении движения резца. Под этим слоем расположен второй слой толщиной 5-20 мкм с мелкозернистой аустенитной структурой с большим количеством деформационных двойников и твердостью в 1,5-2 раза меньше по сравнению с первым слоем. Показано, что новая сталь обладает высокой коррозионной стойкостью в агрессивных биологических жидкостях при различной механической обработке поверхности (точение, шлифование, полировка). Установлено, что стойкость резцов при точении кованых заготовок выше у стали 05Х22АГ15Н8М2Ф по сравнению со сталью 08Х18Н10Т, что связано с бóльшим поверхностным упрочнением второй стали в результате образования мартенсита деформации. После закалки от 1100 °С сталь 05Х22АГ15Н8М2Ф, аустенит которой пересыщен азотом, по сравнению со сталью 08Х18Н10Т хуже обрабатывается из-за высокого деформационного упрочнения высокоазотистого аустенита. Разупрочняющий отжиг азотистой стали при 800 °С (2 ч), приводящий к образованию большого количества относительно крупных нитридов 110 хрома типа Cr2N, не уменьшает износ резцов по сравнению с закалённым состоянием. В результате исследований по обрабатываемости резанием стали 05Х22АГ15Н8М2Ф-Ш выбраны оптимальные параметры её точения (скорость и глубина резания, скорость подачи), создающие высокопрочный поверхностный слой при минимальном износе режущего инструмента. На основе результатов исследований по скорректированной технологии изготовлена и с положительными результатами испытана в биологически активных и дезинфицирующих средах опытная партия мединструментов (разверток); изготовлены и проходят испытания на трение в паре «головка-вкладыш» головки имплантов тазобедренного сустава. ПРИВИТЫЕ СОПОЛИМЕРЫ ХИТОЗАНА И СИНТЕТИЧЕСКИХ ПОЛИМЕРОВ С РАЗЛИЧНЫМ КОМПЛЕКСОМ СВОЙСТВ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В МЕДИЦИНЕ И БИОТЕХНОЛОГИИ, ПОЛУЧЕННЫЕ МЕХАНОХИМИЧЕСКИМ СИНТЕЗОМ А.Н. Зеленецкий1), Т.А. Акопова1), А.О. Чернышенко1), П.Л. Иванов1), С.Н. Зеленецкий1), В.А. Жорин2), Е.А. Марквичева3) 1) Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова РАН, Москва 2) Институт химической физики им. Н.Н. Семенова РАН, Москва 3) Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН, Москва Хитозан – широко применяемый полисахарид для создания новых материалов биомедицинского назначения со специальными свойствами, в том числе нанонаполненных. Помимо присущей хитозану способности к биоразложению, он обладает уникальными комплексообразующими свойствами и может образовывать разнообразные химические связи с неорганическими и органическими компонентами нанокомпозитов. Актуальной проблемой является синтез привитых сополимеров на основе хитозана, приводящий к получению материалов с новыми свойствами, например, растворимых в физиологически приемлемых условиях. Для решения поставленной задачи использован оригинальный метод модификации полимеров реакционным смешением в твердом состоянии при интенсивном механическом воздействии. Особенностью подхода 111 является отсутствие при смешении растворителей и расплавления реакционных смесей. В условиях механохимического воздействия на твердые реакционные смеси хитина и поливинилацетата со щелочью при оптимальных параметрах процесса (давление, напряжение сдвига, температура, соотношение компонентов) получены привитые сополимеры хитозана с поливиниловым спиртом с новыми свойствами. Показано, что в этих условиях образуются сополимеры, содержащие до 50 мол.% хитозана, способные к растворению в нейтральных водных средах при комнатной температуре. Разработаны методы получения плёнок, микрокапсул и других матричных форм на основе новых биосовместимых сополимеров с включением в них наноразмерных неорганических наполнителей и биологически активных веществ. Получены физико-механические и структурные характеристики нанокомпозитов. Исследована возможность получения на основе модифицированного хитозана микро- и наноконтейнеров для стабилизации и защиты биологически активных молекул и животных клеток. Показано отсутствие цитотоксичности сополимеров хитозана с поливиниловым спиртом, изучены физико– химические свойства микрокапсул на основе сополимеров хитозан-ПВС и альгината натрия (распределение по размерам, механическая стабильность, толщина мембраны) и показано, что микрокапсулы на основе новых сополимеров удовлетворяют всем требованиям, предъявляемым к микрокапсулам для культивирования животных клеток. Показан рост и пролиферация нескольких инкапсулированных раковых клеточных линий in vitro в микрокапсулах в течение 14-28 дней, получены мультиклеточные опухолевые сфероиды, которые в дальнейшем планируется использовать в качестве новых in vitro моделей в медикобиологических исследованиях, в частности в экспериментальной онкологии. Разработан и оптимизирован твердофазный синтез бифильных систем хитозана и алифатических сложных полиэфиров, приводящий к получению наноструктурированных материалов, способных к набуханию и растворению в водных и органических средах. Эти смеси могут быть преобразованы в микро- и наночастицы, пленки и микроволокона, перспективные для использования в качестве носителей лекарственных средств и мембран для гемодиализа. 112 НАПРАВЛЕННЫЙ СИНТЕЗ, ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И БИОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НОВЫХ НАНОРАЗМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ФОСФАТОВ КАЛЬЦИЯ ДЛЯ КОСТНЫХ ИМПЛАНТАТОВ В.Т. Калинников, Н.А. Захаров, Ж.А. Ежова, Е.М. Коваль Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова, Москва Актуальной задачей современного материаловедения является создание наноразмерных материалов, близких по составу и свойствам костной ткани млекопитающих, эффективных для использования в качестве медицинских имплантатов. В связи с этим в последние годы все большее внимание уделяется исследованиям процессов образования, изучению свойств и возможностей практического применения композиционных материалов – аналогов костной ткани на основе гидроксиапатита кальция Ca10(PO4)6(ОН)2 (ГА) (основной неорганической компоненты костной ткани) и органических макромолекул биополимеров – протеинов и полисахаридов. Цели работы включали создание методов направленного синтеза биосовместимых наноразмерных композиционных материалов на основе ГА и биополимеров (протеинов и полисахаридов); моделирование процессов биоминерализации in vitro; физико-химическую и биохимическую идентификацию продуктов синтеза; оценку перспектив использования новых биосовместимых материалов в медицинской практике. Объектом исследования явились наноразмерные биосовместимые композиционные материалы на основе ГА и биополимеров, в частности, полисахарида хитозана (C6H11NO4)n (ХИТ) и ряда других нетоксичных природных протеинов и полисахаридов, обладающих свойствами биорастворимости и биосовместимости с нативными тканями. Методика направленного синтеза основывалась на использовании процессов соосаждения органической и неорганической фракций наноразмерных биокомпозитов ГА/биополимер из водных растворов, определении физико-химических характеристик (методами химического анализа, РФА, ИКС, ДТА, ДТГ, ЭСХА, сканирующей и просвечивающей ЭМ) продуктов синтеза и анализе влияния условий синтеза на их свойства. Предпринятый подход позволил получить прочные композиционные материалы для костных имплантатов с улучшенными характеристиками; на примере взаимодействия ГА – полисахарид провести моделирование биоминерализации в ходе остеогенеза; определить влияние контаминантов (биополимеров) на процессы кристаллизации и самоорганизации неорганической фракции (ГА) 113 костной ткани; оценить влияние состава, условий синтеза, предыстории и различных видов обработки на свойства синтезированных наноразмерных биокомпозитов и возможности их практического использования в медицинской практике. Определены эффективные методы стерилизации и способы хранения полученных препаратов для медицинского применения. По результатам проведенных биохимических исследований синтезированных биокомпозитов in vitro и in vivo (анализ взаимодействия с клетками, эксперименты на лабораторных животных) сделан вывод о том, что они не являются аллергенами, не токсичны, обладают антиинфекционнобактериальной активностью и представляют значительный интерес для создания на их основе костных имплантатов. Работа выполнена при финансовой поддержке Президиума РАН «Фундаментальные науки – медицине». Программы БИОРАЗРУШАЕМЫЕ ПОКРЫТИЯ ДЛЯ РАНЕВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НА ОСНОВЕ ПОЛИСАХАРИДОВ С РЕГЕНЕРАТИВНЫМИ СВОЙСТВАМИ Ю.Б. Монаков1), С.В. Колесов1), С.Н. Хунафин2), П.И. Миронов2), Е.И. Кулиш1) 1) Институт органической химии Уфимского научного центра РАН 2) Республиканский ожоговый центр Республики Башкортостан Особой сложностью лечения отличаются раны большой площади, например, возникающие вследствие обширных термических травм и их хирургического лечения. В эффективном лечении нарушений кожного покрова необходимо использовать материалы, защищающие пораженный участок, облегчающие лечение и предотвращающие риск воспалительных осложнений. Сложные условия функционирования материала делают крайне сложной задачу создания покрытия, отвечающего основным требованиям. При этом, учитывая специфику ран, регенеративные свойства материалов выступают на первый план. Такие свойства неоднократно отмечались для некоторых полисахаридов животного (хитозан) и растительного происхождения (пектины, арабиногалактан). Ранее показана эффективность использования перфорированных 114 хитозановых пленок в лечении послеоперационных ожоговых ран, но вместе с тем выявлена необходимость модификации их механических свойств, например созданием композиционных материалов на их основе. Удобными в условиях клинических испытаний оказались формы материала в виде полиамидных сеток с нанесенным покрытием из биологически активного полимера. Защитные и регенеративные свойства таких покрытий подтверждены в клинических испытаниях и не уступают свойствам пленок из чистого полимера. Вместе с тем при создании таких материалов возможно реализовать более широкий круг способов модификации. Например, формирование на поверхности сетки полиэлектролитных комплексов биополимеров (хитозана ─ пектина, хитозана ─ окисленного арабиногалактана), образование которых в растворе в виде нерастворимых осадков делает невозможным контролируемое формирование пленочных покрытий. В способах придания антимикробных свойств раневым покрытиям исследованы комплексоообразование полисахаридов с рядом антибиотиков и кинетика выделения лекарственных средств из пленочных покрытий, в том числе подвергнутых различным способам физикохимической модификации. Обнаружены некоторые особенности воздействия покрытий на процесс регенерации кожного покрова на раневой поверхности. Гистологические исследования показывают, что хитозановое пленочное покрытие на поверхности аутодермотрансплантанта не препятствует развитию в некоторой степени воспалительного процесса. Под пленкой из хитозана определяется полоса экссудата, содержащая большое количество сегментоядерных нейтрофилов. В аутодерме на микроуровне определяется интенсивное плазматическое пропитывание эпидермиса, приводящее к его расслоению, и обильная лимфолейкоцитарная инфильтрация аутодермы. Тем не менее в целом процесс эпителизации на защищенной покрытием поверхности ускоряется. Воспаление представляется как иммунный ответ на контакт тканей с биопокрытием, вернее с белковыми примесями, присутствующими в составе биополимера. Можно предположить, что избыточное количество ферментов, вырабатывающееся в воспалительном процессе, расходуется на биодеградацию биополимерного покрытия, которое таким образом защищает от лизиса трансплантант и сокращает сроки восстановления эпидермиса. 115 СОЗДАНИЕ ПЛЕНОЧНЫХ ПОРИСТЫХ МАТРИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ХИТОЗАНА С КОЛЛАГЕНОМ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ ПЛАСТОВ КЕРАТИНОЦИТОВ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ ТРАНСПЛАНТАЦИИ НА РАНУ Е.Ф. Панарин1), Г.П. Пинаев2), М.И. Блинова2), Н.М. Юдинцева2), А.С.Власов2), Т.В. Серговская2), В.Ф. Синицина2), Л.В. Кухарева2), Л.А.Нудьга1), В.А. Петрова1), Н.Н.Сапрыкина 1), А.М. Бочек 1) 1) Институт высокомолекулярных соединений РАН, Санкт-Петербург 2) Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург Разработка пригодных для культивирования клеток кожи человека биосовместимых матриц, способных рассасываться в организме человека после полного заживления раны без осложнений и интоксикации организма продуктами распада, является актуальной задачей регенеративной медицины. Предварительные исследования по созданию матриц для культивирования клеток кожи человека на основе природных полисахаридов – хитина и хитозана показали перспективность их использования в виде пленочных и губчатых материалов. Целью данной работы было создание и всесторонняя характеристика пористых пленочных и губчатых композиционных матричных материалов на основе смесей хитозана и коллагена и изучение влияния структурной организации полимеров, состава матриц и их морфологии на возможность формирования на поверхности многослойных пластов кератиноцитов. Для культивирования кератиноцитов и фибробластов были приготовлены образцы материалов. Показано, что наилучшие результаты при культивировании фибробластов получены на: 1) композиционных пленках, полученных из растворов хитозана в 2 %-ной уксусной кислоте с добавлением 10 % (масс.) коллагена, двухслойных пленках, состоящих из слоев хитозана и коллагена; 2) губках (хитозан + 10 % коллагена), приготовленных из диализованных против воды растворов смесей полимеров в 2 %-ных растворах уксусной и глутаминовой кислот. Пленки и губки были прогреты при 80 0С в течение 5 ч. Полученные пленки были охарактеризованы по деформационнопрочностным свойствам. Кроме того, методами сканирующей электронной микроскопии и рентгеноструктурного анализа была исследована их морфология и структурная организация. Механические свойства приготовленных пленок мало зависят от их состава, удельная поверхность возрастает при переходе от чисто хитозановой пленки к композиционной (10 % коллагена) и двухслойной пленке (1.261, 1.412 и 2,688 м2/г соотв.), что свидетельствует об увеличении пористости. Для губок эта величина составляет 7.747 м2/г. 116 Тестирование образцов пленок и губок в условиях in vivo на модельных ранах лабораторных крыс показало, что пленка из смеси хитозан/коллаген полностью резорбировала за 10 дней нахождения на ране (гистологический анализ биоптатов вновь организующейся ткани). Нарушений состояния клеток в заживающей ране не обнаружено. Анализ биоптатов регенерирующей ткани из раны, в которую была трансплантирована губка с кератиноцитами (полученная из раствора полимеров в глутаминовой кислоте), свидетельствует о наличии значительного количества кератиноцитов. Через 10 дней после трансплантации в ране обнаружено некоторое количество материала губки. Таким образом, для культивирования фибробластов и кератиноцитов лучше всего подходит композиционная пленка хитозан с 10% (масс.) коллагена, которая полностью рассасывается в организме, не вызывая воспалительных реакций и отторжения. УНИВЕРСАЛЬНОЕ РАНЕВОЕ ПОКРЫТИЕ НА ОСНОВЕ НАНО-ГЕЛЬПЛЕНОК ЦЕЛЛЮЛОЗЫ ACETOBACTER XYLINUM Р.Ю. Смыслов1), А.К. Хрипунов1), Ю.Г. Баклагина1), Л.Н. Боровикова1), В.К. Лаврентьев1), В.В. Клечковская2), В.В. Волков2), В.Г. Васильев3), В.Л. Кожевников3), В.К. Нилова4) 1) Институт высокомолекулярных соединений РАН, Санкт-Петербург; 2) Институт кристаллографии РАН, Москва; 3) Институт химии твердого тела, Уральское отделение РАН, Екатеринбург; 4) Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург Методом поверхностного культивирования была синтезирована наногель-пленка целлюлозы Acetobacter xylinum (НГП ЦАХ) необходимых площадей и толщин с использованием штамма ВКМ В-880 для оценки антимикробной активности ряда лечебных препаратов, импрегнированных в НГП ЦАХ и проведения опытов для животных. Структура и физико-механические характеристики НГП ЦАХ представлены в работе [1]. С целью создания универсального раневого покрытия (УРП) был расширен для изучения запланированный ряд отечественных антисептиков, обладающих широким спектром антимикробного действия, и наряду с антиоксидантом супероксиддисмутазой (СОД) исследованы их возможности в лечении ожоговых, лучевых и механических поражений. Исследована кинетика сорбции СОД из растворов СОД гель-пленкой и 117 десорбции из нее в ряду концентрации СОД 0,5; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0 мг/мл. В опытах на животных показано, что НГП ЦАХ, импрегнированная СОД, оказывает положительное действие при лечении термических ожоговых поражений III-а и III-б степеней на фоне лучевой болезни, при моделировании химических ожогов кожи, при лечении местных лучевых поражений в ранние сроки после травмы. Установлено, что СОД, а также -токоферол позволяют уменьшить глубину поражения за счет купирования местной воспалительной реакции и предотвращения гибели тканей в зоне сосудистых нарушений. НГП ЦАХ в этом случае обеспечивала пролонгированную доставку лекарственных препаратов в пораженные ткани. НГП ЦАХ, несущую антисептики – повиаргол и селенопол, применяли при лечении ран различного генеза и трофических язв, при этом было показано, что сокращается продолжительность воспалительной и регенераторной фаз раневого процесса и ускоряется заживление как поверхностных, так и глубоких лучевых ожогов. Запланированная оценка антимикробной активности (по стандартной методике [2]) 0,15 % коллоидного серебра (предоставленного ИХТ УрО РАН) показала, что этот вид антисептика может быть расположен в ряду после наиболее активных 1 % раствора диоксидина, 2,5 % раствора повиаргола и катапола, 0,5 % раствора селенопола, но более активен, чем водный 0,25 % раствор кластеров серебра, стабилизированных арабиногалактаном (препарат предоставлен Иркутским институтом химии им. А.Е.Фаворского СО РАН). На данном этапе исследования при проектировании УРП, потребность в котором очевидна, на основе НГП ЦАХ с использованием отечественных антисептиков и антиоксидантов можно рекомендовать все перечисленные выше препараты. Решающим фактором может оказаться стоимость препарата. [1] V.V.Klechkovskaya, V.V.Volkov, E.V.Shtykova, N.A.Arkharova, Yu.G.Baklagina, A.K.Khripunov, R.Yu.Smyslov, L.N.Borovikova, A.A.Tkachenko. Network Model of Acetobacter Xylinum Cellulose Intercalated by Drug Nanoparticles. NATO Science for Peace and Security. Series B: Physics and Biophysics. Nanomaterials for Application in medicine and Biology. Eds.: M.Giersig, G. Khomutov. Springer Science + Business Media B. V. 2008, P.165-177. [2] Н.Г. Венгерович и др. Применение ряда биоактивных препаратов, сорбированных НГП ЦАХ при раневом процессе. in Book of abstracts. NANOstructures in polysaccharides. Inernational Conference, 8-9 October, 2008, Tashkent, Uzbekistan. 118 8. Приборы ИССЛЕДОВАНИЕ, РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ В ПРАКТИКУ МЕДУЧРЕЖДЕНИЙ РАН МЕТОДОВ И ПРИБОРОВ ГЛУБИННОЙ ТЕРМОГРАФИИ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА Ю.В.Гуляев1), А.А. Аносов1,2), А.И.Алехин3), А.Г.Куликов4), А.Д. Мансфельд5), Ю.В.Обухов1) Институт радиотехники и электроники РАН Московская медицинская академия им. И.М.Сеченова 3) Центральная клиническая больница РАН 4) Российская медицинская академия последипломного образования 5) Институт прикладной физики РАН 1) 2) Одним из перспективных и актуальных методов, позволяющих решать многие задачи ранней неинвазивной диагностики различных заболеваний, мониторинга лечения и профилактического обследования, является метод динамической термографии. Пассивный неинвазивный метод динамической термографии основан на измерении и анализе динамики распределения температуры поверхности тела человека (инфракрасная термография) или глубинного распределения температуры (радиотермография и акустотермография) в ответ на различные нагрузки – фармакологические, функциональные и др. Инфракрасная (ИК) термография. Несмотря на то, что физически ИК термография позволяет измерять только распределение температуры по поверхности тела, за счет теплопроводности тканей в ИК изображениях отображаются также распределения и глубинной температуры. Метод ИК термографии и его применение в медицинской диагностике можно считать вполне обоснованным. В 3-й поликлинике ЦКБ РАН был изготовлен и установлен инфракрасный термограф ИРТИС 2000 с программным обеспечением, обеспечивающим сбор, хранение и анализ термограмм. Прибор используется в целях дифференциальной диагностики опухолей, заболеваний сосудистой системы, опорнодвигательного аппарата, маммографии и др., а также для мониторинга и контроля качества физиотерапевтического лечения, связанного с нагревом участков тела различными физиотерапевтическими методами. Для глубинной измерения распределения температуры в глубине тела был изготовлен и адаптирован к применению в типовых условиях клиники 6-канальный акустический термограф. Прибор с соответствующим программным обеспечением установлен в ЦКБ РАН для отладки методик контроля распределения глубинной температуры при лечении опухолей щитовидной и молочной железы. При гипертермии 119 важен контроль температуры нагреваемого органа. Для этой цели удобно использовать акустотермографию – неинвазивный метод измерения, основанный на регистрации собственного теплового акустического излучения. Модельные эксперименты, проведенные на различных биообъектах, например, в говяжьей печени, показали эффективность использования метода при проведении гипертермии. В Центральной клинической больнице РАН впервые проведены акустотермометрические измерения в течение процедуры лазерной гипертермии молочной и щитовидной желез для контроля результатов нагрева. В ЦКБ РАН для лечения узлового зоба используется малоинвазивная процедура – чрезкожная лазериндуциованная гипертермия, а также проходят клинические испытания метода лазериндуцированной интерстициальной гипертермии доброкачественных узловых образований (фиброаденом) молочной железы. Акустотермометрические измерения в процессе лазерной гипертермии проведены у семи пациентов: у трех пациентов контролировали нагрев молочной железы, у четырех – щитовидной. Результаты измерений хорошо коррелируют со сценарием процедуры гипертермии. СЕРТИФИКАЦИЯ ИНЖЕКЦИОННОЙ СИСТЕМЫ И ГЕНЕРАТОРА СТРОНЦИЙ/РУБИДИЙ-82 ДЛЯ ПОЗИТРОННО-ЭМИССИОННОЙ ТОМОГРАФИИ Б.Л.Жуйков1), В.М.Чудаков1), В.М. Коханюк1), С.В. Ермолаев1), О.А.Штуковский2), М.И.Мостова2), В.В. Зайцев2), С.В. Шатик2), Л.А. Тютин2) 1) Институт ядерных исследований Российской академии наук (ИЯИ РАН), Москва 2) ФГУ «Российский научный центр радиологии и хирургических технологий Федерального агентства по высокотехнологичной медицинской помощи» (ФГУ «РНЦ РХТ Росмедтехнологий»), Санкт-Петербург В течение 2008 г. были разработаны и поданы для утверждения в Росздравнадзор следующие документы: 1. Проект «Генератор рубидия-82 ГР-01 и ГР-02. Технические условия ТУ № 305488ТУ-1/2008» (Разработчик – ИЯИ РАН, Изготовитель – ФГУ «РНЦ РХТ Росмедтехнологий»). 120 2. Проект «Генератор рубидия-82 ГР-01 и ГР-02. Лабораторный регламент на производство. ЛР 01897989 – 01 – 2008». (Разработчик – ИЯИ РАН, Изготовитель – ФГУ «РНЦ РХТ Росмедтехнологий»). 3. Проект «Генератор рубидия-82 ГР-01 и ГР-02. Инструкции по сборке и зарядке № 305488ИСЗ-1/2008». (Разработчик – ИЯИ РАН, Изготовитель – ФГУ «РНЦ РХТ Росмедтехнологий»). 4. Проект «Генератор рубидия-82 ГР-01 и ГР-02. Техническое описание и Инструкция по эксплуатации № 305488ИЭ-1/2008». (Разработчик – ИЯИ РАН, Изготовитель – ФГУ «РНЦ РХТ Росмедтехнологий»). 5. Проект «Фармакопейная статья предприятия (ФСП) на радиофармпрепарат (РФП) «Рубидия хлорид,82Rb из генератора», раствор для внутривенного введения с активностью от 750 до 2400 МБк на дату и время изготовления». (Разработчик – ФГУ «РНЦ РХТ Росмедтехнологий»). 6. Проект «Инструкция по медицинскому применению препарата «Рубидия хлорид,82Rb из генератора» (информация для специалистов)». (Разработчик – ФГУ «РНЦ РХТ Росмедтехнологий»). 7. «Отчет о доклинических испытаниях диагностического препарата «Рубидий-82 хлорид, раствор для внутривенного введения. Информация для специалистов». (Разработчик – ФГУ «РНЦ РХТ Росмедтехнологий»). 8. Проект «Автоматическая дозирующая инъекционная система (АДИС). Инструкция по эксплуатации и техническому обслуживанию». (Разработчик – ИЯИ РАН, Изготовитель – ФГУ «РНЦ РХТ Росмедтехнологий»). К настоящему моменту разработана технология, в соответствии с которой были изготовлены более 15 генераторов, в том числе и для медицинских исследований. Для реализации широкомасштабного производства генераторов и в соответствии с решением Правительственной комиссии по высоким технологиям от 23.09.2008 г., а также письмом Минсоцздравразвития России в ИЯИ РАН планируется создание радиофармацевтической лаборатории для зарядки генераторов (в соответствии с требованиями GMP). Реализация этого проекта позволит обеспечить генераторами рубидия-82 медицинские учреждения не только в России, но и на всем Евразийском континенте. Применение генераторов рубидия-82 позволит повысить уровень диагностирования сердечнососудистой системы, а в перспективе и онкологических новообразований. 121 ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКИЙ МАЛОГАБАРИТНЫЙ МОБИЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ И ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ЧЕЛОВЕКА Ю.Я.Кисляков 1), Л.П.Кислякова 1), В.М.Михайлов 2), И.А.Полукаров 2) 1) 2) Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург ГНЦ РФ – Институт медико-биологических проблем РАН, Москва Разработан экспериментальный образец малогабаритного носимого телеметрического анализатора для контроля энергетического статуса организма по показателям внешнего дыхания и газообмена, регистрируемым в свободном поведении, при различных нагрузках, экстремальных воздействиях и патологических состояниях. Анализатор состоит из двух частей – носимой и стационарной. Носимая часть включает: термостатируемый пробоотборник, сенсорный блок, электронный блок первичных преобразователей выходных сигналов сенсоров, электронный измеритель, микроконтроллерный модуль управления, беспроводной миниатюрный передатчик и малогабаритный, автоматически подзаряжаемый, аккумулятор. Стационарная часть содержит: беспроводное приемное устройство, компьютерный модуль управления и анализа результатов измерений. Пробоотборник обеспечивает непрерывный отбор (в режиме, аналогичном microstreаm) микропроб вдыхаемой газовой среды и выдыхаемого воздуха для анализа. Сенсорный блок состоит из модуля регистрации объемной скорости потока газа при каждом вдохе и выдохе с помощью высокочувствительного дифференциального тензометрического датчика и двух газоанализирующих модулей – для регистрации содержания О2 (метод амперометрии) и СО2 (метод инфракрасной корреляционной спектроскопии). Микропередатчик модуля дистанционной связи на базе беспроводных сетевых решений обеспечивает передачу информации от сенсоров к стационарной части анализатора: дистанционному приемному устройству и далее – в компьютер. Модуль компьютерного управления с помощью микроконтроллера обеспечивает калибровку, измерение и расчет исследуемых показателей, контроль работоспособности всех модулей комплекса. Компьютерный модуль анализа физиологических функций предназначен для оценки параметров внешнего дыхания, физической работоспособности и состояния физического здоровья по всему комплексу анализируемых параметров. В результате проведенных разработок и исследований была решена главная научно-техническая задача проекта – удалось создать в миниатюрном исполнении носимое, малогабаритное, безопасное, высокоточное измерительное устройство с малым потреблением энергии, 122 которое позволяет осуществлять параллельную регистрацию 8 показателей (5 – измеряемых и 3 – вычисляемых) с требуемой точностью и быстродействием 0.1 с, необходимых для одновременного контроля ключевых параметров респираторной механики и газообмена в ходе каждого дыхательного цикла, передавать эту информацию по беспроводной системе связи дистанционному приемному устройству для дальнейшей обработки и компьютерного анализа. Созданный анализатор является основой для разработки «линейки» специализированных автоматизированных аналитических комплексов для проведения фундаментальных исследований механизмов энергообмена, остро необходимых отечественной биологии и медицине. Его практическое использование заключается в создании специализированных комплексов для объективного неинвазивного экспресс-контроля и мониторинга состояния основных систем жизнеобеспечения организма человека и животных, физической работоспособности, контроля среды жизнедеятельности, качества продуктов питания и продуктивности сельскохозяйственных животных. В таких комплексах крайне нуждаются научно-исследовательские организации биологического профиля, клинические, реабилитационные, реанимационные отделения, кабинеты функциональной диагностики медицинских учреждений, школы, детские, спортивные, военные и сельскохозяйственные организации. РАЗРАБОТКА ВЫСОКОЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ ДЛЯ БЕЗМАРКЕРНОЙ РЕГИСТРАЦИИ АНТИГЕНОВ П.И. Никитин1), Т.И. Ксеневич1), Т.Л. Красникова2), Ж.Д. Беспалова2), Т.И. Арефьева2), М.В. Сидорова2), А.А. Азьмуко2), М.В. Теплова3), В.И. Аксинин1), Б.Г. Горшков1) Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Москва Российский кардиологический научно-производственный комплекс Росмедтехнологий, Институт экспериментальной кардиологии, Москва 3) Memorial Sloan-Kettering Cancer Centre, New-York, USA 1) 2) Коллективом сотрудников ИОФ РАН разработаны физические основы новых оптических приборов, названных «Пикоскопами», а также созданы экспериментальные устройства для регистрации динамики молекулярных реакций на поверхности подложки с разрешением по глубине в пикометровом диапазоне толщин, усредненных по области наблюдения. Разработанные устройства позволяют детектировать «островковую» сорбцию в 1000 раз меньшего количества белковых молекул, чем необходимо для формирования монослоя на поверхности. Созданные 123 приборы испытаны для безмаркерной детекции различных антигенов применительно к задачам медицинской диагностики, а также для регистрации взаимодействия различных белковых молекул при изучении и разработке новых медицинских препаратов. В частности, совместно с сотрудниками Института экспериментальной кардиологии «Пикоскоп» успешно испытан для изучения механизма действия пептидного противовоспалительного препарата – Инграмон, разработанного в Кардиокомплексе для предотвращения воспаления при возникновении острого коронарного синдрома и рестеноза после стентирования коронарных сосудов. На всех стадиях атерогенеза различные хемокины участвуют в формировании атеросклеротических бляшек, при этом ведущая роль принадлежит моноцитарному хемотаксическому белку МСР-1. Миграция лейкоцитов в зону воспаления под влиянием градиента концентрации хемокинов осуществляется при низкоаффинном взаимодействии хемокинов с гликозаминогликанами (гепарином, гепарансульфатом) и высокоаффинном связывании хемокинов с клеточными рецепторами. Инграмон не связывается с рецептором МСР-1- CCR2. С помощью двухканального «Пикоскопа» проанализированы взаимодействия биотилированного гепарина, МСР-1 и Инграмона. Анализ влияния Инграмона на связывание МСР-1 с гепарином проводился с использованием двух каналов прибора: в одном анализировалось связывание МСР-1 с гепарином, в другом – смеси МСР-1+ Инграмон с гепарином. Белок выявлялся моноклональными антителами к МСР-1 человека. Связывание МСР-1 с биотинилированным гепарином регистрировалось при концентрациях с ≥ 55 нМ. Для с= 55, 110, 220 и 770 нМ изменение толщины составило ~ 500, 1400, 1800 и 2100 пикометров, соответственно. В присутствии пептида сигналы (по проявлению МСР-1 антителами) возрастали по сравнению с одним МСР-1 при с= 110 и 220 нМ соответственно на ~ 12 и 30%. По-видимому, пептид С-концевого домена МСР-1 влияет на связывание МСР-1 с гепарином так, что эпитопы белка становятся более доступными для связывания с антителами. Возможно, что при с= 110 и 220 нМ МСР-1 образует в растворах ди- и тетрамеры, а Инграмон вызывает их переход в мономеры. При более низких с= 55 нМ, по-видимому, ди- и тетрамеры не образуются. Использование «Пикоскопа» для анализа системы гепарин – белок – пептид является принципиально новым подходом, позволяющим исследовать механизм взаимодействия этих молекул, что чрезвычайно важно при современном возросшем интересе как к использованию пептидов в качестве лекарственных препаратов, так и при разработке нового класса препаратов, ингибирующих взаимодействие гликозаминогликанов с белками. 124 РАЗРАБОТКА И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА МЕТОДОВ ВЫДЕЛЕНИЯ МАРКЕРОВ РАННЕГО ПАРКИНСОНИЗМА ПРИ ЭЛЕКТРОЭНЦЕФАЛОГРАФИЧЕСКОМ ОБСЛЕДОВАНИИ ПАЦИЕНТОВ Ю.В.Обухов1), Г.Д.Кузнецова2) 2) 1) Институт радиотехники и электроники РАН Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН В предыдущих работах отмечалось, что характерной чертой паркинсонизма обычно признается синдром дезинтеграции, проявляющийся на разных системных уровнях (двигательные нарушения, вегетативная, нейрогуморальная дезинтеграция, эмоциональные и психические нарушения). Полагают, что при ранних формах болезни Паркинсона, нарушения на разных уровнях нервной системы носят преимущественно функциональный нейродинамический характер. Такая дезинтеграция нормальных регуляторных взаимоотношений может отражаться также в динамике электрической активности мозга. Таким образом, результаты предыдущих работ свидетельствуют о необходимости подробного исследования динамических характеристик электрической активности (т.е. вместо того, чтобы оценивать средние параметры ЭЭГ за определенные отрезки времени – искать адекватные методы оценки частотно-временной и пространственно-временной динамики различных частотных диапазонов ЭЭГ при развитии паркинсонизма). Описание группы обследованных пациентов. В представленной работе анализировали электрическую активность мозга у 26 пациентов. В качестве контроля были обследованы 14 практически здоровых добровольца трех возрастных групп. Половина из них была в возрасте до 30 лет; старшая возрастная группа (от 50 до 71 года) состояла из 5 человек; было также два добровольца в возрасте 41-43 лет. Стандартный спектрально-когерентный анализ был проведен у 9 пациентов с ранними формами болезни Паркинсона и у 10 контрольных испытуемых. В связи с представлением о развивающейся при болезни Паркинсона дезорганизации электрической активности мозга в данной работе были разработаны и использованы новые методы анализа, позволившие более адекватно оценивать частотно-временную и пространственно-временную динамику сигналов. Эти новые разработки проводились с использованием преобразования вейвлет Морле, и на его основе были найдены новые подходы и созданы новые алгоритмы для анализа ЭЭГ. Был также разработан и использован многомасштабный корреляционный анализ. 125 Результаты и обсуждение. В предварительных исследованиях, проведенных с помощью стандартного спектрально-когерентного анализа, у пациентов с ранними формами паркинсонизма были отмечены характерные изменения спектров мощности в альфа- и бета-диапазонах по сравнению с нормативными данными для практически здоровых людей той же возрастной группы. Специального внимания заслуживали полученные в этой части работы данные о снижении у пациентов межполушарной когерентности в бета-диапазоне. С помощью модифицированного вейвлет преобразования было обнаружено, что для пациентов с болезнью Паркинсона характерна выраженная асимметрия как в низком (дельта, тета, альфа), так и в высоком (бета 1, бета 2) частотном диапазоне ЭЭГ. Использование вейвлет преобразования для анализа частотновременных характеристик ЭЭГ выявило значительное непостоянство частоты отдельных бета вспышек в течение записи. Наблюдаемые на электродах спонтанные колебания электрических потенциалов мозга у паркинсоников имеют слабовыраженную квазипериодическую составляющую со средней частотой ~3-5 Гц («тэта-диапазон»). Эти особенности проявляются уже на самых ранних стадиях заболевания с односторонним тремором (1 стадия по шкале Хен-Яр) и остается характерной при более поздних стадиях. ТРАНСМИОКАРДИАЛЬНАЯ ЛАЗЕРНАЯ РЕВАСКУЛЯРИЗАЦИЯ С ПОМОЩЬЮ ЭРБИЕВОГО ЛАЗЕРА С ДЛИНОЙ ВОЛНЫ ГЕНЕРАЦИИ 1,54 МКМ В.В.Осико, А.В.Молочков, И.В.Жбанов, П.А.Шиленко, Б.В.Шабалкин, С.О.Адрианов, Ю.К.Данилейко, В.А.Салюк Российский научный центр хирургии им. Б.В. Петровского РАМН, Учреждение Российской академии наук Институт общей физики им. А.М.