WWW.DISUS.RU

БЕСПЛАТНАЯ НАУЧНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 8 |

« Российская академия наук Программа фундаментальных исследований Президиума РАН ...»

-- [ Страница 4 ] --
  • разработана новая технология включения в полимеры биологически активных органических веществ с использованием сверхкритической двуокиси углерода;
  • исследована динамика выхода активных веществ из композита в зависимости от условий процесса их импрегнации в полимер и последующего процесса селективного лазерного спекания;
  • показана возможность управления скоростью выхода высоко-молекулярных биологически активных веществ изменением параметров лазерного воздействия;
  • исследован процесс формирования из физиологических растворов на поверхности матриц покрытий из фосфатов кальция, индуцирующих рост костных тканей;
  • показано, что добавление в исходный полимер гидроксиапатита и двуокиси кремния ускоряет процесс формирования покрытий.

В результате исследований, проводимых в рамках данного проекта с использованием новых лазерно-информационных и сверхкритических флюидных технологий, будут созданы основы технологии синтеза матричных биоматериалов для замены и регенерации твердых тканей организма и разработаны биорезорбируемые структуры, обеспечивающие пролонгированное действие активных веществ и лекарственных препаратов на окружающие ткани.

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗ НОВОЙ ВЫСОКОПРОЧНОЙ КОРРОЗИОННОСТОЙКОЙ НЕМАГНИТНОЙ АЗОТИСТОЙ СТАЛИ ХИРУРГИЧЕСКИХ МЕДИНСТРУМЕНТОВ

С УНИКАЛЬНЫМ СОЧЕТАНИЕМ СВОЙСТВ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ

В ТРАВМАТОЛОГИИ И ОРТОПЕДИИ

О.А.Банных, В.М.Блинов, М.В.Костина, Е.В.Блинов

Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН, Москва

В России в настоящее время нет качественной стали для медицин-ского инструмента, т.к. применяющиеся стали либо не обладают необхо-димой коррозионной стойкостью при высокой прочности (это означает попадание продуктов коррозии в организм и коррозионный износ инструмента), либо не обеспечивают необходимого уровня прочности. Данная разработка направлена на создание технологии производства из нового материала медицинского инструмента, позволяющего качественно, наименее травмирующим образом, без токсикологического воздействия и без износа самого инструмента проводить любые, требуемые хирургией манипуляции с тканями человеческого организма. Таким материалом является новая коррозионно- и износостойкая немагнитная высоко-прочная сталь с уникальным сочетанием свойств (прочность, коррозион-ная стойкость, износостойкость, немагнитность), разработанная в ИМЕТ РАН. В связи с этим представляется целесообразной разработка научных основ технологии изготовления хирургических инструментов из указанной новой стали 05Х22АГ15Н8М2Ф. В качестве пилотного инструмента был выбран инструмент типа «развертка», широко применяемый в травматологии и ортопедии.

В 2007 г. (на первом этапе работ по проекту) на металле заготовок стали 05Х22АГ15Н8М2Ф изучено влияние температуры нагрева под прокатку и степени деформации при горячей прокатке, а также тем-пературы нагрева под закалку на формирование в стали мелкокристал-лической фрагментированной структуры -твердого раствора, необходи-мой для обеспечения комплекса служебных свойств. Установлено, что однородная и мелкозернистая (20-25 мкм) структура стали достигается после горячей пластической деформации прокаткой при температурах 1000-1050 оС со степенью обжатия не менее 60-70 %, либо ковкой после нагрева до 1050 оС. Эти режимы термопластической обработки приводят к получению структуры стали с размером зерна 20-25 мкм и большим количеством двойников отжига, что обусловлено увеличением концен-трации азота в аустените в результате растворения нитридов хрома. Сталь после этой обработки характеризуется высокой прочностью (для горячее-кованой стали предел прочности 1249 МПа, предел текучести 1193 МПа, при относительном удлинении =16 % и относительном сужении попереч-ного сечения =54 %). Показано, что проведение нагрева горячекованой стали при 1000 оС (1 ч) с последующим охлаждением в воде снижает предел текучести до 510 МПа и предел прочности до 990 МПа при одновременном значительном повышении пластичности до 56 % и до 77 %. На основании проведенных исследований были выбраны оптималь-ные режимы горячей пластической деформации и обработки резанием, которые использовали для получения заготовок-полуфабрикатов для разверток. Способность к обработке резанием полуфабрикатов из новой стали повышается после выдержки при 800 оС, 1 ч, разупрочняющей сталь. Исследования микроструктуры полуфабрикатов подтвердили результаты изучения лабораторных образцов: наличие мелкозернистой структуры аустенита, хорошее сочетание прочности, пластичности и коррозионной стойкости после закалки (в гомогенизированном состоянии). По коррозионной стойкости и износостойкости полуфабрикаты из новой стали в несколько раз превосходят применяющиеся хромоникелевые стали. Из полуфабрикатов изготовлена опытная партия медицинских инструментов типа «развертка», предварительные испытания которых дали положительные результаты. На 2008 год запланировано исследование и изучение эксплуатационных свойств этих инструментов и проведение их клинических испытаний.

3.2. Приборы

РАЗРАБОТКА НОВОГО ПРИБОРА ДЛЯ КОНТРОЛЯ

АРТЕРИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ И УРОВНЯ ГЛИКЕМИИ

В ДИНАМИКЕ

Х.А.Курданов, А.Д.Эльбаев, Л.М.Батырбекова, М.Х.Курданова, А.Д.Эльбаева



Центр медико-экологических исследований – Филиал ГНЦ РФ – Института медико-биологических проблем РАН, Нальчик, Россия

Разработка эффективных средств диагностики артериальной гипертензии (АГ) и сахарного диабета (СД) является одной из наиболее актуальных проблем современной медицины. Постоянный контроль артериального давления (АД) и уровня глюкозы в крови позволяет значительно уменьшить риск развития осложнений.

В настоящее время широко представлены автоматические тонометры и суточные мониторы АД различных фирм. Для контроля уровня глюкозы в крови наиболее часто используются индивидуальные глюкометры, работающие совместно с тест-полосками. Приборы для измерения концентрации глюкозы в крови использует инвазивный принцип анализа, что связано с травмированием кожи и риском занесения инфекций. Нами предложена новая методика неинвазивной диагностики глюкозы крови, основанная на математическом моделировапнии взаимосвязи колебаний параметров гемодинамики и уровня глюкозы крови. Цель проекта – разработка нового прибора для контроля АД и неинвазивной диагностики концентрации глюкозы крови в динамике.

При выполнении проекта были использованы результаты обследования 150 пациентов в возрасте от 18 до 70 лет, проходящих стационарное лечение, из числа которых 80 человек имели диагноз АГ 1-2 степени, 70 человек – диагноз СД 2 типа с длительностью заболевания от 2 до 8 лет. Проводили суточное мониторирование АД с помощью монитора МЭКГ-ДП-НС-01 (Россия), точность измерения ±3 мм рт.ст., и контроль уровня глюкозы в крови с периодичностью 2 часа, до и после приема пищи, с помощью биохимического ферментативного анализа, точность измерения ±0,05 ммоль/л. Методом математического моделирования были получены уравнения взаимосвязи параметров АД и концентрации глюкозы крови в динамике – натощак и после приема пищи, выбраны оптимальные модели. Составлен алгоритм неинвазивной диагностики уровня гликемии по соотношению параметров АД, разработана компьютерная программа «Мониторинг». Подана заявка на изобретение «Способ неинвазивного определения концентрации глюкозы в крови» /Авторы: Эльбаев А.Д., Курданов Х.А., Эльбаева А.Д./.

Разработана конструкция прибора для автоматического измерения АД и неинвазивной диагностики гликемии «ОМЕЛОН-2», установлены технические требования на его изготовление. Программное обеспечение прибора – компьютерная программа на языке DELPHI 5 OBJECT PASKAL. С помощью надувной манжеты прибор измеряет показатели максимального (систолического) АД и минимального (диастолического) АД на левой и правой руках пациента методом пульсовой волны. Показатели АД записываются в память микропроцессора прибора, после чего микропроцессор автоматически запускает встроенную прикладную программу «Мониторинг» для определения уровня глюкозы в крови. Программа имеет две шкалы: для определения уровня глюкозы натощак и для определения уровня глюкозы после принятия пищи. Соотношения средних значений систолического АД и диастолического АД натощак и после приема пищи являются исходными данными алгоритма для вычисления концентрации глюкозы в крови. Переключение программы производится с помощью кнопок: OFF – для определения уровня глюкозы натощак, ON – для определения уровня глюкозы после приема пищи.

Изготовлен опытный образец прибора «ОМЕЛОН-2». Диапазон измерения АД – от 20 до 280 мм рт.ст., погрешность измерения ± 3 мм рт.ст. Диапазон определяемого уровня глюкозы от 3 до 20 ммоль/л, погрешность измерений в сравнении с биохимическим анализом составляет ±(12-16) %. Условия эксплуатации прибора – в закрытом помещении и на открытом воздухе. Конструкция прибора обеспечивает стабильность параметров при воздействии факторов внешней среды, электробезопасность для пациентов и медицинского персонала при эксплуатации. Получено положительное решение по заявке на патент РФ: «Устройство для неинвазивного определения концентрации глюкозы в крови» (№ 2006119173 от 31.05.2006, авторы: Эльбаев А.Д., Эльбаева Р.И., Курданов Х.А., Перковский Р.А.).

Мы считаем, что новый прибор «ОМЕЛОН-2» может применяться в клинической практике, а также использоваться пациентами при самостоятельном контроле уровня АД и содержания глюкозы в крови.

