КРАТКИЙ ОТЧЕТ
ФГБУ «ГНЦ Институт иммунологии» ФМБА России
за 2016 год
1 Кадровая обеспеченность
Число научных сотрудников (без совместителей и работающих по договорам) – 179 чел.; доля научных сотрудников до 39 лет – 22 %; количество высококвалифицированных научных сотрудников (без совместителей), всего: 179 чел., в том числе: докторов наук – 29 чел.; кандидатов наук –73 чел.; число защищенных диссертаций: кандидатских – 4.
2 Краткие результаты
Прикладные темы НИР по Госзаданию
- «Поиск и анализ новых биомаркеров с целью диагностики иммунологических и аллергических заболеваний» (шифр: «Диагностика-16»)
Разработаны методики количественного определения адреналина, норадреналина, мелатонина, серотонина, дофамина, триптамина, гистамина и их метаболитов в плазме крови. Для анализа достаточно 200 мкл плазмы пациента. Данные методики валидированы по показателям: чувствительность, селективность, правильность, прецизионность, робастность, предел количественного определения. Рассмотрены экономические аспекты проведения данного исследования в случае постановки его «на поток».
Отработана методика выделения ДНК из лимфоцитов периферической крови здоровых доноров с помощью TRI-реагента. Разработана методика сэндвич-ИФА. Отработана методика ПЦР в реальном времени для количественного определения ядерной и митохондриальной ДНК в биологических жидкостях. В результате исследований подготовлена методика определения комплексов ауто-ДНК/МПО. Применив методику комбинированного ИФА, показали, что при стимуляции, как нормальных нейтрофилов, так и нейтрофилов от больных ревматоидным артритом, происходит выделение комплекса ауто-ДНК/МПО. Важно, что нейтрофилы больных выделяют большое количество этого комплекса, что совпадает с данными литературы.
Оптимизирован ген человеческого PTPRCAP с учетом встречаемости кодонов для бактериальной экспрессии. Чтобы избежать трудностей в гетерологичной экспрессии PTPRCAP в бактериальных клетках, из гена удалена часть, кодирующая трансмембранный и внеклеточный домен. Заказан синтез и получен оптимизированный ген. Ген переклонирован в экспрессионную плазмиду pET21. Плазмида наработана в препаративных количествах и проверена в тесте с рестриктазами и прямым секвенированием. Бактерии штамма BL21 (DE3) трансформированы полученной плазмидой. Получен полноразмерный ген, кодирующий PTPRCAP. На 3’ конце добавлена нуклеотидная последовательность кодирующая пептид FLAG. Ген реклонирован в вектор pCMVpA. Корректность клонирования подтверждена рестрикционным анализом и прямым секвенированием. С помощью липофектамина плазмида временно тррансфецирована в клетки HEK293T. С помощью антител против пептида FLAG показана экспрессия белка PTPRCAP в клетках HEK293T. Экспрессионные плазмиды наработаны и выделены в препаративных количествах. Корректность нуклеотидной последовательности плазмид подтверждена рестрикционным анализом и прямым секвенированием. На препараты плазмид подготовлены паспорта.
Главными признаками нейтрофильных внеклеточных ловушек (НВЛ) являются ДНК в комплексе с цитруллированными гистонами и миелопероксидазой (МПО). Методика определения НВЛ с помощью проточной цитометрии состоит из следующих этапов: выделение чистой популяции нейтрофилов, их активации ФМА и окраски меченными моноклональными антителами против цитруллиновых гистонов, показатель наличия ДНК в комплексе, и МПО. При проведении анализа окрашенных препаратов (4 образца от различных доноров) нам не удалось чётко сфокусировать облако нейтрофилов с помощью переднего (FSC) и бокового (SSC) светорассеяния, которые позволяют дифференцировать клетки по размеру и по гранулярности. Это связано с тем, что при трёх-часовой активации с ФМА нейтрофилы существенно изменили свою морфологию: их размеры, форму, гранулярность. До 30 % нейтрофилов были мёртвыми. Поэтому выделение по координатам F1 и F2 облака Cyt+ МПО+, т.е. клеток, образующих НВЛ, было также нечётким. В связи с этим полученные результаты о количестве клеток, несущих на поверхности ДНК+МПО, мы считаем недостоверными. Таким образом, можно сделать вывод, что с помощью проточной цитометрии идентификация клеток, выделяющих при активации ДНК и антимикробные белки/пептиды является недостоверной.