Прохорова Несмотря на значительные успехи современной кардиологии, ишемическая болезнь сердца (ИБС) остается одной из основных причин инвалидизации и смертности взрослого населения ведущих стран мира. Поэтому одновременно с совершенствованием операций АКШ серьезное внимание в мире стало уделяться разработке принципиально новых, альтернативных способов восстановления сердечного кровотока, таких как трансмиокардиальная лазерная реваскуляризация (ТМЛР), генная 126 терапия, использование ангиогенных пептидов, а также комбинации этих методов. Цель исследования изучить в эксперименте на миокарде животных влияние излучения эрбиевого лазера с длиной волны генерации 1,54 мкм на продуцирование направленного ангиогенеза при трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации и, на основании полученных данных, разработать и внедрить данную методику в клиническую практику у больных ИБС с диффузным поражением коронарных артерий. Экспериментальная часть работы выполнена на 25 беспородных собаках массой тела от 14 до 22 кг. Модель хронической ишемической болезни сердца выполнена всем 25 животным путем перевязки передней нисходящей артерии (ПНА) и ее ветвей в условиях интубационного наркоза. Формирование инфаркта подтверждалось электрокардиографически и визуально. Через 2 мес после моделирования хронической ИБС в условиях стандартной общей анестезии 15 лабораторных животных были подвергнуты ТМЛР и вошли в исследуемую группу, 10 животных составили контрольную группу. Через 3 мес все животные выведены из эксперимента, для исследования сосудистой плотности в зоне лазерного воздействия на миокард. По результатам морфологического исследования достоверно установлено, что воздействие лазерного излучения на ишемизированный миокард приводит к образованию новых сосудов, увеличивая их количество и объемную плотность. Степень неоангиогенеза зависит от выраженности воспалительной реакции в области трансмиокардиальной реваскуляризации. В настоящее время после проведения экспериментальных исследований и оценки результатов начато использование 1,54 мкм эрбиевого лазера в клинической практике. Операции ТМЛР выполнены 19 пациентам, средний возраст которых составил 57.7±6.4 лет, 16 (84.2 %) из них были мужчины. Подавляющее большинство больных – 17 (89.4 %) страдали стенокардией III-IY ф.к. CCS. Инфаркт миокарда перенесли 9 (47.3 %) пациентов. Практически у всех больных отмечено снижение насосной функции миокарда левого желудочка, у 11 (57.8 %), фракция выброса составила менее 0.5. Трехсосудистое поражение коронарных артерий отмечено у 16 (84.2 %) пациентов, стеноз ствола левой коронарной артерии у 5 (26.3 %). У всех больных до операции было выявлено диффузное изменение различных бассейнов коронарных артерий, дистальное поражение коронарного русла или мелкие нешунтабельные ветви. Поскольку обязательным условием отбора больных на реваскуляризацию миокарда является наличие жизнеспособного миокарда в зоне операции, особое внимание уделяли оценке жизнеспособности миокарда в зонах предполагаемого лазерного воздействия. Миокард в этих зонах считали жизнеспособным, если при выполнении планарной 127 сцинтиграфии были выявлены обратимые и частично обратимые дефекты перфузии. ТМЛР сочетали с аортокоронарным шунтированием. В каждой зоне, где невозможна прямая реваскуляризация (передняя стенка, переднебоковая, задняя, верхушка) выполняли от 8 до 12 перфораций в зависимости от необходимости. Количество каналов зависело от размеров сердца, распределения коронарных артерий на его поверхности, поражения того или иного сосуда и зоны обратимой ишемии миокарда, требующей лечения. После проведения ТМЛР и аортокоронарного шунтирования с целью оценки эффективности ее результатов в плане изучения динамики перфузии планарная сцинтиграфия миокарда левого желудочка выполнена 8 (42.1 %) пациентам через 3 месяца после операции. В 5 (62.5 %) случаях выявлено улучшение перфузии миокарда. Эти изменения были отмечены в зонах лазерного воздействия и прилежащих к ним областях. Выявлено также суммарное увеличение перфузии миокарда левого желудочка. Отсутствие изменений выявлено у 3 (37.5 %) пациентов, что было связано с наличием обширных рубцовых изменений. Таким образом, по предварительным данным, трансмиокардиальная лазерная реваскуляризация излучением с длиной волны 1,54 мкм стимулирует неоангиогенез и улучшает перфузию в зонах жизнеспособного миокарда. ПРИБОРЫ ДЛЯ ЦЕЛЕНАПРАВЛЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР И ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА БИОЛОГИЧЕСКИЕ ТКАНИ Ю.А.Осипьян 1), Л.П.Межов-Деглин1), В.Б.Ефимов1), Г.В.Колмаков1), М.Ю.Бражников1), А.А.Левченко1), Л.В.Абдурахимов1), М.К.Макова1) , Е.В.Лебедева1), А.В.Лохов1), Л.В.Адрианова2), А.П.Тимченко2), В.В.Шафранов3), З.В.Калмыкова4) Институт физики твердого тела РАН, г. Черноголовка, Московская область 2) Больница НЦЧ РАН, г. Черноголовка, Московская область 3) РГМУ, кафедра детской хирургии, Москва 4) Городская клиническая больница № 60, кабинет криохирургии, Москва 1) Методы криогенной хирургии и терапии находят широкое применение в нейрохирургии и общей хирургии, онкологии, дерматологии, гинекологии, ларингологии. Опыт российских специалистов продемонстрировал высокую эффективность применения 128 комбинированных методов воздействия, например, сочетания криогенных методов с СВЧ-облучением выделенного участка организма при лечении детей, а также пациентов старших возрастных групп. Широкое применение этой инновационной технологии в практике медицинских учреждений, дальнейшее углубленное изучение механизмов повреждения и регенерации тканей, построение моделей процесса замораживания, учитывающих не только локальное, но и общее тепловыделение организма, а также влияние таких важных факторов как метаболизм и структура ткани при целенаправленном воздействии низких температур и электромагнитного излучения, сдерживаются дефицитом надежных и доступных по цене портативных криоприборов для контактного (криоаппликаторы) или бесконтактного (криораспылители) охлаждения, совместимых со стандартной техникой, используемой для электромагнитного воздействия на биологические ткани. В докладе продемонстрированы конструкции разработанных в ИФТТ РАН новых образцов портативных криоприборов, пригодных для проведения комбинированного электромагнитного (или лазерного) облучения и криовоздействия, и представлены результаты их практического использования в клинической больнице № 60 и детской больнице № 13 им. Филатова. Опыт совместной работы с сотрудниками этих клиник, а также больницы НЦЧ РАН указывает на перспективность расширения области применения бесконтактного криовоздействия (струей холодного азотного пара) не только в терапии, но и в криохирургии, что особенно удобно для обработки участков большой площади. Сочетание азотного распылителя с тефлоновыми тубусами различной формы, надежно ограничивающими рабочее поле при криовоздействии, и предварительной СВЧ-обработки позволяет резко повысить скорость охлаждения и объем промораживания. Сообщения об этой методике, существенно повышающей эффективность применения криохирургических методов лечения, были представлены нами в 2008 г. в докладах на конференциях по криогенной медицине и медицинской физике. 129 ЯМР-СПЕКТРОМЕТР ДЛЯ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО ТРАВМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНОГО ТОМОГРАФА С ИНДУКЦИЕЙ МАГНИТНОГО ПОЛЯ 1.5 ТЛ К.М.Салихов, Я.В.Фаттахов, А.Р.Фахрутдинов, В.Н.Анашкин, В.А.Шагалов, Э.Ф.Биктимиров, М.К.Галялтдинов Казанский физико-технический институт Казанского научного центра РАН, г. Казань Одним из ключевых блоков магнитно-резонансного томографа является ЯМР-спектрометр, во многом определяющий его диагностические возможности и технические характеристики. В ходе выполнения двух этапов работ по созданию спектрометра для травматологического магнитно-резонансного томографа был разработан и изготовлен опытный образец ЯМР-спектрометра. Конструктивно спектрометр выполнен в виде отдельного блока. В частности, изготовлен опытный образец приемника для ЯМРспектрометра. По результатам проведенных испытаний макета определена окончательная схема приемника. Приемник состоит из входного каскада, выполненного на современном усилителе фирмы Analog Devices AD8369, позволяющем менять усиление цифровым способом, двух фазовых детекторов на аналоговых перемножителях 174ПС1, двухканального фильтра низких частот с управляемой от компьютера частотной характеристикой, выполненного на микросхемах MAX291, и двухканального усилителя низких частот. Чувствительность приемника (без предусилителя) составляет 1 мВ, диапазон рабочих частот – 60–70 МГц, коэффициент усиления – 1000. Для управления работой приемника в составе ЯМР-спектрометра разработан интерфейс на основе микросхемы программируемой логики (ПЛИС) фирмы Altera. В ходе выполнения работ разработана прошивка ПЛИС в системе Quartus. Рассчитан и изготовлен широкополосный импульсный усилитель мощности. В данной схеме были использованы современная элементная база и широкополосные трансформаторы на длинных линиях. Выходной каскад усилителя выполнен по двухтактной схеме на высокочастотных MOS транзисторах BLF177. Выходная мощность усилителя на нагрузке 50 Ом составила 300 Вт в диапазоне частот от 50 до 70 МГц. Усилитель работает в классе АВ и выполнен в виде отдельного независимого блока. Разработан и изготовлен опытный образец предварительного усилителя на базе биполярных транзисторов типа КТ640А. Схема представляет собой двухкаскадный широкополосный усилитель с независимой стабилизацией режимов работы каждого каскада и стабилизацией напряжения питания. Получены следующие параметры 130 предусилителя: чувствительность – 5 мкВ; рабочая полоса частот: 1,5 МГц – 100 МГц; коэффициент усиления по напряжению ≥ 100; входное сопротивление – 50 Ом; выходное сопротивление – 50 Ом; амплитуда выходного сигнала ≤ 1 В; рабочий диапазон температур: от +10 0С до +40 0 С; напряжение питания: 10 В – 30 В; ток потребления ≤ 150 мА. Начата работа по разработке комплекса программного обеспечения, позволяющего производить тестирование и отладку устройств радиоспектрометра, настройку аналоговых каналов. Произведена предварительная адаптация импульсных последовательностей к использованию в радиоспектрометре. ЛАЗЕРНЫЙ АНАЛИЗАТОР ЭНДОГЕННОЙ МОНООКИСИ УГЛЕРОДА (СО) В ВЫДЫХАЕМОМ ВОЗДУХЕ ДЛЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКИ Е.В.Степанов, П.В.Зырянов, А.Н.Глушко, Д.А.Лапшин Институт общей физики им. А.М.Прохорова РАН, Москва Моноокись углерода (СО), продуцируемая в организме в результате катаболизма гемм-содержащих структур (гемоглобин, миоглобин, цитохромы, некоторые ферменты), является одной из молекулбиомаркеров, скорость выделения которой с выдыхаемым воздухом может быть информативна для диагностики нормальных физиологических и патологических процессов в организме. Эта молекула является вторичным мессенджером для нейромедиаторов и гормонов и регулятором тонуса кровеносных сосудов, участвует в работе памяти. Она разделяет с кислородом общую систему транспорта и буферирования и темп ее выделения и накопления в клетках, тканях и крови чувствителен к химизму окружающей среды и вариациям гомеостаза. Для продвижения исследований эндогенного СО как молекулыбиомаркера и разработки новых методов медицинской диагностики, основанных на его высокочувствительном и высокоселективном анализе в выдыхаемом воздухе, была проведена коренная модернизация существующего и успешно использовавшегося на протяжении многих лет лабораторного макета лазерного анализатора СО в выдыхаемом воздухе, ранее разработанного в ИОФАН. Новый анализатор основан на использовании перестраиваемых диодных лазеров (ПДЛ) ближнего ИКдиапазона, работающих при комнатных температурах, новой оптомеханической схеме аналитического блока, новой оригинальной цифровой электронике и современном программном обеспечении. 131 Для анализа эндогенного СО в выдыхаемом воздухе с помощью ПДЛ, работающих при комнатных температурах, был выбран спектральный диапазон вблизи 2.35 мкм. Была проведена разработка новой оптической схемы и опто-механического блока анализатора СО. Для поддержания работы СО-анализатора и управления его параметрами использована ранее разработанная нами цифровая электронная система. Она базируется на современной микропроцессорной элементной базе, обеспечивающей высокочувствительную цифровую регистрацию, хранение и обработку лазерных спектров молекулярного поглощения. Использование для оцифровки сигнала 16-разрядного 5 МГц сигма-дельта АЦП обеспечивает время регистрации лазерных спектров от 100 мкс до нескольких минут. Высокая скорость оцифровки сигнала и обмена данными между системой регистрации и управляющим компьютером с использованием протокола USB 2.0 позволяет регистрировать без пропусков все лазерные импульсы в двух регистрирующих каналах одновременно. Регистрация формы лазерных импульсов с такими характеристиками позволяет осуществлять качественную запись контуров линий поглощения, детектируемых с помощью ПДЛ, что важно для достижения требуемых характеристик анализа содержания СО в выдыхаемом воздухе по точности, чувствительности, селективности и быстродействию. Программное обеспечение системы работает в среде WinXP/WinVista и позволяет управлять работой спектрального устройства с помощью персонального компьютера, а также проводить накопление, обработку, визуализацию и хранение регистрируемых данных. Разработанная спектральная система обеспечивает аналитические характеристики, необходимые для анализа микросостава выдыхаемого воздуха. В частности, концентрационная чувствительность системы к СО находится на уровне 0.01 мк/м3, точность измерений – 2-3 %, селективность к содержанию CO2 и H2O – близкая к 100 %, скорость анализа – 1-5 c, объем анализируемой пробы – 0.5-1.0 л. Для достижения таких характеристик потребовалось применение двухканальной схемы регистрации излучения ПДЛ, многоходовой аналитической кюветы с длиной оптического хода ~10 метров, применение специальных алгоритмов фильтрации и подавления шумов. Были проведены запуск лазерного СО-анализатора и его первичные испытания. Продемонстрирована возможность его применения для высокочувствительного и высокоселективного анализа эндогенного СО в выдыхаемом воздухе. 132 ВОЗМОЖНОСТИ ДИАГНОСТИКИ БОЛЕЗНИ ПАРКИНСОНА НА ОСНОВЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ РЕГИСТРАЦИИ ТРЕМОРА Е.М.Тиманин1), Е.В.Еремин1), А.В.Густов2), М.А.Устимкина2) Институт прикладной физики РАН, Нижний Новгород Нижегородская государственная медицинская академия ФА ЗСР РФ, Нижний Новгород 1) 2) Разработан аппаратно-программный комплекс для регистрации механических характеристик, отражающих состояние нервно-мышечной системы человека. Комплекс включает набор датчиков, электронный блок с USB-выходом и программное обеспечение для записи сигналов и их обработки. В набор датчиков в настоящее время входит вибродатчик поперечной динамической жесткости поверхностных тканей (для измерения мышечного тонуса) и два акселерометра для регистрации тремора. Возможно расширение набора датчиков за счет включения в него динамометра. Электронный блок включает усилители сигналов датчиков и модуль АЦП-ЦАП E14-440D фирмы "Л-Кард". Программное обеспечение включает единый программный модуль записи сигналов, модуль обработки записей динамической жесткости и модуль обработки записей тремора. В проведенном исследовании использовались, преимущественно, запись и обработка сигналов тремора. Соответствующий модуль обработки обеспечивает чтение и отображение двухканальных записей (левая и правая конечности), выделение участка анализа, вычисление и отображение спектров Фурье, определение целого набора количественных характеристик сигналов и их спектров, ввод с клавиатуры данных пациента, названия теста и текстового комментария (заключения), а также формирование итогового протокола на одной странице А4 в виде PDF-файла. Данный комплекс установлен на ноутбук и проведена его калибровка путем записи сигналов акселерометров при их установке на вибростенд, колебания которого измерялись дополнительным калибровочным набором. Обследование средствами комплекса состояло в регистрации тремора кистей рук и стоп ног на левой и правой конечностях одновременно в различных положениях тела пациента, обеспечивающих регистрацию тремора покоя, постурального тремора и интенционного тремора (7 тестов для каждого пациента по 15 – 30 секунд каждый). На настоящий момент получены записи тремора на 11 здоровых лицах и на 44 пациентах неврологических отделений Нижегородской областной клинической больницы им. Н.А.Семашко, включая 13 пациентов с болезнью Паркинсона (6 – с акинетико-ригидной формой и 7 – с ригиднодрожательной формой), 5 пациентов с эссенциальным тремором Минора 133 (группа ТМ), 9 – с рассеянным склерозом (группа РС), 8 – с вегетососудистой дистонией (группа ВСД), 7 – с дискогенной радикулопатией (группа ДРП), 2 – с невропатиями (группа НП). Проведена обработка всех записей и сформированы протоколы обследования тремора для каждого пациента. Сформулирован целый набор возможных диагностических критериев, основанных на зарегистрированных характеристиках тремора, и по полученным протоколам проведено исследование их чувствительности и специфичности. Применительно к диагностике болезни Паркинсона наилучшие результаты показал критерий "наличие асимметричного максимума в спектре тремора покоя рук". Чувствительность этого критерия по группе с ригидно-дрожательной формой болезни Паркинсона – 100 %, по группе с акинетико-ригидной формой – 17 % (1 из 6). Специфичность критерия по отношению к группе здоровых, а также к группам РС, НП и ДРП – 100 %, по отношению к группе ТМ – 80 %, к группе ВСД – 75 %. СОЗДАНИЕ И МЕДИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СО2 ЛАЗЕРНОЙ ХИРУРГИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ ПРЕЦИЗИОННОГО МАЛОТРАВМАТИЧНОГО ИСПАРЕНИЯ НОВООБРАЗОВАНИЙ РАЗЛИЧНОГО ТИПА В.А. Ульянов, А.К.Дмитриев, А.Н.Коновалов, В.Н.Кортунов, О.В.Маторин*, И.В.Решетов* Институт проблем лазерных и информационных технологий РАН, г. Троицк * Московский научно-исследовательский онкологический институт им. П.А.Герцена Представлены результаты работ по созданию интеллектуальной лазерной хирургической установки на базе волноводного СО 2 лазера мощностью 25 Вт с ВЧ накачкой активной среды, включающей систему диагностики и управления процессом лазерного испарения биотканей в реальном масштабе времени. Система диагностики основана на автодинном детектировании обратно рассеянного из зоны абляции излучения и осуществляет следующие функции: диагностика процесса лазерного испарения определенного типа ткани со звуковой индикацией, выдача управляющих воздействий на систему управления лазера, протоколирование лазерной операции в реальном масштабе времени. 134 Проведена доработка основных систем установки в целях обеспечения долговременной стабильности приема автодинного сигнала. Создан блок анализа-управления процессом лазерного испарения биотканей на основе одноплатного компъютера, встроенного в систему автоматизированного управления установки. Разработаны алгоритмы выделения информационной компоненты автодинного сигнала в реальном масштабе времени, включающие минимизацию влияния шумов и флуктуаций формы лазерного импульса. Проведены медико-технические испытания установки. Полный мониторинг лазерной операции включал в себя запись автодинного сигнала в реальном масштабе времени с одновременной киносъемкой всех манипуляций хирурга в оперируемой области. Это позволяло однозначно сопоставлять временные трансформации автодинного сигнала с особенностями испаряемых биотканей для установления критериев прохождения излучения через границы разных видов биотканей. Представлены результаты протоколирования лазерных операций по удалению добро- и злокачественных новообразований различных типов. ЦИФРОВОЙ АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ МАССОВОЙ ДИАГНОСТИКИ ОСТЕОПОРОЗА М.Н.Устинин1), Н.А.Арапов2), Б.Ф. Санталов3), М.М.Ольшевец1), В.А. Яшин3) Институт математических проблем биологии РАН, Пущино Отрадинская больница, Ступинский район Московской области 3) Институт биофизики клетки РАН, Пущино 1) 2) Целью выполняемого проекта является решение актуальной задачи практической медицины – создание недорогого программно-аппаратного комплекса и разработка методики для оценки минеральной плотности костной ткани. Разработка и внедрение таких комплексов позволят проводить массовую диагностику остеопороза. Основной предпосылкой для развития работ по проекту стало широкое распространение компьютерных рентгеновских аппаратов, а базовая идея предлагаемого подхода состоит в проведении количественных измерений (денситометрии) цифровых рентгеновских снимков. В отчетном году продолжались фундаментальные исследования как в экспериментальном, так и в теоретическом направлении. На базе кабинета цифровой ренгенодиагностики в Больнице Пущинского научного центра РАН разрабатывается измерительный стенд для получения 135 рентгеновского снимка, на котором одновременно экспонируются предплечье пациента и набор эталонных объектов. Такие стандартизованные снимки автоматически обрабатываются программой интеллектуального анализа данных, которая будет распознавать эталоны и измеряемые области кости, оценивать их оптическую плотность и идентифицировать параметры модели. Затем оценивается минеральная плотность костной ткани и проводится собственно диагностика – по имеющимся статистическим данным определяется стадия остеопороза. Результаты и методы, полученные в данной области, реализуются в прикладном программном обеспечении. Важно согласованное проведение всех работ по проекту, взаимная коррекция математических подходов и конструкции экспериментального диагностического стенда. Велась работа по совершенствованию экспериментального стенда, а также по подбору и конструированию эталонов. Для верификации результатов измерений и настройки алгоритмов и программ использовались стандартизованные объекты съемки, включая Европейский фантом предплечья, и двухлучевой денситометр “Osteometer DTX-200 Bone Densitometer”. В части программного обеспечения для автоматического анализа цифровых диагностических снимков основное внимание было уделено оптимизации построения сцены для получения стандартизованного снимка. Задача состояла в получении таких изображений, которые бы допускали максимально простой и быстрый автоматический анализ без участия оператора. Велись работы по созданию и настройке цифровых моделей изучаемых объектов. Здесь должны удовлетворяться противоречивые требования – точность, достаточная для проведения идентификации минеральной плотности костной ткани, и простота, позволяющая проводить оценку параметров в реальном времени без привлечения больших компьютерных мощностей [1]. В результате выполнения проекта планируется создать массовый и относительно недорогой инновационный продукт – программный комплекс в сочетании с простыми приспособлениями и методиками диагностики остеопороза. Проект выполняется при частичной финансовой поддержке РФФИ (проект 07-07-00280-а). Литература 1. М.Н. Устинин, М.М.Ольшевец. Цифровая рентгеновская система и массовая диагностика остеопороза. Сборник докладов 2-й Международной конференции «Математическая биология и биоинформатика». Пущино, 7-13 сентября 2008 г. 136 РАЗРАБОТКА И ОПТИМИЗАЦИЯ КОНСТРУКЦИИ ПОРТАТИВНОГО МАГНИТНОГО ФИЛЬТРА ДЛЯ ЭКСТРАКОРПОРАЛЬНОЙ ОЧИСТКИ БИОЛОГИЧЕСКИХ СРЕД ОРГАНИЗМА ОТ ТОКСИНОВ И ВИРУСОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СОРБИРУЮЩИХ МАГНИТОЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ НАНО- И МИКРОЧАСТИЦ Ю.Г.Яновский1), А.Н.Данилин1), Ю.Н.Карнет1), Ю.К.Левин1), А.П.Захаров1), Е.А.Никитина1), В.И.Шалашилин1), А.И.Алехин1), Н.Г.Гончаров1) 1) 2) Институт прикладной механики РАН (ИПРИМ РАН), Москва Центральная клиническая больница РАН (ЦКБ РАН), Москва Известно, что в нано- и микроразмерные частицы вещества обладают рядом уникальных физико-химических свойств, в том числе необычно большой удельной поверхностью и высокой адсорбционной активностью. Частицы могут быть электрически заряженными, иметь магнитные свойства, что усиливает процессы адсорбции на их поверхности различных токсикантов биологических структур. Последние два фактора дают перспективу для проектировании устройств магнитной нано- и микрофильтрации биологических сред организма с целью очистки их от токсикантов и вирусов. К настоящему времени в ИПРИМ РАН предложены и испытаны метод и устройство для детоксикации биологических сред организма, где в качестве адсорбентов используются нанои микрочастицы ферримагнетиков, а также магнитоуправляемые композитные частицы, магнитной фазой которых являлось железо или его окислы, сорбирующей фазой – углерод, окислы кремния или алюминия, испытывалось также восстановленное железо. Эти частицы благодаря малым размерам имеют высокую сорбционную емкость и скорость удаления целевых компонентов из биологических жидкостей. Разработаны и изготовлены несколько новых модификаций магнитного фильтра для удаления из биологических жидкостей нано- и микрочастиц с адсорбированными на их поверхности токсинами, а также вирусами. Магнитная система этого устройства создаёт внутри рабочего объема высокоградиентное поле (от 0,6 Тл/см) при малых габаритах, малом весе и практически полном отсутствии внешнего магнитного фона. Изучены сорбционные свойства магнитоуправляемых суспензий нанои микрочастиц с целью их использования в качестве адсорбентов токсинов и вирусов. Для обеспечения гемосовместимости частиц разработан метод покрытия поверхности магнитных частиц белками 137 (человеческим альбумином, желатином). Как показали исследования, модифицирование поверхности частиц не вызывает снижения их сорбционной емкости к соединениям различной молекулярной массы. Исследованы: порошки Fe; коллоиды Fe 0.1 % в желатине; порошки Fe2O3, Fe3O4; коллоиды Fe2O3, Fe3O4 0.1 % в желатине; коллоиды Fe3O4+Ag 0.1 % в желатине; коллоиды Fe3O4+Au 0.1 % в желатине; порошки Fe3O4 с лигандом Ag; порошки Fe3O4 с лигандом Au. Определены сорбционные ёмкости указанных порошков частиц и их суспензий по отношению к соединениям разной молекулярной массы, также изучен комплекс магнитных характеристик. Построены кластерные модели поверхности магнитных частиц, в том числе, покрытой белками, исследованы их строение и сорбционные свойства методами квантовой химии и квантовой механики. Опытные образцы магнитного фильтра прошли технические испытания в ИПРИМ РАН, а также испытаны в лабораторных условиях в ЦКБ РАН на сыворотках донорской крови с целью изучения сорбционных свойств магнитоуправляемых частиц оксидных ферримагнетиков к токсинам различной молекулярной массы, антигенам и вирусам. 138 9. Лекарственные препараты ЦИТО- И ГЕНОТОКСИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ КАТИОННЫХ НИТРОЗИЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ ЖЕЛЕЗА С ПРИРОДНЫМИ АМИНОТИОЛИЛАМИ С.М.Алдошин1), Н.А.Санина1), С.В. Васильева2), Д.А.Стрельцова2) Институт проблем химической физики РАН, Черноголовка Институт биохимической физики РАН им. Н.М. Эмануэля, Москва 1) 2) Проявление цито- и генотоксичности химиотерапевтических препаратов в значительной мере лимитирует их практическое применение. На клеточном уровне – генетически-маркированных штаммах E. coli – впервые проведено количественное изучение цито- и генотоксической активности новых противоопухолевых препаратов из класса нитрозильных комплексов железа – ПЕНАКОНИТа и ЦИСАКОНИТа [1]. Генотоксическую активность изучали in vitro – по уровню экспрессии гена sfiA SOS-репарационного ответа в широком диапазоне доз от 0,0005 до 0,5 мМ. Использование этой методологии позволило не только количественно оценить процесс формирования в клетке одно- и двунитевых разрывов ДНК, но также прогнозировать (и далее – экспериментально подтвердить) мутагенную активность соединений-индукторов и развитие апоптоза. Установлено, что ПЕНАКОНИТ проявляет выдающуюся SOS-индуцирующую активность: при концентрации 0,05–0,1 мМ превышение уровня экспрессии над спонтанным фоном составило 7,5 раз (при очень низкой цитотоксичности, соответствующей 90 % выживших клеток). Подобные результаты не были отмечены ни для одного из соединений этого класса доноров NO, изученных нами ранее. Кроме того, ПЕНАКОНИТ усиливал экспрессию гена-репортера в широком диапазоне доз: от 0,001 до 0,1 мМ. Токсичной для клетки была концентрация ПЕНАКОНИТа 0,5 мМ. При концентрации ЦИСАКОНИТА 0,05 мМ превышение экспрессии гена-репортера над спонтанным фоном составило 1,95 раза. При сравнении генотоксической активности эквимолярной (0,01 мМ) концентрации обоих изученных соединений лидером является ПЕНАКОНИТ›Цис (2,12 раза превышение спонтанного фона по сравнению с показателем для ЦИСАКОНИТа (1,33). Количество NO, генерируемое этими донорами в водных растворах in vitro в концентрации 0,4.10-6 М, повторяет эту тенденцию: установлена прямая корреляция между интенсивностью NO-донирования и потенциальной генотоксичностью изученных доноров. Доказано экспериментально, что препарат ЦИСАКОНИТ проявляет цитотоксический эффект на опухолевых клетках эритробластного лейкоза 139 человека линии К562. Клетки выращивали на среде RPMI1640, содержащей 10 % эмбриональную сыворотку теленка при 37 0 С, 5 % СО2 и 100 % влажности. Тестирование цитотоксической активности ЦИСАКОНИТа проводили стандартным МТТ-тестом, основанным на способности дегидрогеназ живых клеток восстанавливать неокрашенный МТТ-реагент в виде синих кристаллов формазана, растворимых в диметилсульфоксиде (ДМСО). Оптическое поглощение окрашенных растворов ДМСО измеряли на автоматическом счетчике. Апоптотическую активность ЦИСАКОНИТа исследовали количественно с помощью флуорохромных ингибиторов каспаз методом проточной цитометрии. Установлено, что ЦИСАКОНИТ инициирует активность каспаз 3 и 7 и является индуктором апоптоза в клетках К562: в присутствии ЦИСАКОНИТа (в концентрации 50 мкМ) зарегистрировано 77 % клеток в апоптозе. [1] Н.А. Санина, Т.Н. Руднева, К.А. Лысенко, О.С. Жукова, Н.С.Емельянова, С.М. Алдошин. Водорастворимые биядерные катионные нитрозильные комплексы железа с природными алифатическими тиолилами, обладающие цитотоксической, апоптотической и NOдонорной активностью, заявка № PCT/RU2008/000338 от 02.06.2008. Работа выполнена при поддержке Программы Президиума РАН N15 «Фундаментальные науки – медицине». УЛУЧШЕНИЕ ЛОКАЛИЗАЦИОННЫХ СПОСОБНОСТЕЙ СЛУХОВОЙ СИСТЕМЫ С ПОМОЩЬЮ НОВОГО СПОСОБА КОДИРОВАНИЯ ЗВУКА ДЛЯ ЦЕЛЕЙ КОХЛЕАРНОГО ПРОТЕЗИРОВАНИЯ ГЛУХИХ ПАЦИЕНТОВ Я.А. Альтман, Н.Н. Бехтерев Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН, Санкт-Петербург Потеря способностей локализовать источники звука при приобретенной полной глухоте и глубокой тугоухости препятствует формированию адекватного поведения человека в окружающей среде. Попытки восстановления этих способностей после билатерального кохлеарного протезирования, осуществляемые в последние несколько лет на основе использования прежних стратегий преобразования звуковых сигналов в электростимулирующий эквивалент в протезах, дали очень скромные результаты (Grantham D.W. et al., Ear Hear., 2007, v. 28, p. 524541), фактически выявив лишь преимущества двусторонне вживленных устройств над односторонне вживленными. 140 Целью проведенного исследования было детальное изучение способностей слуховой системы локализовать стационарный источник звука за счет анализа межушных различий стимуляции 1) по времени и 2) по интенсивности при преобразовании акустических сигналов в электростимулирующий эквивалент разработанным в лаборатории и традиционно применяемым способами и при звуковом раздражении. Характеристики, полученные при использованных в модельных экспериментах на животных видах раздражения и регистрации нейрональной активности слуховой коры больших полушарий мозга, сопоставлялись между собою. Сравнение проявлений локализационных способностей позволяло выявить преимущества одной из разновидностей электрической стимуляции над другой для достижения конечной цели – возникновения в условиях билатеральной электрической стимуляции обеих улиток внутреннего уха слуховых ощущений, соответствующих истинному положению источника звука в пространстве. Полученные в исследовании данные в случае оценки положения источника звука на основе межушных различий стимуляции по времени позволили обнаружить сходство между проявлениями локализационных способностей слуховой системы при двух видах электрического и при звуковом раздражениях лишь в очень узком надпороговом диапазоне интенсивностей раздражения, в среднем, до 1.6 дБ. При более громких звуках – в пределах низких и средних интенсивностей (в среднем до 44 дБ) – проявления способностей локализовать источник звука в любой точке горизонтальной плоскости в пределах передней полусферы пространства, зависимость данных способностей от общего уровня интенсивности и дифференциальная чувствительность к локализационным параметрам сходны лишь при разработанном способе преобразования звука и акустическом раздражении. При традиционном трансформации параметров звука наблюдаются существенно возрастающее ухудшение всех оцениваемых характеристик начиная уже с надпороговых уровней интенсивности выше, в среднем, 1.6 дБ; при интенсивностях, в среднем, 7.4 дБ и более над порогом реакции проявления локализационных способностей отсутствуют. Сходные результаты получены при использовании межушных различий стимуляции по интенсивности, причем недостатки традиционного способа преобразования звука выражены еще сильнее. Результаты исследования неоспоримо свидетельствуют о преимуществе разработанного в лаборатории способа кодирования параметров звука над традиционным в обеспечении точности определения положения стационарных источников звука в пространстве. 141 КОМПЛЕКСЫ 1-БОРААДАМАНТАНОВ И 1-АЗААДАМАНТАНОВ – ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ СРЕДСТВА ЛЕЧЕНИЯ И ПРОФИЛАКТИКИ ГРИППА ЧЕЛОВЕКА И ПТИЦ Ю.Н. Бубнов1), М.Е. Гурский2), С.Г. Маркушин3), М.М. Зубаиров4), С.Ю. Ердяков2), Г.Д. Коломникова1), Н. Контаров3) 1) Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН, Москва 2) Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН, Москва 3) ГУ НИИ вакцин и сывороток РАМН, Москва) 4) ВНИИ ветеринарной вирусологии и микробиологии РАСХН, Покров, Владимирская обл. Нами впервые в мире получены производные 1-бораадамантана и 1азаадамантана и установлено, что некоторые аминные и пиридиновые комплексы 1-бораадамантана и его алкилированных производных проявляют высокую антивирусную активность, в том числе в отношении вируса гриппа птиц (H5N1) и вируса чумы птиц (H7N7), а также герпеса. Выявленные препараты-лидера БГ-44 и БГ-122, обладающие как вирусстатическим, так и вирулицидным действием, подавляют размножение штаммов вируса гриппа, резистентных к ремантадину. На цыплятах, зараженных вирусом гриппа, установлено, что препараты БГ-44 и БГ-122 защищают 80-100% поголовья (при 100%-ной гибели в контроле). Препараты даются с кормом. NH2.HCl R' NH2 B Ремантадин БГ-44 БГ-122 R HCl . N N Et _ Cl N+ N B Производные 1-азаадамантана С целью получения более эффективных лекарственных форм нами проведен цикл работ по изучению противовирусного действия БГ-122 в составе липосом. В частности, исследована возможность включения 1-бораадамантановых соединений в липосомы и проведено измерение электрохимических характеристик последних в процессе их взаимодействия с препаратом БГ-122 (путем измерения электрофоретической подвижности липосом). Построенная зависимость дзета-потенциала липосом от концентрации БГ-122 отображает процесс адсорбции БГ-122 на поверхности липосом. Биологическая интерпретация 142 этих данных позволяет судить о том, что оптимальными концентрациями БГ-122 для встраивания в липосомы являются так называемые нетоксичные дозы, в частности от 1 до 10 мкг/мл, и наилучшим диапазоном доз является диапазон от 1 до 7 мкг/мл, так как при более высоких концентрациях, по-видимому, происходит разрушение липосом или невозможность дальнейшего встраивания БГ-122 в липидную мембрану липосом, что проявляется падением дзета-потенциала с ростом концентрации БГ-122 и последующим выходом кривой на плато. Синтезированные новые производные 1-азаадамантана, в том числе водорастворимые, проходят предварительные исследования антивирусной активности как in vitro, так и in vivo. Работа выполнена при поддержке Программ Президиума РАН «Фундаментальные науки – медицине» (коорд. акад. А.И.Григорьев) и «Разработка методов получения химических веществ и создание новых материалов» (коорд. акад. В.А.Тартаковский), Программ ОХНМ-1 (коорд. акад. О.М. Нефедов, ОХНМ-10 (коорд. акад. Н.С.Зефиров) и РФФИ, грант № 08-03-00790. НОВАЯ ЛЕКАРСТВЕННАЯ ФОРМА БЕЛКОВ И ПОЛИПЕПТИДОВ ДЛЯ ПЕРОРАЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ Л.И.Валуев1), Л.К. Старосельцева2), Г.А.Сытов1), И.Л.Валуев1), Л.В.Ванчугова1), М.В.Ульянова1) 1) Учреждение Российской академии наук Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН, Москва 2) Эндокринологический научный центр РАМН, Москва Предположено, что использование достаточно разбавленных растворов белков может обеспечить быстрое прохождение этих растворов через желудок. При этом железы слизистой оболочки желудка не должны успеть прореагировать на появление белка и не должны секретировать желудочный сок, то есть появляется реальная возможность предотвратить гидролиз белка в желудке. На примере инсулина в опытах на здоровых животных (кроликах и крысах) и животных с экспериментальным сахарным диабетом показано, что при пероральном введении разбавленных растворов инсулина, он не разрушается под действием протеолитических ферментов пищеварительной системы, а проникает в кровоток в активном состоянии, обеспечивая достижение гипогликемического эффекта. Так, если при пероральном введении здоровым кроликам 1,0 мл раствора инсулина 143 (доза порядка 12 ед./кг массы животного) снижения уровня глюкозы в крови не наблюдается, то для того же количества инсулина, но растворенного в 10-15 мл воды, концентрация глюкозы в крови снижается на 30-40 %. Пероральное введение разбавленного раствора инсулина приводило к стабильному снижению уровня глюкозы в крови животных с экспериментальным диабетом как в кратковременном, так и долговременном эксперименте. После одного месяца приема раствора инсулина уровень глюкозы в крови уменьшался приблизительно в два раза и в дальнейшем не изменялся даже без дополнительного введения инсулина. Достоверное снижение концентрации глюкозы в крови наблюдалось также при пероральном введении разбавленного раствора инсулина здоровым добровольцам на фоне сахарной нагрузки. Обнаруженный эффект повышения стабильности белков и полипептидов к действию протеолитических ферментов желудка и тонкого кишечника при разбавлении их растворов может обеспечить создание оригинальных препаратов белков и полипептидов для перорального применения. Это может быть положено в основу новой стратегии лечения некоторых заболевания, в частности сахарного диабета. По материалам работ по Программе Президиума РАН «Фундаментальные науки – медицине» получено три патента Российской Федерации №№ 2288000, 2306115 и 2329053. НАНОРАЗМЕРНЫЕ ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ УГЛЕРОДНЫЕ КЛАСТЕРЫ (ФУЛЛЕРЕНЫ), ХИМИЧЕСКИ СВЯЗАННЫЕ С ФАРМАКОЗНАЧИМЫМИ ПРЕПАРАТАМИ – НОВЫЙ КЛАСС ПЕРСПЕКТИВНЫХ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ У.