РАЗРАБОТКА СТЕРЕОТАКСИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ И МУЛЬТИ-МОДАЛЬНОГО ЧЕЛОВЕКО-МАШИННОГО ИНТЕРФЕЙСА ДЛЯ НЕЙРОХИРУРГИИ НА БАЗЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТОМОГРАФИИ, СРЕДСТВ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ И НЕЙРОСЕТЕВЫХ МЕТОДОВ РАСШИРЕННОЙ ДИАГНОСТИКИ

А.В.Тимофеев, В.А.Андреев, М.В.Литвинов, С.Э.Чернакова, Ю.В.Михайлов

Санкт-Петербургский институт информатики и автоматизации РАН, Санкт-Петербург

Современная нейрохирургия требует разработки интеллектуального человеко-машинного интерфейса типа “нейрохирург-компьютер” и “нейрохирург-робот”, а также специальных методов навигации и управления движением нейрохирургических роботов для точного наведения медицинского инструмента с использованием средств виртуальной реальности на базе современных информационных технологий и компьютерной томографии.

Данная работа является продолжением и развитием NATO-гранта № PST.CLG 975579 “Man-Machine Interaction for Computer Assisted Surgical Systems” и междисциплинарных проектов “Методы навигации и моделирования стереотаксических манипуляторов и медицинских роботов для нейрохирургии” и “Создание человеко-машинного интерфейса и средств навигации и наведения стереотаксических манипуляторов и роботов по томограммам мозга для нейрохирургии”, выполненных в 2003 и 2005 годах совместно Санкт-Петербургским институтом информатики и автоматизации РАН и Институтом мозга человека РАН в рамках Научной программы Санкт-Петербургского научного центра РАН.

С точки зрения информатики и автоматизации нейрохирургия включает в себя следующие основные алгоритмические операции:

- определение пространственного положения внутримозговых мишеней (опухоль, гематома и т.п.) с помощью компьютерной томографии;

- навигация (определение координат, ориентации и скорости движения) нейрохирургического инструмента;

- нацеливание и наведение инструмента на внутримозговые мишени с помощью системы управления программным движением нейрохирургического робота.

Для реализации этих операций на первом этапе настоящего проекта (2007 г.) созданы следующие модели и программно-алгоритмическое обеспечение:

- имитационная модель нейрохирургического робота и стереотаксического манипулятора;

- программно-аппаратные средства навигации медицинского инструмента;

- методы планирования безопасных траекторий наведения нейрохирургического инструмента на внутримозговые мишени;

- виртуальная динамическая модель нейрохирургической операци-онной.

Виртуальная нейрохирургическая операционная (ВНО) должна максимально напоминать реальную, поскольку для врача (нейрохирурга) работа в привычных условиях будет более эффективной и продуктивной. В соответствии с этим ВНО наполняется знакомыми медицинскими инструментами и новыми робототехническими системами (РТС).

В таких условиях появляется возможность проведения пробных учебных операций не на реальном пациенте, а на его виртуальной модели. Проведение операции на виртуальном (электронном) пациенте можно рассматривать как этап планирования и априорной оценки реального хирургического вмешательства. Вторая важная возможность, появляющаяся при виртуальной операции, – это повышение профессионального уровня врача и медицинского персонала. Она реализуется посредством совмещения теоретических и реальных знаний на базе современных информационных технологий и компьютерной томографии.

Во время виртуальной операции хирург может наблюдать за траекторией медицинского инструмента, задаваемой по компьютерным томограммам мозга. Благодаря этому в случае, когда инструмент попадает в зоны повышенного риска для жизни пациента, врач может запросить у программы другой вариант наведения инструмента в необходимую точку мозга по планированию безопасной траектории или сделать вывод о нецелесообразности или невозможности проведения операции.

СОЗДАНИЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ КЛИНИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ ГЕНЕРАТОРА СТРОНЦИЯ-82/РУБИДИЯ-82 ПРИ ПЭТ-ДИАГНОСТИКЕ

Б.Л.Жуйков1), В.М.Чудаков1), Н.А.Костеников2), Д.В.Рыжкова2), О.А.Штуковский2), М.И.Мостова2), В.В.Зайцев2), С.В.Шатик2), Л.А.Тютин2), А.М.Гранов2), Р. Клейн3), Р.ДеКемп3)

1) Институт ядерных исследований РАН (ИЯИ РАН)

2) ФГУ «Российский научный центр радиологии и хирургических технологий Федерального агентства по высокотехнологической медицинской помощи» (ФГУ «РНЦ РХТ Росмедтехнологий»)

3) Университет кардиологического института в Оттаве (Канада) [University of Ottawa Heart Institute (UOHI, Canada)]

В ИЯИ РАН создан новый генератор Sr/Rb-82 для позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), который уже прошел доклинические испытания. Генератор является источником радиодиагностического средства «Рубидий-82 хлорид, изотонический», применяемого при диагностике сердечно-сосудистых заболеваний.

Проведение данной работы было направлено на создание и испытание системы для клинических испытаний генератора. Основными компонентами системы являются радиоизотопный генератор, автоматическая дозирующая инжекционная система (АДИС) и позитронно-эмиссионный томограф. В результате достигается быстрое, точное и безопасное введение в кровеносную систему пациента рубидия-82 и эффективная диагностика.

В процессе проведения работ было осуществлена наработка исходного радиоизотопа стронция-82 на линейном ускорителе ИЯИ РАН (г. Троицк), его радиохимическое выделение из облученной мишени в ФГУП «ГНЦ РФ – Физико-энергетический институт им. А.И.Лей-пунского» (г. Обнинск) и зарядка генераторов в ФГУ «РНЦ РХТ Росмедтехнологий» (С.-Петербург). Там же проведились ПЭТ-исследования новой системы с животными. На собственные средства ИЯИ РАН были закуплены комплектующие АДИС и программное обеспечение. С помощью представителей организации-разработчика (UOHI, Canada) проведена наладка и исследование работы всей системы, а также обучение медицинского и технического персонала ФГУ «РНЦ РХТ Росмедтехнологий» методике проведения медицинских исследований.

С помощью АДИС были измерены основные характеристики изготовленных генераторов. Продемонстрировано, что они полностью соответствуют требованиям, предъявляемым к изделиям такого типа.

Работа новой диагностической системы «генератор + АДИС + ПЭТ» и визуализация органов исследовались в ходе экспериментов на животных (кролики). Было показано, что применение АДИС в составе системы обеспечивает оптимальную дозировку введения в кровеносную систему диагностического средства и контроль этого процесса, и поэтому может применяться в клинических условиях.

Проведена сертификация конструкции генератора и охранной тары для его транспортировки в составе упаковочного транспортного комплекта к потребителям.

На следующем этапе внедрения генератора Sr/Rb-82 в клиническую практику потребуется сертификация производства базового медицинского радионуклида стронций-82, элюата рубидия-82 как радиодиагности-ческого средства, защитных контейнеров и охранной тары для генератора.

МЕХАНИЗМЫ РЕГУЛЯЦИИ ЛОКОМОЦИИ ПРИ НАРУШЕННОМ СУПРАСПИНАЛЬНОМ КОНТРОЛЕ

Ю.П.Герасименко, Т.Р.Мошонкина, П.Е. Мусиенко

Институт физиологии им. И.П.Павлова РАН, Санк-Петербург

Эпидуральная стимуляция (ЭС) люмбо-сакрального отдела спинного мозга может вызывать ритмические шагательные движения у полностью спинализированных крыс (Ichiyama et al.), кошек (Герасименко и др., 2002), а также у пациентов с параплегией нижних конечностей (Dimitrijevic et al., 1998; Герасименко, 2002). Эти исследования показали, что ЭС способна активировать внутриспинальные нейрональные сети интернейронов, так называемые генераторы шагательных движений, которые рекрутируют и координируют мотонейронные пулы, обеспечивая шагание. Целью настоящего исследования являлось выяснение нейротрансмиттерых систем спинного мозга, участвующих в регуляции спинальной локомоции при ЭС. В экспериментах на децеребрированных кошках было установлено, что локомоция, вызванная ЭС, опосредуется серотонинэргической системой. Блокирование 5-НТ2а рецепторов с помощью кетанзерина приводило к прекращению локомоции. Обратная реакция наблюдалась при введении квипазина – агониста этих рецепторов. У хронически спинализированных крыс ЭС в присутствии квипазина вызывала хорошо координированное бипедальное шагание с поддержкой веса тела. Регулярные локомоторные тренировки на тредбане в сочетании с ЭС и введением квипазина эффективно восстанавливали локомоторную функцию спинного мозга. Тренированные таким образом крысы, демонстрировали значительно лучшую локомоторную активность, чем нетренированные животные. Морфологический контроль показал, что у тренированных крыс происходит структурно-функциональная реорганизация спинного мозга с сохранением мотонейронных пулов от дегенерации.

В специальных сериях экспериментов использовалась мульти-стимуляция спинного мозга. Мы пытались организовать стимуляцию спинного мозга таким образом, чтобы по одному каналу стимулировать экстензорные пулы мотонейронов, обеспечивая необходимый мышечный тонус, а по второму каналу воздействовать на генератор шагательных движений, инициируя локомоцию. Такое одновременное воздействие на разные структуры спинного мозга приводило к возникновению шагательных движений, осуществляемых с поддержкой веса тела. Впервые было показано, что полностью спинализированное животное при многоканальной стимуляции способно в полном объеме осуществлять локомоторные движения. Эти результаты открывают хорошую перспективу создания технологии многоканальной стимуляции спинного мозга у спинальных пациентов для регуляции и управления мышечным тонусом и локомоторным поведением.