Полученные результаты важны для фундаментальной и клинической иммунологии, а также практического использования в клинической диагностике иммунологических заболеваний.
Разработаны:
Валидированные методики количественного определения биогенных аминов методом ВЭЖХ/МС;
Методика определения комплексов ауто-ДНК/МПО;
Паспорта на экспрессионные плазмиды, предназначенные для гетерологической экспрессии PTPCAP;
Справка-доклад "Применение метода проточной цитометрии для оценки комплексов ДНК-антимикробные пептиды".
- «Установление иммуногенетических маркеров индивидуальной предрасположенности и устойчивости человека к неблагоприятным факторам инфекционного и неинфекционного происхождения» (шифр: «Иммуногенетика-16»)
Проведен анализ литературы и патентных баз с целью установления патентной чистоты объектов и методов исследования. Установлено, что методы определения генотипа человека на основе аллель-специфических праймеров и зондов широко применяются для создания средств in vitro диагностики. Однако разрабатываемая комбинация методов для установления иммуногенетических маркеров по результатам анализа не обнаружена.
Генетические маркеры, ассоциированные с предрасположенностью человека к социально значимым заболеваниям, а также с индивидуальным ответом на терапию заболеваний, тест-системы для диагностики отдельных маркеров или гаплотипов, ассоциированных с клиническими признаками, методы оценки риска являются предметом патентования.
По результатам проведенного анализа, установлена высокая вероятность создания в рамках проекта объектов защиты интеллектуальной собственности, поскольку прямых аналогов самой технологии проведения анализа, дизайна молекул и состава реакционной смеси в ходе анализа не обнаружено.
Сформирована материальная и методологическая часть исследования иммуногенетических маркеров индивидуальной предрасположенности и устойчивости человека к неблагоприятным факторам: проведена адаптация методов и оборудования, синтезированы праймеры и зонды для анализа и проведена их валидация, разработана методика качественного определения нуклеиновых кислот.
Установлены иммуногенетические маркеры предрасположенности человека к гепатиту B среди генов HLA класса II. Анализ полученных данных и сравнение с данными современной литературы, посвященной поиску генетических маркеров предрасположенности к развитию гепатита B среди генов главного комплекса тканевой совместимости, свидетельствует о сложности предмета исследований с одной стороны и его актуальности – с другой. Требуется продолжение исследований, увеличение обследуемых групп и проведение генотипирования на уровне высокого разрешения, то есть на уровне аллелей среди различных этнических популяций. Подобный подход может быть успешным для выявления ассоциаций специфических вариантов HLA-аллелей с прогрессированием болезни или очищением от вируса при хронической HBV-инфекции.
Полученные результаты могут быть использованы в медицине, при диагностике предрасположенности к заболеваниям, связанным с воздействием факторов инфекционного и неинфекционного происхождения, в том числе в системе ФМБА России, а также при прогнозе течения этих заболеваний.
Разработаны:
Методика качественного определения нуклеиновых кислот.
Справка-доклад "Перечень иммуногенетических маркеров предрасположенности человека к гепатиту B среди генов HLA класса II".
- «Генетический контроль радиочувствительности и механизмы пострадиационного восстановления иммунной системы» (шифр: «Радиация-16»)
Проведена разработка метода генотипирования; осуществлен сбор биологического материала от пациентов с диагнозом назофарингеальная опухоль или опухоль множественной локализации, проходящих курс радиационной терапии; установлен фенотип клеток иммунной системы; разработана методика качественного определения нуклеиновых кислот. Показано, что восстановление Т-клеток у тимэктомированных сублетально облученных мышей отстает от нетимэктомированных сублетально облученных мышей и является неполным. При этом восстановление осуществляется за счет регенерации Т-клеток селезенки: статистически значимый пик восстановления числа Т-клеток в селезенке определяется на 10 сутки с последующим снижением к 20 суткам, что соответствует пикам экстренной регенерации и вторичной атрофии тимуса в эти же сроки у нетимэктомированных мышей. На фоне повышенной гомеостатической пролиферации (10 сутки) в условиях неполного восстановления численности Т-клеток конверсия фенотипа наивных Т-клеток в Т-клетки памяти у тимэктомированных облученных мышей, в отличие от нетимэктомированных облученных мышей, является необратимой.
Результаты и методы НИР могут быть реализованы в профильных медицинских учреждениях с целью повышения эффективности и безопасности методов радиационной терапии, в частности в системе ФМБА России.