М.Джемилев, А.Р. Туктаров, А.Р. Ахметов, А.Г. Ибрагимов Учреждение Российской академии наук Институт нефтехимии и катализа РАН, Уфа Производные фуллерена перспективны в качестве фотодинамических агентов, вызывающих расщепление ДНК и обладающих цитотоксическим действием, а также ингибиторов ферментов, в частности, протеазы вируса СПИДа. Последующие исследования в данном направлении показали, что фуллеропирролидины, карбоксифуллерены, а также производные С60, содержащие аминокислотные фрагменты, обладают высокой противовирусной активностью, проявляют нейропротективные и 144 антиоксидантные свойства, а также для них характерны бактерицидная и антимикробная активность.i Учитывая практическую ценность лекарственных препаратов на основе наноразмерных углеродных кластеров и перспективность исследований в данном направлении, мы выполнили программу работ, направленную на разработку эффективных методов синтеза фуллеропирролидинов, а также ранее труднодоступных и не описанных в литературе производных С60, содержащих карбоксициклопропановые и аминокислотные остатки. В результате проведенных исследований нам удалось разработать перспективный для практического применения каталитический метод синтеза фуллеропирролидинов различной структуры, основанный на реакции 1,3-циклоприсоединения третичных аминов к С60-фуллерену под действием металлокомплексных катализаторов на основе солей и соединений переходных металлов (Ti, Zr, Hf, Mn, Fe, Ni, Pd). К числу наиболее эффективных и селективно действующих катализаторов относятся комплексы Cp2ZrCl2 и Cp2HfCl2. С использованием указанных каталитических систем осуществлено 1,3-циклоприсоединение к С60фуллерену таких третичных аминов, как N,N,N1,N1тетраметилдиаминометана (бис-амин), 1-(N,N-диметиламинометил)-1,2,4триазола, 2-(N,N-диметиламинометил)-1,2,3-бензотриазола, 4-(N,Nдиметиламинометил)-2,6-ди-трет-бутилфенола в условиях (20 мол. % Cp2ZrCl2 или Cp2HfCl2, толуол, ~20 оС, 48 ч) с получением соответствующих фуллеропирролидинов с высокими выходами (65-95 %). С целью разработки способа введения карбоксициклопропанового фрагмента в молекулу фуллерена нами изучена реакция [2+1]циклоприсоединения диазоацетатов к С60 в присутствии катализаторов на основе переходных металлов. Установлено, что при взаимодействии С 60фуллерена с замещенными диазоуксусными эфирами, полученными на основе производных метионина, глицина, аланина, валина, фенилаланина, триптофана, под действием 20 мол. % трехкомпонентного катализатора Pd(acac)2-PPh3-Et3Al в условиях (20-80 оС, 0.5-18 ч) образуются 6,6закрытые и 5,6-открытые аддукты моно- и диприсоединения с общими выходами 60-85 %. Одним из широко применяемых антивирусных препаратов из класса нуклеозидных ингибиторов обратной транскриптазы является 3-азидо2,3-дидезокситимидин (азидотимидин). Для эффективной доставки последнего к определенным видам клеток, снижения токсичности и пролонгирования действия азидотимидин ковалентно связывают с соответствующей матрицей. В качестве последней мы выбрали молекулу Л.Б. Пиотровский, О.И. Киселев. Фуллерены в биологии. Изд. «Росток», Санкт-Петербург, 2006, 336 с. i 145 С60. Показано, что при проведении реакции С60-фуллерена с азидотимидином, взятых в мольном соотношении 1 : 5, под действием 20 мол. % трехкомпонентного катализатора Pd(acac)2-PPh3-Et3Al при 180 оС за 7 ч в о-дихлорбензоле образуются азагомофуллерен и фуллероазиридин с общим выходом >80 %. Испытание перспективных образцов синтезированных производных фуллерена, предварительно переведенных в водорастворимую форму, планируется в Институте физиологически активных веществ РАН и лаборатории фармакологических исследований Института органической химии им. Н.Н.Ворожцова СО РАН. ИСЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МУЛЬТИТАРГЕТНЫХ АНТИНЕОПЛАСТОВ НА ОСНОВЕ КОМПОЗИЦИЙ НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ КОМПОНЕНТОВ ТОКСИНОВ ЧЛЕНИСТОНОГИХ И ПРИРОДНЫХ ИНГИБИТОРОВ СИГНАЛЬНЫХ ПУТЕЙ Н.С.Зефиров, С.Г.Клочков Учреждение Российской академии наук Институт физиологически активных веществ РАН, Черноголовка Перспективным и наиболее динамично развивающимся направлением поиска противоопухолевых соединений является использование индукторов апоптоза раковых клеток. Основные биологические функции клетки, в том числе и индукция апоптоза, реализуются посредством взаимодействия экстраклеточного стимула с рецептором на поверхности клетки и передачи сигналов внутрь и внутри клетки. Изменения в этих сигнальных каскадах ведут к изменению многих клеточных функций – роста и выживании клетки, пролиферации, дифференциации, адгезии, и, самое главное, их модуляция позволяет вызвать управляемый апоптоз раковой клетки. Однако монотерапия ингибиторами участвующих в этих каскадах ферментов часто не достигает желаемого результата. Анализ литературных данных и проведенных нами исследований показывает, что наиболее успешным применение ингибиторов сигнальных путей становится при совместном применении соединений, действующих на многие точки сигнального каскада. Разработанные нами в предыдущих проектах соединения обладают высокой ингибирующей активностью в отношении таких ферментов, как фарнезилтрансфераза, киназы АКТ, PI-3K. 146 Все эти сигнальные каскады тесно связаны с Ras-белками. Причем противоопухолевый эффект ингибиторов фарнезилтрансферазы связан не только с Ras-онкогеном, но и с ингибированием сигнальных путей Ras/MAPK и PI-3K. Для усиления активности соединений-лидеров, активных в отношении основных ферментов, задействованных в Ras/MAPK-PI-3K каскаде регуляции апоптоза в раковой клетке, желательно одновременное с ними применение ингибиторов некоторых киназ, в частности таких, как PKC, CDK, Chk1 и PDK1. Среди природных объектов соединения с такой активностью характерны для токсинов членистоногих. Выделение, установление структуры и спектра активности позволит разработать на их основе комбинации с ингибиторами фарнезилтрансферазы и, как результат, получить эффективные мультитаргетные антинеопласты. Токсины пауков, скорпионов, перепончатокрылых насекомых являются источником уникальных биологически активных веществ. Наибольший интерес вызывают пептидные компоненты токсинов перепончатокрылых насекомых. Нами были исследованы компоненты токсинов некоторых видов пауков и насекомых. Наиболее интересные результаты получены при исследовании компонентов токсинов перепончатокрылых насекомых – Vespa orientalis L., Apis mellifera L. Методами обращенно-фазовой ВЭЖХ были выделены основные компоненты этих токсинов (все компоненты, содержание которых составляет более 0,5 %): белковой, пептидной природы и низкомолекулярные компоненты. Для установления структуры выделенных пептидных компонентов использовали комбинацию методов ВЭЖХ, ВЭЖХ/МС/МС и времяпролетного масс-спектрометра (ВПМС). Один из выделенных пептидных компонентов является неописанным ранее. Его аминокислотная последовательность установлена методами ВЭЖХ-МС и подтверждена традиционными методами. Было также проведено исследование противоопухолевой активности выделенных соединений. Показана их высокая противоопухолевая активность в отношении ряда опухолей и активность в отношении некоторых киназ, задействованных в регуляции апоптоза. Полученные данные дают основание для использования этих компонентов в качестве добавочных при разработке мультитаргетных препаратов на основе низкомолекулярных ингибиторов сигнальных путей. 147 СОЗДАНИЕ НОВЫХ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ЦИТОСТАТИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ – СТРУКТУРНЫХ АНАЛОГОВ КЛАДРИБИНА. ОЦЕНКА ПЕРСПЕКТИВНОСТИ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ТЕРАПИИ РАССЕЯННОГО СКЛЕРОЗА КАК АУТОИММУННОГО ЗАБОЛЕВАНИЯ А.И.Мирошников 2), О.Г.Кулакова 1), И.Д.Константинова 2), И.С.Музыка 2), Е.Ю.Царева 1), С.Г.Щур 1), В.А.Силуянова 1), А.Н.Бойко 1), О.О.Фаворова 1) ГОУ ВПО "Российский государственный медицинский университет Росздрава", Москва 2) Институт биоорганической химии им. академиков М.М.Шемякина и Ю.А.Овчинникова Российской академии наук (ИБХ РАН), Москва 1) Введение. Аналог пуринового нуклеозида – Кладрибин (2-хлор-2’дезоксиаденозин, CdA) – относится к иммунодепрессантам второго поколения и обладает более селективным подавляющим действием на лимфоциты, чем многие другие иммунодепрессанты. Успешное применение Кладрибина при лечении миелолейкозов позволило сделать предположение о возможности применения его при аутоиммунных заболеваниях, в том числе при рассеянном склерозе (РС), при котором показана патологическая роль активированных лимфоцитов и развитии и течении заболевания. Фирмами Serono и IVAX проводятся клинические испытания фазы III эффективности таблетированной формы Кладрибина для лечения ремиттирующей формы РС. Целью данного проекта является создание новых структурных аналогов препарата Кладрибина и оценка их терапевтического потенциала, наряду с Кладрибином, в культурах мононуклеарных клеток (МК) крови больных различными формами РС. Материалы и методы. Фармацевтическая субстанция Кладрибина и четыре его принципиально новых структурных аналога (2-хлор- (Cl-AraA), 2-гидрокси- (OH-Ara-A), 2-фтор- (F-Ara-A) арабинофуранозные производные аденина и 2-Фтор-арабинофуранозиладенин 5’-фосфат (FMP)) получены в ИБХ РАН с помощью оригинальной высокоэффективной биотехнологии. Проведено сравнительное исследование влияния препарата Кладрибин и ряда его структурных аналогов на пролиферующие и покоящиеся МК, выделенные из крови здоровых доноров и больных РС. В исследование включены больные разными формами РС (первично-прогрессирующий РС (ППРС), ремиттирующий РС (РРС), вторично-прогрессирующий РС (ВПРС)). МК выделяли методом центрифугирования на градиенте фиколл/гипак. При изучении влияния тестируемых соединений на пролиферацию МК (в 148 основном Т-лимфоцитов) анализировали уровень включения [3H]тимидина активированными фитогемагглютинином (10 мкг/мл) клетками при их культивировании в среде с различными концентрациями Кладрибина (0,001-1 мкг/мл). Цитотоксическое действие Кладрибина и его аналогов изучали с помощью модифицированного для суспензионных клеток МТТ-теста. Результаты. Выявлено выраженное цитотоксическое действие Кладрибина на делящиеся и покоящиеся лимфоциты больных РС. Показано, что средняя концентрация Кладрибина, вызывающая 50 % снижение включения [3H]тимидина в активированные МК больных ВПРС, достоверно меньше, чем для больных ППРС (р = 0,02) и для больных РРС (р = 0,03). Средняя концентрация Кладрибина, вызывающая 50 %-ную гибель покоящихся МК больных ВПРС, достоверно меньше, чем для больных ППРС (р = 0,028). Выявлено цитотоксическое действие аналогов Кладрибина на делящиеся и покоящиеся лимфоциты больных РС и здоровых доноров. Сравнение аналогов Кладрибина по мере убывания средних концентраций, вызывающих 50 %-ную гибель покоящихся МК больных РС, позволило выстроить их в следующий ряд: CdA < F-Ara-A ≤ FMP < OH-Ara-A ≤ Cl-Ara-A. Заключение. Проведенная первичная оценка терапевтического потенциала отечественного Кладрибина на культурах МК крови больных различными формами РС свидетельствует о перспективности применения этого препарата при РС (особенно при вторично-прогрессирующей форме). Выявлена меньшая цитотоксичность (по сравнению с Кладрибином) четырех его структурных аналогов. ИССЛЕДОВАНИЕ КОМПЛЕКСНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ИОНИЗИРУЮЩЕЙ И УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЙ РАДИАЦИИ НА ХРУСТАЛИК ГЛАЗА МЫШИ. МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ К.О.Муранов1), Н.Б.Полянский1), А.А.Федоров 2), К.И.Банник 3), М.А.Островский 1) 1) Институт биохимической физики им. Н. М. Эмануэля РАН 2) ГУ НИИ глазных болезней, 3) Международный университет «Дубна» Ранее мы показали, что комбинированное действие ионизирующей и ультрафиолетовой радиации на глаз мыши вызывает существенно большее повреждающее действие на прозрачность хрусталика, чем каждый фактор в отдельности (Муранов К.О. и др., 2007). Целью 149 настоящего исследования было изучить морфологические изменения в хрусталике на уровне тканевом, клеточном и субклеточном уровне. Мышей-самцов (гибрид F1 C57bl и CBA) облучали однократно гаммалучами в дозе 2 и 4 Gy, затем часть мышей получала ежедневную дозу ультрафиолета (250-350 нм) в специальной клетке. Мощность ультрафиолетового излучения на уровне пола составляла 5.5+0.8 Вт/м2, время облучения – 15 мин. На 7-м месяце после начала облучения животных забивали. Для изготовления полутонких срезов, глаза фиксировали в глютаровом альдегиде и монтировали в эпон. Сагиттальные срезы окрашивали полихромным красителем и заключали в синтетическую смолу Mount Quick. Для изготовления распластанного препарата эпителиальных клеток, глаза фиксировали в жидкости Карнуа, а затем переводили в 70 % спирт. Капсулу с эпителиальными клетками снимали с хрусталика, инкубируя его в 4 % уксусной кислоте, затем капсулу под стереомикроскопом распластывали на предметном стекле. Препараты окрашивали гематоксилин эозином по стандартной методике и заключали в синтетическую смолу Biomon. При исследовании препаратов во всех экспериментальных группах обнаружены неспецифические изменения, связанные со старением животных. Это, прежде всего, набухание клеток кортикальных слоев, появление в их цитоплазме микровакуолей, ослабление связей между клетками, которые проявляются в образовании разрывов между поверхностными и более глубоколежащими слоями. В эпителии обнаруживается появление мелких вакуолей, как в цитоплазме, так и в клеточном ядре. В группе животных получавших ультрафиолетовое облучение обнаружено истончение передней капсулы, отложение на ней гранул меланина, свидетельствующее о повреждении радужной оболочки. В группе облученных гамма-лучами мышей наблюдали уплощение клеток эпителия и дефрагментацию их ядер. Плотность клеточного монослоя была снижена при дозе 2 Gy и существенно снижена при действии дозы в 4 Gy. На поверхности эпителиального слоя наблюдали отдельные десквамированные клетки. При действии двух повреждающих факторов – гамма- и ультрафиолетового излучения – наблюдали комбинацию отмеченных повреждений, но при этом были отмечены участки перерождения кубического эпителия в плоский с образованием двух слоев клеток, участки отслойки капсулы от клеточной массы хрусталика. В случае комбинации дозы радиации 4 Gy и ультрафиолета были выявлено существенное снижение плотности эпителиальных клеток, сопровождаемое появлением клеток с очень крупными ядрами, а также участки перерождения клеток эпителия в фибробласто-подобные клетки, которые образовывали многослойные структуры. Обнаружена положительная корреляция между макроизменениями хрусталика, обнаруживаемыми при исследовании хрусталика при жизни с данными 150 микроскопического исследования. Таким образом, на микроскопическом уровне подтвержден обнаруженный нами ранее на макроуровне факт того, что комбинация действия двух повреждающих факторов – радиации и ультрафиолета – вызывает более существенное повреждение хрусталика, чем каждый фактор в отдельности. СОЗДАНИЕ НОВОГО АНТИВИРУСНОГО ПЕПТИДНОГО ПРЕПАРАТА НА ОСНОВЕ ГЛИПРОЛИНОВ Н.Ф.Мясоедов1), М.В.Мезенцева2), И.М.Шаповал2), Л.А.Андреева1), В.Э.Щербенко2), Ф.И.Ершов1) Учреждение Российской академии наук Институт молекулярной генетики РАН (ИМГ РАН), Москва 2) ГУ научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии имени почетного академика Н.Ф. Гамалеи РАМН, Москва 1) В настоящее время крайне важной проблемой остается поиск новых эффективных безвредных препаратов для профилактики и лечения, мало контролируемых заболеваний (таких, как грипп, герпес, гепатиты, туберкулез и многих других), а также обязательный контроль воздействия лечебных средств на иммунную систему людей. Ранее проведенные исследования пептидов – глипролинов при поддержке Программы фундаментальных исследований Президиума РАН «Фундаментальные науки – медицине» в качестве потенциальных терапевтических средств позволили выделить несколько пептидов, включая известный пептид Селанк, отвечающие современным требованиям. В исследованиях in vitro и in vivo показано, что эти пептиды обладают выраженной противовирусной активностью в различных концентрациях. Проведенные исследования позволили определить спектр их противовирусной активности (в отношении инфекции, вызванной высокопатогенным штаммом вируса гриппа птиц А (H5N1) и вирусом гриппа человека типа А H3N2; при экспериментальном герпесе, вызванном ВПГ 2 типа, гепатите С (генотип 1b) и энцефаломиокардите мышей). Исследовано воздействие этих пептидов на синтез цитокинов in vitro и in vivo как в норме, так и при выше указанных инфекциях. Показано, что эти пептиды способствуют восстановлению цитокинового баланса, нарушенного под действием инфекционных агентов. Главной целью исследования являлось расширенное изучение спектра противовирусной активности 2-3 пептидов, включая Селанк, ранее отобранных по своим иммуномодулирующим свойствам, 151 противоинфекционной активности и противовирусным свойствам. Показано, что отобранные пептиды, обладают высоким противовирусным эффектом в отношении плохо контролируемых и социально значимых инфекций (гепатит С, грипп человека и птиц, герпетическая и цитомегаловирусная инфекции), а также проявляют потенциальный терапевтический эффект при туберкулезе, хламидиозе, микоплазмозе, определяемый по стандартной методике на клетках крови больных. Изучено влияние отобранных пептидов – кандидатов в лекарственные препараты, на экспрессию генов ряда цитокинов in vivo, in vitro в клеточных моделях и в клетках крови больных с верифицированным диагнозом гепатит С, грипп, герпетическая и/или цитомегаловирусная инфекции, туберкулез, хламидиоз, микоплазмоз. Пептиды избирательно влияли на цитокиновый каскад, определяющий развитие клеточноопосредованных и гуморальных иммунных реакций. Уникальность иммуномодулирующих свойств препарата заключается в том, что, модулируя Тип-1 и Тип-2 цитокиновый баланс, препарат способен корректировать развитие иммунного ответа на самых ранних его стадиях, что является наиболее физиологическим путём. Отмечено, что эффективность отобранных пептидов сравнима с используемыми в медицинской практике лекарственными препаратами при изучаемых инфекциях. Получены обнадеживающие данные на модели in vivo при введении пептидов животным разного возраста с целью разработки новых подходов для предотвращения детской смертности и улучшения качества жизни людей пожилого возраста. Эти эксперименты продолжаются. Результатом исследований является обоснование использования Селанка и некоторых его аналогов – глипролинов, как принципиально новых отечественных иммуномодуляторов, обладающих общеиммунотропными и противоинфекционными свойствами. РАЗРАБОТКА ПРОТИВООПУХОЛЕВЫХ ПРЕПАРАТОВ НА ОСНОВЕ ПРОИЗВОДНЫХ ФЕРРОЦЕНА Ю.С.Некрасов1), Л.В.Снегур1), А.А.Сименел1), В.Н.Бабин1), А.Н.Родионов1), Л.А.Островская2), Н.В.Блюхтерова2), М.М.Фомина2) 1) Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН, Москва 2) Институт биохимической физики им. Н.М.Эммануэля РАН, Москва Выбор оптимального соотношения между эффективностью и токсичностью противоопухолевых препаратов является одной из центральных проблем современной химиотерапии рака, поскольку 152 большинство используемых в настоящее время противоопухолевых средств являются высокотоксичными веществами и их длительное применение часто приводит к тяжелым осложнениям. Исходя из предложенной ранее модели химического канцерогенеза, прогнозирующей возможность использования гетероциклических производных ферроцена в качестве малотоксичных противоопухолевых препаратов, разработаны удобные методы синтеза таких соединений, содержащих в своем составе нетоксичные и широко распространенные в фармакологии азотистые гетероциклы и ферроценильный фрагмент. С помощью этих методов получен ряд новых, ранее неизвестных, ферроценилалкильных производных тиопиримидинов и нуклеиновых оснований C5H5FeC5H4CHRR’ (R = H, Me, Et, Ph; R’ = тиопиримидины с алкильными, амино- и гидроксильными заместителями в пиримидиновом цикле или нуклеиновые основания) исходя из технологически доступных ферроценилалканолов. Совокупностью физико-химических методов (масс-спектрометрия, ЯМР-спектроскопия, микроанализ) установлено их строение. В опытах in vivo изучена токсичность и противоопухолевая активность (экспериментальные модели перевиваемых солидных опухолей карцинома 755, меланома В16, карцинома лёгких Льюис) некоторых полученных производных ферроцена. Токсичность охарактеризована уровнем максимально переносимых доз препаратов и находится в пределах ~150 мг/кг. Установлена способность соединений данного ряда оказывать ингибирующее влияние на развитие перевиваемых солидных опухолей. Ростингибирующее действие одного из (ферроценилалкил)тиопиримидинов достигает 96 % (доза 20 мг/кг, пероральное введение), а одного из ферроценилалкильных производных нуклеиновых оснований – 70 % (доза 2,5 мг/кг, внутрибрюшинное введение). При совместном введении производного ферроцена (доза 5 мг/кг) и противоопухолевого препарата «циклофосфан» (доза 20 мг/кг) обнаружено их синергетное терапевтическое действие на модели карциномы лёгких Льюис; ростингибирующий эффект увеличивается в 3,5-5 раз по сравнению с индивидуальным применением каждого препарата в отдельности. Таким образом, полученный результат свидетельствует о принципиальной возможности и перспективности использования производных ферроцена для создания нового семейства малотоксичных высокоэффективных противоопухолевых препаратов для лечения и, возможно, профилактики онкологических заболеваний как индивидуально, так и в полихимиотерапии. 153 Работа выполнена при финансовой поддержке комплексной программы Президиума РАН "Фундаментальные науки – медицине" и программы фундаментальных исследований ОХНМ РАН «Биомолекулярная и медицинская химия». СОЗДАНИЕ НОВОГО КЛАССА АЗОТИСТЫХ ГЕТЕРОЦИКЛОВ, ОБЛАДАЮЩИХ ШИРОКИМ СПЕКТРОМ ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ О.М.Нефедов1), Ю.В.Томилов1), В.А.Докичев2) 1) Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН, Москва 2) Институт органической химии УНЦ РАН, Уфа На основе конденсированных и спиросочлененных азагетероциклических соединений, в частности 5-амино-3азатрицикло[5.2.1.02,6]деканонов и 3-аминоспиро(пирролидин-2-он-5,1циклопропанов), создана новая группа высокоэффективных антиаритмических и психотропных средств – ноотропов, и разработаны методы их получения. Установлено, что среди синтезированных соединений уникальные лекарственные свойства проявляет 5-амино-3азатрицикло[5.2.1.02,6]декан-4-он (Р-11), обладающий противоаритмической активностью и избирательным действием на центральную нервную систему, и не имеющий аналогов в мировой практике. Проведенные исследования показали, что данное соединение обладает антиаритмической активностью на моделях, воспроизводящих различные нарушения ритма сердца, включая наиболее опасную для жизни – фибрилляцию. Соединение Р-11 проявляет выраженную эффективность на трёх экспериментальных моделях аритмии и имеет больший антиаритмический индекс по сравнению с известными препаратами (отношение летальной дозы к эффективной, ЛД50 при внутривенном введении составляет 680 мг/кг). По ряду фармакологических свойств соединение Р-11 относится и к ноотропным средствам, превосходя известные в настоящее время препараты; кроме того, оно проявляет также противовоспалительную и анальгетическую активность. Результаты субхронического токсикологического эксперимента показали низкую куммулятивную активность препарата (в дозе 1/10 от LD50 ежедневно в течение 30 дней). Оценка токсического действия проводилась по следующим параметрам: на интегральные показатели (внешний вид, поведение, симптомы интоксикации, прирост массы тела, потребление пищи и воды); на отдельные биохимические показатели крови (уровень белка, холестерина, билирубина, аминострансфераз : АЛТ, 154 АСТ); на периферическую кровь (лейкоциты, эритроциты, гемоглобин). При вскрытии животных только на 30-й день отмечено увеличение веса внутренних органов и изменение их внешнего вида. Показатели морфологического состава крови, ее биохимические параметры не выходили за пределы колебаний физиологической нормы в продолжении всего эксперимента. Поведение животных и внешний вид волосяного покрова и кожи оставались без изменений. Соединение Р-11 обладает выраженным антиагрегационным эффектом, препятствует образованию тромбоцитарных агрегатов, вызываемых индуктором агрегации АДФ в опытах in vitro и in vivo, а также оказывает влияние на фактор протромбинового комплекса, увеличивая время образования тромба, стимулированного тромбопластином. Отработана в лабораторном масштабе двухстадийная схема получения 5-амино-экзо-3-азатрицикло[5.2.1.02,6]декан-4-она, включающая 1,3диполярное циклоприсоединение метилдиазоацетата и каталитическое гидрирование полученного аддукта. По физическим свойствам Р-11 является кристаллическим веществом, хорошо растворимым в воде. Лекарственные средства на основе предлагаемого соединения, в зависимости от выбранного фармацевтически приемлемого носителя, могут представлять собой жидкие или твердые формы, например инъекционные растворы, различные таблетки, гранулы, капсулы или суппозитории. Полученные данные по синтезу и физиологической активности соединения Р-11, несомненно, имеют инновационный характер и могут быть использованы при создании нового высокоэффективного препарата для лечения сердечно-сосудистых заболеваний и заболеваний центральной нервной системы. Данная разработка защищена патентом Российской Федерации № 2281938. ДИЗАЙН И ИННОВАЦИОННОЕ РАЗВИТИЕ ФОСФОРИЛИРОВАННЫХ ПРОИЗВОДНЫХ ДИГИДРОКВЕРЦЕТИНА Э.Е. Нифантьев1), Т.С. Кухарева2), М.П. Коротеев2), О.С. Жукова3) 1) Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН, Москва 2) Московский педагогический государственный университет 3) Российский онкологический научный центр им. Н.Н. Блохина РАМН, Москва Значительное количество препаратов, предназначенных для лечения онкологических заболеваний, обладает явно выраженной токсичностью. В 155 рамках инновационного проекта, начатого в 2008 г. в Институте элементоорганических соединений РАН и Московском педагогическом государственном университете, поставлена задача дизайна оригинальных препаратов на основе флавоноида дигидрокверцетина. В предшествующий период было показано, что фосфорилирование дигидрокверцетина реагентами пятивалентного фосфора может приводить к созданию эффективных лечебных препаратов. Однако процедура фосфорилирования этими реагентами мало продуктивна. С учётом сказанного была поставлена задача исследования в фосфорилировании реагентов трёхвалентного фосфора, в том числе и гидрофосфорильных соединений. Ожидаемые вещества были получены и в настоящее время всесторонне исследуются. В частности, было показано, что синтезированные P(III)-фосфорилированные производные дигидрокверцтина могут присоединять кислород, серу и селен, в результате чего образуются О-замещённые дигидрокверцетины, содержащие фосфорильные, тиофосфорильные и селенофосфорильные фрагменты. Установлено, что некоторые соединения указанных типов обладают ярко выраженной противораковой активностью. Полученные результаты защищены патентом Российской Федерации. Параллельно проводилась работа по модификации флавоноида дигидрокверцетина формальдегидом и вторичными аминами. Желаемые вещества были получены. В настоящее время осуществляется изучение их структурных и других особенностей. После завершения этих исследований препараты будут предоставлены для биологических испытаний. РОЛЬ ДЕФЕНСИНОВ В МОДУЛЯЦИИ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ВЕСТИБУЛЯРНЫХ И ЭНТЕРАЛЬНЫХ НЕЙРОНОВ А.Д.Ноздрачев, Ю.А.Толкунов, Ю.Н.Андрианов, Е.Л.Поляков, И.В.Рыжова, Д.А.Сибаров, Д.С.Фролов Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН, Санкт-Петербург Санкт-Петербургский государственный университет Методом регистрации импульсной активности афферентных волокон вестибулярного нерва, иннервирующего полукружные каналы лягушки, а также внешнюю аппликацию веществ получены доказательства и проведен анализ влияния опиатного антагониста широкого профиля налоксона на ингибирующие эффекты дефенсина HNP-1 (Sigma, США). Для определения рабочего диапазона налоксона были исследованы его эффекты на импульсную активность афферентных волокон с построением 156 зависимости доза – ответ. Показано, что налоксон в концентрации 1х10 -9 – 1х10-6 моль/л в различных экспериментах или не влиял на импульсную активность, или вызывал незначительное увеличение частоты афферентных разрядов. При увеличении концентрации до 1х10-5 моль/л наблюдался тормозный эффект препарата, что, вероятно, отражает неспецифическое влияние данного антагониста. Специфическое ингибирующее действие налоксона было продемонстрировано с помощью даларгина – синтетического аналога опиоидного пептида лей-энкефалина. Эксперименты показали, что ингибирующее влияние даларгина (10 нмоль/л) было значительно уменьшено или полностью блокировано аппликацией налоксона (0,1 мкмоль/л). Были проведены эксперименты по оценке ингибирующего влияния налоксона на ответы, вызываемые действием дефенсина. Оказалось, что при их совместной аппликации налоксон снижал ответы, вызываемые действием дефенсина НNP-1. Полученные данные позволяют предполагать участие опиоидной системы в механизме действия дефенсина. Известно, что дефенсин NP-1 может проникать внутрь клеток путем связывания с липопротеиновым рецептором и подавлять активность протеинкиназы-C. Модуляция чувствительности нейронов ганглиев межмышечного сплетения тонкой кишки под влиянием дефенсина HNP-1 исследована на примере провоспалительных возбуждающих медиаторов гистамина и интерлейкина 1-бета. Для регистрации потенциалов действия (ПД) первичных внутренних афферентных нейронов (ПВАН) использовались внутриклеточные капиллярные стеклянные микроэлектроды, заполненные 2,5 моль/л KCl. Сигнал с усилителя AMSystems Model 2400 (США) записывался на компьютере с помощью аналого-цифрового преобразователя L-791 для дальнейшего анализа с применением программы Bioactivity Recorder. В опытах были использованы следующие препараты: дефенсин HNP-1, гистамин, интерлейкин 1-бета, блокатор Са2+-ионных каналов нифедипин (все Sigma, США). Показано, что в ответ на действие гистамина (1x10 -10 моль/л) и интерлейкина 1-бета (1x10-10 моль/л) ПВАН генерировали ПД с длительным генераторным потенциалом и следовой гиперполяризацией. Нифедипин (1 мкмоль/л) и дефенсин HNP-1 (1x10-12 моль/л) при внеклеточной аппликации обратимо подавляли генераторный потенциал и быструю фазу следовой гиперполяризации, но не влияли на медленную фазу следовой гиперполяризации. Вероятно, в данном случае дефенсин HNP-1 действует, в основном, внутриклеточно, подавляет вход ионов Са 2+ внутрь нервной клетки и выход из нее ионов К+. Внутриклеточная аппликация дефенсина HNP-1 через кончик электрода приводила к подавлению генераторного потенциала и быстрой фазы следовой гиперполяризации. Можно заключить, что под влиянием дефенсина HNP1 (1х10-12 – 1х10-10 моль/л) в ПВАН угнетаются две фазы ПД: 157 генераторный потенциал и быстрая фаза следовой гиперполяризации. Высокие концентрации HNP-1 вызывают длительное блокирование ПД в ПВАН. Ингибирующие эффекты дефенсина HNP-1 в различных физиологических системах могут также модулироваться с помощью внеи внутриклеточных воздействий. СОЗДАНИЕ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ ПРИРОДНЫХ АНТИМИКРОБНЫХ ПЕПТИДОВ Т.В.Овчинникова, С.В.Баландин, А.А.Тагаев, Е.И.Финкина, З.О.Шенкарев, З.А.Якименко Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А.Овчинникова Российской академии наук, Москва Стремительный рост бактериальных инфекций, резистентных к конвенциальным антибиотикам, диктует необходимость поиска принципиально новых терапевтических агентов для лечения инфекционных заболеваний и септических осложнений. Эндогенные антимиробные пептиды (АМП) принадлежат к наиболее ранним из молекулярных факторов системы врожденного иммунитета. Выявление многообразных биологических функций АМП показывает, что эти природные антибиотики обладают способностью инактивировать широкий спектр микроорганизмов, в том числе бактерий, грибков, простейших, оболочечных вирусов, и являются перспективными молекулами для создания новых антибиотических средств. Целью проекта является создание линейки прототипов новых эффективных лекарственных препаратов на основе природных АМП. В задачи проекта входит комплексное структурно-фукциональное изучение новых пептидных антибиотиков природного происхождения, исследование молекулярных механизмов их действия и разработка технологий получения их рекомбинантных и синтетических аналогов, предклинические испытания. Новые АМП, названные ареницинами и обладающие выраженной активностью в отношении широкого спектра бактерий и дрожжевых грибков, были выделены из целомоцитов морского кольчатого червя Arenicola marina. Определение структуры зрелых ареницинов и генов их предшественников позволило сделать вывод о выявлении нами оригинальных АМП, не принадлежащих ни к одному из известных ранее классов. Создана эффективная технология гетерологичной экспрессии ареницинов, получены штаммы-продуценты, разработаны методики 158 выделения и очистки генно-инженерных пептидов, проведено детальное исследование их биологической активности. Методом ЯМРспектроскопии определена пространственная структура ареницина в водном растворе, исследована олигомеризация пептида в мицеллах детергентов – среде, моделирующей мембранное окружение. На основе полученных экспериментальных данных предложена модель механизма антибиотического действия ареницинов. Выделены и охарактеризованы новые АМП из грамположительных термофильных бактерий Bасillus licheniformis. Сравнительный структурно-функциональный анализ выделенных АМП позволил разделить их на две группы. Установлено, что представители различных структурных групп действуют в синергизме, что позволяет наблюдать выраженный антибиотический эффект в наномолярных концентрациях АМП. Одним из перспективных для клинического применения АМП является буфорин-2 из пищеварительного тракта дальневосточной жабы Bufo bufo gargarisans, обладающий широким спектром бактерицидного и фунгицидного действия. Пептид эффективен (особенно в комбинации с цефазолином) против метициллин-устойчивых штаммов Staphylococcus epidermidis, вызывающих инфекционные осложнения при трансплантации сосудов. Созданы генетические конструкции для гетерологичной экспрессии буфорина-2, разработана эффективная технология получения и очистки генно-инженерного пептида, полностью идентичного природному антибиотику. СИНТЕЗ ГИБРИДОВ -ТОКОФЕРОЛА И ЕГО АНАЛОГОВ С ТЕРПЕНОИДАМИ ЛУПАНОВОГО РЯДА КАК ПУТЬ СОЗДАНИЯ НОВЫХ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ В.Н. Одиноков, А.Ю. Спивак, О.В. Хабибрахманова, Р.Р. Муфаззалова Институт нефтехимии и катализа Российской академии наук, Уфа Основной и наиболее активный компонент витамина Е – -токоферол известен как мощный липофильный антиоксидант и цитопротектор. Он участвует в межклеточной передаче сигналов, уменьшает активность протеинкиназы С, ингибирует пролиферацию клеток гладких мышц и управляет экспрессией гена -тропомиазина. В настоящее время в области комбинаторной и медицинской химии при создании новых лекарственных средств в качестве лидеров наиболее часто используются гибриды природных соединений, полученные синтетической 159 комбинацией цельных молекул или их фрагментов. Получены гибриды токоферола с некоторыми природными и синтетическими биологически активными веществами, обладающие комбинированными фармакологическими свойствами и перспективные для профилактики и терапии сердечно-сосудистых, онкологических, воспалительных и нейродегенеративных заболеваний. О синтезе гибридов -токоферола с тритерпеноидами лупанового ряда в литературе не сообщалось. Между тем синтетическая комбинация токоферола с этими соединениями может привести к взаимному синергетическому влиянию комбинируемых молекул или проявлению гибридными соединениями новой биологической активности. Нами впервые осуществлена конъюгация через аминокислотный спейсер -токоферола с бетулоновой кислотой – легкодоступным представителем лупановых тритерпеноидов, производные которой обладают разнообразной биологической активностью, в том числе противоопухолевой и противовирусной. Для получения гибридных молекул предварительно был осуществлен синтез ранее неизвестных водорастворимых конъюгатов -токоферола с аминокислотами и дипептидами аминокислот (Gly, Val, Lyz, Phe, Gly-Gly, Val-Val). Конъюгацию осуществляли карбодиимидным методом ацилируя токоферол N-(карбобензилокси)-защищенной кислотой, в присутствии N,N' дициклогексилкарбодиимида (DCC) и пара-(N,N'диметиламино)пиридина (DMAP). Деблокирование аминогруппы в Оацилпроизводном выполнено путем гидрогенолиза над палладиевым катализатором. Приготовленные таким образом токоферильные субстраты были вовлечены в сочетание с хлорангидридом бетулоновой кислоты, полученным непосредственно перед реакцией действием оксалилхлорида на кислоту. Реакция гладко протекала при нагревании в хлороформе или бензоле, выходы гибридов после очистки колоночной хроматографией на SiO2 составили около 80 %. Строение токоферил-бетулоновых гибридов подтверждено данными ИК, ЯМР 1H и 13С-спектроскопии. В ИК-спектре присутствуют полосы поглощения в области 3460 cм-1 (NH) и 1680см-1 (CONH). В спектрах ЯМР 1 Н наблюдались все сигналы протонов, относящиеся к остаткам молекул бетулоновой кислоты и -токоферола с соответствующим соотношением интегральных интенсивностей. В спектрах ЯМР 13С соединений также присутствовали сигналы всех углеродных атомов, относящихся к остаткам молекул бетулоновой кислоты и -токоферола. Сигналы карбонильного атома группы CONH наблюдались в области 174 – 176 м.