Результаты проведенных экспериментов доказывают, что в условиях нарушения супраспинального контроля двигательными функциями “изолированного” спинного мозга можно управлять фармкологическим воздействием на серотонинэргическую систему и многоканальной стимуляцией структур, ответственных за регуляцию локомоторного поведения. Сочетание электростимуляционного и фармакологического воздействия в совокупности с локомоторными тренировками на специально разработанном биотренажере может составить основу новой технологии реабилитационного лечения вертебро-спинальной патологии.





РАЗРАБОТКА НОВОГО МЕТОДА ГЕМОСОРБЦИИ

С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МАГНИТОУПРАВЛЯЕМЫХ СОРБЕНТОВ

И ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННОГО ОБРАЗЦА УСТРОЙСТВА ЭКСТРАКОРПОРАЛЬНОЙ ДЕТОКСИКАЦИИ

Ю.Г. Яновский1), Е.И.Зарайский2), А.Н.Данилин1), Ю.Н.Карнет1),

В.А.Жогин1), Л.В.Погорелова1), С.Л.Комиссаров1), Л.Х.Комиссарова3), В.И.Итин4), Л.В. Загребин5), С.С. Шестов5), Н.Н. Гончаров6), А.И. Алехин6)

1) Институт прикладной механики РАН, Москва

2) Институт морфологии человека РАМН, Москва

3) Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН, Москва

4) Отдел структурной макрокинетики Томского научного центра СО РАН

5) Центр информационно-клеточной медицины, Москва

6) Центральная клиническая больница РАН, Москва

Впервые проведено сравнительное исследование структуры и сорбционной способности нано- и микроразмерных магнитоуправляемых частиц ферримагнетиков к антигенам и вирусам и соединениям низко-, средне- и высокомолекулярным веществам-маркерам.

С использованием интерференционного микроскопа Zygo NewView 5022 исследована структура, форма и размеры частиц магнитных порошков. Установлено, что для образцов Fe3O4 и CoFe2O4, размолотых до наноразмеров и стабилизированных в солевых растворах, после их высушивания характерна дальнейшая агрегация частиц. Агрегаты имеют относительно гладкую структуру поверхности, что объясняет их плохую сорбционную эффективность к низко-, средне- и высокомолекулярным веществам. В то же время установлено, что подобные объекты обладают хорошей сорбционной способностью к антигенам и вирусам, что, по-видимому, связано с индуцированными дипольными взаимодействиями между полярными молекулами магнетита и кобальтового феррита, с одной стороны, и антигенами и вирусами, с другой. В этом разделе работы изучена способность сорбции вирусных частиц гепатита В магнитными частицами CoFe2O4 и Fe3O4. С этой целью проводили «сэндвич»-иммуноферментный анализ образцов сливной сыворотки доноров, позитивных по HBs-антигенов. Показано, что все исследованные частицы сорбируют вирусные частицы гепатита В, причем более полную адсорбцию демонстрируют магнитные частицы Fe3O4.

В работе также изучены сорбционные свойства магнитоуправляемых микроразмерных композитов на основе феррокарбонов (ФК). Исследо-ваны ультрадисперсные порошки ФК, полученные плазмохимическим ме-тодом из железа и углерода, и биокомпозиты на их основе, представля-ющие собой покрытые белками частицы. Проведенные исследования показали, что оптимальными по химическому составу для использования в качестве магнитоуправляемых сорбентов являются композиты с содержанием углерода 40-50 %, имеющие намагниченность насыщения 50-70 e.m.u./g, что позволяет проводить их магнитную сепарацию в магнитных полях напряженностью порядка 100-150 мТл. Кроме того, подобные композиты имеют высокую сорбционную эффективность.

Получены средние значения сорбционной ёмкости разных образцов ФК к соединениям разной молекулярной массы с немодифицированной поверхностью и их биокомпозитов, т.е. образцов с поверхностью, модифицированной человеческим альбумином и желатином. Максимальная сорбционная ёмкость к низкомолекулярным и высокомолекулярным соединениям (метиленовый синий и гемоглобин, соответственно) была обнаружена для образцов ФК, покрытых альбумином. Показано, что микроразмерные образцы ФК и микрокомпозиты на их основе характеризуются высокой эффективностью к сорбции высокомолекулярных соединений, существенно превышающей аналогичные показатели для угольных сорбентов. Полученные результаты открывают перспективы использования изученных магнитоуправляемых сред в медицине, в частности, в аппаратах экстракорпоральной детоксикации биологических жидкостей организма.

ЦИФРОВОЙ АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС

ДЛЯ МАССОВОЙ ДИАГНОСТИКИ ОСТЕОПОРОЗА

М.Н. Устинин1), Н.А. Арапов2), Б.Ф. Санталов3), М.М. Ольшевец1), В.А.Яшин3)

1) Институт математических проблем биологии РАН, Пущино

2) Отрадинская больница, Ступинский район Московской области

3) Институт биофизики клетки РАН, Пущино

Проект нацелен на разработку и внедрение методов диагностики остеопороза на цифровых рентгеновских аппаратах общего назначения. Актуальность работы обусловлена широким распространением данного заболевания и тяжестью его последствий. Для борьбы с остеопорозом важно проведение массовой рентгеновской диагностики плотности костей. Развиваемый нами подход опирается на растущее использование цифровых рентгенодиагностических комплексов общего назначения, при этом должны быть созданы методики и приспособления, которые обеспечат получение стандартизованных рентгеновских снимков, их обработку и анализ [1].

В отчетном году продолжалась работа на экспериментальном диагно-стическом стенде, созданном на базе кабинета цифровой ренгенодиаг-ностики в Больнице Пущинского научного центра РАН. Предлагаемая методика требует получения рентгеновского снимка, на котором одно-временно экспонируются предплечье пациента и набор эталонных объектов. Проводилась работа по совершенствованию эксперимен-тального стенда, а также по подбору и конструированию эталонов.

Ключевым элементом создаваемого комплекса является программное обеспечение для автоматического анализа цифровых диагностических снимков [2]. Были разработаны и реализованы методы сглаживания и сжатия снимков, позволяющие существенно снизить объем хранимой и анализируемой информации. В программе также реализован алгоритм коррекции неравномерности яркости по полю снимка. Коррекция с использованием классических ортогональных многочленов позволяет избавиться от неравномерности рентгеновского пучка и аберраций оптической системы, используемой для получения цифрового снимка. В результате обеспечивается постоянный уровень фона, необходимый для корректного проведения денситометрии снимка, а также происходит сглаживание точечных шумов. Для оценки минеральной плотности кости по результатам денситометрии снимка выполняется автоматическая сегментация изображения с распознаванием целевого участка кости и эталонных объектов. Затем происходит идентификация параметров математических моделей всех элементов сцены, вычисляется калиброво-чная кривая и оценивается минеральная плотность костной ткани [3].

Для верификации результатов измерений и настройки алгоритмов и программ используются стандартизованные объекты съемки и двухлучевой денситометр “Osteometer DTX-200 Bone Densitometer”.

Литература

1. М.Н.Устинин, Н.А.Арапов, Б.Ф.Санталов, М.М.Ольшевец, В.А.Яшин. Цифровой аппаратно-программный комплекс для массовой диагностики остеопороза. Тезисы докладов конференции «Фундаментальные науки – медицине», Москва, 27-29 ноября 2006 года, М., Фирма «Слово», c.110-112.

2. M.M.Olshevetz, M.N.Ustinin, and I.A.Nikonov. Software for Digital Filmless Roentgenography. In Pattern Recognition and Image Analysis. Vol. 16, 2006, pp. 23–25.

3. М.М.Ольшевец, М.Н.Устинин. Цифровая диагностика остеопороза в программном комплексе для медицинской цифровой рентгенографии. Сборник докладов 13-й Всероссийской конференции «Математические методы распознавания образов». – М.: МАКС Пресс, 2007. с. 509-511.

РАЗРАБОТКА И СОЗДАНИЕ НОВОЙ ПОРТАТИВНОЙ АНАЛИТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ МЕДИЦИНСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ

С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БИОДАТЧИКОВ НА ОСНОВЕ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ ДЛЯ МАССОВЫХ ОПРЕДЕЛЕНИЙ НАЛИЧИЯ И КОНЦЕНТРАЦИИ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ И ТОКСИЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЯХ

О.Н. Компанец1), В.М. Гусев1), С.Ф. Кольяков1), М.А. Павлов1),

Ю.М. Евдокимов2), С.Г. Скуридин2)

1) Институт спектроскопии РАН, Троицк Московской обл.

2)Институт молекулярной биологии им. В.А.Энгельгардта РАН, Москва

В Институте молекулярной биологии им. В.А.Энгельгардта (ИМБ) РАН на основе двухцепочечных молекул ДНК, фиксированных в пространственной структуре частиц холестерической жидкокристал-лической дисперсии (ХЖКД), созданы наноконструкции (НаК), в которых соседние молекулы нуклеиновой кислоты “сшиты” наномостиками из чередующихся ионов Cu2+ и молекул дауномицина. Разрушение мостиковых структур под действием биологически активных соединений (БАС) и лекарственных веществ (ЛВ) сопровождается исчезновением характерного для НаК ДНК аномального сигнала в спектре кругового дихроизма (КД) в области поглощения хромофоров дауномицина (макс.~ 550 нм). Это позволяет использовать частицы НаК ДНК в качестве жидкокристаллических биодатчиков для детекции в пробах биологического происхождения наличия и уровня БАС и ЛВ, “мишенью” которых являются структурные элементы наномостиков. Проблема недостаточной временной стабильности оптических свойств биодатчиков из-за постепенной седиментации частиц НаК ДНК решена за счет их иммобилизации в состав прозрачного, проницаемого для низко-молекулярных веществ гидрогеля, не нарушающего физико-химических свойств НаК, то есть создан биодатчик, по принципу своего функционирования аналогичный «биодатчикам пленочного типа».