Разработана
Методика качественного определения нуклеиновых кислот с помощью средств биоинформационного анализа.
- «Разработка новых методов лечения различных форм иммунопатологии, иммуно-опосредованных профзаболеваний и их осложнений» (шифр: «Иммунопатология-16»)
Получены новые данные о структуре аллергических заболеваний в Московском регионе, показано преобладание респираторных форм аллергии (аллергический ринит, поллиноз, бронхиальная астма, составившие 43,2%). Второе место в структуре аллергопатологии занимают кожные проявления, среди которых преобладает атопический дерматит. После анализа углубленного клинико-аллергологического обследования лекарственная гиперчувствительность установлена у 34,7%. Представлены основные клинические проявления ЛА, характеризующиеся тяжестью клинического течения, серьезностью прогноза, негативным влиянием на уровень здоровья и качество жизни пациентов. Показана очевидная гиподиагностика пищевой и инсектной аллергии. По данным объективного клинико-аллергологического обследования ПА установлена у 19,2%, инсектная аллергия – у 17,1%.
Показано, что основным методом дифференциальной диагностики инфекции ВДП является детектирование и определение концентрации ДНК вирусов Эпштейна-Барр, вируса герпеса 6 типа, цитомегаловируса методом ПЦР. Результаты определения ДНК вирусов герпеса в количественном формате позволяют провести динамическое наблюдение: на основании увеличения концентрации в периферической крови, лейкоцитах, СМЖ, слюне установить активность инфекционного процесса, выявить реактивацию, оценить эффективность проводимой терапии.
Алгоритм диагностики ОВИН обязательно включает фенотипирование B-клеток, но оно не позволяет определить клинический фенотип ОВИН.
В 2016 году Регистр ПИД взрослых, пополнился 47 пациентами с впервые выставленным диагнозом ПИД и 11 детьми с впервые выставленным диагнозом ПИД. В 2016 г. Регистр ПИД детей включает 672 ребенка, Регистр ПИД взрослых - 534.
В ходе работы научно обоснована необходимость комплексного подхода к диагностике и терапии АЗ, ХВЗВДП и других иммуноопосредованных заболеваний, включающего понятия эффективности и безопасности проводимой терапии. Используемые методы диагностики иммуноопосредованных заболеваний, в том числе – лекарственной, пищевой, инсектной аллергии, АтД, ХВЗВДП, ИДС и других в тестах in vivo и in vitro, могут быть рекомендованы для практического применения в амбулаторных условиях.
Разработаны:
Заключение по исследованию вирусной нагрузки в отношении вируса Эпштейн – Барр, герпеса человека 6 генотипа, цитомегаловируса у пациентов с хроническими воспалительными заболеваниями верхних дыхательных путей;
Протокол включения новых больных в регистр первичных иммунодефицитов. В Регистр ПИД детей включено 11 детей с впервые выставленным диагнозом ПИД. Всего в Регистре ПИД детей - 672 чел., в Регистре ПИД взрослых -534;
Разработан и внедрен Протокол обследования пациентов с хроническими воспалительными заболеваниями верхних дыхательных путей;
Анкета-опросник для раннего выявления инсектной аллергии у лиц с пищевой, бытовой и эпидермальной аллергией.
- «Изучение подходов к созданию иммунотропных препаратов» (шифр: «Подход-16»)
Подобраны условия наработки в ферментере штамма-продуцента рекомбинантного белка - аналога интерферона альфа-8, соединенного с белком-стабилизатором. Подтверждено наличие целевого белка в бактериальном лизате. Выделен и хроматографически очищен рекомбинантный белок - аналог интерферона альфа-8, соединенный с белком-стабилизатором. Его чистота оценена электрофорезом в ПААГ. Подобраны условия гидролиза рекомбинантного белка - аналога интерферона альфа-8, соединенного с белком-стабилизатором ферментом энтерокиназой. Подобраны условия денатурации нагревом примесей энтерокиназы, а так же некоторых бактериальных белков. Рекомбинантный белок - аналог интерферона альфа-8 хроматографически очищен на SP-Sepharose. Чистота и структура оценена методами HPLC и MALDI-TOF. Рекомбинантный белок - аналог интерферона альфа-8 наработан в количестве 260мг. Проверка специфической активности рекомбинантного белка – аналога интерферона альфа-8 препарата in vitro выявила снижение биологической активности на 71,7 % после хранения в жидкой форме в течение 4 недель при +37 ОС, что свидетельствует о недостаточной стабильности препарата.