д., углеродным атомам сложноэфирной группы соответствовали сигналы в области 169 – 173 м.д. 160 Образцы полученных соединений переданы в Институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН для испытаний на антиоксидантную и противовоспалительную активность. СОЛИ ПРОИЗВОДНЫХ ИЗОТИОМОЧЕВИНЫ – АНТИДЕМЕНЦИОННЫЕ СОЕДИНЕНИЯ НЕЙРОПРОТЕКТОРНОГО ДЕЙСТВИЯ: СИНТЕЗ, БИОЛОГИЧЕСКИЕ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Г.Л.Перлович1), Т.В.Волкова1), С.В.Курков1), А.Н.Прошин2), Л.Н.Петрова2), С.О.Бачурин2) Институт химии растворов РАН, Иваново Институт физиологически активных веществ РАН, Черноголовка 1) 2) В связи с постоянным ростом доли пожилого населения планеты поиск новых подходов к решению проблем восстановления памяти и когнитивных функций мозга в условиях естественного старения и возрастных нейродегенеративных расстройств приобретает все большее значение. В последнее время одним из наиболее прогрессивных направлений является разработка позитивных модуляторов глутаматных рецепторов AMPA-подтипа в качестве потенциальных когнитивных энхансеров. Несмотря на то, что основной характеристикой потенциальных лекарственных соединений является сродство к различным типам рецепторов в организме, другие факторы, такие как растворимость, распределение, абсорбционные свойства, характеристики активного и пассивного транспорта представляют не меньшую важность. Таким образом, данная работа посвящена синтезу, изучению биологических и физико-химических свойств солевых форм препарата IP5051 (3-аллил-1,1-дибензил-2-этил-изотиомочевины) – гидрохлорида, гидробромида, гидроиодида (IP-5051_Cl, IP-5051_Br, and IP-5051_I, соответственно). Нейропротекторное действие соединений IP-5051 исследовано на Р2фракции синаптосом коры мозга крыс как удобной модели in vitro для оценки способности различных соединений влиять на захват ионов кальция в нервные окончания. Поскольку активация узнающего центра рецептора прямо или косвенно связана с ионными каналами, а также их открытием и увеличением тока через нейрональную мембрану, то глутаматные рецепторы можно изучать биохимическими методами по изменению тока Са2+ через мембрану. В проведенных исследованиях был использован метод определения захвата 45Са2+ в синаптосомы коры мозга крыс при стимуляции глутаминовой кислотой и NMDA. Получено, что 161 соединение IP-5051 вызывало дозозависимую потенциацию каинатактивируемых токов в нейронах Пуркинье. Обнаружено, что NMDA рецепторы, согласно их чувствительности к взаимодействию с IP5051_Cl, могут быть условно разделены на три группы. Были выращены монокристаллы исследуемых солей и проведен полный рентгеноструктурный анализ со сравнительным описанием конформационных состояний молекул в кристаллических решетках. Изучены процессы растворения соединений группы IP-5051 в воде и в ноктаноле в широком температурном интервале с вычислением всех термодинамических функций. Было проанализировано влияние атомов галогена в солях IP-5051 на процессы растворения. Исследованы процессы распределения синтезированных веществ в системах, имитирующих биологические среды. Обнаружено образование кристаллогидрата соли IP-5051_Cl со стехиометрическим составом [IP5051_Cl : 4∙H2O], у которого энергия кристаллической решетки на 6.1±0.6 кДж∙моль-1 выше, чем у негидратированной фазы. Изучена химическая стабильность солей IP-5051 в буферных растворах с pH 7.4 с применением ЯМР метода. Установлено, что органическая часть молекулы, образующаяся из иодидной соли, наиболее стабильна, тогда как аналогичная часть молекулы для хлоридной соли показывает наименьшую стабильность. Наблюдаемая закономерность связана с различием конформационных состояний органической части молекул. Кроме этого, химическая стабильность изучаемых солей хорошо коррелирует с их биологической активностью. НОВАЯ СТРАТЕГИЯ ТЕРАПИИ ПРОТОЗОЙНЫХ ИНВАЗИЙ В.Л.Свидерский1), Ю.И.Лобзин2), С.С.Козлов2), В.С.Турицин2), В.С.Горелкин1) Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН, Санкт-Петербург 2) Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова, Санкт-Петербург 1) Ресничная инфузория Balantidium coli, паразитирующая в толстом кишечнике человека и животных, способна вызывать тяжелое заболевание – балантидиаз (у животных – балантидиоз), при несвоевременно начатом лечении нередко приводящее к летальному исходу. Наблюдения показывают, что балантидии обладают высокой подвижностью и для внедрения в слизистую кишечника используют строго координированную 162 работу своих ресничек. Исходя из этих наблюдений, нами был предложен принципиально новый подход к борьбе с балантидиями, предусматривающий не уничтожение этих паразитов, как это практикуется ныне с помощью антибиотиков и антипротозойных препаратов, токсичных для человека, а лишь нарушение их двигательной активности с помощью «мягко» действующих и практически нетоксичных веществ. Этим критериям, по нашим данным, вполне соответствуют слабые ионные растворы серебра (концентрация которого в них не превышает 5 мг/л). Предварительные модельные опыты, проведенные на инфузориях Nyctotherus cordiformis, паразитирующих в задней кишке лягушек и весьма близких по своему строению и образу жизни балантидиям, показали эффективность и перспективность такого подхода. Действующие концентрации ионных растворов серебра на N. cordiformis (при ректальном его введении) не превышали 5 мг/л. Испытать действие ионов серебра непосредственно на балантидий мы не имели возможности из-за недоступности материала. Однако в этом году нам представилась возможность испытать свой метод на балантидиях, паразитирующих в кишечнике свиней, – основных переносчиков балантидиаза. Работа проводилась на базе клиники кафедры паразитологии и инвазионных болезней животных Витебской государственной ветеринарной академии (Беларусь). Материал мы получали от зараженных балантидиозом поросят, у которых, как показали наши наблюдения, балантидии колонизировали весь толстый кишечник, включая слепую кишку. Выделение простейших из фекалиев производили по методу Бермана. За характером двигательного поведения инфузорий наблюдали с помощью светового микроскопа, а все изменения активности балантидий фиксировали с применением видеокамеры. На первом этапе наших исследований опыты проводили in vitro. Было установлено, что нарушение двигательного поведения балантидий наступает уже при концентрации серебра в растворе 0.05 мг/л. Однако эти нарушения проявлялись лишь через 15-20 минут и затрагивали не более 1 % инфузорий. В растворе с концентрацией серебра 0.5 мг/л изменение двигательного поведения балантидий наступало уже через 3-5 минут, а в растворе с концентрацией 5 мг/л инфузории полностью теряли подвижность уже через 1-2 мин. Эти опыты обнадеживают, но, конечно, требуют их продолжения in vivo. Эту центральную и во многом решающую часть работы мы планируем осуществить в будущем году 163 СИНТЕЗ И СВОЙСТВА СОЕДИНЕНИЙ, ОБЛАДАЮЩИХ РАНОЗАЖИВЛЯЮЩЕЙ АКТИВНОСТЬЮ, И ДОНОРОВ ОКСИДА АЗОТА НА ОСНОВЕ НИТРОСОЕДИНЕНИЙ И ДРУГИХ АЗОТКИСЛОРОДНЫХ СИСТЕМ В.А.Тартаковский1), С.Г.Злотин1), А.М.Чураков1), Г.В.Крышталь1), Г.М. Жданкина1), А.Г.Коноплянников2) 1) Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН, Москва Медицинский радиологический научный центр РАМН, Обнинск 2) Создание новых отечественных ранозаживляющих препаратов и лекарств, нормализующих функциональные возможности организма в кризисных ситуациях, является актуальной задачей. Установлено, что указанными свойствами обладают некоторые представители аминокислот изопреноидного ряда и тетразин-1,3-диоксидов. При этом исходными соединениями для получения фармакологически активных веществ в этих рядах могут служить доступные нитросоединения и их производные. Нами разработан удобный и эффективный метод синтеза нитрокарбоновых кислот, содержащих изопреноидные группы, включающий алкилирование нитромалонового эфира пренил-, геранил- и фарнезилгалогенидами в присутствии межфазных катализаторов, с последующим гидролизом сложноэфирных групп и декарбоксилированием. Реакцией полученных соединений с -ненасыщенными кетонами и эфирами синтезированы соответствующие функционально замещенные производные нитроуксусной кислоты. Восстановлением нитрогруппы до аминогруппы получены -аминокислоты изопреноидного ряда, в том числе соединения, являющиеся структурными аналогами ранозаживляющего препарата «метапрогерол», и вещества, содержащие структурный фрагмент важнейшего нейромедиатора – -аминомасляной кислоты (GABA). Выявлена способность некоторых аминокислот, содержащих изопреноидные группы, усиливать эффект лечения индуцированной адриамицином кардиомиодистрофии крыс с помощью пересадки мезенхимальных стволовых клеток. Другим направлением работ явился синтез азот-кислородных систем, бензотетразин-1,3-диоксидов, и изучение их способности выделять оксид азота, являющийся мощным физиологическим регулятором сердечнососудистой, иммунной и нервной систем. Установлено, что способность соединений этого ряда служить донором оксида азота зависит от их строения. При этом введение электроноакцепторных заместителей, например, нитрогрупп, в ароматическое ядро приводит к повышению активности тетразин-1,3-диоксидов, по-видимому, из-за уменьшения 164 окислительно-восстановительного потенциала соединений. Полученные вещества, обладая умеренной токсичностью (LD50 = 50-100 мг/кг), превосходят по эффективности биохимического и физиологического действия известные препараты – доноры оксида азота в ряду органических нитратов. ПОЛУЧЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ФРАКЦИЙ ЭКСТРАКТА ИЗ ПЕЧЕНИ НЕОНАТАЛЬНОГО ПОРОСЕНКА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИХ ПРИРОДЫ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И.В.Урываева 1), Э.И.Гальперин 2), Р.И.Атауллаханов 3), Т.Г.Дюжева 2), Л.В.Платонова 2), Н.Н.Ионочкина 2), М.Кочергин 2), А.В. Пичугин 3), Т.М.Мельникова 4) , Г.В.Делоне1) 1) Институт биологии развития РАН, 2)Московская медицинская академия им. И.М. Сеченова, 3)Институт иммунологии МЗ, 4) Институт органической химии РАН Печень обладает большой способностью к обновлению своей массы после повреждения. Во многом это обусловлено выработкой в самой печени эндогенных веществ, способствующих восстановлению массы печени и ее функции. Несмотря на это для лечения многих заболеваний печени требуется усиление ее регенераторной и функциональной активности. Наши многочисленные данные (Гальперин Э.И. и др., 19852008) позволяют полагать, что восстановление органа может быть достигнуто при использовании многокомпонентного набора естественных индукторов регенерации печени (ЕИРП), находящихся в определенной пропорции. Цель проекта: создать для лечения повреждений печени лекарственный препарат, состоящий из набора естественных индукторов регенерации печени, образующихся в органе в период регенерации. Задачи проекта – выделить из ткани неонатальной печени набор биологически активных веществ, обладающих регенерирующей активностью, и установить их природу и основные физико-химические свойства. Результаты. Проведено фракционирование экстракта, полученного из печени 2-3-дневного поросенка с использованием оригинальной технологии. Гель-проникающая хроматография оказалась наиболее эффективной для разделения компонентов экстракта и выделения активных фракций. Биологическую активность экстракта и полученных фракций оценивали по их воздействию на поврежденную печень на экспериментальной модели токсического повреждения печени мышей 165 тиоацетамидом (ТАА, 250 мг/кг), измеряя изменение активности АСТ и АЛТ в сыворотке крови опытных животных по сравнению с контрольными. Из множества пиков хроматограммы только две фракции проявили высокую активность, повторяющуюся во всех сериях экспериментов. Это были фракции с объемом удерживания 137 мл (вещество А) и с объемом удерживания 443 мл (вещество В). Удельная активность вещества А выше исходного экстракта в 10 раз, а вещества В – в 60 раз. УФ-спектр вещества А имеет интенсивную полосу поглощения при 259 нм (поглощение гетероциклов). Элементный анализ и количественное определение фосфора по цветной реакции с молибдатом аммония показали содержание 12,6% фосфора в веществе А. Эти данные и хорошая растворимость в воде позволяют предположить, что вещество А является нуклеиновой кислотой. Низкомолекулярная фракция В неоднородна по структуре – левая часть имеет поглощение в УФ спектре при 238 нм, а правая часть при 274 нм. В веществе В фосфор не определяется даже в следовых количествах. Детальное изучение физикохимических свойств и природы веществ А и В продолжается. Была проведена работа по идентификации известных цитокинов и факторов регенерации печени в исходных экстрактах печени 2-3-дневных поросят и в активных фракциях А и В. Детектировали цитокины IL-6, IL10, MCP-1, IFN-γ, TNF, IL-12p70 с помощью тест-систем фирмы BD Biosciences на проточном цитофлуориметре FACS Calibur (BD Biosciences). Кроме того, методом иммуноферментного анализа с использованием реагентов фирмы R&D Systems и прибора MRX Dynex исследовали содержание факторов регенерации печени, в частности, фактора роста гепатоцитов, эпидермального фактора роста и кардиотрофина. Эти исследования продолжаются. Выводы. Получены фракции экстракта из печени 2-3-дневного поросенка, обладающие регенерирующей эффективностью в процессе восстановления поврежденной печени, превосходящие удельную активность экстракта в 10 и 60 раз. Во фракции А обнаружено высокое содержание фосфора и ее хорошая растворимость в воде, что позволяет предположить, что вещество А является нуклеиновой кислотой. Низкомолекулярная фракция В неоднородна. Детальное изучение физикохимических свойств и природы веществ А и В продолжается. Проведены работы по идентификации цитокинов и факторов роста во фракциях А и В. Исследования продолжаются. 166 НАНОРАЗМЕРНЫЕ ПОЛИМЕРНЫЕ НОСИТЕЛИ ДЛЯ ПРОТИВОТУБЕРКУЛЕЗНЫХ ПРЕПАРАТОВ А.Р.Хохлов1,2), А.И.Барабанова1), Е.В.Корчагина2), Г.В.Болотова2), И.Н.Федорова1), В.Г.Бабак1), О.Е.Филиппова2), В.С.Вележева1) Институт элементоорганических соединений им. Несмеянова РАН, Москва 2) Физический факультет Московского государственного университета, Москва 1) Туберкулез занимает лидирующее положение среди других инфекционных заболеваний по количеству смертей. Среди основных причин высокой смертности можно выделить резистентность микобактерий (Mycobacterium tuberculosis) к существующим лекарственным препаратам и отсутствие направленного транспорта лекарства в места персистенции возбудителя туберкулеза (макрофаги). Новые противотуберкулезные препараты (ПТП) должны принципиально отличаться от уже существующих лекарств и проявлять антимикобактериальную активность в отношении резистентных микобактерий. Синтез ПТП нового поколения, а также создание носителя для ПТП, который будет способствовать проникновению лекарственного вещества в макрофаги и его постепенному высвобождению, являются поэтому одними из первоочередных задач. Цель настоящего исследования состояла в разработке новых терапевтических агентов, активных против резистентных форм туберкулеза, а также полимерных носителей, способных направленно доставлять эти агенты к местам персистенции возбудителя болезни. В продолжение поиска новых ПТП в ряду пиридазино[4,3-b]индолов обнаружено соединение GS-11, которое, по данным испытаний in vivo, проявляет высокую противотуберкулезную активность, сопоставимую с активностью препарата первого ряда – изониазида. Испытания проведены в 2008 г. в США (Colorado State University, программа NIAID`s Tuberculosis Antimicrobial Acquisition and Coordinating Facility (TAACF), руководитель д-р A. Lenaerts). Предложено два разных типа полимерных носителей для указанного препарата. Одним из них являются наночастицы хитозана и его гидрофобного производного, самопроизвольно образующиеся в водных растворах за счет гидрофобных взаимодействий. Методом динамического светорассеяния показано, что гидродинамический радиус наночастиц составляет порядка 150 нм. Другим типом носителей являются наночастицы хитозана с полиэтиленоксидными цепями на поверхности. 167 Метод получения таких частиц основан на коацервации разбавленных водных растворов хитозана с ростом рН в ядрах мицелл, образованных блок-сополимерами этиленоксида и пропиленоксида (плюроники). Ожидается, что включение рН-чувствительных полисахаридов в мицеллы блок-сополимеров повысит их стабильность в среде организма. Изучено влияние полимерной матрицы на противотуберкулезную активность GS-11 двумя методами: (1) по росту микобактерий в жидкой питательной среде, содержащей исследуемые препараты, и (2) по контролю за размножением микобактериальных клеток (редупликацией микобактериальной ДНК) методом полимеразной цепной реакции. В первом методе оценивали действие препарата на «свободные» микобактерии, а во втором случае – на микобактерии, фагоцитированные макрофагами. Показано, что наночастицы вызывают усиление противотуберкулезной активности GS-11. 168 10. Проблемы радиобиологии РАЗРАБОТКА НОВЫХ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ АНТИМУТАГЕНОВ НА ОСНОВЕ ПРИРОДНЫХ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ГЕНОМА ОТ ИОНИЗИРУЮЩЕЙ РАДИАЦИИ В.А. Александрова1), Г.Н. Бондаренко1), Л.Ф. Бокша1), Г.П. Снигирева2), Н.Н. Новицкая2) Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН, Москва 2) Российский научный центр рентгенорадиологии Федерального агентства по высокотехнологичной медицинской помощи, Москва 1) В связи с глобальным радиационным загрязнением окружающей среды поиск новых подходов к созданию веществ, способных снизить уровень генетического поражения и уменьшить риск канцерогенеза, становится все более актуальным. Этим обусловлен значительно возросший интерес к разработке новых эффективных защитных веществ разных классов химических соединений, в том числе и полимерной природы, что обеспечивает ряд специфических преимуществ (пролонгированный характер действия, улучшенную растворимость в воде, направленную доставку и др.). Ранее на синтетических полимерах нами было показано, что сочетание гидрофильной матрицы поликатионной природы и структурных фрагментов фенольных антиоксидантов (АО), включенных в боковую цепь полимера, приводит к значительному усилению антимутагенной эффективности, что было подтверждено в тестах in vitro и in vivo. Проект посвящен разработке новых водорастворимых макромолекулярных антимутагенов на основе нетоксичного биодеградируемого поликатиона – хитозана и антиоксидантов растительного происхождения. В качестве биологически активных веществ полифенольного типа из группы флавоноидов в работе были использованы эффективные ингибиторы радикальных реакций – кверцетин (Кв) и дигидрокверцетин (ДГКв). Помимо этого для выявления возможной корреляции между количеством гидроксильных групп в структуре низкомолекулярного АО и защитной эффективностью макромолекулярного антимутагена были синтезированы новые водорастворимые коньюгаты хитозана с АО растительного происхождения – галловой и сиреневой кислотой (ГК и СК), соответственно. Структуру конъюгатов хитозана с Кв, ДГКв, а также с ГК и СК подтверждали с использованием методов УФ- и ИК-Фурьеспектороскопии. Синтезирован и охарактеризован ряд водорастворимых 169 конъюгатов хитозана, содержащих указанные АО в количестве от 1 до 3 % масс. Для оценки антимутагенной эффективности конъюгатов хитозана с АО использовали цитогенетический метод, позволяющий анализировать частоту хромосомных аберраций в лимфоцитах периферической крови. Показано, что конъюгаты хитозана проявляли выраженную (~50 %) антимутагенную эффективность (при введении вещества до или сразу после облучения в дозе 2 Гр). При этом сами конъюгаты не проявляли мутагенных эффектов даже при максимальной их концентрации в среде. В результате проведенных исследований выявлено предельное содержание АО в коньюгате, позволяющее получать растворимые в физрастворе антимутагены, что является необходимым условием контакта защитного вещества с клетками крови. Также выявлены наиболее эффективные концентрации защитных веществ и предпочтительный способ их введения (до или после облучения). Показано, что антимутагенная эффективность коньюгата увеличивается с ростом числа гидроксильных групп в структуре низмолекулярного АО растительного происхождения. ИССЛЕДОВАНИЕ ПУСКОВЫХ МЕХАНИЗМОВ РАДИАЦИОННОИНДУЦИРОВАННОЙ ХРОМОСОМНОЙ НЕСТАБИЛЬНОСТИ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ОТДАЛЕННЫХ ЭФФЕКТОВ ОБЛУЧЕНИЯ С.Г.Андреев1), Ю.А.Эйдельман1), А.В.Алещенко1), И.В.Сальников1), Л.П.Семенова1), А.В.Севанькаев2), И.К.Хвостунов2), В.С.Пятенко2), О.Н.Коровчук2), Е.А.Красавин3), Р.Д.Говорун3), Е.А.Насонова3), Н.Н.Вейко4), Т.А.Талызина4) 1) Институт биохимической физики им. Н.М.Эмануэля РАН, Москва Медицинский радиологический научный центр РАМН, Обнинск 3) Объединенный институт ядерных исследований, Дубна 4) Медико-генетический научный центр РАМН, Москва 2) Проект направлен на исследование пусковых механизмов хромосомной нестабильности (ХН) путем воздействия на клетки факторами радиационной и нерадиационной природы. Известно, что повреждения ДНК, индуцированные ионизирующим излучением, приводят к образованию хромосомных аберраций (ХА) непосредственно в облученных клетках, а также в их потомках (фенотип ХН). Однако какие именно повреждения ДНК (однонитевые разрывы, двунитевые разрывы, модификации оснований и т.д.) являются пусковыми событиями ХН, какова роль в формировании ХН клеточных 170 механизмов репарации, а также в какой период времени после облучения и в какой фазе клеточного цикла происходят эти пусковые события, до сих пор остается неясным. Для получения ответов на эти вопросы нами были проведены комплексные исследования ранних (т.е. до нескольких суток) этапов ХН: а) под действием ДНК-повреждающих агентов; б) в присутствии ДНК-протекторных и радиосенсибилизирующих факторов; в) в присутствии ингибиторов репарации разрывов ДНК; г) под действием негенотоксических агентов, влияющих на пролиферацию клеток и клеточный цикл. В качестве критерия ХН использовались преимущественно дицентрики и аберрации хроматидного типа в различные сроки после рентгеновского облучения клеток СНО-К1. Облучение культуры клеток производилось в логарифмической фазе роста. Добавление перехватчика свободных радикалов DMSO влияет на радиационно-химическую стадию и приводит к изменению вкладов прямого и косвенного действия радиации в первичные повреждения ДНК. Для оценки возможности модификации ХН путем изменения спектра первичных повреждений ДНК были определены частоты ХА в клетках (СНО-К1) в разные времена после облучения в дозе 2 Гр в присутствии перехватчика свободных радикалов DMSO в момент облучения. DMSO приводит к 2-3-кратному уменьшению выхода дицентриков в клетках, прошедших несколько циклов делений. Была исследована роль репарации однонитевых разрывов ДНК в ХН путем использования ингибитора эксцизионной репарации бензамида. Показано, что инкубация клеток в присутствии бензамида не приводит к значимому изменению уровня ХН на временах до 8 суток. Для выяснения роли процесса репликации и его нарушений в формировании ХН была определена зависимость ХН от времени в присутствии ингибитора инициации репликации 2,2’бипиридила (агента, связывающего ионы железа, необходимые для начала S-фазы). Обнаружен повышенный уровень ХА на временах до 8 суток после облучения. Для проверки возможности индукции ХН под действием негенотоксических факторов были измерены частоты ХА при кратковременном воздействии гипертермии (Т=42 градуса, 30 минут после облучения). Обнаружено достоверное повышение частоты хроматидных аберраций при гипертермии на временах до 2 суток. Гипертермия в сочетании с облучением в дозах 2 и 3 Гр приводит к существенному повышению частоты дицентриков и хроматидных аберраций на тех же временах. Было исследовано влияние ростовых условий на индукцию ХН. Бедная ростовая среда (1 % сыворотки крови КРС вместо стандартно применяющихся 10 %) приводит к возрастанию частоты дицентриков на временах до 4 суток, но не влияет на частоты хроматидных аберраций. Для контроля состояния микрогетрогенности клеточной популяции на временах, на которых проводилось измерение ХН, была определена доля 171 клеток в G0/G1, S и G2/M фазах клеточного цикла с помощью проточного цитофлюориметра. Найдено количественное соотношение между долями клеток в различных фазах при различных временах культивирования. Анализ любых данных проточной цитофлюориметрии сопряжен с существенной неопределенностью: отсутствуют механистически обоснованные соотношения между наблюдаемыми величинами (распределение клеток по содержанию ДНК) и биологическими процессами в клеточном цикле (скорость синтеза ДНК, прохождение контрольных точек и т.д.). Для восполнения этого пробела в рамках данного проекта разрабатывается компьютерная модель «виртуального проточного цитофлюориметра», учитывающая конкретные особенности процесса измерения. Получены первые результаты по распределению клеток по содержанию ДНК и по фазам клеточного цикла в различные моменты времени для контрольной популяции. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛИМОРФИЗМА ПРОСТЫХ ПОВТОРОВ И ГЕННЫХ МУТАЦИЙ В ДНК КРОВИ ПОТОМКОВ ЖЕНЩИН, ПОДВЕРГШИХСЯ ПРОЛОНГИРОВАННОМУ ВОЗДЕЙСТВИЮ ГАММА-РАДИАЦИИ В.Г.Безлепкин1), В.Н.Антипова1), М.Л.Захарова2), М.Г.Ломаева1), Д.С.Ослина2), И.Ю.Стрелкова1), Л.А.Фоменко1), А.В.Щербатенко 1), К.Н.Муксинова2) 1) Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, Пущино 2) ФГУП Южно-Уральский институт биофизики ФМБА, Озерск Существенные расхождения мнений по проблеме формирования состояния трансгенерационной нестабильности генома (НСГ) у потомков облученных родителей и оценки радиационного риска отражены в публикациях последних лет, в частности отечественных специалистов [Дуброва, 2006; Котеров, 2006; Сусков, 2006; Тельнов, 2008]. Весьма противоречивы данные о специфике проявлении у потомства эффектов облучения отцов или матерей и обоих родителей. Специалистами констатируется острая потребность создания чувствительных тест-систем и получения с их применением новых данных о темпах радиационноиндуцированного мутагенеза у людей, подвергшихся воздействию ионизирующей радиации (ИР), а также у их потомков, при условии строгого дозиметрического контроля, с учетом пола облученных родителей и пола потомков. Целью проекта было изучение особенностей формирования состояния повышенной вариабельности генома клеток периферической крови (ПК) женщин – профессионалов ПО «Маяк», 172 подвергшихся в производственных условиях воздействию пролонгированного внешнего гамма-излучения, а также их потомков первого поколения. Результаты ПЦР-анализов мтДНК из ПК с использованием праймеров на специфическую «радиационно-индуцированную» делецию размером 4934 п.о. [Wang et al., 2007] допускают предположение о накоплении делеций в мтДНК клеток кроветворной системы женщин на протяжении десятилетий после воздействия радиации (в дозах выше 150–200 сГр) с темпом, более высоким, чем у индивидов контрольной группы, не подвергавшихся облучению. Дозовой зависимости эффекта не было выявлено. В исследованиях на препаратах крови потомков матерей, подвергшихся преконцептивному облучению в дозах более 300 сГр, выявлена тенденция (статистически недостоверная) повышения частоты упомянутых выше делеций мтДНК. Уровень полиморфизма простых повторов, выявляемый в ДНК ПК потомков работниц ПО «Маяк» с суммарной накопленной дозой более 200 сГр, примерно на 25 % превышает этот показатель, определенный для потомков жительниц г. Озерска сходной возрастной группы, не подвергавшихся воздействию ИР. Для оценки частоты точковых мутаций (замен оснований) в 4-м экзоне гена P53 в ДНК клеток ПК потомков женщин, подвергшихся гаммаоблучению, использовали метод локус-специфической ПЦР в сочетании с темпоральным температурным градиентным электрофорезом в полиакриламиде. Анализы ДНК образцов крови 14 доноров не выявляют существенного превышения частоты мутаций в сравнении с группой доноров – потомков женщин, не подвергавшихся облучению. Полученные в рамках выполнения проекта результаты (являясь предварительными) не дают оснований для утверждения о различиях уровня генетической изменчивости ДНК из ПК потомства отцов или матерей, подвергшихся воздействию пролонгированного внешнего гамма-излучения. Не исключено, что возрастная структура браков облученных родителейматерей и их календарного возраста на момент зачатия потомства могут быть факторами, влияющими на уровень трансгенерационной радиационно-индуцированной НСГ. 173 ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ЕСТЕСТВЕННЫХ ИСТОЧНИКОВ РАДИОАКТИВНОСТИ НА ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ОРГАНИЗМА В УСЛОВИЯХ ЗАПОЛЯРЬЯ С ЦЕЛЬЮ ПРОГНОЗА СТЕПЕНИ РИСКА ИХ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОРГАНИЗМ И КОРРЕКЦИИ НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ ПОСЛЕДСТВИЙ Н.К.Белишева1), Н.А.Мельник2), С.А.Черноус3), О.В.Антоненко 3), Э.В.Вашенюк3), Е.В.Перминова 3), А.Л.Косова3), А.Н.Виноградов4), Т.Б.Новикова5), В.К.Жиров1) Полярно-альпийский ботанический сад-институт КНЦ РАН, Апатиты Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им И.В. Тананаева КНЦ РАН, Апатиты 3) Полярный геофизический институт КНЦ РАН, Апатиты 4) Региональный сейсмический центр КНЦ РАН, Апатиты 5) Больница с поликлиникой при КНЦ РАН, Апатиты 1) 2) Условия Заполярья отличаются высокой неоднородностью распределения радионуклидов в природных средах и значительной интенсивностью вторичных компонент космических лучей (КЛ). Задача проекта включала оценку влияния естественных источников радиоактивности на функциональное состояние организма человека. Исследование проводилось по трем направлениям: 1) оценивалось временное и пространственное изменение значений суммарной удельной активности почвы на фоновых территориях, изучалась аккумуляция и миграция природных и техногенных радионуклидов в культурных растениях, проводилась выборочная оценка концентрации радона в приземной атмосфере; 2) исследовалась зависимость функционального состояния организма здоровых волонтеров от вариаций вторичных компонент космических лучей и локальных геофизических агентов; 3) оценивалось функциональное состояние периферической крови у контингента, подвергающегося на протяжении длительного срока хроническому воздействию ионизирующего излучения от источников, содержащих природные радионуклиды, и выяснялась зависимость функционального состояния крови от накопленной дозы и от вариаций локальных геофизических агентов. В эксперименте по ежесуточной (на протяжении месяца, апрель 2008 г.) регистрации у волонтеров динамики функционального состояния периферической крови и сердечно-сосудистой системы было показано, что, во-первых, между частотными характеристиками сердечного ритма, давления и состоянием периферической крови имеются значимые связи, а, во-вторых, функциональная активность периферической крови и сердечно-сосудистой системы модулируется комплексом физических 174 воздействий, в которых ведущая роль принадлежит КЛ, вариациям геомагнитного поля и атмосферному давлению. Содержание в крови здоровых волонтеров лейкоцитов, палочкоядерных нейтрофилов, моноцитов, тромбоцитов, базофилов, а также СОЭ имеют значимые связи (p<0,05) c вариациями КЛ. Среднестатистические показатели функционального состояния крови у лиц, подвергающихся хроническому облучению (с 1976 по 2008 гг.), показывают, что определенные изменения в количественных показателях состояния крови при хроническом облучении имеют сходство с изменениями крови у здоровых испытуемых, возникающими вследствие модуляции функционального состояния крови КЛ. Хроническое воздействие ионизирующего излучения приводит, с одной стороны, к индивидуальным перестройкам внутрисистемных связей, с другой стороны, в зависимости от накопленной дозы и индивидуальных особенностей, изменяет характер чувствительности организма к внешнему воздействию. Обсуждается аналогия действия малых доз ионизирующего излучения и воздействия КЛ. МОЛЕКУЛЯРНЫЕ МАРКЕРЫ ПОВРЕЖДЕНИЙ. СВЯЗЬ ГЕНЕТИЧЕСКИХ И МЕМБРАННЫХ МАРКЕРОВ В НИЗКООБЛУЧЕННОЙ ПОПУЛЯЦИИ ЛЮДЕЙ И ЖИВОТНЫХ Е.Б.Бурлакова, Г.П.Жижина, Л.Д.Фаткуллина, С.М.Гуревич, А.И.Козаченко, Л.Г.Наглер, Г.Ф.Иваненко, Т.М.Заварыкина, Е.М.Миль, Ю.А.Трещенкова, А.Н.Голощапов Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануля РАН, Москва В России проживает большой контингент лиц, получивших небольшие дозы ионизирующей радиации (ИР), следствием которых может быть повышенная вероятность развития различных, в том числе злокачественных заболеваний. Поэтому большое значение имеет выбор биомаркеров отдаленных последствий облучения человека, однако успехи в этой области невелики. В результате выполнения проекта 2007 года нами было показано, что по большинству изученных параметров группа облученных лиц отличается от группы контроля. Были получены данные, которые могут служить прогностическими показателями для отдаленных последствий облучения. Так, на отдаленные сроки после облучения в мембранах эритроцитов выявлена интенсификация процессов пероксидного окисления липидов (по содержанию МДА), которая сопровождается изменением микровязкости мембран (времени вращательной корреляции зонда); в лимфоцитах – индукция однонитевых и двунитевых разрывов ДНК. 175 Целью проекта является изучение взаимосвязи маркеров повреждения генетического аппарата с маркерами повреждения мембран, то есть маркера вреда с маркером эффективной дозы, а также связь окислительного стресса с генетическими повреждениями для создания комплексного теста, позволяющего прогнозировать отдаленные последствия воздействия низко интенсивной радиации в малых дозах. Задачи исследования этапа 2008 г. заключались: – в измерении указанных маркеров в периферической крови группы здоровых доноров; – в исследовании тех же показателей в периферической крови группы лиц, получивших небольшую дозу облучения; – в проведении аналогичных измерений на группах здоровых и облученных мышей радиорезистентной и радиочувствительной линий; – в проведении статистического анализа полученных результатов для выявления корреляций между показателями. В соответствии с задачами проекта в полученных образцах периферической крови группы здоровых доноров или группы лиц, получивших малую дозу радиации, проведены следующие исследования: измерение содержания МДА в эритроцитах; выделение ядерной ДНК из лимфоцитов и определение количества двойных и одиночных разрывов ДНК; определение активности антиоксидантных ферментов в эритроцитах; измерение содержания восстановленного глутатиона в сыворотке крови. Также было проведение аналогичное исследование в крови у контрольных и облученных в малых дозах ИР групп мышей радиорезистентной и радиочувствительной линий по тем же методикам. В результате исследований установлено существование корреляции между изменениями биомаркеров вреда мембранной и генетической природы в крови группы лиц, получивших малую дозу ИР. Это позволяет выявить связь между степенью повреждения генома и структуры мембран клеток для оценки эффективной дозы, полученного вреда или повышенной индивидуальной чувствительности к действию радиации. Также показано наличие подобных корреляций для линий мышей, различающихся по радиочувствительности. При сравнении степени повреждения ДНК и степени адсорбции ДНК для мышей трех линий максимальные повреждения были выявлены у радиочувствительной линии мышей AKR, а минимальные – у радиорезистентной линии F1. У этих же мышей наблюдалась корреляция параметров окислительного стресса и структурных изменений мембран с повреждениями ДНК. Эти данные можно использовать для оценки вероятности риска в условиях низкоинтенсивного облучения. Полученные результаты носят инновационный характер и могут быть использованы в практической медицине как комплексный биомаркер для оценки состояния здоровья пациента, подвергнутого воздействию малой дозы радиации. 176 В ПЛАЗМЕ КРОВИ ОБЛУЧЕННЫХ МЫШЕЙ ОБНАРУЖИВАЕТСЯ РЕЗКОЕ ПОВЫШЕНИЕ УРОВНЯ ВНЕКЛЕТОЧНЫХ МУТАНТНЫХ КОПИЙ МТДНК А.И.Газиев1), С.А.Абдуллаев1), В.Н.Антипова1), Н.А.Гуляева1), Л.В.Малахова1), Г.О.