Для детекции БАС и ЛВ с помощью гелевых биодатчиков в Институте спектроскопии РАН (ИСАН) разработан и изготовлен дихрометр с вертикальным ходом светового луча через микроплату, в лунках которой помещаются образцы биодатчика с диффундирующим в него аналитом. В состав базового варианта портативного полифункционального дихрометра, обеспечивающего измерения в широком диапазоне спектра (220-800 нм), входят: осветитель, монохроматор с устройством поворота дифракционной решетки, линейный поляризатор и модулятор круговой поляризации, устройство двухкоординатного перемещения микроплаты, ФЭУ, ноутбук с программным обеспечением. Дихрометр обеспечивает размер освещаемой области 0,6 мм и регистрацию минимального детектируемого сигнала КД (А/А) 510-6.

По сравнению с лабораторным макетом (2006 г.), в дихрометре оптимизирован температурный режим осветителя, работающего практически без образования озона и с повышенным выходом УФ-излучения. Конструкция модулятора и схема его управления со стабилизацией тока обеспечивают высокую стабильность поляризационных характеристик и устойчивость к внешним воздействиям. При разработке электронных узлов и реализации взаимодействия функциональных модулей использована современная элементная база, уменьшены межмодульные связи, повышена надежность работы прибора и уменьшены его габариты. С целью расширения диапазона работы прибора в УФ область спектра предусмотрена герметизация оптического блока с наполнением его газообразным азотом.

Прибор тестирован по сигналу КД от стандартных растворов соли камфор-сульфоновой кислоты, проведены исследования оптических свойств микроплат (UV-STAR), тонкой пленки из частиц ХЖКД ДНК. На примере определения гипорамина, гомоцистеина начаты исследования аналитических возможностей оптического биосенсора на основе дихрометра и гелевых биодатчиков как прототипа прибора для проведения массовых определений БАС и ЛВ в задачах медицины, фармакологии, биохимического анализа.

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)

1) Институт радиотехники и электроники РАН

2) Московская медицинская академия им. И.М.Сеченова

3) Центральная клиническая больница РАН

4) Российская медицинская академия последипломного образования

5) Институт прикладной физики РАН

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 2007 г. для 3-й поликлиники 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, опорно-двигательного 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.

Проведен эксперимент с целью контроля динамики изменения внутренней температуры в модельном объекте методом акустотермогра-фии. В качестве модели использовали кювету с водным раствором глицерина, в которую поместили пластилин. В процессе нагрева-охлаждения объекта проводили измерения его теплового акустического излучения. Для этого использовали две линейки акустотермометров, расположенные с двух сторон объекта. Результаты измерений позволили восстановить динамику изменения двумерного распределения глубинной температуры. Определяли положение нагретой области, ее температуру, характерный размер, а также оценивали величину коэффициента поглощения.

АППАРАТУРНО-ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ И ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ЧЕЛОВЕКА. ЭТАП 3. ОПЫТНО-КОНСТРУКТОРСКИЕ РАБОТЫ

ПО СОЗДАНИЮ ОПЫТНЫХ ОБРАЗЦОВ КОМПЛЕКСА

И ИХ МЕТОДИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

Ю.Я. Кисляков 1), Л.П. Кислякова 1), Михайлов В.М.2), И.А. Полукаров 2)

1) Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург,

2) ГНЦ РФ – Институт медико-биологических проблем РАН, Москва

В процессе выполнения проекта разработан многопараметрический комплекс для исследований и массовой диагностики физического здоровья и работоспособности человека. Он представляет собой компьютеризированную диагностическую систему модульного типа для одновременного контроля параметров дыхания и содержания респираторных газов (О2 и СО2) в выдыхаемом воздухе и окружающей среде и определения на этой основе показателей механики дыхания и аэробного энергообмена. Комплекс состоит из трех измерительных, двух компьютерных модулей (управления и анализа) и блока пробоподготовки. В ходе выполнения 3-го этапа создан опытный образец комплекса, который позволяет осуществлять параллельную регистрацию с быстро-действием 0.1 с в ходе каждого дыхательного цикла. 8 показателей: 5 измеряемых (объемная скорость дыхания, содержание О2 и СО2 в выдыхаемом воздухе, температура среды, атмосферное давление) и 3 из ряда вычисляемых показателей (легочные объемы и емкости, показатели легочной вентиляции, интенсивность потребления О2, интенсивность выделения СО2). По этому перечню показателей производится расчет энергозатрат на выполнение физической работы различной мощности и продолжительности, который является основой для оценки физического здоровья и работоспособности. Проведенные медико-технические иссле-дования показывают, что погрешность измерений объемной скорости выдоха в диапазоне 0.2–10 л/с составляет не более + 2 %, содержания О2 в газовых смесях в диапазоне 0-200 мм рт.ст. + 0.2 мм рт.ст., СО2 в диапазоне 0–150 мм рт.ст. +0.3 мм рт.ст. Предел абсолютной погрешности измерений температуры в диапазоне 20–40 оС составляет +0.2 оС; атмосферного давления в диапазоне 630–800 мм рт.ст. +0.5 мм рт.ст. Полученные характеристики соответствуют лучшим образцам зарубеж-ных аналогов.

Быстродействие и высокие аналитические характеристики опытного образца были достигнуты на основе применения комплекса новых решений. Разработана новая миниатюризированная конструкция комбинированной измерительной ячейки со встроенными заменяемыми сенсорами, автоматическими системами пробоотбора и термостати-рования каждого сенсора, что позволило устранить погрешности измерений вследствие образования конденсата на сенсорах и существенно улучшить не только аналитические, но и эксплуатационные характеристики опытного образца. Разработаны и применены новые технологии изготовления миниатюризированных сенсорных электро-химических и оптических элементов, использованы новые отечественные высокоэффективные свето- и фотодиоды в области 4.26 мкм и фотодетекторы с высокой чувствительностью в этой области спектра. При этом, в сенсорный блок встроены входные каскады микропроцессорных измерителей, в том числе, на основе новых отечественных электронных микрочипов – интеграторов, позволяющих с высокой точностью измерять токи от 10-12 до 10-7 А. Габариты приборного комплекса существенно миниатюризированы благодаря применению новейших микроэлектрон-ных и компьютерных технологий для регистрации, отображения и анализа информации.

В результате выполненной работы создан малогабаритный аппаратурно-программный комплекс с высокими аналитическими характеристиками и низким энергопотреблением. По аналитическим показателям он соответствует лучшим импортным дорогостоящим комплексам, а по функциональным возможностям, экономическим показателям и удобству при эксплуатации превосходит их. В таких комплексах крайне нуждаются медицинские, спортивные, оздоро-вительные учреждения страны.

АДАПТИВНАЯ УПРАВЛЯЮЩАЯ СИСТЕМА ДЛЯ БИОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПРОТЕЗА ВЕРХНЕЙ КОНЕЧНОСТИ

НА ОСНОВЕ НОВОГО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО БИОНИЧЕСКОГО МЕТОДА АВТОНОМНОГО АДАПТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ

А.А. Жданов1), Е.Л. Полян1), Г.Н. Буров2), К.К. Щербина2)

1)Институт системного программирования РАН, Москва

2) Научно-практический центр медико-социальной экспертизы, протезирования и реабилитации инвалидов им. Г.А. Альбрехта Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию, Санкт-Петербург

Ампутация конечностей является одним из тяжелейших последствий не только военных, бытовых и производственных травм, но и, в большинстве случаев, болезней, вызывающих поражения сосудистой системы, в основном – диабета. Безальтернативным методом возвращения пострадавшему хотя бы некоторой функциональности утерянной конечности является протезирование. Однако идеологическая основа обеспечения управляемой подвижности протезов в массовом их производстве остается такой же, какой она была заложена в середине XIX века, несмотря на достижения научно-технического прогресса в других областях. Прогресс коснулся, главным образом, только материалов, применяемых для изготовления протезов. В последние годы, благодаря развитию механики, электрического приборостроения и микропроцесс-сорной техники, появились оригинальные разработки высокотехно-логичных конструкций протезов. При этом фокус проблемы переместился в идеологию построения системы управления протезом. Основным считается подход, состоящий в попытках съема данных о нервной импульсации с доступных органов тела инвалида, интерпретации этих данных и их использовании в качестве управляющих сигналов для исполнительных механизмов протеза. Однако этот путь упирается в сложнейшие проблемы а) нетравмирующего съема необходимых данных по нервной активности (технологическая проблема) и б) интерпретации этих данных в команды и настройки управляющего тракта (теоретическая проблема теории управления).

Настоящий проект представляет новый подход к построению управляемого протеза, состоящий в применении авторского метода «Автономного адаптивного управления» (ААУ) в сочетании с продвинутым методом распознавания образов. Идея решения состоит в следующем. Желаемое движение конечности автоматически распознается по показаниям нетравмирующих акселерометрических датчиков на начальной фазе этого движения имеющейся конечностью, что достигнуто применением современных методов распознавания образов. Затем желаемое движение интерпретируется и выполняется под управлением системы автономного адаптивного управления, при этом способ выполнения желаемого движения автоматически находится и корректируется именно адаптивным алгоритмом управления. Тем самым в целом реализуется ситуация, при которой протез, благодаря применению самообучаемой системы управления, самостоятельно «учится» понимать, чего именно хочет от него оператор-инвалид. Основные компоненты, обеспечивающие данный процесс управления, разработаны как на программных, так и на аппаратных моделях протеза в рамках выполненного проекта и будут представлены в докладе.