Твердофазным методом синтезирован новый катионный пептид, содержащий RGD-последовательность с двумя остатками цистеина. Пептид обладал очень низкой стимулирующей активностью в отношении трансфекции клеток Т3 плазмидой, содержащей ген люциферазы. Проведен анализ катионных дендримерных пептидов (ДКП) на гемолитическую (кровь человека) и цитотоксическую (нормальные клетки фибробластов человека) активности при сопоставлении с их пространственной структурой. Показано, что наименьшей токсичностью обладали дендримерные пептиды. Разработан метод введения в ДКП флуоресцентной метки без потери его функциональной активности.
Показано, что пептид, копирующий V3 - петлю белка gp120 консенсусной последовательности группы М способен усиливать инфекцию, в модели псевдовирусных частиц. Исследование иммуногенных свойств смеси пептидов, копирующих V3 петлю консенсусной последовательности группы М и российского изолята показало, что максимальный титр специфических IgG антител индуцируется в группах, где пептиды вводились совместно с адъювантами poly (I:C) и с-di-AMP. Уровень IgM антител не зависел от используемого адъюванта. Не было выявлено специфической активации CD4+-клеток. Показана незначительная антиген-специфическая активация спленоцитов, в группах, где пептиды вводились совместно с с-di-AMP и ПАФ.
Разработан простой масштабируемый метод выделения ЛПС грамотрицательных микроорганизмов с использованием экстракции бактериальных клеток в мягких условиях буфером, содержащим ДОХ. Проведен поиск детергентного реагента для экстракции бактериальных клеток, оптимизированы условия экстракции по выходу ЛПС, содержанию примесей. Неизменность строения ЛПС в процессе экстракции подтверждена данными ЯМР-спектрометрии. Определены условия для избирательной экстракции различных фракций ЛПС из бактериальных клеток: область концентраций ДОХ и температура, при которых протекает избирательная экстракция высокомолекулярной и низкомолекулярной фракции ЛПС грамотрицательных микроорганизмов. На этой основе разработан метод фракционирования ЛПС грамотрицательных микроорганизмов.
Получены препаративные количества плазмидных конструкций, предназначенных для: 1) экспрессии рецептора NOD1 человека; 2) экспрессии рецептора NOD2 человека; 3) экспрессии гидовых РНК для нокаута гена NOD1 в клетках человека; 4) экспрессии гидовых РНК для нокаута гена NOD2 в клетках человека; 5) экспрессии нуклеазы Cas9n. Работа выполнена на высоком методическом уровне. Выводы обоснованы. Данная работа имеет значение для практической медицины, в частности клинической фармакологии, т.к. она посвящена разработке иммунобиологических препаратов, способу их эффективной доставки в организме и методам исследования механизма действия.
Разработаны:
Методика получения плазмидных конструкций, необходимых для нокаутирования генов NOD1 и NOD2 в клетках человека;
Методика выделения липополисахаридов бактерий;
Способ избирательной экстракции фракций ЛПС с различной амфифильностью;
Метод селективного расщепления полисахаридов – сольволиз безводной трифторуксусной кислотой;
Модернизированный метод получения и очистки микроколичеств липида А из липополисахаридов (ЛПС) грамотрицательных микроорганизмов для проведения масс-спектрометрического анализа;
Метод введения в дендритные катионные пептиды (ДКП) флуоресцентной метки без потери его функциональной активности;
Акт о наработке рекомбинантного аналога интерферона альфа-8.
«Поиск и разработка иммуномодулирующих препаратов» (шифр: «Иммунитет-16»)
Установлено, что липополисахариды, липид А которых представлен в основном триацильными производными, являются низкоэндотоксичными, согласно тесту на пирогенность, т.е. дезацилирование липида А обеспечивает снижение эндотоксичности молекулы ЛПС из эндотоксичных штаммов энетробактерий (S. sonnei и E. coli O:55). В качестве дополнительного подхода к получению ЛПС с контролируемыми параметрами эндотоксичности использовали ВЭЖХ – с целью разделения на фракции мЛПС, содержащий в смеси три- и тетраацильные производные, т.к. последние обладают высокой эндотоксичностью. Получено по 2 препарата модифицированных апирогенных ЛПС для S. sonnei и E .coli O:55, которые, согласно данным SDS-электрофореза, являлись высоко- и низкомолекулярными. Все полученные препараты мЛПС S. sonnei и E. coli O:55 содержали в мажоре триацильные производные липида А, т.е. являлись низкоэндотоксичными.