Шайхаев2) 1) Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, Пущино 2) Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, Москва Ранее нами, на основании экспериментальных данных и анализа литературы, была обоснована возможность встраивания мтДНК в ядерный геном с формированием de novo NUMT-псевдогенов в клетках после действия ионизирующей радиации. Согласно литературным данным вставки NUMT-псевдогенов в ядерном геноме человека содержат инверсии, делеции, дубликации и смещенные последовательности. Это указывает, что поврежденные и мутированные фрагменты мтДНК могут встраиваться в ядерный геном. В связи с отсутствием сведений о появлении свободно циркулирующих фрагментов мтДНК с повреждениями или мутациями в тканях или в кровотоке облученного организма возникла необходимость выяснения этого вопроса, как важнейшей задачи в реализации заявленного проекта. Поэтому на данном этапе выполнения проекта мы провели анализы мутантных копий мтДНК в тканях (головной мозг, селезенка) и внеклеточной мтДНК (вк-мтДНК) плазмы крови мышей, подвергнутых радиационному воздействию. Для определения мутаций использовали CEL I эндонуклеазу (Surveyor nuclease), которая разрезает с 3' стороны неспаренные участки в обеих нитях ДНК, содержащие все замены оснований, вставки и делеций. О наличии мутаций судили по количеству (в %) продуктов, расщепляемых CEL I эндонуклеазой от гетеродуплексов, получаемых гибридизацией PCR-ампликонов мтДНК (фрагменты генов ND3, и двух участков D-loop разного размера) облученных и контрольных мышей. Одновременно методом RT-PCR определяли общее количество копий мтДНК (по генам ND3 и ND4) в образцах ДНК относительно ядерных генов (-актин, GAPDHP). Результаты анализов показали, что наибольшее количество мутантных копий мтДНК (15-17 % расщепленных CEL I нуклеазой гетеродуплексов) наблюдается в тканях мышей через 8 дней после их Х-облучения в дозе 5 Гр. А на 28-й день после облучения мышей эти величины снижаются до 3,5-7 %. Иные результаты получены при анализах вк-мтДНК плазмы. Так, если фоновый уровень расщепляемых CEL I эндонуклеазой гетеродуплексов вк-мтДНК плазмы контрольных мышей соответствует 2-3 %, то уровни расщепления гетеродуплексов, 177 получаемых комбинированной гибридизацией ПЦР-ампликонов вк-мтДНК плазмы контрольных и облученных мышей, достигают 30–40 %. Такое повышенное расщепление CEL I нуклеазой обнаруживается у гетеродуплексов, получаемых гибридизацией ПЦР-ампликонов вк-мтДНК плазмы контрольных и облученных (на 8, 14 дни) мышей. Последующие анализы показали, что уровни расщепления CEL I нуклеазой гетеродуплексов, получаемых введением PCR-ампликонов вк-мтДНК, выделенных из плазмы мышей на 28 день после их облучения снижается до 10-14 %. Однако результаты анализа общего количества копий мтДНК показали, что если в тканях мышей на 8–28-е дни пострадиационного периода их уровни остается ниже на 30–40 % данных контрольных животных, то в плазме наблюдается повышение вк-мтДНК, достигая максимума на 14 день после облучения. Таким образом, результаты показывают, что уровени мутантных копий мтДНК нестабилены в тканях облученных животных и это, возможно, связано с их элиминацией в результате избирательной митофагии митохондрий, несущих мутантные копий мтДНК и продолжающимся апоптозом клеток тканей. Это приводить к значительному повышению мутантных копий мтДНК во внеклеточной форме в плазме крови этих животных. РАЗРАБОТКА БИОФИЗИЧЕСКИХ ПОДХОДОВ В ИЗУЧЕНИИ РАДИАЦИОННО-ИНДУЦИРОВАННОЙ СВОБОДНОРАДИКАЛЬНОЙ ПАТОЛОГИИ В КЛЕТКАХ МЛЕКОПИТАЮЩИХ Н.Я.Гильяно, Л.В.Коневега, Е.Г.Бикинеева, С.И.Степанов Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова РАН, Гатчина Известно, что ионизирующее излучение индуцирует свободнорадикальную патологию, которая определяется не только продуктами радиолиза воды, но и вторичными радикалами, продуцируемыми в клетке энзиматически, такими как NO и Ō2 и их производными. Показано, что свободнорадикальная патология сопровождает целый ряд социальнозначимых заболеваний, таких как диабет, нейродегенеративные, сердечнососудистые, онкологические заболевания. Между тем большинство положений об участии свободных радикалов в физиологических и патологических процессах основывается на непрямых методах регистрации свободных радикалов. Цель данного проекта заключалась в разработке биофизических подходов мониторинга формирования свободных радикалов при 178 физиологических условиях в норме, после облучения ионизирующим излучением в различных дозах и после обработки клеток ингибиторами циклин-зависимых киназ. Использование модуляторов циклин-зависимых киназ рассматривается как новый терапевтический подход при лечении гематологических злокачественных изменений. Работа выполнялась на двух линиях клеток человека: эндотелиоциты, линия ECV 304 и клетки карциномы, линия HeLa G-63. Оценка внутриклеточного уровня свободных радикалов проводилась на разработанном в нашей лаборатории проточном цитометре, с использованием флюоресцентных индикаторов супероксида – dihydroethidium (DHE), оксида азота -4,5-Diaminofluorescein diacetate (DAF-2 DA) и пероксинитрита -dihydrorhodamine-123 (DHR-123). Нами показано, что эти клеточные линии различались по внутриклеточному уровню, как супероксида, так и оксида азота. Поскольку редоксный статус этих линий был различным, то и выраженность модифицирующего эффекта ионизирующего излучения различалась. Эффект ионизирующего излучения на изменение внутриклеточного уровня оксида азота и супероксида зависел не только от дозы, но так же и от сроков регистрации. Не только активация, но и ингибирование активности ферментов, участвующих в поддержании редоксного статуса клетки, приводит к пролонгированному нарушению баланса свободных радикалов в клетке. Так, 4-часовая обработка клеток HeLa двумя различными ингибиторами индуцибельной NO-синтазы приводила сначала к снижению внутриклеточного уровня как оксида азота, так и супероксида. В течение последующих генераций в этих клетках мы регистрировали повышенный внутриклеточный уровень супероксида. Ингибиторы циклин-зависимых киназ стауроспорин и вортманин модифицировали внутриклеточный уровень как супероксида, так и оксида азота, при этом их влияние на радиационно-индуцированные изменения уровней этих радикалов было не существенным. При оценке влияния этих ингибиторов на прогрессию клеток по циклу мы наблюдали их модифицирующий эффект на аккумуляцию клеток в G2/М. Обработка клеток вортманином индуцировала эту аккумуляцию, и не влияла на радиационноиндуцированный блок G2/М. Стауроспорин не индуцировал аккумуляции клеток в G2/М и снижал радиационно-индуцированное блокирование клеток в G2/М фазе клеточного цикла. 179 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КВАНТОВО-ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИХ МЕХАНИЗМОВ МЕДИКОБИОЛОГИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ СВЕРХСЛАБЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ НА МОЛЕКУЛЯРНОМ УРОВНЕ М.Н.Жадин, Н.В.Бобкова Институт биофизики клетки РАН, Пущино, Московская обл. В настоящее время слабые магнитные поля (МП ~10 -5 Тл и выше) применяются для лечения некоторых заболеваний, однако молекулярный механизм их действия остается не до конца выясненным. Наше исследование было посвящено дальнейшему развитию квантово-электродинамической теории водной среды Препарата (Preparata, 1995), выдвинувшего предположение об ее дискретной структуре, состоящей из когерентной внутри сфер диаметром около 0,1 мк и окружающей некогерентной обычной водной среды. В 2006 г. такие «домены когерентности (ДК)» были оптически выявлены проф. Srivastava в США. Ранее нами (Zhadin, Giuliani, 2006) было показано, что под влиянием слабых МП в водных растворах только определенных соединений, например дикарбоновых аминокислот, происходит последовательная смена ионных форм и их переход внутрь доменов когерентности (ДК) и обратно, что объясняет возникновение кратковременного увеличения проводимости раствора. В текущем году мы не только подтвердили возникновение узких резонансных пиков проводимости растворов, но и выявили принципиально новые формы ступенчатых переходов проводимости из состояния с одной величиной проводимости раствора к другой. Такие формы резонанса являются специфически квантовыми эффектами, не встречающимися в классической физике. Обе резонансные формы (классическая и ступенчатая), возникали только на циклотронной частоте переменного МП, характерной для ионов исследуемой аминокислоты. Теоретический анализ ускоренного движения аминокислотного иона внутри домена когерентности водного раствора под действием комбинированных МП позволил обосновать развитие сил, вполне достаточных для вывода иона из домена в окружающую некогерентную среду (Жадин, 2008). При этом учитывалась резко сниженная вязкость воды внутри этих доменов и особенности движения частиц в подобной среде. Исследованный нами (Жадин, 2008) кругооборот аминокислотных ионов под действием комбинированных полей делает понятным возникновение импульса тока через раствор аминокислоты на каждое применение слабых комбинированных магнитных полей. Был также выполнен теоретический анализ с позиций квантовой электродинамики молекулярных механизмов недавно открытых терапевтических 180 эффектов сверхмалых доз некоторых фармакологических препаратов, таких как феназепам. Есть все основания полагать, что наличие в структуре этого вещества радикала с атомом азота и водорода, отдаленно сходного с аминогруппой аминокислот, несет ответственность за формирование смешанных ДК при малых концентрациях феназепама, реакционная активность в которых резко возрастает ввиду разрушения гидратной оболочки взаимодействующих в ДК молекул. ИЗУЧЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ НЕСТАБИЛЬНОСТИ У ПОТОМСТВА МЫШЕЙ, ОБЛУЧЕННЫХ МАЛЫМИ ДОЗАМИ ИЗЛУЧЕНИЙ С ВЫСОКИМИ ЗНАЧЕНИЯМИ ЛПЭ IN VIVО С.И.Заичкина 1), О.М.Розанова 1), А.Х. Ахмадиева1), Г.Ф.Аптикаева 1), Е.Н.Смирнова 1), С.П.Романченко 1), С.С.Сорокина 1), А.Р.Дюкина 1), О.А.Вахрушева 1), В.Н.Пелешко 2) 1) Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, Пущино 2) ГНЦ РФ Институт физики высоких энергий, Протвино Целью настоящего проекта являлось изучение генетической нестабильности у потомства мышей, облученных малыми дозами излучений с высокими значениями ЛПЭ in vivо, с помощью микроядерного теста и по скорости роста перевиваемой асцитной карциномы Эрлиха. Облучение мышей линии SHK проводилось круглосуточно в поле излучения за верхней бетонной защитой Серпуховского ускорителя протонов с энергией 70 ГэВ (У-70 ИФВЭ, Протвино) в течение времени, необходимого для накопления доз в диапазонах 0.17-30 сГр (1 сГр/сут) и 0.5–16 сГр (0.43 сГр/сут). Ускоренными ионами углерода с энергией 200 МэВ/нуклон в области доз 10-150 сГр мышей облучали на «Нуклотроне» (ОИЯИ, г. Дубна). Для выявления адаптивного ответа (АО) через 24 ч соответствующие группы мышей облучались выявляющей дозой 1.5 Гр (1 Гр/мин) рентгеновского излучения. Исследование генетической нестабильности проводили на мышах F1 – F3 поколений, рожденных от облученных самцов. Спаривание с необлученными самками проводили через 15 дней после облучения. Для определения уровня цитогенетического повреждения через 28 ч после облучения животных забивали методом цервикальной дислокации и по стандартной методике готовили препараты костного мозга. Скорость роста солидной формы асцитной карциномы Эрлиха и выживаемость мышей после близкой к минимально летальной дозе 7 Гр определяли по стандартным методикам. В результате проведенных экспериментов было показано, что у мышей в F1, F2 и F3 поколениях, рожденных от самцов, 181 облученных в дозах 0.17, 9.7, 20.4 и 30.5 сГр при мощности дозы 1 сГр/сут, спонтанный уровень цитогенетических нарушений был таким же, как у самцов, рожденных от необлученных родителей; достоверного изменения в радиочувствительности не было, однако при облучении потомков по схеме АО, то есть при облучении адаптирующей дозой 10 сГр и 1.5 Гр выявляющей дозы рентгеновского излучения также, как и у родителей, наблюдалось отсутствие АО. У самцов F1 и F2 поколений, рожденных от самцов, облученных дозами 0.5 и 16 сГр при мощности 0.43 сГр/сут, спонтанный уровень цитогенетических нарушений был таким же, как у самцов, рожденных от необлученных родителей. У мышей, рожденных от самцов, облученных дозой 0.5 сГр, в F1 АО отсутствовал, как и у их отцов, но индуцировался во втором поколении. У мышей, рожденных от самцов, облученных в дозе 16 сГр, наблюдалось отсутствие индукции АО как в F1, так и в F2 поколениях. Однако у потомков F1 и F2 родителей, которые были облучены в дозе 16 сГр в присутствии иммунномодулятора дибазола, восстанавливалась способность к индукции АО. У самцов мышей, облученных в дозе 10 сГр ускоренными ионами углерода, АО индуцировался, тогда как у их потомков F1 и F2 способность к индукции АО не обнаружена. Исследование потомков облученных самцов не выявило изменений как по скорости роста опухолей, так и по выживаемости после летальной дозы облучения. Таким образом, было показано, что изменение свойств потомков зависит от дозы и мощности дозы облучения, от обработки родителей иммунномодуляторами и сохраняется по крайней мере в трех поколениях. Исходя из этих данных, мы считаем, что для корректной оценки генетической нестабильности in vivo, индуцированной малыми дозами облучения, у потомков животных необходимо исследовать не только уровень спонтанных цитогенетических нарушений, но и генетические эффекты по другим критериям. НОВЫЕ ПОДХОДЫ К ЗАЩИТЕ КЛЕТОК ЧЕЛОВЕКА ОТ РАДИАЦИИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ ГЕННОГО ПОЛИМОРФИЗМА Г.Д.Засухина1), Ж.М.Шагирова1), И.М.Васильева1), В.Ф.Михайлов2), Л.Н.Ушенкова2) Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, Москва Государственный научный центр РФ Институт биофизики Федерального медико-биологического агенства 1) 2) Одним из подходов для повышения устойчивости клеток человека к мутагенам, в том числе к радиации, является применение антимутагенов, 182 которые позволяют в определенной степени компенсировать первичные (наследственные)или вторичные дефекты, связанные с повышенной чувствительностью клеток к мутагенам. Повышение устойчивости клеток к мутагенам известно и при адаптивном ответе (АО), когда обработка малыми дозами радиации или химических мутагенов (адаптирующие факторы) после 4-5 часов инкубации формирует устойчивость клеток к повреждающим концентрациям мутагенов. Однако до настоящего времени остается неясным, одни и те же или различные системы обеспечивают клетке повышение устойчивости при воздействии антимутагенами и адаптирующими факторами. Одна из задач проведенных исследований была посвящена разработке подходов к решению этой проблемы. С этой целью были использованы радиочувствительные клетки синдрома Дауна (первичные и перевиваемые) и в качестве контроля радиоустойчивые клетки, которые обрабатывались природными (ретинол) и синтетическими (краун-соединения) антимутагенами и адаптирующими факторами (тепловой шок, низкие концентрации хлорида кадмия). Второй задачей было сравнительное изучение эффективности защиты радиочувствительных и радиоустойчивых клеток, обработанных антимутагенами и адаптирующими факторами, в зависимости от особенностей полиморфных генов детоксикации (GSTM1, GSTT1, GSTP1), TP53 и др. для оценки индивидуального вклада отдельных генов или их ассоциаций в формирование устойчивости клеток при воздействии повреждающей концентрации мутагена. При этом исследовали спектр белкового полиморфизма в радиочувствительных и радиоустойчивых клетках. Такой подход, основанный на исследовании генного и белкового полиморфизма, использован впервые, тогда как ранее применяли эмпирический подбор антимутагенов и адаптирующих факторов для защиты клеток человека от радиации и химических мутагенов. Таким образом, показана возможность повышения устойчивости клеток человека, в том числе и радиочувствительных, на основе генного полиморфизма к действию мутагенов разной природы, что может служить новым подходом для повышения устойчивости клеток к мутагенам и компенсации некоторых дефектов при ряде наследственных заболеваний. 183 «ГЕПТРОНГ» – НОВЫЙ ФАРМАКОЛОГИЧЕСКИЙ ПРЕПАРАТ, ЗАЩИЩАЮЩИЙ КЛЕТКИ ОТ МУТАГЕННОГО ДЕЙСТВИЯ ГЕНОТОКСИКАНТОВ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОМПОНЕНТА ПРЕПАРАТА, ОБЛАДАЮЩЕГО АНТИМУТАГЕННЫМ ДЕЙСТВИЕМ В.Г.Королев, С.В.Ковальцова, И.Ф.Федорова, Н.В.Сорока Петербургский институт ядерной физики им. Б.П.Константинова, РАН Поддержание стабильности генетического материала клетки является фундаментальной проблемой биологии и медицины. Одной из актуальнейших задач, решаемых в рамках данной проблемы, является защита генома клетки от мутагенного воздействия генотоксических агентов. Во время испытаний на генетическую активность нового фармакологического препарата «Гептронг» в лаборатории генетики эукариот ПИЯФ РАН на модели клеток дрожжей было показано, что этот препарат показывает высокую антимутагенную активность. Показано, что препарат стимулирует одну из ветвей пострепликативной репарации, повышая тем самым защищенность клетки от генотоксического воздействия различных мутагенов. Масс-спектрометрический анализ компонентов, входящих в состав «Гептронга» показал, что в него входит, по меньшей мере, 25 различных химических веществ. В связи с этим целью данного проекта являлось определение индивидуального вещества, обладающего антимутагенной активностью. С использованием хроматографической системы HPLC получен спектр компонентов препарата, который по числу веществ, входящих в изучаемую смесь, практически совпал со спектром, полученным на масс-спектрометре. Далее было изучено влияние элюента аценонитрила на исходный препарат «Гептронг». В ходе данной проверки «Гептронг» растворялся в ацетонитриле и концентрация препарата доводилась до величины ожидаемой в получаемых фракциях. Затем с помощью химических процедур растворитель удалялся и заменялся водой. Анализ полученного раствора на антимутагенную активность показал, что данные процедуры не влияли на активность препарата. С помощью препаративной колонки HPLC осуществлено разделение изучаемой смеси на 6 фракций, которые соответствовали в среднем 5 пикам на хроматограмме. Каждая фракция анализировалась на присутствие антимутагенной активности (4-5 независимых опыта). Показано, что в первых четырех фракциях, которые включали подавляющее большинство мажорных компонентов смеси, антимутагенная активность отсутствовала. Активность обнаружена в пятой и шестой фракциях. Можно предполагать, что искомое вещество соответствует хроматографическому пику, находящемуся на границе двух последних фракций. В настоящее время ведется работа по выделению 184 более мелких фракций из данного района и определение в них антимутагенной активности. По положению интересующего нас пика в хроматографическом спектре можно заключить, что искомое вещество обладает выраженным гидрофобным характером. РАЗРАБОТКА МАГНИТОУПРАВЛЯЕМЫХ ПРЕПАРАТОВ И МЕТОДОВ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДЛЯ НЕЙТРОНЗАХВАТНОЙ ТЕРАПИИ ОПУХОЛЕЙ А.А.Кузнецов, Л.Х.Комиссарова, С.Н.Подойницын, В.С.Феофанов, О.А.Шляхтин Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН Метод нейтронзахватной терапии (НЗТ) опухолей остаётся практически единственным эффективным методом лечения некоторых форм рака, например, глиобластом мозга. Он состоит в облучении опухоли тепловыми нейтронами с предварительным введением в зону опухоли соединений с атомами, ядра которых имеют большое сечение захвата тепловых нейтронов. В настоящее время наибольшее распространение в исследованиях по нейтронзахватной терапии получили соединения с 10B (БНЗТ). В результате захвата нейтронов ядром бора происходит ядерная реакция, которая вызывает гибель клеток. Одна из главных задач при БНЗТ – получение препаратов с высокой селективностью накопления в опухоли при минимальной их концентрации в здоровых тканях. Созданы препараты, интенсивно поглощаемые раковыми клетками, например L-n-борфенилаланин (BPA). Но этой селективности недостаточно для достижения необходимой концентрации нейтронзахватных ядер, особенно при использовании в качестве источника нейтронов нейтронных генераторов, а не атомного реактора. В этом случае наряду с опухолевыми гибнут и здоровые клетки. Необходимое условие для успешной терапии – концентрация атомов бора в области опухоли около 20-30 мкг на грамм ткани. Магнитная локализация препаратов позволяет уменьшить общее количество действующего препарата и увеличить его концентрацию в зоне опухоли в десятки раз. Для магнитной локализации борсодержащих соединений они должны быть включены в частицы магнитной суспензии, которая вводится катетером в артерии, питающие опухоль (под ангиографическим контролем), а на зону опухоли накладывается внешнее магнитное поле. Под действием магнитного поля происходит агломерация частиц и их фиксирование в микрососудах и капиллярах опухоли. Накопление препаратов в опухоли осуществляется за счет десорбции. 185 Нами было преложено и испытано два варианта магнитных частиц, содержащих бор: композит железо-бор, полученный плазмохимической переконденсацией бора (10 %) и железа (90 %), и железо-углеродные композиты. Оба типа частиц имеют высокую намагниченность и магнитную однородность, позволяют формировать устойчивые магнитные суспензии и имеют низкую токсичность. В отчётный период мы продолжили оптимизацию и изучение этих частиц. Рентгенофазовый анализ показал, что железо в композите железобор присутствует в гамма- и альфа-формах, имеются чистый бор, твёрдый раствор бора в железе и соединения бора с железом, FeB и Fe2B. Мы полагаем, что растворённый бор и, возможно, соединения бора с железом являются источником водорастворимого бора. Необходимо изучение механизмов накопления этих низкомолекулярных соединений бора в раковых клетках. Эти исследования будут продолжены. Поскольку L-n-борфенилаланин (BPA) используется в клинической практике БНЗТ, мы уделили внимание перспективе его магнитоуправляемой доставки в опухоль с использованием в качестве носителей наноструктурированных частиц железо-углеродных композитов. Нами была проведена иммобилизация БРА на железоуглеродных композитах путем адсорбции в поры и коньюгации ВРА с ОН-группами декстрана после предварительной модификации поверхности композита. Изучена динамика десорбции иммобилизованного ВРА на модели биологической жидкости (альбумин 0,6 % в физиологическом растворе, рН 7,4). Показано, что переход БРА в раствор происходит в виде комплексов с альбумином. НАСЛЕДСТВЕННАЯ РАДИОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ И ПРЕЖДЕВРЕМЕННОЕ СТАРЕНИЕ В СЕМЬЯХ БОЛЬНЫХ АТАКСИЕЙ-ТЕЛЕАНГИЭКТАЗИЕЙ И НЕМЕДУЛЛЯРНЫМ РАКОМ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ В.М.Михельсон, Е.А.Полуботко, А.Н.Шатрова, Н.В.Смирнова, Н.М.Плескач, И.М.Спивак Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург Повышенная радиочувствительность у человека обычно сопровождается фенотипическими проявлениями преждевременого старения – в первую очередь, более ранним развитием болезней пожилого возраста. С применением методов проточной цитометрии, электрофореза отдельно взятых клеток (метод комет) и непрямой иммунофлюоресценции нами были изучены клеточные штаммы от нескольких больных атаксией- 186 телеангиэктазией (АТ) и их кровных родственников и от больных немедуллярным раком щитовидной железы и их кровных родственников. По всем изученным признакам – наличие маркеров старения в интактных клетках, процесс проявления и элиминации повреждений ДНК и изменения динамики клеточного цикла после облучения мы наблюдали достоверные различия между клетками здорового донора и всеми изученными клеточными линиями как от самих больных, так и от их кровных родственников – гетерозиготных носителей заболевания. Данные различия были ярко выражены у самих больных и более сглажено – у гетерозиготных носителей АТ и лиц с семейной предрасположенностью к немедуллярному раку щитовидной железы. Среди исследованных маркеров старения – фосфорилированная форма гистона Н2АХ, белок гетерохроматина НР-1г, 53ВР1 и Р21. Маркеры были изучены как в интактных клетках, так и после облучения в дозах 2 и 5 Гр. При изучении изменения параметров клеточного цикла при АТ мы наблюдали характерную для данного заболевания радиорезистентность, т.е. неспособность формировать G1 и G2-М блоки после облучения, а у гетерозиготных носителей блоки формировались с задержкой и сохранялись дольше, чем в клетках здорового донора. При немедуллярном раке щитовидной железы G2-М-блок сохраняется в течение нескольких суток после облучения, причем в клетках здорового донора распределение по фазам клеточного цикла восстанавливается в течение 4-6 ч, а для гетерозиготных носителей характерно промежуточное состояние, то есть более медленное, чем в контроле, обращение блоков клеточного цикла. Способность к закрытию разрывов ДНК после облучения в дозе 5 Гр также достоверно снижена в клетках больных и гетерозиготных носителей заболевания по сравнению с клетками здорового донора, но репаративный потенциал гетерозигот в обоих случаях существенно выше, чем у больных. Если клетки здорового донора способны ликвидировать за 2 ч не менее 90 % разрывов ДНК, больного – 30 %, то в клетках члена той же семьи – гетерозиготного носителя – 50 %. Изучение динамики воссоединения двунитевых разрывов различными методами (метод комет, иммнофлюоресцентное окршивание клеток для выявления маркеров двунитевых разрывов г-Н2АХ и 53ВР1 и маркера апоптоза Р21 строго коррелировали между собой. Были изучены и другие маркеры старения – состояние ядерной ламины, структура актинового цитоскелета клеток и наличие триметилированых форм гистона Н3 – 3Ме-Н3-К9 и 3Ме-Н3-К27. Показано, что состояние ядерной ламины и структура актинового цитоскелета являются надежными маркерами старения для всех изученных штаммов, а 3Ме-Н3-К9 и 3Ме-Н3-К27 – нет, т.к. в клетках больных АТ их выявляемое количество резко повышено по сравнению с 187 контролем (в стареющих клетках их количество, напротив, резко падает, а в опухолевых – растет). Исследование синдромов повышенной радиочувствительности клеток человека открывает новые возможности для изучения молекулярных механизмов старения и предупреждения проявления признаков преждевременного старения у людей с наследственно повышенной радиочувствительностью. ИССЛЕДОВАНИЕ КОМПЛЕКСНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ИОНИЗИРУЮЩЕЙ И УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЙ РАДИАЦИИ НА ХРУСТАЛИК ГЛАЗА МЫШИ. МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ К.О. Муранов1), Н.Б. Полянский1), А.А.Федоров2), К.И.Банник 3), М.А.Островский 1) 1) Институт биохимической физики им. Н. М. Эмануэля РАН 2) ГУ НИИ глазных болезней 3) Международный университет «Дубна» Ранее мы показали, что комбинированное действие ионизирующей и ультрафиолетовой радиации на глаз мыши вызывает существенно большее повреждающее действие на прозрачность хрусталика, чем каждый фактор в отдельности (Муранов К.О. и др., 2007). Целью настоящего исследования было изучить морфологические изменения в хрусталике на уровне тканевом, клеточном и субклеточном уровне. Мышей-самцов (гибрид F1 C57bl и CBA) облучали однократно гаммалучами в дозе 2 и 4 Gy, затем часть мышей получала ежедневную дозу ультрафиолета (250-350 нм) в специальной клетке. Мощность ультрафиолетового излучения на уровне пола составляла 5.5+0.8 Вт/м2, время облучения – 15 мин. На 7 месяц после начала облучения животных забивали. Для изготовления полутонких срезов, глаза фиксировали в глютаровом альдегиде и монтировали в эпон. Сагиттальные срезы окрашивали полихромным красителем и заключали в синтетическую смолу Mount Quick. Для изготовления распластанного препарата эпителиальных клеток, глаза фиксировали в жидкости Карнуа, а затем переводили в 70 % спирт. Капсулу с эпителиальными клетками снимали с хрусталика, инкубируя его в 4 % уксусной кислоте, затем капсулу под стереомикроскопом распластывали на предметном стекле. Препараты окрашивали гематоксилин эозином по стандартной методике и заключали в синтетическую смолу Biomon. При исследовании препаратов во всех экспериментальных группах обнаружены неспецифические изменения, связанные со старением животных. Это, прежде всего, набухание клеток кортикальных слоев, появление в их цитоплазме микровакуолей, 188 ослабление связей между клетками, которые проявляются в образовании разрывов между поверхностными и более глубоколежащими слоями. В эпителии обнаруживается появление мелких вакуолей, как в цитоплазме, так и в клеточном ядре. В группе животных получавших ультрафиолетовое облучение обнаружено истончение передней капсулы, отложение на ней гранул меланина, свидетельствующее о повреждении радужной оболочки. В группе облученных гамма-лучами мышей наблюдали уплощение клеток эпителия и дефрагментацию их ядер. Плотность клеточного монослоя была снижена при дозе 2 Gy и существенно снижена при действии дозы в 4 Gy. На поверхности эпителиального слоя наблюдали отдельные десквамированные клетки. При действии двух повреждающих факторов – гамма- и ультрафиолетового излучения – наблюдали комбинацию отмеченных повреждений, но при этом были отмечены участки перерождения кубического эпителия в плоский с образованием двух слоев клеток, участки отслойки капсулы от клеточной массы хрусталика. В случае комбинации дозы радиации 4 Gy и ультрафиолета были выявлено существенное снижение плотности эпителиальных клеток, сопровождаемое появлением клеток с очень крупными ядрами, а также участки перерождения клеток эпителия в фибробласто-подобные клетки, которые образовывали многослойные структуры. Обнаружена положительная корреляция между макро изменениями хрусталика, обнаруживаемыми при исследовании хрусталика при жизни с данными микроскопического исследования. Таким образом, на микроскопическом уровне подтвержден, обнаруженный нами ранее на макро уровне, факт того, что комбинация действия двух повреждающих факторов – радиации и ультрафиолета, вызывает более существенное повреждение хрусталика, чем каждый фактор в отдельности. ВЫРАЖЕННОСТЬ ЭФФЕКТА СВИДЕТЕЛЯ КАК КРИТЕРИЙ ОЦЕНКИ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАДИОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ОНКОЛОГИЧЕСКИХ БОЛЬНЫХ А.Н.Осипов1), А.В.Антоненко1), Н.Ю.Воробьева1), О.В.Боева1), Е.Ю. Лизунова 1), В.К.Боженко2), Т.М.Кулинич2), О.Р.Красновская2) 1) Институт химической физики им. Н.Н. Семенова РАН, Москва 2) ФГУ Российский Научный центр рентгенорадиологии Росмедтехнологий, Москва Одной из важнейших задач медицинской радиологии является минимизация последствий лучевого лечения для нормальных тканей, в 189 том числе и тех, которые не подвергались непосредственному облучению. Явление индукции биологических эффектов в клетках, которые не подвергались прямому воздействию ионизирующего излучения, открытое около 16 лет назад, получило название «bystander effect» или эффект свидетеля (Nagasawa and Little, 1992). Полагают, что выраженность эффекта свидетеля во многом обуславливает индивидуальную радиочувствительность человека (Morgan, 2006, Mothersill, Seymour, 2006). Представляется перспективным использование степени выраженности эффекта свидетеля для оценки индивидуальной радиочувствительности онкологических больных. Целью настоящей работы являлось исследование индивидуальной вариабельности выраженности эффекта свидетеля в лимфоцитах крови онкологических больных для обоснования новой методологии прогностической оценки последствий лучевого лечения для нормальных тканей. В облученных in vitro в дозе 1 Гр лимфоцитах, выделенных из периферической крови больных раком молочной железы и здоровых доноров, определяли степень фрагментации ДНК методом ДНК-комет и апоптотическую гибель клеток методом ДНК-гало. Было показано, что у больных раком молочной железы ДНК лимфоцитов крови более фрагментирована, чем у контрольных доноров. Лимфоциты крови онкологических больных также более чувствительны к дополнительному облучению (индукция разрывов ДНК, клеточная гибель) по сравнению с лимфоцитами здоровых доноров. Для оценки выраженности эффекта свидетеля в клетках, инкубированных (4-24 ч при 37оС) в культуральной среде, полученной от облученных или необлученных клеток, оценивали степень фрагментации ДНК и клеточную гибель. Было обнаружено, что степень фрагментации ДНК через 4 ч после инкубации лимфоцитов в среде от облученных клеток составляла ~ 20-40 % по сравнению с эффектом прямого облучения в дозе 1Гр. Через 24 ч инкубации этот показатель составлял ~ 30-90 %, в основном за счет индукции апоптотичекой межнуклеосомной фрагментации ДНК. Следуют отметить высокую межиндивидуальную вариабельность выраженности эффекта свидетеля. На основании результатов работы можно сделать вывод, что для оценки последствий лучевого лечения для нормальных тканей чрезвычайно важно проводить оценку вклада эффекта свидетеля в формирование клеточных реакций на воздействие ионизирующего излучения. Предлагаемый в работе показатель может быть использован в практической медицине для индивидуализации методологии и выбора схемы лечения с учетом радиочувствительности нормальных тканей. 190 АДАПТИВНЫЙ ОТВЕТ ЛИМФОЦИТОВ КРОВИ ОНКОЛОГИЧЕСКИХ БОЛЬНЫХ, РЕПАРАЦИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ ДНК И ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЛУЧЕВОЙ ТЕРАПИИ ОПУХОЛЕЙ И.И.Пелевина1), А.В.Алещенко2), М.М.Антощина3), В.Я.Готлиб1), О.Б.Карякин3), О.В.Кудряшова1), Н.Г.Минаева3), А.Н.Осипов1), Е.М.Паршков3), П.В.Свиридов3), Л.П.Семенова2), А.М.Серебряный2) Учреждение Российской академии наук Институт химической физики им. Н.Н. Семенова РАН, Москва 2) Учреждение Российской академии наук Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН, Москва 3) ГУ Медицинский радиологический научный центр РАМН, Обнинск 1) В крови больных раком предстательной железы цитогенетическими, молекулярно-биологическими и клиническими методами была проведена оценка эффективности лучевой терапии. Одним из новых и щадящих нормальные ткани лечением является брахитерапия – имплантация радиоактивного йода-125 непосредственно в ткань опухоли; микроисточники остаются в опухоли, обеспечивая необходимый уровень облучения (140-160 Гр) (Цыб, 2008; Минаева и соавт., 2007). В работе изучены уровень фрагментации ДНК, эффективность репарации ДНК, частота клеток с микроядрами (МЯ), радиоиндуцированный адаптивный ответ и значения простатспецифического антигена (ПСА) до и в течение 3 мес брахитерапии (БТ). Методом ДНК-комет было обнаружено, что исходная поврежденность ДНК (двунитевые разрывы ДНК) в лимфоцитах больных раком простаты достоверно выше, чем у контрольных доноров. Через 3 мес лечения уровень поврежденности ДНК возрастает у всех больных. Радиочувствительность при дополнительном облучении лимфоцитов в дозе 1,0 Гр у онкологических больных до и во время лечения не различаются, но выше, чем у контрольных доноров. Эффективность репарации разрывов ДНК во всех этих случаях не различается. Можно полагать, что повышенный уровень поврежденности ДНК является одним из показателей наличия рака предстательной железы. При помощи микроядерного теста с использованием цитокинетического блока цитохалазином В было показано, что частота поврежденных лимфоцитов крови больных раком простаты выше контрольного уровня. При брахитерапии доля поврежденных лимфоцитов достоверно увеличивается; это увеличение не регистрируется при совместной гормоно- и брахитерапии. Большое значение имеет изучение способности клеток к индукции адаптивного ответа, формированию защитной реакции (облучение 191 лимфоцитов в малой 0,05 Гр и высокой дозе 1,0 Гр) и сопоставление этого показателя с эффективностью лечения, которую оценивали по уровню простатспецифического антигена. Его значительное падение при лечении является признаком успешной лучевой терапии. Было обнаружено, что исходный уровень ПСА у больных с наличием и отсутствием адаптивного ответа достоверно не различается. Во время лечения значения ПСА достоверно выше при наличии (до лечения) адаптивного ответа и резко снижены при его отсутствии (2,98 ± 0,74 по сравнению с 0,62 ± 0,40). После брахитерапии у большинства пациентов адаптивный ответ не индуцируется. Сопоставление всех изученных показателей у больных раком предстательной железы до лечения с эффективностью брахитерапии позволяет предположить, что наличие адаптивного ответа является плохим прогностическим признаком; высокая частота клеток с МЯ и с высокой поврежденностью ДНК после лечения совпадает с хорошим эффектом терапии. ИЗУЧЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ДЕТЕРМИНАЦИИ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАДИОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ В СВЯЗИ С ПРОГНОЗОМ ЭФФЕКТОВ РАДИОТЕРАПИИ Л. Е.Сальникова1), И.А.Замулаева2), Э.А.Акаева1), Т.В.Елисова1), И.Н.Веснина1), Н.Ш.Лаптева1), Г.И.Кузнецова1), А.Г.Чумаченко1), Т.И.Иванова2), Т.В.Кондрашова2), А.В.