[Буров Г.Н., Жданов А.А., Королёв В.В., Полян Е.Л., Устюжанин А.Е. Автоматическое управление сгибанием кисти биоэлектрического протеза предплечья // Современные технологии в задачах управления автоматики и обработки информации: Труды XVI Международного н.-т. семинара. Сентябрь 2007 г. Алушта. – Тула.: изд-во ТулГУ, 2007]

ЦИФРОВАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ВЫСОКОЧУВСТВИТЕЛЬНОЙ РЕГИСТРАЦИИ ЛАЗЕРНЫХ СПЕКТРОВ ПРОПУСКАНИЯ МОЛЕКУЛ-БИОМАРКЕРОВ В ВЫДЫХАЕМОМ ВОЗДУХЕ

Е.В.Степанов, П.В.Зырянов, Ю.С.Богданов, А.Н.Глушко, Д.А.Лапшин

Институт общей физики им. А.М.Прохорова РАН, Москва

Лазерный спектральный анализ следов некоторых газообразных молекул, образующихся в организме и выделяющихся с дыханием, может быть эффективно использован для решения разнообразных задач био-медицинской диагностики. Это в первую очередь обусловлено наличием взаимосвязи между темпом выделения таких молекул из организма и скоростями обменных процессов, происходящих в организме в норме и при патологиях. Возможность анализа состава выдыхаемого воздуха на уровне микроконцентраций (относительные концентрации менее 10-6) появляется тогда, когда применяемый аналитический метод обеспечивает одновременно высокую концентрационную чувствительность, точность и селективность измерений, а также обладает достаточно высокой скоро-стью анализа исследуемых эндогенно-образуемых соединений. Необходи-мые для решения данной задачи аналитические характеристики оказы-ваются доступными при использовании лазерных технологий, в частности, основанных на применении перестраиваемых полупроводнико-вых лазеров. Как было показано ранее в наших работах, лазерный спект-ральный анализ может быть применен как для определения скорости про-дукции отдельных эндогенных соединений, например, моноокиси углеро-да CO, оксида азота NO, аммиака NH3, метана СН4 и многих других, содержащихся в выдыхаемом воздухе на следовом уровне, так и относительного содержания изотопических и изомерических модифика-ций молекулярных соединений, образующихся в результате основного обмена, например, отношения концентраций 13CO2 и 12СО2 или орто- и пара-воды.

Одним из ключевых элементов аналитических систем, использующих принципы лазерной спектрометрии, являются системы сбора и обработки регистрируемой спектральной информации. Метрологические характерис-тики последних, такие как точность, чувствительность, быстродействие, должны быть адекватны возможностям применяемого физического метода (в нашем случае – в молекулярной спектроскопии поглощения с помощью перестраиваемых полупроводниковых лазеров), а их технологический уровень должен соответствовать современному развитию электронной и вычислительной техники.

В рамках реализации Проекта на основе современной микропроцесс-сорной элементной базы была разработана система высокочувствительной цифровой регистрации, хранения и обработки лазерных спектров поглощения молекул-биомаркеров (CO, NO, NH3, СН4, 13CO2/12СО2). Параметры системы регистрации позволяют в реальном времени в 2-канальном режиме регистрировать лазерные спектры пропускания при длительности лазерных импульсов до 10000 мкс, протяженности спектров 1-15 см-1, скорости перестройки 102-104 см-1/с. При этом обеспечивается регистрация не менее 4000-6000 точек на спектр и 200-300 точек на одну аналитическую линию поглощения. Для оцифровки сигнала используется сигма-дельта АЦП, 10MSPS, c разрядностью по амплитуде 16 bit и тактовой частотой 5 МГц. Это позволяет осуществлять качественную запись контуров линий поглощения, регистрируемых с помощью перестраиваемых диодных лазеров, и их производных, что важно для достижения требуемых характеристик спектрального анализа по точности, чувствительности, селективности и быстродействию. Для передачи спектральных данных использован высокоскоростной протокол USB 2.0 (480 Mbits/s), что позволяет избежать потери информации и увеличить быстродействие системы. Создано специализированное программное обеспечение, предназначенное для обеспечения работы системы и ее управления с помощью персонального компьютера. В частности, созданы драйверы для работы с комплексом, работающие в среде современных оперативных систем WindowsXP и WindowsVista, а также алгоритмы и программы математической обработки сигналов и пользовательского интерфейса.

3.3. Лекарства

ПРОТИВООПУХОЛЕВАЯ АКТИВНОСТЬ IN VIVO И IN VITRO НИТРОЗИЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ ЖЕЛЕЗА С АЗАГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИМИ ТИОЛИЛАМИ

С.М. Алдошин 1), Н.А. Санина 1), С.В. Васильева 2), О.С. Жукова 3), З.С.Смирнова 3)

1)Институт проблем химической физики РАН, Черноголовка, Россия

2)Институт биохимической физики им. Н.М. Эммануэля РАН, Москва, Россия

3) ГУ Российский онкологический научный центр им. Н.Н. Блохина РАМН, Москва, Россия

NO выступает в качестве сигнальной молекулы в различных биологических процессах, среди которых фундаментальный и практический интерес представляет участие этого радикала в процессе индукции и роста злокачественных новообразований. К настоящему времени молекулярно-генетические механизмы противоопухолевой активности новейших синтетических NO-доноров практически не изучены, однако на модельных системах нами установлено, что их канцеролитическая активность может проявляться как при индивидуальном применении, так и при комплексной терапии (в качестве адьювантов) с известными цитостатиками. Полученные результаты явились основанием для изучения противоопухолевой активности новых нитрозильных комплексов железа с лигандами – азагетероциклическими тиолилами. Установление корреляции "структура-функция” позволили приступить к изучению антинеопластических свойств этого нового класса доноров NO. В доклинических испытаниях выявлены их антиметастатическая активность и хемосенсибилизирующий эффект. В ИБХФ РАН при изучении молекулярно-генетической активности и спектра сигнальных функций новых доноров NO впервые доказана взаимосвязь между индукцией двунитевых разрывов в ДНК (ДР ДНК) лимфоцитов крови человека и апоптотической (канцеролитической) активностью. На примере нитрозильного комплекса железа с тетразол-2-илом и тиосульфатного комплекса железа показана прямая количественная корреляция между NO-донирующей активностью указанных доноров в аэробных условиях и объемом ДР ДНК в лейкоцитах крови человека. В ГУ РОНЦ им. Блохина РАМН на опухолевых клетках человека различного генеза (карцинома яичника SKOV3, миелолейкоз К562, карцинома молочной железы MCF7, немелкоклеточный рак легкого А549) зарегистрирован антипролиферативный эффект 12 сера-нитрозильных комплексов железа. Процент торможения роста опухолевых (ТРО) клеток для них составил 36-92 %, в зависимости от природы лиганда и типа структуры (для цисплатина, в тех же условиях эта величина составляет 74 %). По показаниям антипролиферативной активности в 2006 г. для испытаний in vivo были выбраны следующие нитрозильные комплексы железа: сульфидный (92 % ТРО), комплекс с имидазол-2-илом (87 % ТРО) и комплекс с бензтиазол-2-илом (88 % ТРО). Соединения проявили статистически значимый противоопухолевый эффект (70-90 % ТРО) на перевиваемых опухолях мышей – гибридов первого поколения BDF1 (C57Bl/6 x DBA/2) и DBA/2 (массой 18-25 г), входящих в число обязательных моделей опухолей животных, которые используются при отборе новых противоопухолевых веществ. Проведенные исследования – абсолютно приоритетны и не имеют аналогов в мире. Способы синтеза и противоопухолевые свойства отобранных соединений запатентованы. Планируется проведение следующего этапа предклинических испытаний как уже запатентованных, так и новых NO-соединений с целью получения и регистрации на их основе противоопухолевых препаратов нового поколения для российских и мировых фармацевтических компаний и клиник.

Работа выполнена при финансовой поддержке Программы Президиума РАН “Фундаментальные науки – медицине”.

СОЗДАНИЕ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ АНТИВИРУСНЫХ ПЕПТИДНЫХ ПРЕПАРАТОВ НА ОСНОВЕ ГЛИПРОЛИНОВ

Н.Ф. Мясоедов1), Ф.И. Ершов2), М.В. Мезенцева2), И.М.Сургучева2), Л.А.Андреева1), В.Э. Щербенко2)

1)Институт молекулярной генетики РАН, Москва

2)ГУ научно-исследовательский институт эпидемиологии и
микробиологии им. Н.Ф. Гамалеи РАМН, Москва

Изучение иммунотропных свойств новых отечественных лекарст-венных препаратов – глипролинов, синтезированных в Институте молекулярной генетики РАН, является крайне перспективным. Ранее, исследования, проведенные в рамках данного проекта, выявили наличие интерферон-индуцирующих, противовирусных и цитокин-модулирующих свойств у препарата Селанк и 10 пептидов семейства глипролинов и их фрагментов, которые обладают психо-, нейро- и иммунотропной активностями, а также проявляют выраженные антивирусные свойства в отношении возбудителей наиболее распространенных и плохо контролируемых вирусных инфекций: вируса гриппа типа А человека (штамм Н3N2) и птиц (штамм Н5N1), вируса простого герпеса 2-го типа (ВПГ-2), цитомегаловируса, энцефаломиокардита (ЭМС) мышей.