Отработана тест-система для определения противоопухолевой активности клеток естественного иммунитета, основанная на подсчете числа трансдуцированных GFP опухолевых клеток методом проточной цитометрии. Создана панель из 7 опухолевых линий трансдуцированных GFP. Исследованы дозовые зависимости активации противоопухолевой активности дендритных клеток при активации лигандами рецепторов естественного иммунитета: TLR2, TLR3, TLR4, TLR7, TLR9. Подробно исследованы временные зависимости активации противоопухолевой активности дендритных клеток при воздействии агониста TLR4, определено минимальное время, необходимое для достижения максимальной активности.
Проведено выделение и очистка лигногуматов из низко минерализованных иловых сульфидных грязей. Установлено, что показатели элементного анализа лигногуматов находятся в том же диапазоне концентраций, которые характерны для стандартных гуминовых кислот IHSS, выделенных из различных природных источников. Выделенные лигногуматы имеют степень окисленности, близкую к нулю, что отражает их высокую окислительно-восстановительную стабильность. Установлено, что полученные значения коэффициента цветности лигногуматов укладываются в интервалы от 2,0 до 5,0, характерные для соединений гуминовой природы и отражает содержание ароматических структур. Идентификация полученных лигногуматов низкоминерализованных иловых сульфидных грязей также проводилась с помощью ИК-спектроскопии. Лигногуматы характеризуются присутствием в молекулярной структуре ароматического углеродного скелета, в состав которого входят различные функциональные группы. Среди заместителей преобладают карбоксильные, гидроксильные, метоксильные и алкильные группы. Помимо ароматической части, у лигногуматов есть алифатические фрагменты, обогащённые полисахаридными группами.
Из супернатанта штамма-продуцента выделен и очищен рекомбинантный белок, содержащий последовательности иммунорегуляторных миелопептидов в количестве 140 мг. Чистота и структура полученного рекомбинантного белка оценена методами HPLC и MALDI-TOF. Изучение влияния рекомбинантного белка на метастазирование опухолевых клеток была проведено на модели высоко метастазирующей в легкие меланомы В16. Показано, что введение рекомбинантного белка после инокуляции опухолевых клеток приводит к снижению количества метастазов в легких по сравнению с контролем.
Проведена отработка лабораторной технологии выделения полисахаридов из высших базидиомицетов и выполнена характеристика полученных препаратов. Подобраны оптимальные условия выделения полисахаридов из сушеных плодовых тел базидиомицетов. При водной экстракции оптимальным оказалось соотношение сырья и воды 1:8. Экстракцию проводили при 90ºC в течение трех часов на водяной бане. При водно-солевой экстракции оптимальным оказалось соотношение 1:50, экстракцию проводили 24 часа при 8°С. Проведена биологическая оценка полученных препаратов. Установлено, что препарат, независимо от способа получения, оказывает стимулирующее влияние на продукцию Ил-1, ФНО-α и ИФН-γ в концентрации 10 мкг/мл. Увеличение продукции цитокинов было, в среднем, пятикратным. Изготовлены лабораторные партии препаратов полисахаридов из гриба Шиитаке, полученных различными способами - методом водной экстракции и методом водно-солевой экстракции. Наработано по 5 г препарата для каждой партии.
Данная работа имеет большое значение для производства отечественных иммунотропных препаратов для лечения инфекционных и онкологических заболеваний, что будет способствовать повышению биомедицинской безопасности и качества жизни населения Российской Федерации.
Разработаны:
Протокол активации in vitro противоопухолевых свойств дендритных клеток костномозгового происхождения через PR-рецепторы;
Лабораторный регламент на получение лигногуматов из природного сырья (проект);
Акт наработки рекомбинантного белка на основе миелопептидов;
Паспорт на рекомбинантный белок на основе миелопептидов;
Лабораторный регламент на получение полисахаридов из высших базидиомицетов (проект).