Рубанович1) Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН ГУ Медицинский радиологический научный центр РАМН, Обнинск 1) 2) Представлены данные о спонтанном и индуцированном (1 Гр in vitro) уровнях аберраций хромосом в лимфоцитах периферической крови 75 добровольцев моложе 25 лет в зависимости от генотипов по локусам GSTM1, GSTT1, GSTP1, MTHFR, CYP1A1, CYP2D6, NAT2. Оценки частот аберраций осуществлялись путем просмотра не менее 1000 метафаз на человека. Обнаружены достоверные различия между «положительными» и «нулевыми» генотипами GSTM1 по уровню спонтанных аберраций хромосомного типа: 0,00250,0004 против 0,00120,0004, соответственно (p=0.014). По частоте индуцированных аберраций достоверных различий между полиморфными вариантами не обнаружено. С помощью метода проточной цитометрии определена частота лимфоцитов с мутациями по локусу Т-клеточного рецептора (ТСR) у 287 женщин, проживающих в радиационно-загрязненных районах Тульской и Брянской областей. Параллельно проводилось индивидуальное 192 генотипирование по 8 полиморфным локусам, контролирующим детоксикацию ксенобиотиков и метаболизм эстрогенов. Наибольшая частота ТСR-мутантных клеток наблюдалась у носителей минорного аллеля 4889G локуса CYP1A1. Высокие значения частоты TCR-мутантных клеток (за пределами интервала «три сигмы») отмечены у 25 % женщин с генотипами A/G или G/G локуса CYP1A1, и лишь у 0,5 % с нормальным генотипом A/A (OR=62, p=310-5). Проведено ПЦР-генотипирование (COMT, HFE187, HFE845, GSTM1, GSTT1, GSTP1, CYP1A1, CYP2D6, NAT2) 92 женщин, больных раком молочной железы, в отношении которых имелись данные о поражении нераковых тканей в ходе радиотерапии. Среди 14 женщин с сильным поражением тканей отсутствовали носительницы генотипа HH локуса COMT. У остальных 78 пациенток со слабым или нулевым поражением тканей частота генотипа HH составляла 24,4 %. Достоверность различий на пределе значимости: р=0,038 по тесту 2 и лишь 0,066 по двухстороннему точному критерию Фишера. Для остальных изученных локусов на данном этапе исследований достоверных ассоциаций с радиационным поражением здоровых тканей не выявлено. НАСТОЛЬНЫЙ СВЧ-ЭЦР УСКОРИТЕЛЬ ЭЛЕКТРОНОВ В ЗЕРКАЛЬНОЙ МАГНИТНОЙ ЛОВУШКЕ – ГЕНЕРАТОР НЕПРЕРЫВНОГО ТОРМОЗНОГО (ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКОГО) РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В ЭНЕРГЕТИЧЕСКОМ ДИАПАЗОНЕ 0,05–0,5 МэВ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙ В РАДИОБИОЛОГИИ МАЛЫХ ДОЗ К.Ф.Сергейчев, Д.М.Карфидов, Н.А.Лукина Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН Создана 2-я модификация лабораторного источника рентгеновского излучения для биологических исследований в радиобиологии малых доз. Учтены конструктивные погрешности 1-й модификации водоохлаждаемого СВЧ резонатора цилиндрической формы, возбуждаемого на колебаниях TM012. Удалены кварцевые полусферы вакуумной части камеры резонатора, мешающие возбуждению резонанса на частоте магнетрона, Резонатор уплотнен на вакуум за счет устройства уплотнения подвижных настроечных поршней на торцах резонатора. Собрана система вакуумной откачки, проведены вакуумные испытания резонатора. Проведена настройка резонатора на рабочую частоту магнетрона на малом уровне СВЧ мощности. Собрана система водяного охлаждения 193 камеры резонатора. Ведутся вакуумные динамические испытания резонатора и магнитов системы на большой непрерывной СВЧ мощности, до 1 кВт на частоте колебаний 2,45 ГГц от магнетрона OM75P(31). Проведены вакуумные и динамические испытания системы. Инициирован разряд, получена плазма. Ведется поиск режимов генерации рентгеновского излучения. Совместно с Институтом биохимической физики им. Н.М. Эмануэля на стенде института проведена проверка биологической эффективности воздействия рентгена на половозрелых беспородных мышей (самок) на основании анализа морфофизиологических (индексы органов) и биохимических (содержание продуктов окисления в тканях) показателей. Выявлена возможность их использования в качестве тестов для оценки последствий воздействия рентгеновского излучения в дозах менее 0,1 Р переменной мощности. ИССЛЕДОВАНИЕ АПОПТОТИЧЕСКОГО ОТВЕТА, АКТИВИРУЕМОГО ПОВРЕЖДЕНИЕМ ДНК В КЛЕТКАХ СЕТЧАТКИ МЫШЕЙ НА ДЕЙСТВИЕ МЕТИЛИРУЮЩЕГО АГЕНТА И ИОНИЗИРУЮЩЕЙ РАДИАЦИИ В.А.Тронов1), М.Ю.Логинова2), Т.А.Белецкая2), Т.Б.Фельдман2), М.А.Островский2) 1) Институт химической физики им. Н.Н.Семенова РАН, Москва 2) Институт биохимической физики им. Н.М.Эмануэля ВВЕДЕНИЕ. Ранее мы показали, что однократное в/б введение метилнитрозомочевины (МНМ) вызывало деструктивные изменения в сетчатке и апоптоз в фоторецепторном слое клеток. Этим изменениям предшествовало формирование апуриновых и апиримидиновых (АР) сайтов, за которыми следовала апоптотическая гибель клеток сетчатки. Формирование АР сайтов в ДНК не сопровождалось заметным увеличением экспрессии Р53 в сетчатке. Т. е. наметилась независимая от Р53 связь между МНМ-индуциованным повреждением ДНК и последующей гибелью клеток сетчатки (апоптозом/некрозом). В противоположность этому, Р53 экспрессировался в сетчатке в ответ на гамма-облучение мышей в дозе 14 Гр. Однако это не приводило к апоптозу сетчатки, а возникающие при этом разрывы ДНК полностью репарировались в течение нескольких часов. ЦЕЛЬ проекта состояла в дальнейшем изучении сигнального пути, связывающего первичные повреждения ДНК после действия МНМ, гамма-излучения и протонов с гибелью клеток сетчатки мышей in vivo. 194 РЕЗУЛЬТАТЫ. (1) Сразу после введения МНМ (t≤2 ч) обнаруживается повреждение ДНК в виде АР-сайтов, возникающих как результат активации N-гликозилаз в механизме эксцизионной репарации метилированных оснований (base excision repair, BER). (2) Репарация завершалась через 6 ч после воздействия, оставляя нерепарированными 50 % первоначально возникших повреждений. Доля их сохранялась постоянной до 72 ч. (3) Одновременно с этим в клетках сетчатки монотонно нарастало количество двунитевых разрывов, достигая максимума на 48 ч – показатель апоптотической деградации ДНК. Апоптоз был подтвержден результатами анализа изменений в наружном ядерном слое (НЯС) сетчатки – количество фрагментированных ядер и толщина НЯС. (4) Однако экспрессии Р53 – общепризнанного регулятора в апоптотическом сигналинге в клетках, не наблюдали. (5) Ответы сетчатки на воздействие гамма-излучения (14 Гр) и протонов (14 и 25 Гр) были сходны: индуцированные этими воздействиями одно- и двунитевые разрывы ДНК эффективно и полностью репарировались в течение 6 ч после воздействия. При этом в ответ на воздействие протонами в клетках сетчатки наблюдалась экспрессия АТМ (2-4 ч) и Р53 (≥12 ч). (6) И тем не менее убедительных признаков апоптоза после радиационных воздействий не наблюдалось (ДНК-лесенка, морфологические маркеры апоптоза). (7) Никотинамид (Nam), PARP-опосредуемый ингибитор репарации разрывов, замедлял репарацию ДНК в сетчатке после введения МНМ. Однако доля нерепарированных дефектов при этом была такая же, как и без Nam – 50 %. При этом апоптоз полностью блокировался, согласно тканевым и клеточным морфологическим критериям. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. (1) В дозах 14-25 Гр гамма-лучи и протоны не индуцируют апоптоз в сетчатке, несмотря на многочисленные повреждения генома в этих клетках и активацию начальных этапов р53сигналинга. (2) МНМ-индуцированный апоптоз, вероятно, не связан с возникшими и/или нерепарированными повреждениями ДНК в сетчатке. 195 ИССЛЕДОВАНИЕ БИОФИЗИЧЕСКИХ МЕХАНИЗМОВ ВОЗДЕЙСТВИЯ МАЛЫХ ДОЗ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ И ПОНИЖЕННОГО УРОВНЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА БИООБЪЕКТЫ И ВОДНУЮ СРЕДУ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К УСЛОВИЯМ ДЛИТЕЛЬНЫХ КОСМИЧЕСКИХ МЕЖПЛАНЕТНЫХ ЭКСПЕДИЦИЙ В.В.Цетлин, А.А.Артамонов, В.А.Бондаренко, Т.С.Гурьева, О.А.Дадашева, Т.А.Дерендяева, М.А.Левинских, Е.Л.Нефедова, И.В.Федотова ГНЦ РФ – Институт медико-биологических проблем РАН Согласно оценкам планарная мощность энергии, воздействующая на организмы в космических аппаратах, лежит в зоне чувствительности фазовых реакций. Показана необходимость учета этого обстоятельства при имитации и планировании радиобиологических экспериментов по оценке радиационной чувствительности организмов в космическом полете. Проведено исследования влияния сочетанного воздействия малых (<10 сГр) (100-500 ПРФ) доз облучения альфа- и гамма-излучения и пониженного в 200-300 раз геомагнитного поля на прорастание семян и развитие корешков и гипокантиля высших растений: редиса сорта «Санго» и пажитника, редиса сорт Моховский, редиса Розово-красного с белым кончиком, перца красного сладкого и др. Сухие семена замачивали в воде, предварительно облученной малыми дозами альфа- и гамма-излучения, и помещали в гипомагнитную камеру. Контролем служили необлученные семена и семена, проращиваемые в условиях нормального геомагнитного поля (43 мкТл). В результате исследований было установлено, что всхожесть семян обеих культур в пониженном магнитном поле в воде, предварительно облученной гаммачастицами, была почти вдвое выше, чем в воде, облученной альфачастицами. Исследования воздействия пониженного магнитного поля в сочетании с малыми дозами альфа- и гамма-излучения на развитие проростков культур редиса и пажитника подтвердили результаты, полученные при проращивании семян этих культур. Таким образом, малые дозы гамма-излучения снижали, а альфа-излучения усиливали отрицательное действие пониженного магнитного поля на всхожесть семян и развитие проростков растений редиса и пажитника. В целях исследования механизмов действия малых <10 сГр доз ионизирующего излучения (альфа- и гамма-частиц) и пониженного в 200300 раз геомагнитного поля было проведено изучение влияния радиационного облучения и измененного магнитного поля непосредственно на водный субстрат. По результатам изучения состояния 196 водного субстрата было установлено, что воздействие малых доз ионизирующего излучения при пониженном геомагнитном поле приводит к устойчивому во времени увеличению на 10-20 % электрических токов в ячейке. Экспериментально обнаружены фоновые сезонные, суточные и более короткопериодные вариации электрических токов в воде в электрохимической ячейке. Предполагается, что токи определяются активацией изменения состояния, в частности, окислительновосстановительного потенциала молекул воды, обусловленной поглощением электромагнитного излучения окружающего пространства, ограниченного поверхностью Земли и ионосферой. Активирующее излучение имеет, преимущественно, геофизическое происхождение и возникает при вириальных колебаниях в геосфере. Разумеется, что мощность ЭМИ обусловлена местным и глобальным электромагнитным «загрязнением», а также вызываемыми природными флуктуациями космофизических и геофизических параметров. ВЛИЯНИЕ СЛАБЫХ ПОЛЕЙ ТЕРМАЛИЗОВАННЫХ НЕЙТРОНОВ НА СТРУКТУРНУЮ ТРАНСФОРМАЦИЮ МАКРОМОЛЕКУЛ ДНК И РАЗРАБОТКА ПРОТЕКТОРНЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ГЕНОМА А.Ю.Цивадзе1), А.Г.Липсон1), Е.И.Саунин1), И.А.Гагина1), Г.П.Жижина2), С.В.Васильева2), М.К.Бородин2) Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН, Москва 2) Институт биохимической физики им. Н.М. Эммануэля РАН, Москва 1) В настоящее время считается, что в отличие от малых доз ионизирующей радиации (ИР), не имеющей пороговых значений, слабые потоки тепловых нейтронов, не приводящие к нейтронной активации органических молекул, не могут вызвать заметных структурных изменений в биологических системах. Поскольку атомные компоненты биологических макромолекул обладают сравнительно низким сечением захвата тепловых нейтронов (что исключает радиационные повреждения за счет захватного гамма-излучения), вероятность радиационностимулированных структурных превращений в ДНК предполагается ничтожно малой. Вот почему влияние УПТН на биологические системы изучено слабо, по крайней мере для поглощенных доз < 1.0 мГр. Вместе с тем биологические системы непрерывно подвергаются действию слабых и ультраслабых потоков тепловых нейтронов (ТН) во время полетов в 197 стратосфере и космическом пространстве. Всегда присутствует и УПТНоблучение биологических систем на поверхности Земли при взаимодействии космических лучей с атмосферой. Вследствие вышеизложенного, эффекты облучения биологических систем УПТН представляют значительный научный и практический интерес. В течение этапа 2008 г. проекта нами проведено комплексное изучение влияния малых доз УПТН на структурные трансформации макромолекул ДНК in vitro. В рамках этапа также впервые в мире проведены эксперименты по воздействию УПТН в дозах 0-10 μGy in vivo на живые клетки бактерий Е. coli. При этом получены следующие основные результаты: - изучены процессы генерации структурных трансформаций в макромолекулах растворов ДНК (включая образование между- и внутримолекулярных сшивок и двунитевых разрывов) в широком диапазоне доз термализованных нейтронов; - проведено сравнение эффектов, вызываемых ультраслабыми полями термализованных нейтронов УПТН с радиационными повреждениями, индуцируемыми в ДНК посредством гамма-облучения; осуществлено корректное определение биологической эффективности УПТН по отношению к генерации структурных превращений в макромолекулах ДНК. - обнаружено существенное повышение выживаемости (гормезис) как в случае дикого, так и в случае репарационно-дефектного штаммов бактерий E. coli при их облучении в дозах D < 8.0 μGy в условиях пониженной температуры (19-20 оС). Результаты, полученные при выполнении проекта, однозначно подтверждают, что при облучении биологических систем в слабых полях термализованных нейтронов эффекты, обнаруженные в ДНК in vitro, проявлятся также in vivo как в конденсированном хроматине, так и в диффузных функционально активных областях генома. При наличии адекватного финансирования на следующем этапе проекта (2009 г.) запланировано проведение экспериментов по сравнительному изучению действия УПТН на живые и неживые системы, а также оценки цито- и генотоксического действия УПТН на живые бактериальные клетки факультативного анаэроба E. coli. 198 МЕХАНИЗМЫ ИНАКТИВАЦИИ БАКТЕРИОФАГА РМ2 КАК МОДЕЛЬНОГО ПАТОГЕННОГО АГЕНТА В КРОВИ И МЕДИЦИНСКИХ ПРЕПАРАТАХ ПРИ КОМБИНИРОВАННОМ ВОЗДЕЙСТВИИ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ И ВИДИМОГО СВЕТА В ПРИСУТСТВИИ КРАСИТЕЛЕЙ (ИНАКТИВАЦИЯ БАКТЕРИОФАГА РМ2 ПРИ ХРАНЕНИИ ЛИЗАТОВ) В.А.Шарпатый, В.М.Андреев, Н.В.Кузнецова, В.А.Кузьмин Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля, РАН, Москва Продолжено исследование кинетики и механизмов инактивации неочищенного фага РМ2 в лизатах, полученных путем заражения фагом бактерий Pseudoalteromonas espejiana BAL 31 (Pae) в BAL-бульоне (0,45 M NaCl, 9,4 мМ KCl, 50 мМ MgSO4, 10 мМCaCl2, 8 г пептона на 1л среды, рН 7,6). Зараженную культуру (обычно около 10 8 клеток в 12 мл среды) наливали в чашку Петри над слоем 1 %-го агара, сделанном на BALбульоне, или без агара и инкубировали при комнатной температуре около суток. Полученный лизат освобождали от оставшихся клеток фильтрованием (диаметр пор фильтра 0,2 мкм) и хранили в холодильнике. При хранении лизата фаг в нем постепенно инактивируется – титр фага (Т) падает, причем обычно сначала по экспоненциальному закону: Т = Т010–wt, где t – время в сутках. Скорость инактивации фага (w) в 19 лизатах, полученных нами по описанному методу, варьировала более чем в 30 раз – от 0,55·10–2 до 19,2·10–2 за сутки. Минимальные значения w почти совпадали со скоростями инактивации при 4º очищенного фага РМ2 в буфере NTC, оптимальном для хранения. Значения w для 8 лизатов, полученных над агаром, были значительно меньше (от 0,55·10–2 до 2,27·10–2), чем для 10 лизатов, полученных без агара (от 2,40·10 –2 до 19,2·10–2). Скорость инактивации может в какой-то мере зависеть от протеолитической активности лизата, поскольку известно, что Pae при росте секретирует в среду протеазу(ы), свойства которой не изучены и которая в принципе может инактивировать фаг РМ2. Мы исследовали изменение протеолитической активности культуральной среды при росте незараженной культуры Pae в чашке Петри (без агара). В качестве субстрата протеаз использовали азоказеин. Было найдено, что на протяжении фазы экспоненциального роста клетки секретировали протеазу почти с постоянной скоростью, и только в конце роста скорость секреции увеличивалась. Протеолитические активности супернатантов ночных культур всегда были выше, чем активности лизатов. После перенесения фага из лизата с низким значением w в такой супернатант скорость инактивации фага резко возрастала. 199 Приведенные результаты дают основание полагать, что протеолитическая активность лизата должна быть тем выше, чем дольше размножались бактерии при выращивании фага, т. е. чем меньше была величина затравки. Для проверки этого предположения мы вырастили одновременно три лизата (без агара), варьируя величину затравки фага (4,4·106, 4,4·104 и 4,4·102 БОЕ на чашку) при прочих равных условиях. Оказалось, что при уменьшении затравки увеличивалась как протеолитическая активности лизата, так и величина w. Эти данные позволяют предположить, что протеаза или протеазы Рае могут инактивировать фаг РМ2. Чтобы проверить это, необходимо было бы очистить эти протеазы и исследовать их действие на очищенный фаг. Другие наши наблюдения приводят к выводу, что кроме протеаз в лизатах содержатся и другие факторы, влияющие на скорость инактивации фага, действие которых особенно заметно на поздней стадии хранения, когда инактивация часто замедляется. Состояние лизата влияет на глубину фотоинактивации. Так, фаг РМ2 (из одного и того же лизата) в присутствии карбоцианина (8,4 мкМ, освещение – 5 минут) инактивировался на 4 порядка (возраст лизата 37 суток), на 3 порядка (96 суток), на 5 порядков (41 сутки, перед фотоинактивацией лизат был инкубирован с ДНК-азой). ЗНАЧИМОСТЬ ИСХОДНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СИСТЕМЫ РЕГУЛЯЦИИ ОКИСЛИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ В ТКАНЯХ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ ПОСЛЕДСТВИЙ ВОЗДЕЙСТВИЯ ИОНИЗИРУЮЩЕЙ РАДИАЦИИ И ХИМИЧЕСКИХ ТОКСИКАНТОВ В ШИРОКОМ ДИАПАЗОНЕ ДОЗ НА ОРГАНИЗМ Л.Н.Шишкина1), М.В.Козлов1), М.А.Климович1), Л.И.Мазалецкая1), Н.И.Шелудченко1), Н.В.Хрустова1), В.А.Меньшов1), В.В.Урнышева1), Е.В.Кушнирева1), А.Г.Кудяшева2), Н.Г.Загорская2), О.Г.Шевченко2) 1) Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН, г. Москва 2) Институт биологии Коми НЦ УрО РАН, г. Сыктывкар Выяснение участия процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) в адаптации организмов к радиоактивному загрязнению окружающей среды и выявление групп риска среди категорий населения при техногенном загрязнении биоты обусловливает необходимость изучения влияния исходного состояния биообъектов на формирование биологических последствий воздействия как ионизирующей радиации, так и совместного действия радиации и химических агентов в широком диапазоне доз и интенсивностей. Совокупность экспериментальных 200 данных, полученных нами ранее в рамках исследований по Программе, позволила предложить новый подход к оценке последствий воздействия слабых повреждающих факторов по изменению масштаба и характера взаимосвязей между скоординированными в норме показателями физикохимической системы регуляции ПОЛ в тканях лабораторных интактных животных и грызунов, обитающих в природной среде на территориях с нормальным радиационном фоном. При изучении биологических последствий воздействия рентгеновского излучения (РИ) в дозах менее 0,15 сГр переменной мощности в зависимости от исходных характеристик органов и крови в группах контрольных беспородных мышей (самки) выявлено их существенное влияние на масштаб и направленность изменения индекса (относительной массы) селезенки и печени, содержания ТБК-активных продуктов в тканях и физико-химических характеристик липидов печени и головного мозга мышей. Показано отсутствие линейной зависимости изученных параметров от суммарной дозы РИ и/или ее мощности. При этом в плазме крови мышей на масштаб изменения ТБК-активных продуктов спустя месяц после РИ преимущественное влияние оказывает мощность дозы (особенно в области суммарных доз облучения менее 0,05 сГр), а в головном мозге мышей влияние мощности дозы проявляется при воздействии РИ в дозе более 0,05 сГр. Влияние физико-химических характеристик липидов на характер взаимосвязи между индексом печени мышей SHK и долей кардиолипина в составе ее фосфолипидов (ФЛ) и изменение ингибирующей эффективности природных антиоксидантов в присутствии ФЛ, обусловленное взаимодействием компонентов и подтвержденное спектрофотометрически, позволяет заключить, что степень ненасыщенности липидов, их способность разлагать пероксиды и обеспеченность антиоксидантами оказывают влияние как на процессы биосинтеза и деградации ФЛ, так и на функциональную активность печени. Сравнительное изучение совместного действия хронического -излучения в суммарной дозе 1,44–1,6 сГр (мощность дозы около 2 мР/ч) ионов свинца и нитрата в широком диапазоне доз на состав ФЛ эритроцитов крови и печени мышей линии CBA и анализ ранее полученных экспериментальных данных позволяет предложить изменение состава липидов эритроцитов крови как тест для оценки биологических последствий воздействия ионизирующего излучения в малых дозах, при проведении радиоэкологического мониторинга и применении биологически активных природных и синтетических препаратов. 201 11. Полиморфизм человека МИКРОСАТЕЛЛИТНАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ В ПОПУЛЯЦИЯХ ЧЕЛОВЕКА Л.А. Животовский1, Б.А.Малярчук2, И.С.Цыбовский3, Э.К.Хуснутдинова4, М.В.Деренко2, В.М.Веремейчик3, И.Г.Удина1, В.Л.Ахметова4, М.А.Бермишева4, К.И.Афанасьев1, Г.А.Рубцова1, М.В.Шитова1,Т.В.Малинина1, В.Д.Прохоровская1, Т.А.Ракицкая, А.Г.Имашева1 1 Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, Москва Институт биологических проблем Севера ДВО РАН, Магадан 3 Институт биохимии и генетики УНЦ РАН, Уфа 4 Институт криминалистики и судебно-медицинской экспертизы, Минск 2 Микросателлиты являются важными ДНК-маркерами, используемыми в современных судебно-медицинских генетических экспертизах для идентификации личности и выявления биологического родства, а также при изучении генетической истории народов. Для решения этих проблем по всему миру создаются национальные базы данных по ДНК-маркерам. Однако практически мало что известно о микросателлитном разнообразии российских популяций и населения ближнего зарубежья. Вместе с тем большое этническое разнообразие населения России диктует необходимость изучения особенностей его структуры по ДНК-маркерам, в первую очередь микросателлитам. Нами создана тесная научная кооперация с рядом ведущих исследовательских групп в Россиии и в зарубежье по организации базы данных по «судебным» микросателлитным локусам для различных популяций России и ближнего зарубежья, необходимых для судебномедицинских генетических исследований. Работы эти чрезвычайно важны, поскольку в России фактически отсутствует база популяционных данных по микросателлитным локусам, между тем как это крайне необходимо для обоснования результатов ДНК-идентификации. В рамках данного проекта нами был проведен анализ обширного материала по населению Сибири, Европейской части России и Белоруссии. Показано, что, несмотря на относительно небольшие географические расстояния, между народностями Саяно-Алтайского региона существуют значительные различия по микросателлитным маркерам, существенные для ДНК-идентификации и судебно-генетических экспертиз. Более того, выявлена дифференциация даже между разными поселками одной области. Также выявлены различия, хотя и гораздо меньшие, чем у 202 народов Сибири, между представителями угрофинских и тюркоязычных народов Волго-Уральского региона. Всё это привело нас к введению нового подхода к оценке генетико-идентификационных статистик, учитывающих внутри- и межэтнические различия. Исследована дифференциация славянских народов (русских, белорусов, украинцев). В отличие от народов Сибири и Волго-Уральского региона, они практически не отличаются друг от друга по исследованным микросателлитным маркерам. Более того, в этом аспекте подробно изучено, есть ли генетическая дифференциация белоруссов по всем основным областям республики, и показано, что её нет. При этом анализ материала показал, что использование ДНК-данных по гражданским делам позволяет использовать их вместо популяционного обследования для организации судебно-генетической базы данных. Публикации 2008 г. Zhivotovsky L.A., B.A. Malyarchuk, M.V. Derenko, M. Wozniak, T. Grzybowski. 2008. Developing STR data bases on structured populations: The native South Siberian population versus the Russian population. Forensic Sci. Intern.(Genetics) [уже опубликована online]. Zhivotovsky L.A.,V.M. Veremeichyk, N.N.Kuzub, L.A. Atramentova, I.G. Udina, N.A. Kartel and I.S. Tsybovsky. A reference data base on STR allele frequencies in the Belarus population developed from paternity cases. Forensic Sci. Intern.(Genetics) [принята в печать]. Zhivotovsky L.A., V.L. Akhmetova, S.A. Fedorova, V.V. Zhirkova, E.K. Khusnutdinova. An STR database on the Volga-Ural population. Forensic Sci. Intern. (Genetics) [сдана в печать]. МОЛЕКУЛЯРНЫЙ ПОЛИМОРФИЗМФЕРМЕНТОВ ЧЕЛОВЕКА И.Н.Курочкин1,2), С.Д.Варфоломеев1), В.С.Курова1), Г.В.Дубачёва2), В.Б.Сулимов 3), А.Н.Романов3) 1) Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН 2) Химический факультет МГУ имени М.В. Ломоносова 3) НИВЦ МГУ имени М.В. Ломоносова Изучение молекулярного полиморфизма человека – необходимое условие перехода медицины и наук о человеке на новый уровень индивидуализации. В настоящее время особое значение в этом отношении приобретает задача выявления взаимосвязи текущего состояния ферментных систем с полиморфизмом генома, фенотипическими 203 проявлениями и данными врачебных методов обследования пациентов. Быстрое и успешное продвижение исследований в этой области сталкивается с рядом объективных проблем. На сегодняшний день стало очевидным, что существующие методы определения активности физиологически важных продуктов экспрессии генов – ферментов существенно уступают созданным подходам и технологическим платформам анализа генетической информации как в плане производительности, так и в плане стоимости проведения аналитических процедур. Этот технологический разрыв накладывает принципиальные ограничения на темпы решения задачи, направленной на выявление взаимосвязи текущего состояния ферментных систем с полиморфизмом генома. Другой важной особенностью постгеномных исследований является необходимость иметь разнообразие программных продуктов и баз данных, позволяющих оценить всю совокупность процессов координированного функционирования генов и понять механизмы влияния полиморфных модификаций генома на функции организма человека. Выполнение проекта было сосредоточено на выполнении следующих основных задач. – Создание высокопроизводительных методов анализа для определения функционального состояния ферментных систем организма, включающие: электрохимические, оптические и наноаналитические сенсорные матрицы для проведения анализа в биологических жидкостях, неинвазивные методы определения ферментов и других белков на основе масс-спектрометрии и аналитической спектроскопии биомакромолекул. – Создание байесовских цепей доверия, позволяющих на основе данных о состоянии ферментных систем и полиморфизма генов прогнозировать особенности поведения и основных функций организма. При решении поставленных задач были получены следующие результаты: – разработаны электрохимические сенсорные матрицы для одновременного анализа эстераз крови, – разработаны неинвазивные методы определения ферментов, сигнальных белков и их сложных смесей на основе масс-спектрометрии биомакромолекул в конденсате выдыхаемого человеком воздуха, – на основе использования гигантских нелинейных оптических эффектов на поверхности наночастиц металлов разработаны методы анализа субстратов и продуктов каталитических превращений с участием холинэстераз, – разработана концепция использования и прототипы алгоритмов создания байесовских цепей доверия и экспертных систем на их основе, позволяющих прогнозировать особенности действия лекарственных 204 препаратов на конкретный организм, опираясь на данные о состоянии ферментных систем и полиморфизма генов. ВОЗДЕЙСТВИЕ ПОЛИМОРФНЫХ ИНСЕРЦИЙ РЕТРОЭЛЕМЕНТОВ НА ЭКСПРЕССИЮ ГЕНОВ ЧЕЛОВЕКА ПРИ ОНКОЛОГИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЯХ Ю.Б.Лебедев1), И.З.Мамедов1), А.Л.Амосова1), С.В.Устюгова1) 1) Институт биоорганической химии им. академиков М.М.Шемякина и Ю.А.Овчинникова РАН, Москва Все многообразие молекулярно-генетических причины развития онкологических заболеваний принято подразделять на два основных типа: i) многостадийное накопление мутаций в протоонкогенах и онкосупрессорах малигнизирующих соматических клеток и ii) генетическая предрасположенность организма, обусловленная индивидуальным набором аллельных вариантов генов. При этом существенную роль в формировании как структурной, так и функциональной вариабельности генома предположительно играют активные копии ретроэлементов, в первую очередь AluY, L1Hs и LTR повторы. Полногеномная идентификация таких активированных копий и изучение их воздействия на экспрессию близлежащих генов являлись основным задачами предыдущих этапов настоящего проекта. Проект в целом направлен на разработку принципиально нового типа молекулярногенетических маркеров, создаваемых с использованием оригинальной технологии функционального анализа инсерционного полиморфизма ретроэлементов и предназначенных для мониторинга малигнизации клеток периферической крови при развитии отдельных типов онкологических заболеваний. Основные результаты, полученные нами в 2008 году, включают: – Проведение полногеномного поиска полиморфных инсерций AluY и L1Hs элементов, характерных для выборок образцов геномных ДНК пациентов. Результаты экспериментального и биоинформатического анализа размещаются на постоянно обновляемом веб-ресурсе, размещенном на портале ИБХ РАН (http://www.ibch.ru/labcfg/Home.html). – Выполнение сравнительного анализа нарушений транскрипционной активности свыше 60 генов человека, содержащих полиморфные инсерции Alu и L1 элементов, в клетках лимфоцитарной фракции крови выборок здоровых доноров и пациентов с отдельными типами Тклеточных лимфом и хронических лейкемий. Ингибиторный эффект исследуемых ретроэлементов впервые показан для 28 генов, входящих в 205 GO группы регуляторов клеточного цикла, транскрипционных факторов и факторов межклеточных взаимодействий. Для 6 генов обнаружено значительное и устойчивое снижение общего уровня транскрипции в гетерозиготных по интронным AluY инсерциям образцах мононуклеарных клеток крови. – Продолжение исследования возможных механизмов ингибиторного эффекта диморфных инсерций Alu и L1 элементов на уровень и специфичность экспрессии генов человека. При определении профилей метилирования гетерозиготных локусов ДНК лимфоцитарных клеток крови здоровых доноров обнаружены выраженные эпигенетические изменения супрессированных аллелей 4 из 18 исследованных генов. Для 5 Alu-содержащих аллелей показана преждевременная остановка транскрипции, предположительно обусловленная взаимодействием тандемных Alu повторов и\или A-I редактированием. С использованием оригинальной системы транзиентной экспрессии репортерного гена, проведен анализ динамики накопление и структурных особенностей транскриптов рекомбинантного геналюциферазы, содержащего интронную вставку ретроэлемента. – Разработка наборов молекулярно-генетических маркеров (МГМ) на основе выявленных и охарактеризованных полиморфных инсерций ретроэлементов. К настоящему времени нами вновь создано свыше 70 МГМ. На оригинальный набор из 29 маркеров, адаптированный к проведению мультиплексной количественной ПЦР, подается патентная заявка. Создание наборов функциональных маркеров для ранней диагностики и прогнозирования развития Т-лимфом и хронических лейкемий предусматривается на последующих этапах проекта. ПОЛИМОРФИЗМ ДНК ЧЕЛОВЕКА В ИЗУЧЕНИИ ГЕНОФОНДА НАРОДОВ РОССИИ С.А.Лимборская, А.В.Хрунин, Д.В.Хохрин Учреждение Российской академии наук Институт молекулярной генетики РАН, Москва Получение информации об этнических и региональных вариациях полиморфизма генов – один из ключевых подходов к изучению адаптивных возможностей организма, который к тому же может иметь решающее значение для оценки риска развития определенных патологических состояний у групп индивидуумов, включая и связанные с эффективностью тех или иных лекарственных воздействий. Нами был 206 проведен анализ распределения ряда полиморфных локусов генов подсемейства цитозольных глутатион-S-трансфераз (GSTA1, GSTM1, GSTM3, GSTP1 и GSTT1), являющихся одним из ключевых компонентов системы детокскации, в выборках русского населения Европейской части России, а также во взятых для сравнения популяциях коми и якутов. Анализ полиморфизма генов GSTP1 и GSTM3 не выявил значимых различий в распределении аллелей исследованных локусов, включая двухсайтовые GSTP1 гаплотипы, в большинстве русских популяций и между популяциями коми. Достоверные различия в каждом из попарных сравнений по этим локусам были продемонстрированы лишь для якутской выборки. В случае генов GSTТ1 и GSTA1 наряду с отличиями, найденными между якутской популяцией и всеми другими исследованными популяциями по гену GSTA1, отмечено особое положение выборки русских из Мезени (Архангельская обл.), в которой частоты встречаемости делеционного генотипа GSTТ1 0/0 и GSTA1 -69Т аллеля были существенно ниже, чем в остальных русских популяциях. Принимая во внимание несоответствие равновесию Харди-Вайнберга зафиксированного в популяции Мезени распределения генотипов гена GSTA1 и известного факта перекрывания спектров активности GSTA1 и GSTТ1, можно предполагать, что выявленные особенности могут быть следствием отбора под действием факторов среды обитания (например, более экстремальных климатических условий), так как, в целом, повышают суммарную детоксикационную (функциональную) активность системы GSTs. Указанный набор полиморфных локусов был также проанализирован и в группе больных раком яичников женщин восточно-славянского происхождения для выявления взаимосвязи между генетическим полиморфизмом и различиями в реакции на химиотерапию цисплатином. Внутриклеточная инактивация производных цисплатина путем связывания их с тиоловыми группами глутатиона – один из ключевых механизмов их детоксикации. Для генов GSTM3 и GSTM1 была отмечена ассоциация с риском развития тромбоцитопении и анемии. Наибольшее же прогностическое значение имели полиморфные локусы генов GSTP1 (замена Ile на Val в 105 кодоне) и, в меньшей степени, GSTA1 (-69C/T). При этом для GSTP1 Ile105Val полиморфизма наблюдалась ассоциация с временем выживаемости до прогрессирования, интервал которого у больных с генотипом Ile/Ile был достоверно больше, чем у больных с генотипами Ile/Val или Val/Val. В случае же GSTA1 полиморфизма была отмечена тенденция к улучшению общей выживаемости у обладателей "T"-аллеля. Сравнение полученные данных с результатами популяционного исследования позволяет предположить, что, по крайней мере, с точки зрения изученных полиморфных локусов использованная химиотерапия может быть приблизительно одинаково эффективна в отношении больных 207 из русских популяций различных регионов и в то же время иметь существенные отличия в случае больных якутской национальности. РОЛЬ ПОЛИМОРФНЫХ ГЕНОВ АНГИОТЕНЗИН-ПРЕВРАЩАЮЩЕГО ФЕРМЕНТА И АПОЛИПОПРОТЕИНА Е В МЕХАНИЗМАХ РАЗВИТИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ (CCЗ) И ОЦЕНКА РИСКА РАЗВИТИЯ CCЗ У ЖИТЕЛЕЙ РЕСПУБЛИКИ КАРЕЛИЯ Н.Н.Немова1), Л.В.Топчиева1), И.Е.Малышева1), Н.Л.Рендаков1), С.Н.Коломейчук1), В.А.Корнева2), Л.Л.Дорошин2) Институт биологии Карельского научного центра РАН МУП Больница скорой медицинской помощи г. Петрозаводска 1) 2) В последние годы внимание многих исследователей акцентировано на изучении молекулярно-генетических маркеров предрасположенности человека к развитию гетерогенных мультифакторных заболеваний (гипертония, атеросклероз, сахарный диабет и др.). Для них характерен сложный механизм формирования фенотипа, в основе которого лежит взаимодействие генетических факторов с факторами внешней среды (Пузырев, 1996). К таким заболеваниям относятся и различные патологии сердечно-сосудистой системы. В России показатель смертности от сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) занимает первое место среди прочих заболеваний, и, что еще более существенно, количество больных с данными заболеваниями неуклонно растет (Zapesochnaia, Avtandiliov, 2008). Повышение эффективности ранней профилактики связывают с выявлением полиморфизма генов, продукты которых могут быть вовлечены в формирование различных патологий сердечно-сосудистой системы, и изучением особенностей распространения этих генов в популяциях (Воевода и др., 2006). Для одних групп населения удается выявить ассоциацию генетических маркеров с развитием ССЗ, для других – нет. Следовательно, факторы внешней среды и принадлежность к этнической группе могут вносить значительный вклад в этиологию ССЗ. Тем не менее у населения Карелии, проживающего в условиях нестабильного климата и светового режима Европейского Севера, полиморфизм генов, которые могут быть связаны с риском развития ССЗ, до настоящего времени не изучался. В нашей работе мы предприняли попытку исследовать распределение полиморфных аллелей генов ангиотензин-превращающего фермента (АПФ), аполипопротеина Е (АпоЕ) и трансферрина среди жителей Карелии. В ходе выполнения проекта к настоящему времени получены результаты по частоте инсерционно-делеционного полиморфизма гена 208 АПФ (генотипы I/D, I/I и D/D) и ряду биохимических показателей крови (общий холестерин (ОХС), липопротеины низкой и высокой плотности (ЛПНП и ЛПВП), триглицериды (ТГ) и фибриноген (ФГ) и др.). Было обследовано 198 человек (контрольная группа – 49, больные ССЗ – 149). Результаты наших исследований подтвердили имеющиеся в литературе данные о том, что с увеличением возраста пациентов наблюдается рост ССЗ. Показано, что у больных артериальной гипертензией и обширным инфарктом миокарда наблюдались достоверно более высокие показатели ОХС, ЛПНП, ТГ, фибриногена и более низкие показатели ЛПВП. Во всех исследованных группах преобладал генотип I/D (около 50 %) над генотипами I/I и D/D (от 22 до 28 %). Частоты генотипов I/D и D/D у здоровых людей и больных артериальной гипертензией и обширным инфарктом миокарда достоверно не различались. Обнаружено достоверное снижение частот генотипа I/I, аллеля I и увеличение частоты аллеля D в группе людей, страдающих артериальной гипертензией. Таким образом, среди больных гипертонией в республике Карелия преобладают носители D аллеля. Однако в исследованной нами популяции не обнаружена ассоциация полиморфизма гена АПФ с риском развития обширного инфаркта миокарда. Дальнейшие исследования будут направлены на оценку распределения частот аллелей генов АпоЕ, трансферрина и их вклада в ССЗ у жителей Карелии. ИССЛЕДОВАНИЕ МОЛЕКУЛЯРНОГО ПОЛИМОРФИЗМА ПРОТЕОМА МОЧИ ЧЕЛОВЕКА НОВЫМ МЕТОДОМ ТОЧНОЙ МАССОВОЙ МЕТКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МАСССПЕКТРОМЕТРИИ ИОННОГО ЦИКЛОТРОННОГО РЕЗОНАНСА Е.