Главной целью исследования являлось изучение механизмов, определяющих иммунотропные свойства 15 пептидов глипролинов и расширение их клинических показаний к применению. В исследованиях in vitro показано, что практически все изученные пептиды обладают выраженной противовирусной активностью.

Использование в работе широкого спектра клеточных линий и клеток крови, позволило определить механизмы действия пептидов на основные эффекторные клетки иммунной системы. В результате исследования выявлена способность препаратов коррегировать функциональный статус иммунокомпетентных клеток.

Сравнение эффективности пептидов с используемыми в медицинской практике антивирусными и иммуномодулирующими препаратами проведено в системах in vivo и in vitro. В отличие от большинства известных иммуномодулирующих и антивирусных средств, изучаемые пептиды не токсичны и обладают высокой эффективностью в малых дозах.

Иммунотропные свойства глипролинов оценены в экспериментах in vitro по их способности модулировать иммунный ответ в норме и при вирусных заболеваниях. Изучены изменения в экспрессии генов 11 цитокинов (ИФН-, ИФН-, ИЛ-1, ИЛ-2, ИЛ-4, ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-10, ИЛ-12, ИЛ-18 ФНО-) в клеточных культурах человека и животных и субпопуляций иммуноцитов клеток крови человека методом ОТ-ПЦР и ИФА. Введение изучаемых пептидов в клетки крови человека способствовало подавлению экспрессии генов ИФН-, ИЛ-1, ИЛ-4, ИЛ-6, ФНО- и в то же время увеличению продукции мРНК ИФН-, ИЛ-2, ИЛ-8, ИЛ-10, ИЛ-12. Исследование изменений экспрессии генов цитокинов под действием 15 пептидов глипролинов при энцефаломиокардите мышей показало, что 4 из них способствуют восстановлению цитокинового профиля клеток до нормальных значений. Именно эти препараты проявляли высокие антивирусные свойства, защищая 80–100 % животных от вируса.

Выявленное действие изучаемых пептидов позволило оценить их иммунокорригирующий и противовирусный эффект в отношении широкого спектра вирусных инфекций и предположить их иммуномодулирующие свойства при иммунодефицитах.

1-БОРААДАМАНТАНЫ И 1-АЗААДАМАНТАНЫ – 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.Ю. Кузнецов1), Т.В. Потапова2)

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.

В результате биологических испытаний серии аминных и пиридиновых комплексов 1-бораадамантана и его алкилированных производных (имеющих скелетную структуру известных антивирусных препаратов типа ремантадина и впервые синтезированных нами), были выявлены два препарата-лидера БГ-122 и БГ-44, обладающие лечебным и профилактическим действием против различных штаммов гриппа домашней птицы и человека. На цыплятах, зараженных вирусом гриппа А подтипа H5N1, установлено, что эти препараты защищают 80–100 % поголовья, при 100 %-ной гибели в контроле (препараты даются с кормом – три дозы в сутки по 20 мг препарата на 1 кг массы тела птицы в течение 3–7 дней).

Существенным недостатком соединений ряда 1-бораадамантана является их плохая растворимость в воде и других полярных растворителях, что затрудняет контакт с вирусинфицированными клетками и снижает терапевтический эффект.

С целью получения более эффективных лекарственных форм нами проведен цикл работ по изучению противовирусного действия БГ-122 в составе липосом (изучение адсорбционных свойств БГ-122 на поверхности липосом, получение липосомных препаратов, содержащих заряженные и нейтральные липиды с включением борсодержащих препаратов, исследование взаимодействия липосомных препаратов с вирусинфицированными клетками и др.).

Другой подход к получению новых активных антивирусных препаратов, предпринятый нами, – синтез азааналогов 1-бораадамантанов (по разработанной нами методике). Структурно подобные адамантану, они имеют в скелете аминный атом азота, благодаря чему легко образуют растворимые в воде и других полярных растворителях соли (ср. с ремантадином). Предварительные опыты по исследованию вирус-статического действия этих соединений в отношении гриппа птиц, проведенные на 10-дневных куриных эмбрионах (КЭ), показали, что гидрохлорид 1-азаадамантана в дозе 250 мкг/КЭ предохраняет от гибели 10 % КЭ при 100%-ной гибели в контроле.

Работа выполнена при поддержке Программ Президиума РАН «Фундаментальные науки – медицине» (рук. акад. А.И.Григорьев) и «Разработка методов получения химических веществ и создание новых материалов» (рук. акад. В.А.Тартаковский), Программ ОХНМ-1 (рук. акад. О.М.Нефедов, ОХНМ-10 (рук. акад. Н.С.Зефиров) и РФФИ, грант № 05-03-33268.

О РЕАЛИЗАЦИИ НОВОГО МЕТОДА ЛЕЧЕНИЯ ПРОТОЗОЙНЫХ ИНВАЗИЙ ЧЕЛОВЕКА

В.Л.Свидерский1), Ю.В.Лобзин2), С.С.Козлов2), В.С.Турицин2), В.С.Горелкин1)

1)Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН, Санкт-Петербург

2)Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова, Санкт-Петербург

Наблюдения показывают, что ресничные инфузории балантидии Balantidium coli (В), ведущие паразитический образ жизни, в организме хозяина обладают высокой подвижностью, что позволяет им за счет строго координированного движения ресничек внедряться в слизистую толстого кишечника, вызывая его изъязвления. Эти наблюдения дали нам основания выдвинуть новую концепцию борьбы с В, предложив не уничтожать их с помощью хотя и эффективно действующих, но токсичных препаратов, как это практикуется ныне, а лишь нарушать двигательное поведение, применяя «мягко» действующие, простые, дешевые и нетоксичные вещества. Этим критериям, по нашим данным, вполне удовлетворяют слабые коллоидные растворы серебра (КРС). Предварительно на модельных объектах – свободноживущих ресничных инфузориях Paramecium nephridiatum нами было показано, что их двигательную активность способны нарушать растворы, содержание серебра в которых не превышает нескольких мг/л. В данной работе мы проводили исследования на инфузориях-паразитах непосредственно в теле хозяина. На I этапе в качестве экспериментальных животных использовались лягушки Rana temporaria спонтанно зараженные инфузориями-паразитами Nyctotherus cordiformis (N), морфологически и биологически сходными с В. Близкий вид N (N.faba) изредка встречается и у человека. Наиболее простой способ введения КРС – пероральный в нашей работе не применялся, так как мы обнаружили, что в кислой среде желудка ионы серебра связываются с ионами хлора, образуя нерастворимый осадок, что в значительной степени снижает активность КРС. Поэтому введение КРС осуществлялось нами ректально с помощью клизм. При этом практически снимался вопрос о дисбактериозе, поскольку раствор подводился сразу к «месту назначения». Как и следовало ожидать, N оказались существенно устойчивее к действию КРС, чем свободноживущие инфузории. Так, концентрация серебра здесь достигала 5 мг/л, а эффект в виде снижения двигательной активности наступал лишь на 4 день (на 6 день наблюдалось полное обездвиживание N). КРС вводился ежедневно по 0,5 мл. Характер двигательного поведения N после введения раствора ежедневно регистрировался с помощью микросъемки и производилось сравнение с контролем. Полученные результаты можно считать успешными, однако для постановки вопроса о возможном применении нашего метода в клинике необходимы дальнейшие исследования. Они должны проводиться на теплокровных (например, крысах), структура и функция кишечника которых более близка к таковой человека. Требуются наблюдения за отдаленными последствиями ректального введения КРС, уточнение дозировок, длительности курса лечения и т.п. Наконец, следует вернуться к исследованиям эффектов перорального введения КРС (возможно, в пилюлях). Все эти исследования мы планируем осуществить в своей последующей работе.

В заключение важно отметить, что воздействию КРС подвергаются и жгутиконосцы опалины Opalina ranarum, паразитирующие в кишечнике лягушек. Эти паразиты хотя и не теряют видимым образом своей подвижности, но их тело претерпевает серьёзную деформацию, что не может не сказаться на их поведении (в том числе двигательном). Это наводит на мысль о том, что наш метод может оказаться полезным и при борьбе с другими жгутиконосцами (например, лямблиями).

ГИПЕРКОАГУЛЯЦИЯ, ВЫЗЫВАЕМАЯ РАЗБАВЛЕНИЕМ ПЛАЗМЫ СТАНДАРТНЫМИ ПЛАЗМОЗАМЕЩАЮЩИМИ РАСТВОРАМИ

Ф.И. Атауллаханов 1, 2), Е.И. Синауридзе 1), А.С. Горбатенко 1), М.А.Пантелеев 1), И.В. Грибкова 1)

1) Гематологический научный центр РАМН, Москва

2) Центр теоретических проблем физико-химической фармакологии РАН, Москва

Свертывание крови представляет собой сложный каскад реакций, охваченный петлями многочисленных положительных и отрицательных обратных связей. Его функция заключается в локальном превращении плазмы крови в гель в месте повреждения сосуда с тем, чтобы предотвратить кровопотерю. Любое нарушение в работе такой сложной системы приводит к серьезным клиническим осложнениям – тромбозам, либо кровотечениям.