- «Разработка технологий, создание и испытание противоаллергических лекарственных препаратов» (шифр: «Аллергобиотехнологии-16»)
С использованием программы OligoWalk спрогнозировано 64 различных вариантов молекул миРНК, теоретически способных подавлять ген IL-5 мыши. Для дальнейшей наработки были отобраны 5 молекул миРНК, каждая из которых состоит из двух РНК-олигонуклеотидов смысловой и антисмысловой полярности. Каждая из двух молекул миРНК способна независимо связываться с различными участками молекулы мРНК гена il-5. По результатам выполнения работы создан Лабораторный регламент на получение молекул миРНК направленных против гена IL-5 мыши.
Обследовано 145 пациентов с гиперчувствительностью к ужалениям пчелами. Отобраны сыворотки 45 пациентов, содержащие IgE к яду пчел (создан банк сывороток). Проведено препаративное разделение образцов яда пчел фирмы Sigma методами восходящей и нисходящей жидкостной гель-хроматографии. Получены несколько фракций с различной молекулярной массой, которые были охарактеризованы, как мажорные и минорные аллергены. Определены фракции, которые будут использованы в дальнейшем для получения препарата аллергоида.
Осуществлена экспертиза подлинности и качества пыльцы амброзии, полученной из Краснодара. Показано, что все образцы сырья (пыльца амброзии) являются пыльцой амброзии, не содержащей посторонних примесей и соответствуют требованиям ОФС «Аллергены». Приготовлен аллергенный экстракт из пыльцы амброзии (W1) по стандартной методике. Произведено разделение компонентов экстракта W1 по их электрофоретической подвижности методом электрофореза в полиакриламидном геле, с учетом их молекулярных масс, а также гель-хроматография экстракта W1, показавшая пики, соответствующие суммарной белковой фракции. Изучена аллергенность экстракта W1 методом торможения связывания специфического IgE. Показано, что W1 экстракт связывал 95% специфического IgE в пуловой сыворотке от больных с сенсибилизацией к пыльце амброзии.
Работа имеет большое значение для биотехнологии и клинической аллергологии. Реализованный подход для конструирования молекул миРНК против гена интерлейкина-5 будет использован для разработки противовоспалительного препарата для лечения аллергической бронхиальной астмы человека. Основное применение предлагаемых аллергоидов из главных и минорных аллергенов яда пчел, а также аллергоидов из аллергенов пыльцы амброзии будет связано с усовершенствованием аллергенной иммунотерапии с целью создания специфической толерантности у больных, сенсибилизированных вышеназванными аллергенами.
Разработан:
проект лабораторного регламента на получение молекул миРНК, направленных против гена IL-5 мыши.
- «Разработка и испытания встраиваемого микробного биофильтра для очистки
ливневых вод химически опасных производств от загрязнений» (шифр: «Биофильтр»)
Организован музей живых культур микроорганизмов-деструкторов ракетного топлива - гептила, нефтепродуктов, полициклических ароматических углеводородов (фенантрен, антрацен, пирен, флуорантен), хлорорганических соединений (тиодигликоль, монохлортиодигликоль), фосфорорганических соединений (глифосат), полихлорированных бифенилов. Разработаны 5 ассоциаций микроорганизмов для иммобилизации на фильтрующей ткани биофильтров. В экспериментах между штаммами в ассоциациях установлены два типа взаимоотношений: нейтрализм и мутуализм. Микроорганизмы-деструкторы успешно развиваются на фильтровальной ткани биофильтра и образуют на ней биопленку, разлагают загрязнители в водных растворах. Штаммы микроорганизмов-деструкторов депонированы в музее живых культур НИЦ ТБП – филиала ФГБУ "ГНЦ Институт иммунологии" ФМБА России для дальнейшего проведения опытно-промышленных полевых испытаний биофильтров.
Изучена динамика накопления микробной биомассы шт. 382, шт. 693, шт. 13.003 и ассоциации штаммов-деструкторов шт. 382 + шт. 693 на носителе (фильтрующей ткани) при различных концентрациях дизельного топлива (0,01; 0,1; 1,0 объемных %). В процессе микробной деструкции произошло снижение интегральной токсичности проб во всех вариантах опыта, особенно с ассоциацией шт. 382 + шт. 693. Показано, что рост микроорганизмов и накопление микробной биомассы на носителе происходило по типу мутуализма. При этом скорость накопления микробной биомассы на носителе как ассоциацией штаммов-деструкторов, так и отдельными штаммами зависит от концентрации загрязнителя в водной среде. Исследованные микроорганизмы-деструкторы в лабораторных условиях активно разлагают химические вещества в водных растворах. Ассоциации микроорганизмов-деструкторов успешно развиваются на фильтровальной ткани биофильтра и образуют на ней биопленку.