Н.Николаев 1,2, А.С.Кононихин 1,2, С.А.Мошковский 3, О.Н.Харыбин 2,3, И.А.Попов 1,2, Д.М.Автономов 1,2, И.А.Агрон 3, В.С.Курова 1, С.Д.Варфоломеев 1 Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН Институт энергетических проблем химической физики РАН 3 Институт биомедицинской химии РАМН 1 2 Были продолжены систематическим исследованием белков протеома мочи здоровых людей методом точной массовой метки-времени удержания с использованием масс-спектрометрии ионно-циклотронного резонанса с преобразованием Фурье (FTICR) и высокоэффективной жидкостной хроматографии. Развиваемый нами метод точной массовой 209 метки – времени удержания основан на двухстадийном подходе, использующем жидкостную хроматографию для разделения смесей пептидов-продуктов трипсинолиза и масс-спектрометрию ионного циклотронного резонанса как самый точный метод измерения масс ионов. В результате выполнения проекта улучшен метод приготовления образцов белков мочи для анализа, что позволило увеличить количество детектируемых белков на 20 %. Проведены исследования различий в экспрессии белков от разных доноров с использованием метода количественной протеомики на основе мечения изотопом 18О. Проведено усовершенствование методики мечения, которое исключает или заметно уменьшает пропуски при мечении. Усовершенствована программа анализа спектров на присутствие пиков от ионов, содержащих 18О при их количественном сравнении. Программа позволяет различать вклад изотопных кластеров от 13С в кластеры от 18О. Усовершенствованы методы выравнивания хроматограмм пептидов-продуктов трипсинолиза белковых смесей для унификации времен элюции пептидов из хроматографической колонки и с использованием внутренних стандартов и методов теоретической хроматографии. Разработанный на предыдущем этапе выполнения проекта метод MRM (multiple reaction monitoring) был опробован для поиска пептида 1-12 альфа- бета амилоида с целью определения предельной чувствительности метода. Достигнута чувствительность 1 нМоль, которая близка к требуемой для детектирования некоторых белковых биомаркеров в моче. С помощью метода фрагментации пептидов, основанного на диссоциации при захвате медленных электронов, найдены посттрансляционные модификации, в том числе фосфорилирование и гликозилирование, и показана возможность их количественной характеризации. РАЗРАБОТКА НОВОГО МЕТОДА ПОИСКА ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПОЛИМОРФИЗМОВ ГЕНОМА ЧЕЛОВЕКА И ЕГО ПРИЛОЖЕНИЙ В МЕДИЦИНСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ В.Е.Раменский1), Е.В.Шмельков2), И.Аджубей3), Ш.Р.Сюняев3) Институт молекулярной биологии им. Энгельгардта РАН, Москва 2) Физический факультет МГУ им. М.В.Ломоносова, Москва 3) Медицинская школа при Гарвардском университете, Бостон, США 1) В 2008 году развитие и удешевление технологий генотипирования и секвенирования полногеномных последовательностей привело к резкому увеличению данных о молекулярном полиморфизме генома человека. Были определены и опубликованы полные последовательности четырех 210 «персональных» геномов человека. Развиваются комплексные исследовательские программы по анализу геномов различных типов опухолей. При анализе таких данных требуются современные методы вычислительного анализа, позволяющие отбирать предположительно функциональные кандидатные однонуклеотидные несинонимичные полиморфизмы (SNP) и редкие мутации. Ранее в ходе реализации проекта было произведено исследование возможностей улучшения методов анализа параметров несинонимичных полиморфизмов и привлечения новых типов биологической информации. На основе полученных результатов в 2008 году была произведена разработка вычислительного метода «нового поколения» (PolyPhen 2.0) для поиска функциональных полиморфизмов, опирающегося на новые типы биологической информации. Новую версию метода от разработанной ранеее отличают: (1) набор новых параметров несинонимичных полиморфизмов (в частности, учет нуклеотидного контекста замены); (2) использование новой процедуры построения множественного выравнивания последовательностей белков и последующего расчета весов аминокислотных остатков; (3) автоматический метод классификации. Метод реализован в виде программного комплекса. На основе доступных баз данных и оригинальных публикаций создана база соматических мутаций в первичных опухолях разных типов и опухолевых клеточных линиях, содержащая более 4500 несинонимичных мутаций. Проведенный анализ характеристик таких замен позволяет предположить, что они представляют собой смесь двух типов замен: мутаций-«драйверов», ответственных за онкогенез, и большого количества случайных и в большинстве случаев функционально нейтральных мутаций-«пассажиров». Решение задачи классификации наблюдаемых мутаций на «драйверы» и «пассажиры» может значительно упростить поиск генов, участвующих в онкогенезе, и, следовательно, указать новые мишени для терапии и диагностики рака, а также расширить наше понимания молекулярных процессов, ответственных за его инициацию и прогрессирование. Исследованы возможности использования PolyPhen для классификации соматических онкогенных мутаций. Публикации в 2008 г.: 1. Ramensky VE, Nurtdinov RN, Neverov AD, Mironov AA, Gelfand MS. (2008) Positive selection in alternatively spliced exons of human genes. Am J Hum Genet. 83:94-8. 2. В.Раменский, Р.Нуртдинов, А.Неверов, А.Миронов, М.Гельфанд. Положительный отбор и альтернативный сплайсинг в генах человека. 211 Труды 31-й конференция молодых ученых и специалистов ИППИ РАН "Информационные технологии и системы". Геленджик, сентябрь 2008. СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ И ПОЛИМОРФИЗМ РИБОСОМНОГО МЕЖГЕННОГО СПЕЙСЕРА У ЧЕЛОВЕКА И ВЫСШИХ ОБЕЗЬЯН А.П.Рысков, Д.В.Шибалев, К.К.Нечволодов, Н.С.Куприянова Государственное предприятие Российской академии наук Институт биологии гена РАН, Москва Рибосомный межгенный спейсер (рМГС) человека содержит в своей центральной части два высоко гомологичных повтора, размером 2 т.п.н., LR1 и LR2. Нами изучалась гетерогенность вариабельного сегмента (LR2 var) в рМГС человека. Был проведен сравнительный анализ нуклеотидных последовательностей 730 копий LR2 var, выделенных из геномов родственных и неродственных индивидуумов, а также из ДНК органов, тканей и клеточных культур человека. Показан высокий уровень внутрии межгеномной гетерогенности LR2 var. Различные способы выравнивания секвенированных копий LR2 var дифференцируют их на множество групп, в каждой из которых представленность идентичных последовательностей варьировала в интервале 4-9 %. Различия между копиями LR2 var связаны с вариациями по длине кластеров олиго (G) и (AG)n, нуклеотдными заменами, инсерциями и делециями небольших участков. Уровень межгеномной гетерогенности LR2 var (более 90%) был примерно одинаков как у родственных, так и неродственных индивидуумов. Сравнительный анализ нуклеотидных последовательностей позволил предположить, что изменчивость LR2 var, помимо неточного спаривания цепей в процессе репликации, может возникать за счет неравного кроссинговера и сегментарного обмена по механизму генной конверсии как между LR2 var, так и их гомологами в LR1. В этой связи представляется интересным, что при сравнении небольших выборок (~30 копий) LR2 var из различных органов и тканей одного индивидуума выявлена изменчивость в основном по микросателлитным кластерам. Это может означать, что соматическая изменчивость LR2 var в большой степени связана с репликационными ошибками на микросателлитах. Ранее нами были секвенированы фрагменты рМГС шимпанзе, гориллы и орангутана, размером ~7 т.п.н., предшествующих точке начала транскрипции рРНК (Netchvolodov et al., DNA Sequence, 2007). На основе этих данных мы провели сканирование сегментов предпромоторных областей рМГС, сопряженное с предсказанием вторичной структуры их 212 транскриптов, у высших приматов. Показано, что среди исследованных сегментов имеется два участка, потенциально способных образовывать вторичную структуру, сходную с таковой некодирующей РНК (ncРНК) рМГС мыши при полном отсутствии гомологии в первичных структурах. Известно, что ncРНК мыши связываются с хроматин-ремодулирующим комплексом (NORC), что необходимо для его встраивания в ядрышковый хроматин. Олигонуклеотиды, идентичные предполагаемой ncРНК человека, можно использовать для поиска специфических регуляторных белков. ИЗУЧЕНИЕ ПОЛИМОРФИЗМА СИСТЕМЫ ФЕРМЕНТОВ МЕТАБОЛИЗМА И ДЕТОКСИКАЦИИ КСЕНОБИОТИКОВ У БОЛЬНЫХ РАКОМ МОЧЕВОГО ПУЗЫРЯ И РАКОМ ПРОСТАТЫ А.Н.Саприн1), В.А.Суханов1), Л.А.Пирузян1), Е.В.Калинина1), В.А.Глазунова2), А.А.Штиль2) Центр теоретических проблем физико-химической фармакологии РАН, Москва 2) Всероссийский онкологический научный центр РАМН, Москва 1) Изучение полиморфизма системы ферментов метаболизма и детоксикации ксенобиотиков (ФМДК) представляет несомненный интерес с точки зрения её возможной связи с риском развития онкологических и других заболеваний. Популяционные исследования, проведенные по основным полиморфным ферментам системы ФМДК, выявили значительные межиндивидуальные различия по их активности как качественно (генетический полиморфизм) так и количественно (уровень экспрессии генов). Поскольку эпоксид-диольный путь детоксикации гидрофобных проканцерогенных ксенобиотиков является наиболее опасным для организма из-за образования чрезвычайно реакционных метаболитов, то, на наш взгляд, с учетом известных из литературы данных по отдельным формам, минимальная панель тестируемых ферментов, участвующих в этом метаболизме, должна, по-видимому, состоять из цитохрома Р-450 (формы СУР1А1, СУР1А2, СУР1В1 и СУР3А4), микросомальной эпоксидгидратазы (ЕН, 2 формы с точечными мутациями Tyr113His и His139Arg), и микросомальной глутатион-Sтрансферазы (GST класса μ). Проверка эффективности тестирования с помощью этого набора была проведена на больных раком мочевого пузыря и раком простаты. Подобное генотипирование больных с этими видами опухолей ранее не проводилось. 213 Транскрипция генов cyp1a1, cyp1a2, cyp3a4, cyp1b1, GSTμ5, EHHis139Arg, EH-Tyr113His проанализирована методом RT-PCR. Выравнивание проводилось по мРНК β-актина. Пробы крови были взяты из трёх групп: контрольная (здоровые доноры), рак мочевого пузыря (нелеченые пациенты с диагнозом рак мочевого пузыря), рак простаты (нелеченые пациенты с диагнозом рак простаты). РНК для RT-PCR выделяли из лимфоцитов. Экспрессия генов cyp1b1, cyp 1a1 и cyp1a2 не обнаружена ни в одном из образцов. Гены cyp3a4, EH-Тyr113His экспрессируются во всех группах одинаково стабильно. Для GSTμ5 и EH-His139Arg выявлены колебания экспрессии в образцах из разных групп. Наиболее значительные различия наблюдались между группами экспрессии мРНК формы ЕН-His139Arg по сравнению с контролем (р < 0.01). Экспрессия мРНК EH-His139 была достоверно ниже в 2.5 раза, в среднем по группе больных раком мочевого пузыря и примерно в 1.5 раза ниже, чем в среднем по группе здоровых доноров, по сравнению с группой больных, страдающих от рака простаты. Недавно работы in vitro показали, что вариант ЕН-His139 обладает на 25 % более высокой активностью, а вариант ЕН-Tyr113 обладает на 40 % меньшей активностью, по сравнению с ЕН «дикого типа». На основании этого можно предположить, что пониженная экспрессия мРНК ЕН-His139 должна приводить к снижению общего уровня активности ЕН, что может быть связано с пониженной детоксикационной способностью индивидуума или с гормональными отличиями у индивидуумов. ИЗУЧЕНИЕ МОЗГОВЫХ МЕХАНИЗМОВ, ЛЕЖАЩИХ В ОСНОВЕ СВЯЗИ ГЕНОВ И ПСИХИКИ О.В.Сысоева1), Г.В. Портнова1), И.Н. Нечаев 1), К.С. Смирнов 1), Н.В. Малюченко 2), А.Г. Тоневицкий 2), А.М.Иваницкий 1) 1) Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, Москва 2) Биологический факультет МГУ им.М.В, Ломоносова В физиологии мозга существует определенный разрыв между работами системного и молекулярного уровней, что не дает возможности воссоздать целостную картину работы мозга. Цель нашего проекта – это изучение мозговых механизмов, лежащих в основе связи генов и психики. Исследование функции времени представляет хорошую модель для этого, так как точность восприятия времени составляет устойчивую характеристику личности, а само восприятие в разных интервалах 214 времени опосредуется разными медиаторными системами и связано с ритмическими процессами мозга. Более того, процесс восприятия времени нарушается при ряде заболеваний, таких как шизофрения, дизлексия, паркинсонизм, депрессия. 30 здоровых испытуемых (мужчины от 18 до 30 лет, правши, русские, 15 с генотипом 10/10 по гену DAT VNTR, 15 с генотипом CC по гену 5HT2a) участвовали в электроэнцефалографическом исследовании (ЭЭГ). Запись проводилась на 36 канальном энцефалографе ATES MEDICA (система 10-20 % плюс ЭОГ). Частота опроса 250 Гц, постоянная времени – 0,1 Гц, рефент – усредненный сигнал с мочек ушей. Анализировались спектры мощности фоновой ЭЭГ покоя (2 минуты открытых, 2 минуты закрытых глаз до и после выполнения экспериментальной задачи). Спектры мощности расчитывались по 2 секундным безартефактным интервалам, а затем усреднялись. По первым 20 секундам ЭЭГ покоя при закрытых глазах определялась доминирующая частота альфа ритма (максимальный пик мощности на спектре (FFT) от 7 до 14 Гц, разрешение 0,1 Гц). Экспериментальная задача для испытуемых заключалась в воспроизведении длительностей от 1 до 12 секунд предъявляемых в случайном порядке и сравнении длительностей от 3,2 до 6,6 секунд. Было выявлено, что носители 10/10 генотипа по гену DAT VNTR, по сравнению носителями генотипа 10/9, имеют большую индивидуальную частоту альфа ритма и в то же время перевоспроизводят (воспроизводят как более длительный) 1 секундный интервал времени. Специфичность влияния дофамина именно на короткие интервалы времени был показана ранее в психофармакологических исследованиях. Новизной нашей работы является установленная связь гена с этим процессом, а также выявления ЭЭГ-коррелята данного процесса – более высокой частоты индивидуального альфа-ритма в покое. Также проводились исследования ритма покоя в зависимости от генотипа 5HT2a. Обнаружено, что низкоамплитудный альфа ритм при закрытых глазах (отсутствие выражнного альфа-ритма), наблюдается только у носителей CC генотипа (5 из 15) и ни у одного из TT (0 из 15). По литературным данным низкоамплитудный альфа-ритм характерен для 15 % популяции и является фактором риска депрессивных заболеваний. Его возможная связь с геном рецептора серотонина открывает новые перспективы в исследовании механизмов этой патологии. В перспективе планируется расширение базы данных испытуемых для исследования выделенных и других психологических процессов. Выражается надежда, что использованный подход имеет хорошую перспективу для выстраивания единой логической цепочки от гена до сознания. 215 ИДЕНТИФИКАЦИЯ И АНАЛИЗ СРЕДОВЫХ И ГЕНЕТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ РИСКА РАЗВИТИЯ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ ОПУХОЛЕЙ У ЧЕЛОВЕКА В.А.Тарасов1), М.М.Асланян2), Е.С.Цырендоржиева1), С.С.Литвинов2), Р.Ф.Гарькавцева3) , Ф.А.Амосенко3) Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, Москва. Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва. 3) Российский онкологический научный центр им. Н.Н. Блохина РАМН, Москва 1) 2) В текущем году основное внимание уделялось идентификации комбинаций аллельных состояний генов, которые могут служить генетическими маркерами развития спорадических форм рака толстого кишечника и рака молочной железы у женщин. В случае рака молочной железы проведён анализ полиморфизма в шестнадцати генах. Таблица 1. Комбинации аллельных вариантов генов, сцепленные с высоким риском развития опухолей Число Доля (%) Ген Генотип OR p Б К Б К Рак молочной железы (выборка 755 человек) APEX1 V1 / V 1 134 68 29,4 22,7 1,4 0,04 MTHFR A2 / A2 43 14 9,4 4,7 2,1 0,02 MTHFR, OGG1 A2 /A2,U1/U2 23 3 5,04 1,0 5,2 0,002 MTHFR, NBS A2 /A2,T1/T1 24 4 5,3 1,3 4,1 0,005 APEX1, BRCA2 V1 / V1 Y2 / (-) 67 22 14,7 7,4 2,2 0,003 APEX1, BRCA2 V1 / V1 Y1 / Y2 58 21 12,7 7,0 1,9 0,01 APEX1,BRCA1 V1 / V1 S1 / S2 66 26 14,5 8,7 1,8 0,02 MSH6, BRCA2 W2 / (-) Y1 / Y2 68 27 14,9 9,0 1,8 0,02 RAD51, P53 R1 / R2 J1 / J2 58 22 12,7 7,4 1,8 0,02 Рак толстой кишки (выборка 638 человек) OGG1, MSH6 U1/ U2,W2/W2 8 2 0,03 0,04 0,006 4,8 OGG1, MSH6 U2/(-), W2/W2 9 2 0,032 0,006 5,3 0,02 Индексы “1” и “2” относятся к часто и редко встречающимся аллелям соответственно. 216 Большинство исследованных генов включено в контроль процессов репарации ДНК. Это гены APEX1, OGG1, BRCA1, связанные с протеканием эксцизионной репарации, гены BRCA1, BRCA2, BRIP1, RAD51, RAD52 – с репарацией двунитевых разрывов ДНК, XRCC1 – с репарацией однонитевых разрывов ДНК, MSH3, MSH6, MLH1 – с репарацией неправильно спаренных оснований. Кроме того, в работу были включены гены P53, P21, участвующие в контроле апоптоза, а также ген MTHFR, кодирующий метилен-тетрагидрофолатредуктазу, которая участвует в синтезе метионина. Видно, что в случае рака молочной железы получены две наиболее значимые комбинации аллельных вариантов генов сцепленные с высоким риском развития опухолей. При исследовании образцов крови у лиц, страдающих раком толстого кишечника, установлено, что гомозиготы по редкому варианту генов 8окси-гуанин ДНК гликозилазы и гена MSH6, включённого в контроль репарации неправильно спаренных оснований, ассоциированы с высоким риском развития спорадических форм этого типа опухолей. Материалы доложены на ХХ Международном генетическом конгрессе в Берлине (Германия) 12-17 июля 2008 г. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛИМОРФНЫХ ВАРИАНТОВ ГЕНОВКАНДИДАТОВ РЯДА МНОГОФАКТОРНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ И РАЗРАБОТКА ПОДХОДОВ ИХ ДНК-ДИАГНОСТИКИ Э.К.Хуснутдинова, Р.И.Хусаинова, В.Л.Ахметова, М.А.Бермишева, Г.Г.Фасхутдинова Институт биохимии и генетики Уфимского научного центра РАН, Уфа Проведен поиск генетических маркеров риска развития остеопороза, псориаза, рака молочной железы, алкогольного психоза с учетом этнической принадлежности индивидов. В выборках больных раком молочной железы (N=800) и контрольной группы (N=1600) проведено изучение четырех полиморфных локусов p. D302H гена Casp8, p. L10P гена TGFb1), rs2981582 гена TOX3 и rs3803662 гена FGFR2. Анализ ассоциаций изученных вариантов с заболеванием показал, что у гомозигот по редкому варианту (*Т/*Т) гена FGFR2 повышен риск развития рака молочной железы (OR=1,25 [1.11-1.42], p=0.001). Установлено, что локус rs3803662 гена FGFR2 ассоциирован с риском развития рака молочной железы. 217 Проведено изучение изменения уровня экспрессии мкРНК (mir-9 и mir-21) в мозге мышей (линия С57BL/6), получавших этанол (2г/кг) и в контроле. Согласно литературным источникам, исследования на клеточных линиях показали, что мкРНК 9 и 21 являются регуляторами генов, играющих важную роль в развитии зависимости от алкоголя. Методом полуколичественной ПЦР в реальном времени с использованием TaqMan проб (на зрелую мкРНК) нами было показано, что в поясной извилине коры мозга (cingular cortex) мышей этанол приводит к повышению экспрессии мкРНК 9. Уровень мкРНК 21 в мозге мышей, получавших этанол, не отличался от такового у контрольных особей. В качестве эндоконтроля использовали мкРНК let-7a. Повышение уровня мкРНК 9 в головном мозге ведет к изменению профиля экспрессии мРНК определенного класса генов-мишеней (GABRB2, KCNMB2, DRD2 и др.), вовлеченных в процессы нейрональной физиологии, что может представлять собой один из механизмов адаптации нейронов к алкоголю. Изучение полиморфных вариантов 4037C>T, 1980C>T, 1695G>A гена LRP5, FokI,BsmI,TaqI гена VDR, (CA)n гена CALCA у женщин постменопаузального возраста из Волго-Уральского региона (N=477) выявило, что маркерами повышенного риска развития переломов являются сочетание генотипов VDR*F*F/*b*b у женщин русской этнической принадлежности, аллель CALCA*17 гена CALCA у женщин татарской этнической принадлежности. Обнаружена ассоциация генотипа 4037*C*T гена LRP5 с низким уровнем МПКТ поясничных позвонков и генотипов CALCA*10*10 и CALCA*17*17 гена CALCA с высоким уровнем МПКТ шейки бедра у женщин русской этнической принадлежности. У русских женщин с потреблением кальция менее 800 мг в сутки генотип VDR*f*f гена VDR ассоциирован с низким уровнем МПКТ шейки бедра, а гаплотип VDR*b*T гена VDR ассоциирован с низкими значениями МПКТ шейки бедра и поясничных позвонков. Исследование полиморфных вариантов T619C, G767A, T1236G, C1243T, C1593T гена CDSN, G305A, C307T, C477T, C771G гена HCR, 308G/A гена TNFα в выборках больных псориазом (N=552) и здоровых индивидов (N=670) показал, что маркерами повышенного риска развития заболевания являются аллель Сw6+ и генотипы Сw6+/Сw6+ и Сw6+/Сw6гена HLA-C, аллели 307*Т, 325*T, 477*С, 1723*Т, 1911*G, 2327*G и генотипы 307*С/T 307*Т/T, 325*C/T, 325*T/T, 477*С/С, 1723*C/T, 1723*T/T, 1911*G/G, 2327*C/G, 2327*G/G гена HCR, аллель 1243*С и генотип 1243*С/С гена CDSN, гаплотип HLA-Cw6+-HCR-307*T-HCR325*T-HCR-477*C-HCR-1723*T-HCR-1911*G-HCR-2327*G-CDSN1243*C. SNPlex генотипирование 48 SNPs семейства 10 генов Toll-подобных рецепторов и последующий анализ полученных данных позволил выявить ассоциацию аллеля А (rs4862632) и генотипа АА гена TLR3 у индивидов русской этнической принадлежности, аллелей Т (rs179008), А (rs179020) и 218 G (rs12013728) гена TLR7 с развитием псориаза у индивидов татарской этнической принадлежности. Обнаружено, что наибольший вклад в формирование генетической предрасположенности к псориазу вносит межгенное взаимодействие полиморфных вариантов HLA-Cw6, HCRC307T, HCR-C325T, HCR-G1723T, HCR-C2327G генов HLA-C и HCR. ИССЛЕДОВАНИЕ РОЛИ ГЕНЕТИЧЕСКИ ДЕТЕРМИНИРОВАННОЙ НЕПЕРЕНОСИМОСТИ ЛАКТОЗЫ КАК ФАКТОРА РИСКА РАЗВИТИЯ ОСТЕОПОРОЗА В РОССИЙСКИХ ПОПУЛЯЦИЯХ Н.К.Янковский1), С.А.Боринская1), А.Н.Сафонова2), А.Н.Петрин2), Д.В.Ребриков3) Институт общей генетики им. Н.И.Вавилова РАН, Москва Московский государственный медико-стоматологичесакий университет, Москва 3) ЗАО «НПФ ДНК-Технология» 1) 2) Среди генов, определенные аллельные варианты которых ассоциированы с остеопорозом, выделяют гены коллагена COL1A1, рецептора витамина D VDR, рецептора кальцитонина и ряд других. Как недавно показано, что носительство генотипа С/С по полиморфизму C/T13910 в регуляторном участке гена лактазы LCT, детерминирующего первичную гиполактазию, обуславливает повышенный риск развития остеопороза и более высокую частоту переломов у женщин постменопаузального возраста (Obermayer et al., 2007; Enattah et al., 2005). В населении Европейской части России, также как и в европейских популяция, первичная гиполактазия определяется носительством генотипа СС по полиморфизму LCT*C/T-13910. Отличия российских популяций заключаются, во-первых, в 2-3 раза более высокой частоте гиполактазии по сравнению с вышеупомянутыми выборками (30-40 % у русских и более высокие частоты в других этнических группах) и, во-вторых, в гораздо более низкой частоте регулярного приема препаратов кальция. В таких условиях гиполактазия может являться значимым фактором риска развития остеопороза. Известно, что при дефиците кальция возрастает риск развития кариеса. Однако возможная связь гиполактазии и кариеса до сих пор не исследована. Так как частота гиполактазии варьирует в различных этнических группах (от 30-40 % у русский до 70-90 % в коренном населении Поволжья и Сибири), для исследования необходимы этнически гомогенные выборки. С соблюдением процедуры информированного согласия созданы выборки больных остеопорозом 219 (возраст от 46 до 76, средний возраст 62 года) и пациентов с охарактеризованным стоматологическим статусом (200 чел.). При сборе образцов проводился опрос об этнической принадлежности предков двух поколений, о характере питания и о потреблении препаратов кальция и витаминов. Часть образцов использована для установления генотипов по полиморфизму C/T-13910 гена LCT. Предварительный анализ небольших выборок женщин возраста до 60 лет не выявил различий по частоте генотипа С/С по сравнению с контрольной группой. Однако такие различия могут быть выявлены в более старших возрастных группах, как это было показано для финской выборки. Факторами риска остеопороза является как ассоциированное с гиполактазией нарушение абсорбции кальция, так и недостаточное обеспечение кальцием пищевых продуктов. Профилактикой для лиц с гиполактазией является обеспечение их необходимым количеством кальция в составе препаратов, не содержащих лактозу. В финской выборке индивиды с гиполактазией достоверно чаще поддерживали необходимый уровень потребления кальция с помощью приема различных препаратов, чем лица, не страдающией гиполактазией. При сбалансированном потреблении кальция гиполактазия не является фактором риска остеопороза, и выявление путем генодиагностики групп риска позволит индивидуализовать профилактический прием препаратов. 12. Проблема сознания в клинике ЭФФЕКТЫ ОСТРОГО ВВЕДЕНИЯ АЛКОГОЛЯ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОВРЕЖДЕНИЙ ГИППОКАМПА Ю.И.Александров 1), Б.Н.Безденежных 1), К.В.Анохин 2), А.Kонушин 2) 3) 2) 1) Институт психологии РАН, Москва НИИ нормальной физиологии им. П.К. Анохина РАМН, Москва 3) Лаборатория компьютерной графики при ВМК МГУ Сознание и память человека зависят от таких высших отделов головного мозга, как неокортекс и гиппокамп. Эти функции страдают при повреждениях гиппокампа, вызываемых ишемиями, травмами, вирусными и другими заболеваниями. Однако возможности исследований соответствующих клинических патологий и разработки средств их компенсации ограничены из-за отсутствия адекватных моделей повреждений гиппокампа у человека. Задачей настоящей работы было проверить, могут ли эффекты острого введения алкоголя рассматриваться 220 в качестве подобной модели, а также разработать компьютерные тесты состояний разных форм памяти и состояний сознания и их нарушений в клинике. Основанием для данного предположения были полученные нами ранее данные о том, что острое введение алкоголя в дозе 1 г/кг блокирует активность нейронов, обеспечивающих наиболее высокие уровни системной организации поведения, сформированные на поздних этапах индивидуального развития. В экспериментах с задачей выбора участвовало 70 испытуемых, причем дважды с интервалом 3-6 месяцев участвовали 8 мужчин и 6 женщин – в одном эксперименте они были в нормальном состоянии, в другом – в состоянии после приема этанола в дозе 1 г/кг. Показано, что алкоголь не действует на время простых ответов, но тормозит сокращение времени ответа в задачах выбора ответа и блокирует эффект последовательности, который является показателем совершенствования поведения. Под действием алкоголя увеличивается латентный период пика Р300 и уменьшается его амплитуда. С развитием этого компонента связывают переходные процессы от одного действия к другому. Именно этот этап, во время которого происходит оценка конечного результата совершенного действия и планирование будущего, характеризуется наиболее высокими уровнями сознания. Этот этап, как предполагается, характеризуется более низкими уровнями сознания. Следовательно, в экспериментах обнаружено более выраженное действие алкоголя на те звенья мозгового обеспечения поведения, которые соответствуют более высокому уровню сознания. Сопоставление полученных нами данных с данными о том, что гиппокамп обеспечивает функционирование декларативной памяти и является весьма чувствительной мишенью действия алкоголя, позволяет предполагать, что последний может быть использован в целях вышеупомянутого моделирования. Для дифференцированной оценки функций памяти человека, зависящей от гиппокампа, и оценки влияния алкоголя на них, была разработана система компьютерных тестов с навигацией испытуемого в виртуальной среде. Система состоит из трех основных модулей – задания протокола тестирования, теста с виртуальной средой, и модуля визуализации траектории движения с сохранением результатов тестирования для последующего анализа. В настоящий момент в системе доступны 3 вида виртуальных лабиринтов – Морриса, Барнс, 8-рукавный радиальный лабиринт. Система разработана на платформе Java, что позволяет разместить тесты на сайте в интернете для свободного доступа. 221 СОЗДАНИЕ ТКАНЕСПЕЦИФИЧНЫХ ЛЕНТИВИРУСНЫХ ТРАНСГЕННЫХ МОДЕЛЕЙ С НАПРАВЛЕННЫМИ ИЗМЕНЕНИЯМИ ЭКСПРЕССИИ ГЕНОВ В ЛОКАЛЬНЫХ ОБЛАСТЯХ МОЗГА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЗМОВ ЦЕРЕБРАЛЬНЫХ ПАТОЛОГИЙ, ПРИВОДЯЩИХ К ИЗМЕНЕНИЯМ В ПАМЯТИ И СОЗНАНИИ П.М. Балабан, С.В. Саложин, Е.П. Кулешова, А.В. Большаков, М.Ю. Степаничев Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, Москва Трансдукция с помощью лентивирусов является универсальной и эффективной системой доставки генов, регулирующих работу нейронов, и сцепленных с геном, продуцирующим молекулу зеленого флуоресцентного белка. Доставка генов при помощи лентивирусов дает возможность разработать новые модели церебральных патологий за счет прямой и длительной экспрессии генов в ЦНС животных. С использованием лентивируса, несущего ген зеленого флуоресцентного белка (наработан в лаб. А.В.Белявского, Институт молекулярной биологии РАН) в 2008 году отработаны методы стереотаксического введения суспензии лентивирусов в область гиппокампа крыс на животных разного возраста (от 1 до 6 месяцев). С помощью флуоресцентного имаджинга продемонстрирована иммунореактивность к зеленому флуоресцентному белку в местах введения вируса. Продемонстрировано распространение вируса по гиппокампу. Введено в эксплуатацию (отремонтировано, оборудовано, проведены первые эксперименты) помещение для производства и манипуляций с лентивирусами, состоящее из культурального блока, операционной, помещения для содержания животных. Отработан протокол трансфекции плазмидой, кодирующей зеленый флуоресцентный белок, клетокупаковщиков, необходимых для производства вируса. С использованием этой плазмиды произведены первые вирусы, которые планируется использовать в качестве контрольных при последующих экспериментах по введению в мозг вируса, несущего конструкции для оверэкспрессии или подавления экспрессии генов, вовлеченных в процессы обучения и памяти или нейропатологий. Создан вектор, который предполагается использовать для производства вирусных частиц, несущий ген зеленого флуоресцентного белка под контролем CaMKII промотора. Данный промотор является нейрон-специфичным (Ditgen et al., PNAS, 2004), т.е. экспрессия трансгена происходит только в нейронах. В настоящее время производится оптимизация условий для создания вируса для доставки 222 данного трансгена в клетки нервной системы. Мы предполагаем, что работа с лентивирусными частицами, несущими данный вектор, позволит получить данные о вкладе отдельных групп нейронов в процессы обработки информации. Эти данные будут особенно важны для понимания функционирования нашего сознания, механизмов обучения и памяти. Кроме того, на данный момент проводится работа по созданию siRNAкодирующих векторов для локальной доставки в клетки центральной нервной системы и подавления экспрессии гена, кодирующего протеолитический фермент каспазу 3, белковый продукт которого вовлечен в процесс нейродегенерации. С помощью данной конструкции мы планируем провести эксперименты по снижению активности каспазы 3 в норме и при моделировании патологических процессов. Полученные данные будут важны для понимания механизмов нейропатологий. ПРОБЛЕМА СОЗНАНИЯ И ЕЕ ВЫХОДЫ НА ДИАГНОСТИКУ И ПАТОГЕНЕЗ НЕРВНО-ПСИХИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ А.М.Иваницкий, Г.Н.Болдырева, Э.А.Костандов, В.Б.Стрелец Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН Работа над проектом происходила по четырем направлениям. Продолжена разработка технологии распознавания типа мышления по рисунку ЭЭГ (А.М.Иваницкий). Ставилась задача определить, может ли создаваемая система различать только базовые типы мышления или она способна также различать разные варианты заданий внутри одного базового типа. Показано, что основные типы мышления уверенно различаются (процент правильного распознавания ≈ 85 %). Конкретные виды задач различаются на пороге достоверности (≈ 66 %). При наличии в когнитивном процессе обоих компонентов мышления (вербального и пространственного) ритмические паттерны ЭЭГ оказываются смешанными. При предъявлении заданий на слух различия в ритмических паттернах ЭЭГ при разных типах мышления не менее выражены, чем при предъявлении заданий в зрительной модальности, то есть перестройки ритмов ЭЭГ связаны именно с мысленными действиями и сенсорно не специфичны. Полученные данные имеют перспективу для объективной оценки хода мышления у больных с патологией мозга. В лаборатории В.Б.Стрелец проведен сравнительный анализ различий спектральной мощности при выполнении когнитивных заданий в норме и при шизофрении с преобладанием позитивной симптоматики. В тесте на арифметический счёт межгрупповые различия были выявлены в тета1- 223 диапазоне. У здоровых мощность этого ритма увеличивалась по сравнению с фоном в префронтальных, фронтальных и височных областях при снижении в других отделах коры. У больных шизофренией с преобладанием позитивной симптоматики в тех же условиях наблюдалось увеличение разницы между мощностью тета1-ритма в правых префронтальной, задневисочной и левой височной областях. В симметричных областях этот показатель снижался. Полученные данные указывают на снижение функции лобных отделов коры при шизофрении. Исследования, проводимые на базе Института нейрохирургии имени акад. Н.Н.Бурденко РАМН (Г.Н.Болдырев), были связаны с изучением механизмов формирования реактивных церебральных перестроек на предъявление зрительных и двигательных проб, на основе сопоставления данных фМРТ и ЭЭГ. Анализ церебральных реакций у здоровых людей позволил получить результаты, уточняющие функциональную значимость спектрально-когерентных характеристик ЭЭГ и структурную детерминированность ее реактивных перестроек. Установлено, что показатели фМРТ характеризуются большей локальностью, и их топография обнаруживает большую зависимость от модальности предъявляемого раздражения, чем перестройки ритмов ЭЭГ, подчеркивающие системный характер реагирования мозга на функциональные нагрузки. Проведены пилотные исследования по фМРТЭЭГ оценке церебральных реакций при сенсорных воздействиях у больных с опухолевым поражением мозга. Исследования, проводившиеся под руководством Э.А.Костандова, показали, что у здоровых людей когерентный анализ позволяет обнаружить тоническую синхронизацию тета-потенциалов между лобной и височной областями правого полушария при ригидных формах установки, когда наблюдаются контрастные и ассимилятивные иллюзии в восприятии лица. Обосновывается гипотеза: зрительные иллюзии – следствие преобладания нисходящих модулирующих влияний из префронтальной коры (их источник – когнитивная установка) на высшие зрительные центры в височной коре. Это позволяет понять нервный механизм расстройств восприятия (иллюзии, галлюцинации), возникающих при ряде психических заболеваний человека. 224 СОДЕРЖАНИЕ ПРЕДИСЛОВИЕ 3 1. Нейродегенеративные заболевания ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОМ ХРОМАТО-МАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ ВЛИЯНИЯ РЕВАСТИГМИНА И МЕМАНТИНА НА СПЕКТР МОЛЕКУЛЯРНЫХ ВИДОВ ХОЛИНСОДЕРЖАЩИХ ФОСФОЛИПИДОВ В ПЛАЗМЕ КРОВИ ПАЦИЕНТОВ С БОЛЕЗНЬЮ АЛЬЦГЕЙМЕРА. А.В.Алесенко, Ю.О.Каратассо, А.А.Коротаева, Я.Б.Федорова, С.И.Гаврилова 7 MPTP МОДЕЛЬ БЕССИМПТОМНОЙ ФАЗЫ БОЛЕЗНИ ПАРКИНСОНА У МЫШЕЙ ЛИНИИ C57BL/6: МИКРОДИАЛИЗ ДОФАМИНА И ЕГО МЕТАБОЛИТОВ ИЗ СТРИАТУМА МЫШЕЙ, АНАЛИЗ ВОЗМОЖНЫХ КОМПЕНСАТОРНЫХ ПРОЦЕССОВ А.С.Базян, Ю.С.Украинцева, В.А.Коршунов, Н.В.Щеголевский, А.А.Фоломкина, В.Н. Мац, Г.А.Григорьян 8 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИ МОДИФИЦИРОВАННЫХ МЫШЕЙ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ НЕЙРОДЕГЕНЕРАТИВНЫХ ПРОЦЕССОВ С ЦЕЛЬЮ ВЫЯВЛЕНИЯ НОВЫХ ЭФФЕКТИВНЫХ МИШЕНЕЙ ДЛЯ СКРИНИНГA ПРЕПАРАТОВ С НЕЙРОПРОТЕКТОРНЫМИ СВОЙСТВАМИ С.О. Бачурин, А.А. Устюгов, Н.Н. Нинкина 10 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СИНТЕТИЧЕСКИХ АНАЛОГОВ ЭНДОГЕННЫХ ПЕПТИДОВ ДЛЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ РАЗРАБОТКИ НОВЫХ ПОДХОДОВ К ПРОФИЛАКТИКЕ И ТЕРАПИИ БОЛЕЗНИ АЛЬЦГЕЙМЕРА Н.В.Бобкова, Н.И.Медвинская, И.В.Нестерова, И.Ю.Александрова, А.Н.Самохин, О.М.Вольпина, В.И.Цетлин, Е.В.Крюкова, М.Б.Евгеньев, Б.В.Бахарев 11 ПЕПТИДНЫЕ ФРАГМЕНТЫ НЕЙРОАНТИГЕНОВ КАК ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ЛЕКАРСТВЕННЫЕ СРЕДСТВА ПРИ НЕЙРОДЕГЕНЕРАТИВНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЯХ А.Г.Габибов, Н.А.Пономаренко, О.М.Дурова, А.А.Белогуров, А.В.Решетняк, Г.Б.Телегин, В.К.Мисиков, В.Д.Кнорре, А.И.Алехин, Н.Г.Гончаров 13 МОЛЕКУЛЯРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ КОМПЕНСАТОРНЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ НЕЙРОДЕГЕНЕРАТИВНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЯХ – ГИПЕРПРОЛАКТИНЕМИИ И БОЛЕЗНИ ПАРКИНСОНА С.Г.Георгиева, А.Н.Краснов, Ю.В.Николенко 14 ЭФФЕКТИВНЫЕ АЛГОРИТМИЧЕСКИЕ СХЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ АНАЛИЗА МЕДИЦИНСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ И ИХ СПЕЦИАЛИЗАЦИЯ ДЛЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ СРЕЗОВ МОЗГА И.