Многие патологические состояния требуют для своей коррекции переливания больших объемов плазмозамещающих растворов (ПЗР). С этой целью используют различные кристаллоидные и коллоидные растворы. Они способны восстанавливать объем потерянной крови, но не содержат плазменных компонентов системы свертывания. Массивные переливания таких растворов приводят к снижению концентраций этих компонентов в крови и осложнениям свертывания. Целью настоящей работы было изучение нарушений гемостаза при разбавлении плазмы стандартными ПЗР и разработка методов коррекции этих нарушений. Для этого были изучены изменения в работе системы свертывания при разбавлении плазмы in vitro рядом ПЗР. Для экспериментальной проверки статуса гемостаза использовали два современных in vitro метода: тест генерации тромбина и измерение скорости роста сгустка в пространстве. Показано, что при умеренных степенях разбавления плазмы (до 2-3 раз) любым ПЗР, наблюдается увеличение генерации тромбина, т.е. гиперкоагуляция. Этот эффект, по-видимому, не связан с природой использованного ПЗР, а вызван непосредственно процессом разбавления. Так как предшественники прокоагулянтных факторов свертывания присутствуют в плазме в достаточно большом избытке, а кинетика ингибирования образующихся активных факторов плазменными ингибиторами подчиняется уравнениям второго порядка, т.е. скорость ингибирования прямо пропорциональна концентрации этих ингибиторов, то причина наблюдаемой гиперкоагуляции может быть в том, что в этих условиях система оказывается более чувствительна к разбавлению присутствующих в плазме ингибиторов, чем к снижению концентраций предшественников прокоагулянтных факторов свертывания. В отличие от теста генерации тромбина, при исследовании пространственного роста сгустка было обнаружено, что при умеренных степенях разбавления плазмы кристаллоидными ПЗР также наблюдается увеличение скорости роста сгустка (гиперкоагуляция), однако коллоидные растворы влияют на эту скорость по-разному. В зависимости от использованного раствора, при разбавлении плазмы скорость могла либо возрастать, либо практически не изменяться, либо уменьшаться. Авторы полагают, что причина этого в том, что коллоидные растворы могут влиять на гемостаз двумя путями: с одной стороны, сам процесс разбавления плазмы любым раствором будет увеличивать количество генерированного тромбина, а с другой, коллоид может ингибировать процесс полимеризации фибрина, препятствуя реальному образованию сгустка в плазме, или снижая его качество. Степень влияния на полимеризацию зависит от типа использованного коллоида. Таким образом, суммарный эффект коллоидного ПЗР будет определяться суммой двух разнонаправленных воздействий. Для коррекции возникающих при разбавлении плазмы гиперкоагуляционных нарушений было предложено добавлять в стандартные ПЗР ингибитор тромбина. Показано, что такая коррекция действительно происходит при введении в ПЗР природного ингибитора тромбина – антитромбина III или его специально синтезированных низкомолекулярных ингибиторов. Работа выполнена в рамках проекта «Фундаментальные науки – медицине».

СОЗДАНИЕ МАКРОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СИСТЕМ

С АНТИОКСИДАНТНЫМИ СВОЙСТВАМИ С ЦЕЛЬЮ КОРРЕКЦИИ РЕПЕРФУЗИОННЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ

Г.Б.Белостоцкая1), Р.С.Хрусталева2), Н.С.Домнина3), А.А.Цырлин2), Т.А.Голованова1), И.В.Дарашина1)

1)Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М.Сеченова РАН, С.-Петербург. 2)Федеральный центр сердца, крови и эндокринологии им. В.А.Алмазова Росмедтехнологий, С.-Петербург. 3)Санкт-Петербургский государственный университет, С.-Петербург

Патологические процессы, которые развиваются в первые минуты реперфузии, приводят к резкому и значительному увеличению активных кислородных радикалов (АКР) и сопровождаются нарастанием внутриклеточной концентрации кальция [Ca2+]i. Для предупреждения повреждающего действия АКР были разработаны макромолекулярные системы с антиоксидантными свойствами – МСАО, представляющие собой гидроксилсодержащие полимеры и являющиеся основой коллоидных плазмозаменителей (декстран – Д, гидроксиэтилкрахмал –ГЭК), которые содержат в своей структуре химически связанные фрагменты низкомолекулярных антиоксидантов из класса простран-ственно-затрудненных фенолов (ПЗФ).

Антиокислительную активность (АОА) МСАО оценивали по угнетению хемилюминесценции модельных систем, в которых вызывали генерацию активных форм кислорода. Было установлено, что АОА МСАО (ГЭК+АО) и (Д+АО) в 10-12 раз выше по сравнению с их низкомолекулярным аналогом феноксаном. Оценка мембраностабилизи-рующего влияния на эритроциты ГЭК-АзФ и Д-АзФ в растворе 0,4 % NaCl в концентрациях 10-4-10-12 моль/л показала, что при уменьшении концентрации МСАО глубина гемолиза сначала уменьшается, достигая минимальной величины при с = 10-8 моль/л, а затем возрастает. Стабилизирующее влияние изучаемых МСАО лежит в пределах концентраций от 10-7 до 10-10 моль/л. Увеличение содержания Са2+ в цитоплазме кардиомиоцитов в результате активации свободно-радикальных процессов при реперфузии может быть опосредовано участием Са2+ каналов клеточной мембраны. В связи с этим оценивали разные подходы защиты клеток миокарда от избыточной концентрации Са2+: с использованием блокатора Са2+ каналов L типа – изоптина, природного антиоксиданта – гистохрома, низкомолекулярного антиоксиданта из класса ПЗФ феноксана и макромолекулярных систем с антиоксидантными свойствами – ГЭК-АзФ и Д-АзФ. В экспериментах in vitro на свежевыделенных кардиомиоцитах новорожденных крыс показано, что изоптин (2,5·10-4 мг/мл) защищает клетки от окислительного стресса, вызванного действием перекиси водорода (Н2О2) в диапазоне концентраций 3·10-4-3·10-8 М, только при предварительном воздействии от 10 мин до 2,5 ч и его дальнейшем присутствии во время окислительного стресса. Одновременное действие гистохрома (2·10-4 %) и Н2О2 (3·10-4 М) в течение 10 мин позволяет поддерживать [Ca2+]i практически на исходном уровне, однако длительная обработка кардиомиоцитов гистохромом вместе с Н2О2 (10-2-10-7 М) не сдерживает нарастание [Ca2+]i после 40 мин совместной инкубации.

Предварительные исследования по действию феноксана, ГЭК-АзФ и Д-АзФ во время окислительного стресса (Н2О2, 3·10-4 М) показали, что концентрации препаратов, удерживающих [Ca2+]i на исходном уровне в течение 1 ч, составляют 1-5·10-6 М, 1-5·10-7 М и 0,5-1·10-8 М соответственно. Более низкие и эффективные по сравнению с низкомолекулярным аналогом феноксаном концентрации ГЭК-АзФ и Д-АзФ в сочетании с их мембраностабилизирующими свойствами в этом же диапазоне концентраций подтверждают перспективность создания и применения МСАО в практической медицине.

АНТИМЕТАСТАТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ПРИРОДНЫХ

И МОДИФИЦИРОВАННЫХ НОВЫХ АНТИНЕОПЛАСТОВ – ИНГИБИТОРОВ ФАРНЕЗИЛТРАНСФЕРАЗЫ

Н.С.Зефиров 1), С.Г.Клочков 1), С.В.Афанасьева 1), С.О.Бачурин 1), Ю.Н.Булычев 2)

1) Институт физиологически активных веществ РАН, Черноголовка

2) Институт экспериментальной диагностики и терапии опухолей РОНЦ им. Н.Н. Блохина РАМН, Москва

В патогенезе неопластов важным моментом является процесс передачи экстраклеточного стимула с рецепторов на поверхности клетки и передачи сигналов внутрь и внутри клетки. Одни из наиболее многообещающих и изучаемых сигнальных путей – сигнальные пути Ras/MAPK (митогенактивируемая протеинкиназа) и фосфоинозитол-3-киназы (PI-3K). Изменения в этих сигнальных каскадах ведут к изменению многих клеточных функций – роста клетки, пролиферации, дифференциации, адгезии, выживании клетки.

Все эти сигнальные каскады тесно связаны с Ras-белками. Для развития онкогенной активности белков Ras необходимо их фарнезилирование. Ингибиторы фарнезилтрансферазы (ФТИ) не только способны возвратить Ras-трансформированные клетки к нормальному фенотипу, но и вызывают регрессию опухоли. В последние годы выяснилось, что противоопухолевый эффект ФТИ гораздо шире, чем просто Ras-ингибирование и связан не только с Ras-онкогеном, но и с ингибированием сигнальных путей Ras/MAPK и PI-3K.

На основе природных растительных компонентов в ИФАВ РАН ведется разработка новых антинеопластов, которые, ингибируя пост-трансляционный процессинг Ras, затрагивают не только процессы ингибирования роста опухоли, но и процессы выживания клетки. Были разработаны методы химической модификации природных сесквитерпеновых лактонов. Определен круг применимости выбранных реакций. С помощью оригинального спектрофлуориметрического метода определения фарнезилтрансферазной активности выявлены соединения-хиты для дальнейшей оптимизации. Удельная активность соединений-хитов – на уровне известных ингибиторов фарнезилтрансферазы: IC50 в диапазоне 0,3-5 M.