Опытно-промышленные испытания пилотных образцов биофильтра для очистки ливневых вод предприятий проводились:
- в г. Серпухове биофильтр предназначен для очистки ливневых сточных вод от примесей полихлорированных бифенилов и нефтепродуктов. Биофильтр был установлен на выходе ливневой канализации НПО «Конденсатор». При прохождении через биофильтр ливневой воды ручья Боровлянка концентрация нефтепродуктов снижалась до допустимых уровней, интегральная токсичность снижалась до безопасных значений.
- в п. Оболенск биофильтр был установлен на выходе ливневой канализации с территории промышленной зоны в бетонной трубе ливневой канализации перед выходом в пруды-отстойники. При прохождении через биофильтр ливневой воды концентрация нефтепродуктов снижалась до допустимых уровней, интегральная токсичность снижалась до безопасных значений, при этом вода становится нетоксичной.
Подготовлены:
Заключение о составе ассоциации микроорганизмов-деструкторов для очистки ливневых вод химически опасных производств в биофильтре;
Техническое задание на проектирование опытно-промышленного образца биофильтра.
Разработан и испытан пилотный образец биофильтра для очистки ливневых сточных вод от примесей полихлорированных бифенилов и нефтепродуктов;
Разработаны методические рекомендации (проект) по применению встраиваемого биофильтра для очистки ливневых вод химически опасных производств.
- «Сравнительные исследования фиброгенного действия волокнистых углеродных наноматериалов» (шифр: «Наноматериалы-15»)
Проведены исследования по оценке фиброгенного действия многостенных и одностенных углеродных нанотрубок на самцах белых крыс в условиях подострого ингаляционного эксперимента. В случае одностенных трубок ингаляционное введение приводило к проявлению у экспериментальных животных обратимых признаков цитотоксического действия с яркими проявлениями макрофагальной реакции. В случае многостенных трубок ингаляционное введение выявлено проявление типичного развития фибропластического процесса в легких. Проведенные исследования показали необходимость детального исследования токсических свойств имеющихся и вновь разрабатываемых волокнистых углеродных наноматериалов.
Подготовлены:
Заключение о фиброгенном действии волокнистого углеродного наноматериала- многостенных углеродных нанотрубок;
Заключение о фиброгенном действии волокнистого углеродного наноматериала- одностенных углеродных нанотрубок.
- «Синтез универсального носителя (УН) на основе укороченных одностенных углеродных нанотрубок (УОУНТ) для доставки фармакологических субстанций» (шифр: «Носитель»)
Одно из перспективных направлений в терапии опухолей связано с созданием слабо иммуногенного, инертного и низкотоксичного наноструктурированного носителя, который смог бы обеспечить более высокие концентрации традиционных цитостатиков в опухолевой ткани при условии применения последних в новой лекарственной форме. В лабораторных условиях реализованы три варианта синтеза субстанции универсального носителя, представлявшего собой водорастворимые модифицированные укороченные одностенные углеродные нанотрубки (УОУНТ).
Варианты носителя были количественно охарактеризованы по показателю массовой доли линкера в своём составе методом ЯМР-1Н, величинами ζ-потенциалов частиц в водных суспензиях методом динамического светорассеяния и качественно снимками ПЭМ.
В серии синтезов в лабораторных условиях наработаны три варианта субстанций УН в количествах, достаточных для проведения экспериментов in vitro в 2017 году.
Проведён сравнительный анализ реализованных методик синтеза вариантов УН на основании оценок традиционных показателей: стадийности, трудоёмкости, выхода конечного продукта, стоимости необходимого оборудования и реактивов. В результате выделен один из трёх вариантов синтеза, выгодно отличавшийся от остальных по перечисленным показателям. Субстанция водорастворимых УОУНТ с модифицированной графеновой поверхностью являться одним из вариантов такого универсального носителя для различных фармакологических субстанций, в том числе традиционных цитостатиков. Предлагаемая работа находится в русле современных разработок в области нанофармакологии.
Подготовлено:
Обоснование оптимальной стратегии синтеза УН на основе УОУНТ с модифицированной графеновой поверхностью.
- «Исследования по разработке исходных данных и обоснованию приоритетных направлений научных исследований и разработок по реализации полномочий ФМБА России в области разработки современных медицинских технологий» (шифр: «Перспектива-БИО»)
|