Б.Гуревич, В.Н.Белоозеров, Е.А.Козина, А.А. Мягков, Н.А.Найденов, Т.С.Пронина, Ю.О.Трусова, В.Г.Хаиндрава, В.В.Яшина 15 ИЗМЕНЕНИЯ НЕЙРОГЕНЕЗА ПОД ДЕЙСТВИЕМ БЕТА-АМИЛОИДНЫХ ПЕПТИДОВ. Н.В. Гуляева, В.А.Аниол, Н.А.Лазарева, В.А.Маркевич, М.Ю.Степаничев, А.А.Яковлев 225 17 ИССЛЕДОВАНИЕ РОЛИ ФЕРМЕНТОВ КАТАБОЛИЗМА АМИЛОИДНОГО ПЕПТИДА В ПАТОГЕНЕЗЕ КОГНИТИВНЫХ РАССТРОЙСТВ И БОЛЕЗНИ АЛЬЦГЕЙМЕРА С ЦЕЛЬЮ СОЗДАНИЯ МЕТОДОВ РАННЕЙ ДИАГНОСТИКИ И ЛЕЧЕНИЯ. И.А.Журавин, Н.Н.Наливаева, С.А.Плеснева, Н.Л.Туманова, Д.С.Васильев, Н.М.Дубровская, Е.Г.Кочкина, С.И.Гаврилова, Г.Ш.Бурбаева, И.С.Бокша, Я.Б.Федорова, Н.З.Макова, Н.Д.Беляев, .J.Turner 19 НОВЫЕ ПОДХОДЫ К РАННЕМУ ВЫЯВЛЕНИЮ БОЛЕЗНИ ПАРКИНСОНА НА ОСНОВЕ МЕТОДОВ ФИЗИОЛОГИИ ДВИЖЕНИЙ Ю.С.Левик, А.В.Александров, Б.Х. Базиян, М.Е.Иоффе, Т.Б. Киреева, Е.Ю.Корнюхина, М.Е. Курганская, А.А. Фролов, О.Е. Хуторская, Л.А.Черникова, Л.А.Чигалейчик, В.Ю.Шлыков 20 НОВЫЕ ГЕНОМНЫЕ ПОДХОДЫ ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ РИСКА ПРЕДРАСПОЛОЖЕННОСТИ К ОБЩИМ ФОРМАМ БОЛЕЗНИ АЛЬЦГЕЙМЕРА Е.И.Рогаев, А.П. Григоренко, Ю.К. Моляка, Т. В. Бойкова 22 ПОИСК ГЕНЕТИЧЕСКИХ МАРКЕРОВ СПОРАДИЧЕСКОЙ ФОРМЫ БОЛЕЗНИ ПАРКИНСОНА. П.А.Сломинский, Е.В.Семенова, М.И.Шадрина, С.Н.Иллариошкин, Г.Х.Багыева, И.А.Иванова-Смоленская, С.А.Лимборская 23 ПРЕКЛИНИЧЕСКАЯ СТАДИЯ БОЛЕЗНИ ПАРКИНСОНА: ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ М.В. Угрюмов 24 ИССЛЕДОВАНИЕ РОЛИ ШАПЕРОНОВ 70 кДа В ПАТОГЕНЕЗЕ СУДОРОГ РАЗНОЙ ЭТИОЛОГИИ У ЖИВОТНЫХ, НЕ ПРЕДРАСПОЛОЖЕННЫХ И ГЕНЕТИЧЕСКИ ПРЕДРАСПОЛОЖЕННЫХ К ЭПИЛЕПСИИ Ю.Ф.Пастухов, И.В.Екимова, Л.Е.Ницинская, К.А.Худик, М.В.Чернышев, Н.А.Фролова, А.А.Якимчук, И.В.Гужова 26 РОЛЬ ПРЕСЕНИЛИНА 1 В КЛЕТОЧНОЙ АДГЕЗИИ И ОБРАЗОВАНИИ СИНАПСОВ. A.Л.Шварцман, С.В.Саранцева, К.В. Соловьев, О.Рунова, Е.Талалаева, М.Витек 27 2. Общие проблемы этиологии и патогенеза ДЛИТЕЛЬНЫЕ И КРАТКИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА СО СТОРОНЫ ПРИРОДНЫХ, АНТРОПОГЕННЫХ И СОЦИАЛЬНЫХ ФАКТОРОВ И РЕАКЦИЯ НА НИХ СО СТОРОНЫ ЧЕЛОВЕКА А.Г.Гамбурцев, О.И.Аптикаева, Д.Г.Стрелков 29 ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ В ПАТОГЕНЕЗЕ УГРОЖАЮЩИХ ЖИЗНИ ЗАБОЛЕВАНИЙ (НА ПРИМЕРЕ РАКА МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ) А.Л.Журавлев, Н.В.Тарабрина, Г.П.Генс, М.А.Падун, Н.Е.Шаталова 30 МОДЕЛЬ ЭТИЧЕСКОГО КОМИТЕТА ДЛЯ БИОМЕДИЦИНСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ. Б.Г.Юдин, И.Д.Пестов, П.Д. Тищенко 226 32 ВЛИЯНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ СТИМУЛЯЦИИ ОПОРНЫХ ЗОН СТОП НА ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ НЕЙРОМОТОРНОГО АППАРАТА ЧЕЛОВЕКА И.Б.Козловская, И.В. Саенко, Л.А. Черникова, Р.М.Умарова 33 РОЛЬ МОЛИБДЕНА В РАЗВИТИИ ДИСФУНКЦИИ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ Х.А. Курданов, З.Х. Шерхов, Х.И. Шерхова 35 ИССЛЕДОВАНИЕ МОЛЕКУЛЯРНЫХ МЕХАНИЗМОВ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЗАЩИТНЫХ СИСТЕМ КЛЕТКИ ПРИ СИСТЕМНОМ ВОСПАЛИТЕЛЬНОМ СИНДРОМЕ И СЕПСИСЕ У МЫШЕЙ. ПОИСК НОВЫХ НАПРАВЛЕНИЙ ЛЕЧЕНИЯ Е.Г. Новоселова, С.М. Лунин, М.О. Хренов, Т.В. Новоселова, О.В. Глушкова, С.Б. Парфенюк 36 СТРУКТУРНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ В ПЛАЦЕНТЕ И ЕЕ СОСУДИСТОМ РУСЛЕ, СОПРОВОЖДАЮЩИЕ НАРУШЕНИЯ ГЕМОДИНАМИКИ ПРИ СИНДРОМЕ ПЛАЦЕНТАРНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ В.А.Отеллин, Л.И.Хожай, Н.Г.Павлова, А.В.Гагарина, Т.Т.Шишко 38 РОЛЬ РЕЦЕПТОРНОЙ ТИРОЗИНКИНАЗЫ ИРР В РЕГУЛЯЦИИ КИСЛОТНО-ЩЕЛОЧНОГО РАВНОВЕСИЯ А.Г. Петренко, И.Е. Деев, О.В. Серова, Н.В. Попова, Д.И. Ржевский, А.А. Берчатова, А.Н. Мурашов 39 НОВЫЕ АСПЕКТЫ В ИЗУЧЕНИИ МОЛЕКУЛЯРНЫХ ОСНОВ САХАРНОГО ДИАБЕТА: ИДЕНТИФИКАЦИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ДЕФЕКТОВ В СИГНАЛЬНЫХ МЕХАНИЗМАХ ДЕЙСТВИЯ ГРУППЫ ПЕПТИДНЫХ ГОРМОНОВ И БИОГЕННЫХ АМИНОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ НАНОБИОСЕНСОРОВ И БИОХИМИЧЕСКИХ ТЕСТОВ М.Н.Перцева, А.О.Шпаков, Л.А.Кузнецова, С.А.Плеснёва, О.В.Чистякова, В.М.Бондарева, Е.А.Манова 41 ИДЕНТИФИКАЦИЯ И АНАЛИЗ ГЕНЕТИЧЕСКИХ И СРЕДОВЫХ ФАКТОРОВ В ЭТИОЛОГИИ И ПАТОГЕНЕЗЕ СОЦИАЛЬНО ЗНАЧИМЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ Э.С. Пирузян, Р.М. Абдеев, С.А. Брускин, В.В. Соболев, И.А. Абдеева, А.Г.Соболева, И.М. Корсунская, О.Ю. Рахимова, Х.А. Курданов 42 ВЫЯСНЕНИЕ РОЛИ НОВЫХ АМИЛОИДНЫХ САРКОМЕРНЫХ ЦИТОСКЕЛЕТНЫХ БЕЛКОВ В ПАТОГЕНЕЗЕ АМИЛОИДОЗОВ С ЦЕЛЬЮ РАЗРАБОТКИ МЕТОДОВ ИХ РАННЕЙ ДИАГНОСТИКИ И КОРРЕКЦИИ З.А. Подлубная, И.Я. Подольский, Л.Г.Марсагишвили, М.Д. Шпагина, И.М.Вихлянцев, А.А.Федюшин, Т.В.Гордиенко, Р.У. Островская, А.Б. Гехт 44 РАЗВИТИЕ НОВОГО ПОДХОДА К ОСНОВАМ ЭТИОПАТОГЕНЕЗА СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ (В АСПЕКТЕ ИЗМЕНЕНИЙ КОЛЛАГЕНА СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ ТКАНИ) В.Г. Туманян, Е.С. Котовская, И.В. Филатов, С.П. Домогацкий, В.П. Барграсер, В.А. Намиот, Ю.В. Мильчевский, Н.Г. Есипова 45 227 ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕДНОЙ ФЕРРОКСИДАЗЫ ЦЕРУЛОПЛАЗМИНА С БЕЛКАМИ НЕЙТРОФИЛОВ. В.Р.Самыгина, А.В.Соколов, Е.В.Филиппова, Е.Т.Захарова, В.Б.Васильев, Г.Бартуник 47 ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ВАРИАЦИИ ТРОМБОЦИТАРНЫХ РЕЦЕПТОРОВ И ИХ ВКЛАД В ГИПЕРАГРЕГАЦИЮ ТРОМБОЦИТОВ, РИСК ИНФАРКТА МИОКАРДА И ЧУВСВИТЕЛЬНОСТЬ К АНТИАГРЕГАНТНОЙ ТЕРАПИИ КЛОПИДОГРЕЛЕМ О.В.Сироткина, Н.А. Боганькова, Е.Л. Железняк, Т.В. Вавилова 48 МЕХАНИЗМЫ УФ-ИНДУЦИРОВАННОЙ АГРЕГАЦИИ БЕЛКОВ И СОЗДАНИЕ ЭФФЕКТИВНОГО АНТИКАТАРАКТАЛЬНОГО ПРЕПАРАТА Л.В.Соустов, Е.В.Челноков, Н.В.Сапогова, М.А.Островский, Н.М.Битюрин 50 МЕХАНИЗМЫ КОГНИТИВНЫХ НАРУШЕНИЙ ПРИ ШИЗОФРЕНИИ В.Б. Стрелец, Ж.В. Гарах, В.Ю.Новотоцкий-Власов 51 ЯЗВЕННАЯ БОЛЕЗНЬ ЖЕЛУДКА И ГЛЮКОКОРТИКОИДНЫЕ ГОРМОНЫ: МЕХАНИЗМЫ ТРАНСФОРМАЦИИ ГАСТРОПРОТЕКТИВНОГО ДЕЙСТВИЯ ГОРМОНОВ В УЛЬЦЕРОГЕННОЕ Л.П.Филаретова, Т.Т.Подвигина, Т.Р.Багаева, О.Ю.Морозова, А.К.Ефимова 53 2. Атмосфера и здоровье ПРОБЛЕМЫ ЭТИОЛОГИИ И ПАТОГЕНЕЗА МЕТЕО- И МАГНИТОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ У БОЛЬНЫХ С СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТЫМИ ЗАБОЛЕВАНИЯМИ И У ЛЮДЕЙ, СЧИТАЮЩИХСЯ «ПРАКТИЧЕСКИ ЗДОРОВЫМИ». Т.К.Бреус, В.А.Ожередов, Т.А.Зенченко, Ю.И.Гурфинкель, Б.А.Ревич, Т.А.Митрофанова, Н.Г.Клейменова 55 РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ КЛИМАТИЧЕСКИХ И МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ ДЛЯ СОЗДАНИЯ СИСТЕМЫ ПРОФИЛАКТИКИ ПАТОГЕННЫХ МЕТЕОТРОПНЫХ РЕАКЦИЙ У БОЛЬНЫХ С ЗАБОЛЕВАНИЯМИ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ Г.С.Голицын, И.Г.Гранберг, Н. Г. Истошин, А.С.Гинзбург, Н.В.Ефименко, А.И.Алёхин, Н.П.Поволоцкая, А.Н.Рогоза, И.Б.Беликов, Л.О.Максименков, Ф.А.Погарский, К.Г.Рубинштейн 57 СОВРЕМЕННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ В АРКТИКЕ. А.С. Гинзбург, А.А.Виноградова 58 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕЗКИХ ИЗМЕНЕНИЙ ПОГОДНЫХ УСЛОВИЙ (В ТОМ ЧИСЛЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ) НА ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ В МЕГАПОЛИСЕ (НА ПРИМЕРЕ ЮГО-ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ МОСКВЫ) И.Г.Гранберг, Г.С.Голицын, Н.В.Ефименко, А.И.Алёхин, Н.П.Поволоцкая, А.Н.Рогоза, О.А.Коздоба, О.В.Овсянникова, И.Б.Беликов, Л.О.Максименков, Ф.А.Погарский, К.Г.Рубинштейн 60 228 РЕГИСТРАЦИЯ НИЗКОЧАСТОТНЫХ ФЛУКТУАЦИЙ АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ В УСЛОВИЯХ МЕДИЦИНСКОГО СТАЦИОНАРА С.Н.Куличков, В.Г.Перепелкин, Г.А.Буш, Е.В.Голикова 61 СОЧЕТАННОЕ ВЛИЯНИЕ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ И ГЕО-МАГНИТНЫХ ФАКТОРОВ НА ПОКАЗАТЕЛИ ЗАБОЛЕВАЕМОСТИ ОСТРЫМ ИНФАРКТОМ МИОКАРДА И ИНСУЛЬТОМ. Б.А.Ревич , Ю.И. Гурфинкель , В.А.Ожередов, Т.К. Бреус, Д.А.Шапошников, Т.А. Митрофанова 63 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕЖИМОВ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ НА ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ НИЗКОГОРНЫХ РЕГИОНОВ И.А.Сеник, И.Г.Гранберг, Н.Б.Ильина, А.Ф. Дьячков, Н.В.Ефименко, Н.П.Поволоцкая, Л.И.Жерлицина, З.В.Кортунова 64 4. Вопросы диагностики РАЗРАБОТКА НОВЫХ МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ КОНФОРМНОСТИ И ЭФФЕКТИВНОСТИ РАДИОТЕРАПИИ С.В.Акулиничев, В.Н.Васильев, Ю.К.Гаврилов, В.М.Скоркин 66 РАЗВИТИЕ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ МАССОВОЙ ДОНОЗОЛОГИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К РАЗЛИЧНЫМ КОНТИНГЕНТАМ НАСЕЛЕНИЯ. Р.М. Баевский, Е.Ю. Берсенев, А.П.Берсенева, А.К. Ешманова, А.З. Кабулова, Е.С. Лучицкая 66 РАЗРАБОТКА НОВЫХ ПОДХОДОВ К ДИАГНОСТИКЕ ОПУХОЛЕВЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ ЧЕЛОВЕКА НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА СОСТОЯНИЯ ОНКОМАРКЕРНОГО БЕЛКА В23/НУКЛЕОФОЗМИНА Н.М. Владимирова, Н.В. Лобанова, О.М. Вольпина, Д.О. Короев, В.С.Шалгунов, Н.А. Потапенко, Т.И. Булычева, Н.Л.Дейнеко 68 РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ДИАГНОСТИКИ РАКА МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ У ЖЕНЩИН НА РАННИХ СТАДИЯХ ЕГО ВОЗНИКНОВЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СОВРЕМЕННЫХ МАТРИЧНЫХ ИНФРАКРАСНЫХ СИСТЕМ. Г.Р.Иваницкий, А.А.Деев, Е.П.Хижняк, Л.Н.Хижняк 69 ОБЩНОСТЬ ПАТОГЕНЕТИЧЕСКИХ МЕХАНИЗМОВ ПРИ ИБС И ПСОРИАЗЕ И ИХ КОРРЕКЦИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ СТАТИНОВ И.М. Корсунская, Л.В. Егоренкова, А.П. Баранов, Л.Ш.Тогоева, А.Л.Пирузян, Т.В.Карапетян, А.Г. Бузин 71 РАЗРАБОТКА ФЛУОРЕСЦЕНТНО-СПЕКТРОСКОПИЧЕСКОГО МЕТОДА И АНАЛИЗАТОРА ИЗОБРАЖЕНИЙ ДЛЯ ОЦЕНКИ ПРИЖИВЛЕНИЯ ТРАНСПЛАНТИРУЕМЫХ ТКАНЕЙ В.Б.Лощенов, С.Ю.Васильченко, А.В.Рябова, Т.А.Савельева 229 72 ИССЛЕДОВАНИЕ ДИАГНОСТИЧЕСКИ ЗНАЧИМЫХ МАГНИТОКАРДИОГРАФИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИХ СОСТОЯНИЕ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ В НОРМЕ И ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЯХ. Ю.В. Масленников, В.Ю.Слободчиков, В.А.Крымов, В.П.Дубынина, А.В.Васнев, Ю.В. Гуляев 73 НОВЫЕ ПОДХОДЫ К ДИАГНОСТИКЕ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ НОВООБРАЗОВАНИЙ НА ОСНОВЕ ПРОТЕОМНОГО АНАЛИЗА СПЕКТРА СЕРИНОВЫХ ПРОТЕАЗ ПЛАЗМЫ КРОВИ Д.Г. Матишов, Е.И. Гоуфман, Е.Ф. Шин, И.В. Браславская, А.Ю. Голиков, Е.А. Черногубова, С.А.Гусев 75 СЕРОЛОГИЧЕСКИЙ МЕТОД ДООПЕРАЦИОННОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКИ НОВООБРАЗОВАНИЙ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ НА ОСНОВЕ ПАНЕЛИ РЕКОМБИНАНТНЫХ ОПУХОЛЕАССОЦИИРОВАННЫХ АНТИГЕНОВ. С.А.Недоспасов, П.В.Белоусов, А.Ю. Сазыкин, К.В.Ланщаков, В.Э.Ванушко, Ю.В. Шебзухов, С.В. Хлгатян, Д.В.Купраш 76 РАЗРАБОТКА ТЕСТА ДИАГНОСТИКИ МНОЖЕСТВЕННОЙ ЛЕКАРСТВЕННОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ОПУХОЛЕЙ (МЛУ): УЧАСТИЕ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОГО БЕЛКА YB-1 В РЕГУЛЯЦИИ МЛУ И В ОПРЕДЕЛЕНИИ ОСНОВНЫХ ПРИЗНАКОВ ЗЛОКАЧЕСТВЕННОСТИ ОПУХОЛЕВЫХ КЛЕТОК. Л.П. Овчинников, А.В. Вайман, А.В. Сорокин, Е.Ю.Рыбалкина, Т.П.Стромская, Г.П. Генс, Е.Р. Ким, Н.И. Моисеева, А.П.Игнатьев, И.П. Белецкий, А.А.Ставровская 77 ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРОСТРАНЕННОСТИ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕРЕЛОМОВ ПОЗВОНКОВ ДЛЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ДИАГНОСТИКИ ОСТЕОПОРОЗА В.С.Оганов, В.Е.Новиков, И.А.Скрипникова, Л.М.Мурашко, О.Е.Кабицкая 79 КЛИНИКО-МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ АЛКОГОЛЬНОЙ МИОПАТИИ. Б.С. Шенкман, О.Е.Зиновьева, Г.А.Маслова, Ю.В. Стогова 80 МЕТОДОЛОГИЯ СОЗДАНИЯ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ОЗДОРОВИТЕЛЬНОРАЗВИВАЮЩИХ ПРОГРАММ ДЛЯ ЛЮДЕЙ С РАЗНЫМ УРОВНЕМ СОМАТИЧЕСКОГО ЗДОРОВЬЯ В.А.Орлов, Е.А.Разумовский, О.Б.Фетисов, И.Б.Шавырин 82 ВОЗМОЖНОСТЬ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ НОВОГО НЕИНВАЗИВНОГО МЕТОДА АУТОФЛУОРЕСЦЕНТНОЙ ДИАГНОСТИКИ ГЛАЗНОГО ДНА ПРИ СТАРЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЯХ И ДЕГЕНЕРАТИВНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЯХ СЕТЧАТКИ ГЛАЗА. М.А. Островский 83 ЭКСПРЕСС-МОНИТОРИНГ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ И АППАРАТНАЯ ДИАГНОСТИКА ПАТОЛОГИЙ МОТОРНОЙ СИСТЕМЫ ЧЕЛОВЕКА. С.П.Романов, З.А. Алексанян, А.А. Меклер 230 84 5. Биофотоника РАЗРАБОТКА И УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СПЕКТРАЛЬНОФЛУОРЕСЦЕНТНЫХ МЕТОДОВ ДИАГНОСТИКИ ЭКСТРАЦЕЛЛЮЛЯРНОЙ ДНК В ПЛАЗМЕ КРОВИ В.А.Кузьмин, А.М.Виноградов, Т.Д.Некипелова, В.А.Волнухин, О.А.Рогинко, О.А.Коздоба, А.И.Алехин, А.А.Юдин, Н.Н.Вейко, А.И.Сперанский 86 ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЕ БИОСЕНСОРЫ НА ОСНОВЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ ПЛАЗМОННЫХ НАНОСТРУКТУР ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ БИОХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ А.В.Нащекин, К.К.Туроверов, А.И.Сидоров, О.А.Усов, П.Н. Брунков 87 РАЗРАБОТКА МЕТОДА ПРИЖИЗНЕННОЙ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ОПУХОЛЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СПЕЦИФИЧЕСКОГО КОНТРАСТИРОВАНИЯ БИОИНЖЕНЕРНЫМИ КОМПЛЕКСАМИ НА ОСНОВЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ НАНОКРИСТАЛЛОВ А.Г.Орлова, И.В.Балалаева, А.А.Брилкина, Т.А.Здобнова, М.В.Ширманова, И.М.Крутова, О.А. Стремовский, Е.Н.Лебеденко, И.В.Турчин, С.М. Деев 89 ИЗУЧЕНИЕ БИОХИМИЧЕСКОГО ПОЛИМОРФИЗМА СА+2-СВЯЗЫВАЮЩИХ И НЕКОТОРЫХ ДРУГИХ АКТИН-СОДЕРЖАЩИХ БЕЛКОВ ПРИ РАКЕ ПРОСТАТЫ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ НОВЫХ МЕТОДОВ ДИАГНОСТИКИ В.О. Попов, С.С. Шишкин, Л.И. Ковалев, М.А. Ковалева, А.А.Макаров, И.Н.Крахмалева, К.В.Лисицкая, О.С. Соколова, Н.Ю. Синицына, И.Ю.Торопыгин, В.Е. Охриц, О.Б. Лоран 90 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИММУНОФЕНОТИПА ФЛУОРЕСЦИРУЮЩИХ КЛЕТОК MEL KOR-TURBO-RFP. А.П. Савицкий, И.Г. Меерович, Л.Р. Арсланбаева, Д.В.Соколова, О.С. Бурова, А.Ю. Барышников 92 ЛАЗЕР-ИНДУЦИРОВАННАЯ АУТОФЛУОРЕСЦЕНЦИЯ В ДИАГНОСТИКЕ ПРЕДРАКА И РАННЕГО РАКА ШЕЙКИ МАТКИ В.В. Смирнов, Н.Н.Булгакова, К.А. Верещагин, Е.Г. Новикова, О.И.Трушина, О.С. Балахонцева, И.А.Аполихина 94 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ МОНИТОРИНГА ФОТОДИНАМИЧЕСКОЙ ТЕРАПИИ НА ОСНОВЕ МЕТОДОВ ОПТИЧЕСКОГО БИОИМИДЖИНГА Н.М.Шахова, С.В.Гамаюнов, А.Н.Денисенко, Е.В.Загайнова, Р.Р.Калугина, М.С.Клешнин, М.А.Сироткина, В.В.Слугарев, Ю.А.Стрельцова, И.В.Турчин, М.В.Ширманова, И.А.Январева 95 6. Информатика РАЗРАБОТКА КОНЦЕПЦИИ И ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ ПОДДЕРЖКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПАЦИЕНТОВ И КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ЛЕЧЕНИЯ С.М. Абрамов, Я.И. Гулиев 97 СОЗДАНИЕ ПРИКЛАДНЫХ СИСТЕМ ГЕНЕРАЦИИ ЗНАНИЙ О ФАРМАКОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВАХ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ НА ОСНОВЕ БАЗ ХИМИКО-БИОЛОГИЧЕСКИХ ДАННЫХ И МАТЕМАТИЧЕСКИХ АЛГОРИТМОВ АНАЛИЗА МУЛЬТИПАРАМЕТРИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ К.В. Балакин, Я.А. Иваненков, А.З. Афанасьев, Е.В. Бовина, Б.И.Леднев 98 231 ПРИМЕНЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ И ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ДИАГНОСТИКИ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПО ПРЕЦЕДЕНТАМ В ОНКОЛОГИИ, НЕЙРОХИРУРГИИ И АКУШЕРСТВЕ Ю.И.Журавлев, В.В.Рязанов В.В., О.В.Сенько 100 МЕТОД СЖАТИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТОМОГРАММ БЕЗ ИСКАЖЕНИЙ Н.А.Кузнецов, Д.В.Сушко, Ю.М.Штарьков 101 РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОНТРОЛЯ И ПРОГНОЗА ЗАБОЛЕВАЕМОСТИ ТУБЕРКУЛЁЗОМ В РОССИИ Г. И. Марчук, А.А. Романюха, К.К. Авилов, О.А. Мельниченко 103 СОЗДАНИЕ НОВЫХ МЕТОДОВ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ХИРУРГИЧЕСКОГО ЛЕЧЕНИЯ АТЕРОСКЛЕРОЗА НА БАЗЕ ПРОВЕДЕНИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО АНАЛИЗА КЛИНИЧЕСКИХ ДАННЫХ В.С. Савельев, К.В. Рудаков, Р.М. Хаитов, М.Р. Кузнецов, П.Ю.Туркин, К.В.Воронцов, Ю.В. Чехович, А.В. Каралкин, В.В.Цурко, В.М. Кошкин, А.Г.Дьяконов, С.В. Родионов, Б.В.Болдин, М.Н. Устинин 104 ОЦЕНИВАНИЕ ПАТОЛОГИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ МОРФОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА МНОГОЦВЕТНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ ГЛАЗНОГО ДНА В.А.Сойфер, А.Г. Храмов, Н.Ю. Ильясова, А.В.Куприянов, М.А. Ананьин 106 7. Материалы СИНТЕЗ БИОРЕЗОРБИРУЕМЫХ ПОРИСТЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТРИЦ ДЛЯ ЗАМЕНЫ И РЕГЕНЕРАЦИИ ТВЕРДЫХ ТКАНЕЙ. В.Н.Баграташвили, Е.Н.Антонов, С.А.Бочкова, Л.И.Кротова, В.К.Попов, А.В.Попова 108 РАЗВИТИЕ НАУЧНЫХ ОСНОВ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗ НОВОЙ ВЫСОКОПРОЧНОЙ КОРРОЗИОННОСТОЙКОЙ НЕМАГНИТНОЙ АЗОТИСТОЙ СТАЛИ ВЫСОКОИЗНОСОСТОЙКИХ ХИРУРГИЧЕСКИХ МЕДИНСТРУМЕНТОВ И ДЕТАЛЕЙ ИМПЛАНТОВ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В ТРАВМАТОЛОГИИ И ОРТОПЕДИИ. О.А. Банных, М.В. Костина, Е.В. Блинов 109 ПРИВИТЫЕ СОПОЛИМЕРЫ ХИТОЗАНА И СИНТЕТИЧЕСКИХ ПОЛИМЕРОВ С РАЗЛИЧНЫМ КОМПЛЕКСОМ СВОЙСТВ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В МЕДИЦИНЕ И БИОТЕХНОЛОГИИ, ПОЛУЧЕННЫЕ МЕХАНОХИМИЧЕСКИМ СИНТЕЗОМ. А.Н. Зеленецкий, Т.А. Акопова, А.О. Чернышенко, П.Л. Иванов, С.Н.Зеленецкий, В.А. Жорин, Е.А. Марквичева 111 НАПРАВЛЕННЫЙ СИНТЕЗ, ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И БИОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НОВЫХ НАНОРАЗМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ФОСФАТОВ КАЛЬЦИЯ ДЛЯ КОСТНЫХ ИМПЛАНТАТОВ В.Т. Калинников, Н.А. Захаров, Ж.А. Ежова, Е.М. Коваль 113 232 БИОРАЗРУШАЕМЫЕ ПОКРЫТИЯ ДЛЯ РАНЕВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НА ОСНОВЕ ПОЛИСАХАРИДОВ С РЕГЕНЕРАТИВНЫМИ СВОЙСТВАМИ Ю.Б. Монаков, С.В. Колесов, С.Н. Хунафин, П.И. Миронов, Е.И. Кулиш 114 СОЗДАНИЕ ПЛЕНОЧНЫХ ПОРИСТЫХ МАТРИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ХИТОЗАНА С КОЛЛАГЕНОМ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ ПЛАСТОВ КЕРАТИНОЦИТОВ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ ТРАНСПЛАНТАЦИИ НА РАНУ. Е.Ф. Панарин, Г.П. Пинаев, М.И.Блинова, Н.М. Юдинцева, А.С.Власов, Т.В.Серговская, В.Ф. Синицина, Л.В. Кухарева, Л.А.Нудьга, В.А. Петрова, Н.Н.Сапрыкина, А.М. Бочек 116 УНИВЕРСАЛЬНОЕ РАНЕВОЕ ПОКРЫТИЕ НА ОСНОВЕ НАНО-ГЕЛЬПЛЕНОК ЦЕЛЛЮЛОЗЫ ACETOBACTER XYLINUM Р.Ю. Смыслов, А.К. Хрипунов, Ю.Г. Баклагина, Л.Н. Боровикова, В.К. Лаврентьев, В.В. Клечковская, В.В. Волков, В.Г. Васильев, В.Л. Кожевников, В.К. Нилова 117 8. Приборы ИССЛЕДОВАНИЕ, РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ В ПРАКТИКУ МЕДУЧРЕЖДЕНИЙ РАН МЕТОДОВ И ПРИБОРОВ ГЛУБИННОЙ ТЕРМОГРАФИИ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА. Ю.В.Гуляев, А.А. Аносов, А.И.Алехин, А.Г.Куликов, А.Д. Мансфельд, Ю.В.Обухов 119 СЕРТИФИКАЦИЯ ИНЖЕКЦИОННОЙ СИСТЕМЫ И ГЕНЕРАТОРА СТРОНЦИЙ/РУБИДИЙ-82 ДЛЯ ПОЗИТРОННО-ЭМИССИОННОЙ ТОМОГРАФИИ Б.Л.Жуйков, В.М.Чудаков, В.М. Коханюк, С.В. Ермолаев, О.А.Штуковский, М.И.Мостова, В.В. Зайцев, С.В. Шатик, Л.А. Тютин 120 ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКИЙ МАЛОГАБАРИТНЫЙ МОБИЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ И ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ЧЕЛОВЕКА Ю.Я.Кисляков, Л.П.Кислякова, В.М.Михайлов, И.А.Полукаров 122 РАЗРАБОТКА ВЫСОКОЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ ДЛЯ БЕЗМАРКЕРНОЙ РЕГИСТРАЦИИ АНТИГЕНОВ П.И.Никитин, Т.И.Ксеневич, Т.Л.Красникова, Ж.Д.Беспалова, Т.И.Арефьева, М.В. Сидорова, А.А. Азьмуко, М.В. Теплова, В.И. Аксинин, Б.Г. Горшков 123 РАЗРАБОТКА И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА МЕТОДОВ ВЫДЕЛЕНИЯ МАРКЕРОВ РАННЕГО ПАРКИНСОНИЗМА ПРИ ЭЛЕКТРОЭНЦЕФАЛОГРАФИЧЕСКОМ ОБСЛЕДОВАНИИ ПАЦИЕНТОВ Ю.В.Обухов, Г.Д.Кузнецова 125 ТРАНСМИОКАРДИАЛЬНАЯ ЛАЗЕРНАЯ РЕВАСКУЛЯРИЗАЦИЯ С ПОМОЩЬЮ ЭРБИЕВОГО ЛАЗЕРА С ДЛИНОЙ ВОЛНЫ ГЕНЕРАЦИИ 1,54 МКМ В.В.Осико, А.В.Молочков, И.В.Жбанов, П.А.Шиленко, Б.В.Шабалкин, С.О.Адрианов, Ю.К.Данилейко, В.А.Салюк 126 233 ПРИБОРЫ ДЛЯ ЦЕЛЕНАПРАВЛЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР И ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА БИОЛОГИЧЕСКИЕ ТКАНИ Ю.А.Осипьян, Л.П.Межов-Деглин, В.Б.Ефимов, Г.В.Колмаков, М.Ю.Бражников, А.А.Левченко, Л.В.Абдурахимов, М.К.Макова, Е.В.Лебедева, А.В.Лохов, Л.В.Адрианова, А.П.Тимченко, В.В.Шафранов, З.В.Калмыкова 128 ЯМР-СПЕКТРОМЕТР ДЛЯ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО ТРАВМАТОЛОГИЧЕСКОГО МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНОГО ТОМОГРАФА С ИНДУКЦИЕЙ МАГНИТНОГО ПОЛЯ 1.5 ТЛ К.М.Салихов, Я.В.Фаттахов, А.Р.Фахрутдинов, В.Н.Анашкин, В.А.Шагалов, Э.Ф.Биктимиров, М.К.Галялтдинов 130 ЛАЗЕРНЫЙ АНАЛИЗАТОР ЭНДОГЕННОЙ МОНООКИСИ УГЛЕРОДА (СО) В ВЫДЫХАЕМОМ ВОЗДУХЕ ДЛЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКИ Е.В.Степанов, П.В.Зырянов, А.Н.Глушко, Д.А.Лапшин 131 ВОЗМОЖНОСТИ ДИАГНОСТИКИ БОЛЕЗНИ ПАРКИНСОНА НА ОСНОВЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ РЕГИСТРАЦИИ ТРЕМОРА Е.М.Тиманин, Е.В.Еремин, А.В.Густов, М.А.Устимкина 133 СОЗДАНИЕ И МЕДИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СО2 ЛАЗЕРНОЙ ХИРУРГИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ ПРЕЦИЗИОННОГО МАЛОТРАВМАТИЧНОГО ИСПАРЕНИЯ НОВООБРАЗОВАНИЙ РАЗЛИЧНОГО ТИПА. В.А. Ульянов, А.К.Дмитриев, А.Н.Коновалов, В.Н.Кортунов, О.В.Маторин, И.В.Решетов 134 ЦИФРОВОЙ АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ МАССОВОЙ ДИАГНОСТИКИ ОСТЕОПОРОЗА. М.Н.Устинин, Н.А.Арапов, Б.Ф. Санталов, М.М.Ольшевец, В.А.Яшин 135 РАЗРАБОТКА И ОПТИМИЗАЦИЯ КОНСТРУКЦИИ ПОРТАТИВНОГО МАГНИТНОГО ФИЛЬТРА ДЛЯ ЭКСТРАКОРПОРАЛЬНОЙ ОЧИСТКИ БИОЛОГИЧЕСКИХ СРЕД ОРГАНИЗМА ОТ ТОКСИНОВ И ВИРУСОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СОРБИРУЮЩИХ МАГНИТОЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ НАНО- И МИКРОЧАСТИЦ. Ю.Г.Яновский, А.Н.Данилин, Ю.Н.Карнет, Ю.К.Левин, А.П.Захаров, Е.А.Никитина, В.И.Шалашилин, А.И.Алехин, Н.Г.Гончаров 137 9. Лекарственные препараты ЦИТО- И ГЕНОТОКСИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ КАТИОННЫХ НИТРОЗИЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ ЖЕЛЕЗА С ПРИРОДНЫМИ АМИНОТИОЛИЛАМИ С.М.Алдошин, Н.А.Санина, С.В. Васильева, Д.А.Стрельцова 139 УЛУЧШЕНИЕ ЛОКАЛИЗАЦИОННЫХ СПОСОБНОСТЕЙ СЛУХОВОЙ СИСТЕМЫ С ПОМОЩЬЮ НОВОГО СПОСОБА КОДИРОВАНИЯ ЗВУКА ДЛЯ ЦЕЛЕЙ КОХЛЕАРНОГО ПРОТЕЗИРОВАНИЯ ГЛУХИХ ПАЦИЕНТОВ Я.А. Альтман, Н.Н. Бехтерев 140 234 КОМПЛЕКСЫ 1-БОРААДАМАНТАНОВ И 1-АЗААДАМАНТАНОВ – ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ СРЕДСТВА ЛЕЧЕНИЯ И ПРОФИЛАКТИКИ ГРИППА ЧЕЛОВЕКА И ПТИЦ. Ю.Н. Бубнов, М.Е. Гурский, С.Г. Маркушин, М.М.Зубаиров, С.Ю. Ердяков, Г.Д. Коломникова, Н. Контаров 142 НОВАЯ ЛЕКАРСТВЕННАЯ ФОРМА БЕЛКОВ И ПОЛИПЕПТИДОВ ДЛЯ ПЕРОРАЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ. Л.И.Валуев, Л.К. Старосельцева, Г.А.Сытов, И.Л.Валуев, Л.В.Ванчугова, М.В.Ульянова 143 НАНОРАЗМЕРНЫЕ ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ УГЛЕРОДНЫЕ КЛАСТЕРЫ (ФУЛЛЕРЕНЫ), ХИМИЧЕСКИ СВЯЗАННЫЕ С ФАРМАКОЗНАЧИМЫМИ ПРЕПАРАТАМИ – НОВЫЙ КЛАСС ПЕРСПЕКТИВНЫХ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ. У.М.Джемилев, А.Р.Туктаров, А.Р. Ахметов, А.Г. Ибрагимов 144 ИСЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МУЛЬТИТАРГЕТНЫХ АНТИНЕОПЛАСТОВ НА ОСНОВЕ КОМПОЗИЦИЙ НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ КОМПОНЕНТОВ ТОКСИНОВ ЧЛЕНИСТОНОГИХ И ПРИРОДНЫХ ИНГИБИТОРОВ СИГНАЛЬНЫХ ПУТЕЙ. Н.С.Зефиров, С.Г.Клочков 146 СОЗДАНИЕ НОВЫХ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ЦИТОСТАТИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ – СТРУКТУРНЫХ АНАЛОГОВ КЛАДРИБИНА. ОЦЕНКА ПЕРСПЕКТИВНОСТИ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ТЕРАПИИ РАССЕЯННОГО СКЛЕРОЗА КАК АУТОИММУННОГО ЗАБОЛЕВАНИЯ А.И.Мирошников, О.Г.Кулакова, И.Д.Константинова, И.С.Музыка, Е.Ю.Царева, С.Г.Щур, В.А.Силуянова, А.Н.Бойко, О.О.Фаворова 148 ИССЛЕДОВАНИЕ КОМПЛЕКСНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ИОНИЗИРУЮЩЕЙ И УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЙ РАДИАЦИИ НА ХРУСТАЛИК ГЛАЗА МЫШИ. МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ. К.О.Муранов, Н.Б.Полянский, А.А.Федоров, К.И.Банник, М.А.Островский 149 СОЗДАНИЕ НОВОГО АНТИВИРУСНОГО ПЕПТИДНОГО ПРЕПАРАТА НА ОСНОВЕ ГЛИПРОЛИНОВ. Н.Ф.Мясоедов, М.В.Мезенцева, И.М.Шаповал, Л.А.Андреева, В.Э.Щербенко, Ф.И.Ершов 151 РАЗРАБОТКА ПРОТИВООПУХОЛЕВЫХ ПРЕПАРАТОВ НА ОСНОВЕ ПРОИЗВОДНЫХ ФЕРРОЦЕНА. Ю.С.Некрасов1), Л.В.Снегур, А.А.Сименел, В.Н.Бабин, А.Н.Родионов, Л.А.Островская, Н.В.Блюхтерова, М.М.Фомина 152 СОЗДАНИЕ НОВОГО КЛАССА АЗОТИСТЫХ ГЕТЕРОЦИКЛОВ, ОБЛАДАЮЩИХ ШИРОКИМ СПЕКТРОМ ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ. О.М.Нефедов, Ю.В.Томилов, В.А.Докичев 154 ДИЗАЙН И ИННОВАЦИОННОЕ РАЗВИТИЕ ФОСФОРИЛИРОВАННЫХ ПРОИЗВОДНЫХ ДИГИДРОКВЕРЦЕТИНА Э.Е. Нифантьев, Т.С. Кухарева, М.П. Коротеев, О.С. Жукова 155 235 РОЛЬ ДЕФЕНСИНОВ В МОДУЛЯЦИИ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ВЕСТИБУЛЯРНЫХ И ЭНТЕРАЛЬНЫХ НЕЙРОНОВ А.Д.Ноздрачев, Ю.А.Толкунов, Ю.Н.Андрианов, Е.Л.Поляков, И.В.Рыжова, Д.А.Сибаров, Д.С.Фролов 156 СОЗДАНИЕ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ ПРИРОДНЫХ АНТИМИКРОБНЫХ ПЕПТИДОВ. Т.В.Овчинникова, С.В.Баландин, А.А.Тагаев, Е.И.Финкина, З.О.Шенкарев, З.А.Якименко 158 СИНТЕЗ ГИБРИДОВ -ТОКОФЕРОЛА И ЕГО АНАЛОГОВ С ТЕРПЕНОИДАМИ ЛУПАНОВОГО РЯДА КАК ПУТЬ СОЗДАНИЯ НОВЫХ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ В.Н. Одиноков, А.Ю. Спивак, О.В. Хабибрахманова, Р.Р. Муфаззалова 159 СОЛИ ПРОИЗВОДНЫХ ИЗОТИОМОЧЕВИНЫ – АНТИДЕМЕНЦИОННЫЕ СОЕДИНЕНИЯ НЕЙРОПРОТЕКТОРНОГО ДЕЙСТВИЯ: СИНТЕЗ, БИОЛОГИЧЕСКИЕ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА. Г.Л.Перлович, Т.В.Волкова, С.В.Курков, А.Н.Прошин, Л.Н.Петрова, С.О.Бачурин 161 НОВАЯ СТРАТЕГИЯ ТЕРАПИИ ПРОТОЗОЙНЫХ ИНВАЗИЙ В.Л.Свидерский, Ю.И.Лобзин, С.С.Козлов, В.С.Турицин, В.С.Горелкин 162 СИНТЕЗ И СВОЙСТВА СОЕДИНЕНИЙ, ОБЛАДАЮЩИХ РАНОЗАЖИВЛЯЮЩЕЙ АКТИВНОСТЬЮ, И ДОНОРОВ ОКСИДА АЗОТА НА ОСНОВЕ НИТРОСОЕДИНЕНИЙ И ДРУГИХ АЗОТ-КИСЛОРОДНЫХ СИСТЕМ В.А.Тартаковский, С.Г.Злотин, А.М.Чураков, Г.В.Крышталь, Г.М. Жданкина, А.Г.Коноплянников 164 ПОЛУЧЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ФРАКЦИЙ ЭКСТРАКТА ИЗ ПЕЧЕНИ НЕОНАТАЛЬНОГО ПОРОСЕНКА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИХ ПРИРОДЫ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И.В.Урываева, Э.И.Гальперин, Р.И.Атауллаханов, Т.Г.Дюжева, Л.В.Платонова, Н.Н.Ионочкина, М.Кочергин, А.В. Пичугин, Т.М.Мельникова, Г.В.Делоне 165 НАНОРАЗМЕРНЫЕ ПОЛИМЕРНЫЕ НОСИТЕЛИ ДЛЯ ПРОТИВОТУБЕРКУЛЕЗНЫХ ПРЕПАРАТОВ. А.Р.Хохлов, А.И.Барабанова, Е.В.Корчагина, Г.В.Болотова, И.Н.Федорова, В.Г.Бабак, О.Е.Филиппова, В.С.Вележева 167 10. Проблемы радиобиологии РАЗРАБОТКА НОВЫХ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ АНТИМУТАГЕНОВ НА ОСНОВЕ ПРИРОДНЫХ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ГЕНОМА ОТ ИОНИЗИРУЮЩЕЙ РАДИАЦИИ. В.А.Александрова, Г.Н.Бондаренко, Л.Ф.Бокша, Г.П. Снигирева, Н.Н.Новицкая 169 ИССЛЕДОВАНИЕ ПУСКОВЫХ МЕХАНИЗМОВ РАДИАЦИОННОИНДУЦИРОВАННОЙ ХРОМОСОМНОЙ НЕСТАБИЛЬНОСТИ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ОТДАЛЕННЫХ ЭФФЕКТОВ ОБЛУЧЕНИЯ С.Г.Андреев, Ю.А.Эйдельман, А.В.Алещенко, И.В.Сальников, Л.П.Семенова, А.В.Севанькаев, И.К.Хвостунов, В.С.Пятенко, О.Н.Коровчук, Е.А.Красавин, Р.Д.Говорун, Е.А.Насонова, Н.Н.Вейко, Т.А.Талызина 170 236 ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛИМОРФИЗМА ПРОСТЫХ ПОВТОРОВ И ГЕННЫХ МУТАЦИЙ В ДНК КРОВИ ПОТОМКОВ ЖЕНЩИН, ПОДВЕРГШИХСЯ ПРОЛОНГИРОВАННОМУ ВОЗДЕЙСТВИЮ ГАММА-РАДИАЦИИ В.Г.Безлепкин, В.Н.Антипова, М.Л.Захарова, М.Г.Ломаева, Д.С.Ослина, И.Ю.Стрелкова, Л.А.Фоменко, А.В.Щербатенко, К.Н.Муксинова 172 ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ЕСТЕСТВЕННЫХ ИСТОЧНИКОВ РАДИОАКТИВНОСТИ НА ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ОРГАНИЗМА В УСЛОВИЯХ ЗАПОЛЯРЬЯ С ЦЕЛЬЮ ПРОГНОЗА СТЕПЕНИ РИСКА ИХ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОРГАНИЗМ И КОРРЕКЦИИ НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ ПОСЛЕДСТВИЙ Н.К.Белишева, Н.А.Мельник, С.А.Черноус, О.В.Антоненко, Э.В.Вашенюк, Е.В.Перминова, А.Л.Косова, А.Н.Виноградов, Т.Б.Новикова, В.К.Жиров 174 МОЛЕКУЛЯРНЫЕ МАРКЕРЫ ПОВРЕЖДЕНИЙ. СВЯЗЬ ГЕНЕТИЧЕСКИХ И МЕМБРАННЫХ МАРКЕРОВ В НИЗКООБЛУЧЕННОЙ ПОПУЛЯЦИИ ЛЮДЕЙ И ЖИВОТНЫХ. Е.Б.Бурлакова, Г.П.Жижина, Л.Д.Фаткуллина, С.М.Гуревич, А.И.Козаченко, Л.Г.Наглер, Г.Ф.Иваненко, Т.М.Заварыкина, Е.М.Миль, Ю.А.Трещенкова, А.Н.Голощапов 175 В ПЛАЗМЕ КРОВИ ОБЛУЧЕННЫХ МЫШЕЙ ОБНАРУЖИВАЕТСЯ РЕЗКОЕ ПОВЫШЕНИЕ УРОВНЯ ВНЕКЛЕТОЧНЫХ МУТАНТНЫХ КОПИЙ МТДНК А.И.Газиев, С.А.Абдуллаев, В.Н.Антипова, Н.А.Гуляева, Л.В.Малахова, Г.О.Шайхаев 177 РАЗРАБОТКА БИОФИЗИЧЕСКИХ ПОДХОДОВ В ИЗУЧЕНИИ РАДИАЦИОННО-ИНДУЦИРОВАННОЙ СВОБОДНОРАДИКАЛЬНОЙ ПАТОЛОГИИ В КЛЕТКАХ МЛЕКОПИТАЮЩИХ Н.Я.Гильяно, Л.В.Коневега, Е.Г.Бикинеева, С.И.Степанов 178 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КВАНТОВОЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИХ МЕХАНИЗМОВ МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ СВЕРХСЛАБЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ НА МОЛЕКУЛЯРНОМ УРОВНЕ. М.Н.Жадин, Н.В.Бобкова 180 ИЗУЧЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ НЕСТАБИЛЬНОСТИ У ПОТОМСТВА МЫШЕЙ, ОБЛУЧЕННЫХ МАЛЫМИ ДОЗАМИ ИЗЛУЧЕНИЙ С ВЫСОКИМИ ЗНАЧЕНИЯМИ ЛПЭ IN VIVО С.И.Заичкина, О.М.Розанова, А.Х. Ахмадиева, Г.Ф.Аптикаева, Е.Н.Смирнова, С.П.Романченко, С.С.Сорокина, А.Р.Дюкина, О.А.Вахрушева, В.Н.Пелешко 181 НОВЫЕ ПОДХОДЫ К ЗАЩИТЕ КЛЕТОК ЧЕЛОВЕКА ОТ РАДИАЦИИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ ГЕННОГО ПОЛИМОРФИЗМА. Г.Д.Засухина, Ж.М.Шагирова, И.М.Васильева, В.Ф.Михайлов, Л.Н.Ушенкова 182 «ГЕПТРОНГ» – НОВЫЙ ФАРМАКОЛОГИЧЕСКИЙ ПРЕПАРАТ, ЗАЩИЩАЮЩИЙ КЛЕТКИ ОТ МУТАГЕННОГО ДЕЙСТВИЯ ГЕНОТОКСИКАНТОВ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОМПОНЕНТА ПРЕПАРАТА, ОБЛАДАЮЩЕГО АНТИМУТАГЕННЫМ ДЕЙСТВИЕМ В.Г.Королев, С.В.Ковальцова, И.Ф.Федорова, Н.В.Сорока 184 237 РАЗРАБОТКА МАГНИТОУПРАВЛЯЕМЫХ ПРЕПАРАТОВ И МЕТОДОВ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДЛЯ НЕЙТРОНЗАХВАТНОЙ ТЕРАПИИ ОПУХОЛЕЙ А.А.Кузнецов, Л.Х.Комиссарова, С.Н.Подойницын, В.С.Феофанов, О.А.Шляхтин 185 НАСЛЕДСТВЕННАЯ РАДИОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ И ПРЕЖДЕВРЕМЕННОЕ СТАРЕНИЕ В СЕМЬЯХ БОЛЬНЫХ АТАКСИЕЙ-ТЕЛЕАНГИЭКТАЗИЕЙ И НЕМЕДУЛЛЯРНЫМ РАКОМ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ. В.М.Михельсон, Е.А.Полуботко, А.Н.Шатрова, Н.В.Смирнова, Н.М.Плескач, И.М.Спивак 186 ИССЛЕДОВАНИЕ КОМПЛЕКСНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ИОНИЗИРУЮЩЕЙ И УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЙ РАДИАЦИИ НА ХРУСТАЛИК ГЛАЗА МЫШИ. МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ. К.О. Муранов, Н.Б. Полянский, А.А.Федоров, К.И.Банник, М.А.Островский 188 ВЫРАЖЕННОСТЬ ЭФФЕКТА СВИДЕТЕЛЯ КАК КРИТЕРИЙ ОЦЕНКИ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАДИОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ОНКОЛОГИЧЕСКИХ БОЛЬНЫХ. А.Н.Осипов, А.В.Антоненко, Н.Ю.Воробьева, О.В.Боева, Е.Ю.Лизунова, В.К.Боженко, Т.М.Кулинич, О.Р.Красновская 189 АДАПТИВНЫЙ ОТВЕТ ЛИМФОЦИТОВ КРОВИ ОНКОЛОГИЧЕСКИХ БОЛЬНЫХ, РЕПАРАЦИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ ДНК И ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЛУЧЕВОЙ ТЕРАПИИ ОПУХОЛЕЙ. И.И.Пелевина, А.В.Алещенко, М.М.Антощина, В.Я.Готлиб, О.Б.Карякин, О.В.Кудряшова, Н.Г.Минаева, А.Н.Осипов, Е.М.Паршков, П.В.Свиридов, Л.П.Семенова, А.М.Серебряный 191 ИЗУЧЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ДЕТЕРМИНАЦИИ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАДИОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ В СВЯЗИ С ПРОГНОЗОМ ЭФФЕКТОВ РАДИОТЕРАПИИ. Л. Е.Сальникова, И.А.Замулаева, Э.А.Акаева, Т.В.Елисова, И.Н.Веснина, Н.Ш.Лаптева, Г.И.Кузнецова, А.Г.Чумаченко, Т.И.Иванова, Т.В.Кондрашова, А.В.Рубанович 192 НАСТОЛЬНЫЙ СВЧ-ЭЦР УСКОРИТЕЛЬ ЭЛЕКТРОНОВ В ЗЕРКАЛЬНОЙ МАГНИТНОЙ ЛОВУШКЕ – ГЕНЕРАТОР НЕПРЕРЫВНОГО ТОРМОЗНОГО (ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКОГО) РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В ЭНЕРГЕТИЧЕСКОМ ДИАПАЗОНЕ 0,05–0,5 МэВ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙ В РАДИОБИОЛОГИИ МАЛЫХ ДОЗ. К.Ф.Сергейчев, Д.М.Карфидов, Н.А.Лукина 193 ИССЛЕДОВАНИЕ АПОПТОТИЧЕСКОГО ОТВЕТА, АКТИВИРУЕМОГО ПОВРЕЖДЕНИЕМ ДНК В КЛЕТКАХ СЕТЧАТКИ МЫШЕЙ НА ДЕЙСТВИЕ МЕТИЛИРУЮЩЕГО АГЕНТА И ИОНИЗИРУЮЩЕЙ РАДИАЦИИ В.А.Тронов, М.Ю.Логинова, Т.А.Белецкая, Т.Б.Фельдман, М.А.Островский 194 ИССЛЕДОВАНИЕ БИОФИЗИЧЕСКИХ МЕХАНИЗМОВ ВОЗДЕЙСТВИЯ МАЛЫХ ДОЗ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ И ПОНИЖЕННОГО УРОВНЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА БИООБЪЕКТЫ И ВОДНУЮ СРЕДУ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К УСЛОВИЯМ ДЛИТЕЛЬНЫХ КОСМИЧЕСКИХ МЕЖПЛАНЕТНЫХ ЭКСПЕДИЦИЙ. В.В.Цетлин, А.А.Артамонов, В.А.Бондаренко, Т.С.Гурьева, О.А.Дадашева, Т.А.Дерендяева, М.А.Левинских, Е.Л.Нефедова, И.В.Федотова 196 238 ВЛИЯНИЕ СЛАБЫХ ПОЛЕЙ ТЕРМАЛИЗОВАННЫХ НЕЙТРОНОВ НА СТРУКТУРНУЮ ТРАНСФОРМАЦИЮ МАКРОМОЛЕКУЛ ДНК И РАЗРАБОТКА ПРОТЕКТОРНЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ГЕНОМА. А.Ю.Цивадзе, А.Г.Липсон, Е.И.Саунин, И.А.Гагина, Г.П.Жижина, С.В.Васильева, М.К.Бородин 197 МЕХАНИЗМЫ ИНАКТИВАЦИИ БАКТЕРИОФАГА РМ2 КАК МОДЕЛЬНОГО ПАТОГЕННОГО АГЕНТА В КРОВИ И МЕДИЦИНСКИХ ПРЕПАРАТАХ ПРИ КОМБИНИРОВАННОМ ВОЗДЕЙСТВИИ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ И ВИДИМОГО СВЕТА В ПРИСУТСТВИИ КРАСИТЕЛЕЙ (ИНАКТИВАЦИЯ БАКТЕРИОФАГА РМ2 ПРИ ХРАНЕНИИ ЛИЗАТОВ) В.А.Шарпатый, В.М.Андреев, Н.В.Кузнецова, В.А.Кузьмин 199 ЗНАЧИМОСТЬ ИСХОДНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СИСТЕМЫ РЕГУЛЯЦИИ ОКИСЛИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ В ТКАНЯХ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ ПОСЛЕДСТВИЙ ВОЗДЕЙСТВИЯ ИОНИЗИРУЮЩЕЙ РАДИАЦИИ И ХИМИЧЕСКИХ ТОКСИКАНТОВ В ШИРОКОМ ДИАПАЗОНЕ ДОЗ НА ОРГАНИЗМ. Л.Н.Шишкина, М.В.Козлов, М.А.Климович, Л.И.Мазалецкая, Н.И.Шелудченко, Н.В.Хрустова, В.А.Меньшов, В.В.Урнышева, Е.В.Кушнирева, А.Г.Кудяшева, Н.Г.Загорская, О.Г.Шевченко 200 11. Полиморфизм человека МИКРОСАТЕЛЛИТНАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ В ПОПУЛЯЦИЯХ ЧЕЛОВЕКА Л.А. Животовский, Б.А.Малярчук, И.С.Цыбовский, Э.К.Хуснутдинова, М.В.Деренко, В.М.Веремейчик, И.Г.Удина, В.Л.Ахметова, М.А.Бермишева, К.И.Афанасьев, Г.А.Рубцов, М.В.Шитова, Т.В.Малинина, В.Д.Прохоровская, Т.А.Ракицкая, А.Г.Имашева 202 МОЛЕКУЛЯРНЫЙ ПОЛИМОРФИЗМФЕРМЕНТОВ ЧЕЛОВЕКА. И.Н.Курочкин, С.Д.Варфоломеев, В.С.Курова, Г.В.Дубачёва, В.Б.Сулимов, А.Н.Романов 203 ВОЗДЕЙСТВИЕ ПОЛИМОРФНЫХ ИНСЕРЦИЙ РЕТРОЭЛЕМЕНТОВ НА ЭКСПРЕССИЮ ГЕНОВ ЧЕЛОВЕКА ПРИ ОНКОЛОГИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЯХ. Ю.Б.Лебедев, И.З.Мамедов, А.Л.Амосова, С.В.Устюгова 205 ПОЛИМОРФИЗМ ДНК ЧЕЛОВЕКА В ИЗУЧЕНИИ ГЕНОФОНДА НАРОДОВ РОССИИ. С.А.Лимборская, А.В.Хрунин, Д.В.Хохрин 206 РОЛЬ ПОЛИМОРФНЫХ ГЕНОВ АНГИОТЕНЗИН-ПРЕВРАЩАЮЩЕГО ФЕРМЕНТА И АПОЛИПОПРОТЕИНА Е В МЕХАНИЗМАХ РАЗВИТИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ (CCЗ) И ОЦЕНКА РИСКА РАЗВИТИЯ CCЗ У ЖИТЕЛЕЙ РЕСПУБЛИКИ КАРЕЛИЯ Н.Н.Немова, Л.В.Топчиева, И.Е.Малышева, Н.Л.Рендаков, С.Н.Коломейчук, В.А.Корнева, Л.Л.Дорошин 208 ИССЛЕДОВАНИЕ МОЛЕКУЛЯРНОГО ПОЛИМОРФИЗМА ПРОТЕОМА МОЧИ ЧЕЛОВЕКА НОВЫМ МЕТОДОМ ТОЧНОЙ МАССОВОЙ МЕТКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ ИОННОГО ЦИКЛОТРОННОГО РЕЗОНАНСА Е.Н.Николаев, А.С.Кононихин, С.А.Мошковский, О.Н.Харыбин, И.А.Попов, Д.М.Автономов, И.А.Агрон, В.С.Курова, С.Д.Варфоломеев 209 239 РАЗРАБОТКА НОВОГО МЕТОДА ПОИСКА ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПОЛИМОРФИЗМОВ ГЕНОМА ЧЕЛОВЕКА И ЕГО ПРИЛОЖЕНИЙ В МЕДИЦИНСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ В.Е.Раменский, Е.В.Шмельков, И.Аджубей, Ш.Р.Сюняев 210 СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ И ПОЛИМОРФИЗМ РИБОСОМНОГО МЕЖГЕННОГО СПЕЙСЕРА У ЧЕЛОВЕКА И ВЫСШИХ ОБЕЗЬЯН А.П.Рысков, Д.В.Шибалев, К.К.Нечволодов, Н.С.Куприянова 212 ИЗУЧЕНИЕ ПОЛИМОРФИЗМА СИСТЕМЫ ФЕРМЕНТОВ МЕТАБОЛИЗМА И ДЕТОКСИКАЦИИ КСЕНОБИОТИКОВ У БОЛЬНЫХ РАКОМ МОЧЕВОГО ПУЗЫРЯ И РАКОМ ПРОСТАТЫ. А.Н.Саприн, В.А.Суханов, Л.А.Пирузян, Е.В.Калинина, В.А.Глазунова, А.А.Штиль 213 ИЗУЧЕНИЕ МОЗГОВЫХ МЕХАНИЗМОВ, ЛЕЖАЩИХ В ОСНОВЕ СВЯЗИ ГЕНОВ И ПСИХИКИ. О.В.Сысоева, Г.В.Портнова, И.Н. Нечаев, К.С. Смирнов, Н.В. Малюченко, А.Г.Тоневицкий, А.М.Иваницкий 214 ИДЕНТИФИКАЦИЯ И АНАЛИЗ СРЕДОВЫХ И ГЕНЕТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ РИСКА РАЗВИТИЯ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ ОПУХОЛЕЙ У ЧЕЛОВЕКА В.А.Тарасов, М.М.Асланян, Е.С.Цырендоржиева, С.С.Литвинов, Р.Ф.Гарькавцева, Ф.А.Амосенко 216 ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛИМОРФНЫХ ВАРИАНТОВ ГЕНОВ-КАНДИДАТОВ РЯДА МНОГОФАКТОРНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ И РАЗРАБОТКА ПОДХОДОВ ИХ ДНК-ДИАГНОСТИКИ. Э.К.Хуснутдинова, Р.И.Хусаинова, В.Л.Ахметова, М.А.Бермишева, Г.Г.Фасхутдинова 217 ИССЛЕДОВАНИЕ РОЛИ ГЕНЕТИЧЕСКИ ДЕТЕРМИНИРОВАННОЙ НЕПЕРЕНОСИМОСТИ ЛАКТОЗЫ КАК ФАКТОРА РИСКА РАЗВИТИЯ ОСТЕОПОРОЗА В РОССИЙСКИХ ПОПУЛЯЦИЯХ Н.К.Янковский, С.А.Боринская, А.Н.Сафонова, А.Н.Петрин, Д.В.Ребриков 219 12. Проблема сознания в клинике ЭФФЕКТЫ ОСТРОГО ВВЕДЕНИЯ АЛКОГОЛЯ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОВРЕЖДЕНИЙ ГИППОКАМПА Ю.И.Александров, Б.Н.Безденежных, К.В.Анохин, А.Kонушин 220 СОЗДАНИЕ ТКАНЕСПЕЦИФИЧНЫХ ЛЕНТИВИРУСНЫХ ТРАНСГЕННЫХ МОДЕЛЕЙ С НАПРАВЛЕННЫМИ ИЗМЕНЕНИЯМИ ЭКСПРЕССИИ ГЕНОВ В ЛОКАЛЬНЫХ ОБЛАСТЯХ МОЗГА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЗМОВ ЦЕРЕБРАЛЬНЫХ ПАТОЛОГИЙ, ПРИВОДЯЩИХ К ИЗМЕНЕНИЯМ В ПАМЯТИ И СОЗНАНИИ. П.М. Балабан, С.В. Саложин, Е.П.Кулешова, А.В.Большаков, М.Ю. Степаничев 222 ПРОБЛЕМА СОЗНАНИЯ И ЕЕ ВЫХОДЫ НА ДИАГНОСТИКУ И ПАТОГЕНЕЗ НЕРВНО-ПСИХИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ А.М.Иваницкий, Г.Н.Болдырева, Э.А.Костандов, В.Б.Стрелец 240 223 Фирма «Слово» 123007, Москва, Хорошевское шоссе, д. 76 A Тел./факс (8-499) 193-55-22 E-mail: firmslovo@yahoo.com http://www. firmslovo.narod.ru Формат 60 x 90/16. Бумага офсетная №. 1. Печ. л. 15. Тираж 300 экз. 241