В результате анализа полученных данных намечены пути дальнейшей оптимизации полученных хитов с целью повышения их активности в качестве ингибиторов сигнальных путей, воздействующих на Ras/MAPK-PI-3K каскад регуляции апоптоза в раковой клетке. Для оптимизации соединений-лидеров синтезировано около 50 новых производных. Изучена их активность в качестве ингибиторов сигнальных путей. Исследована цитотоксическая и антиметастатическая активности наиболее эффективных соединений методами in vitro и in vivo. Цитотоксическая активность оценивалась с помощью МТТ-теста в отношении человеческих линий клеток рака яичника СаОv, немелкоклеточного рака легкого А-549 и аденокарциномы молочной железы МСF-7 при 72-часовой инкубации. Активные соединения изучались в отношении линий опухолевых клеток человека L-41 (моноцитарный лейкоз), NCI-H460 (немелкоклеточный рак легкого), и SF-268 (рак ЦНС), наиболее перспективные производные – в отношении полной панели, состоящей из 60 линий опухолевых клеток человека.

Антиметастатическое действие было оценено на модели карциномы легких Льюиса, меланомы В16. Выявлены соединения-лидеры, обладающие высокой антиметастатической активностью и активные в отношении основных ферментов, задействованных в Ras/MAPK-PI-3K каскаде регуляции апоптоза в раковой клетке. Полученные данные позволяют наметить новые оригинальные лекарственные кандидаты с антипролиферативным и проапоптотическим действием для дальнейшего изучения механизмов действия и повышения их специфической эффективности и селективности действия.

ПРИМЕНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННОГО ПРЕПАРАТА КСИМЕДОН

В КОМПЛЕКСНОМ ЛЕЧЕНИИ ВИЧ-ИНФЕКЦИИ

А.И. Коновалов1), И.Г. Мустафин2), Г.В. Черепнев3), В.С. Резник1)

1)Институт органической и физической химии им. А.Е. Арбузова КНЦ РАН, Казань 2)Республиканский центр по профилактике и борьбе

со СПИД и ИЗ МЗ РТ, Казань

3)Республиканская клиническая больница № 2 МЗ РТ, Казань

Высокоактивная антиретровирусная терапия (ВААРТ) значительно уменьшает заболеваемость и смертность ВИЧ-инфицированных больных. Некоторые ингибиторы ВИЧ-1 протеазы помимо антиретровирусной активности обладают собственными иммуномодулирующими и антиапоптогенными свойствами (Phenix et al., 2002). Однако длительное применение ВААРТ вызывает ряд серьезных побочных эффектов, характеризующихся поражением нервно-мышечной системы, внутренних органов, костной ткани, расстройством метаболизма, развитием периферической нейропатии, анемии и гиперчувствительности. Актуальной проблемой ВААРТ является формирование резистентности ВИЧ к антиретровирусным препаратам и низкий иммунореаби-литирующий эффект у части больных ВИЧ-инфекцией. Учитывая иммуномодулирующий, антиапоптогенный, нейропротекторный и регенерирующий эффекты отечественного препарата ксимедон, нами была проведена оценка эффективности препарата ксимедон в составе комплексной терапии у больных ВИЧ-инфекцией.

Применение препарата ксимедон в сочетании со стандартной антиретровирусной терапией (ингибиторы обратной транскриптазы и протеазы) оказывало достоверный терапевтический эффект, заключающийся в нормализации соматического статуса ВИЧ-больных, уменьшении репликации ВИЧ, а также улучшении патогенетически значимых при ВИЧ-инфекции показателей иммунной системы. Включение ксимедона в терапию больных ВИЧ-инфекцией редуцировало побочные эффекты антиретровирусных препаратов на фоне улучшения клинического состояние пациентов и уменьшения цитолиза.

В основной группе больных ВИЧ-инфекцией, получавших комплексную терапию ВААРТ+КСИМЕДОН, содержание CD4-Т-лимфоцитов достоверно превысило (р<0.01) показатели группы сравнения (ВААРТ) при одинаковых темпах снижения количества копий РНК ВИЧ в плазме крови в первые месяцы наблюдения. Достоверная разница в содержании CD4-Т-лимфоцитов между исследуемыми группами больных сохранялась на протяжении всего периода наблюдения (в течение 2 лет). При этом в основной группе больных была отмечена достоверная разница в содержании копий РНК ВИЧ в плазме крови (р<0.01) к концу наблюдения по сравнению с контрольной.

Была обнаружена обратная корреляция между степенью активации Т-лимфоцитов у ВИЧ-инфицированных и снижением уровня CD4-Т-лимфоцитов, а также их чувствительностью к спонтанному апоптозу. Применение ксимедона уменьшало содержание активированных Т-лимфоцитов (экспреcсирующих маркеры HLA-DR, CD38) на фоне увеличения содержания CD4-Т-лимфоцитов и снижения их чувствительности к спонтанному апоптозу in vitro.

Таким образом, ксимедон в составе комплексной терапии больных ВИЧ-инфекцией обеспечивал длительный и выраженный иммуно-реабилитирующий эффект, заключающийся в стимуляции лейкопоэза и лимфопоэза с повышением содержания CD4+ лимфоцитов и снижением активации субпопуляций Т лимфоцитов (CD4+DR+, CD8+DR+, CD8+CD38+), повышении устойчивости лимфоцитов к спонтанному апоптозу (цитопротекторный эффект). Иммунореабилитирующий эффект ксимедона у больных ВИЧ-инфекцией был достигнут в дозе, не оказывающей побочных эффектов, что делает потенциально возможной долгосрочную превентивную базисную терапию иммунодефицита при ВИЧ-инфекции.

УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ КОМПЛЕКСА -ЛАКТАЛЬБУМИНА

С ОЛЕИНОВОЙ КИСЛОТОЙ – ПОТЕНЦИАЛЬНОГО ПРОТИВООПУХОЛЕВОГО ПРЕПАРАТА

Е.А. Пермяков1), Е.Л. Князева1), В.М. Грищенко1), И.В. Першикова1), С.Е.Пермяков1), Р.С. Фадеев2), В.С.Акатов2)

1) Институт биологического приборостроения РАН, Пущино

2) Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, Пущино

Известно, что некоторые конформационные состояния металл-связывающего белка -лактальбумина (ЛА) в комплексе с олеиновой кислотой (ОК) (состояние HAMLET) индуцируют апоптоз опухолевых клеток, не затрагивая здоровые клетки, ингибируют клеточную пролиферацию, а также проявляют бактерицидное действие. В то же время, условия и механизмы образования этого комплекса исследованы недостаточно полно, отсутствуют физико-химические данные по стехиометрии и термодинамике взаимодействия ЛА с ОК. По этой причине задача изучения условий образования этих молекулярных наноструктур, обладающих выраженным антираковым действием, является важной и актуальной.

Методами абсорбционной и флуоресцентной спектроскопии, а также спектроскопии кругового дихроизма изучено взаимодействие человеческого ЛА с олеиновой кислотой в растворах низкой и высокой (150 мМ NaCl или KCl) ионной силы при рН 8,3 и различных температурах в диапазоне от 17 до 45 °С. Раствор ЛА (6 мкМ) титровали спиртовым раствором ОК, причем общая концентрация ОК в растворе не превышала величины критической концентрации мицеллообразования ОК, Сm, измеряемой спектрофотометрически. Показано, что в присутствии 1 мМ Са2+ Сm для ОК составляет 3 мкМ, что препятствует исследованию процесса комплексообразования в этих условиях. В отсутствие ионов Са2+ (1 мМ ЭДТА) наблюдается увеличение Сm в присутствии ЛА (6 мкМ) до 35 мкМ (17 °C) – 81 мкМ (45 °С). Добавление NaCl повышает величину Сm до 83 (17 °С) – 198 мкМ (45 °С). Замена ионов Na+ на К+ приводила к аналогичному эффекту. Образование комплекса ЛА с ОК сопровождается длинноволновым сдвигом максимума спектра триптофановой флуоресценции, ростом величины квантового выхода флуоресценции, а также уменьшением эллиптичности в ближней УФ-области (увеличение подвижности окружения остатков триптофана и тирозина), увеличением эллипичности в дальней УФ-области (рост содержания -спиралей) и уменьшением термостабильности белка (сдвиг середины теплового перехода на 10 °С). Кривая спектрофлуори-метрического титрования апо-белка олеиновой кислотой при 17 оС и 45 оС имеет сложный характер, говорящий о наличии промежуточных состояний, но описывается простейшей кооперативной схемой связывания с эффективной равновесной константой ассоциации ОК соответственно 2104 М-1 и 3105 М-1 и коэффицинтом Хилла 1,3 и 1,4.

Таким образом, оптимальными условиями для образования комплекса ЛА-ОК являются отсутствие ионов Са2+ (апо-форма ЛА), присутствие 150 мМ NaCl в растворе, и повышенная температура 45 °С, при которой апо-белок находится в термически развернутом состоянии.

Обнаружено, что комплекс ЛА-ОК, образованный в указанных условиях, обладает цитотоксической активностью в отношении клеток эпидермоидной карциномы человека, сходной с активностью состояния HAMLET, образованного путем неконтролируемого смыва белком олеиновой кислоты, предварительно нанесенной на колонку с носителем DEAE-Trisacryl M.

МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ И СПЕЦИФИЧЕСКАЯ ФАРМАКОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ НОВОГО СИНТЕТИЧЕСКОГО НЕНАРКОТИЧЕСКОГО АНАЛЬГЕТИЧЕСКОГО СРЕДСТВА – ПРЕПАРАТА «АНОЦЕПТИН»

Ю.И. Поляков 1, Е.В. Лопатина 2, 3, А.Д. Коротков 1

1)Институт мозга человека РАН, Санкт-Петербург

2) Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН, Санкт-Петербург

3)Федеральное государственное учреждение «Федеральный центр сердца, крови и эндокринологии им. В.А. Алмазова Росмедтехнологий», Санкт-Петербург



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 8 |
 





<
 
2013 www.disus.ru - «Бесплатная научная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.