Лаборатория трансляционной клеточной
и молекулярной биомедицины

Исследовательская деятельность лаборатории трансляционной клеточной и молекулярной биомедицины основана на концепции решения актуальных фундаментальных научных задач в области биомедицины и трансляции фундаментальных научных достижений с целью разработки инновационных подходов профилактики, ранней диагностики и эффективной персонифицированной терапии. Трансляция фундаментальных научных разработок для клинического применения является основой здоровья нации и снижения расходов на лечение населения от наиболее распространенных сегодня опасных заболеваний: онкологических и сердечнососудистых. Решение этих задач возможно благодаря объединенным усилиям специалистов в смежных областях химии, биологии, физики и медицины, что позволяет использовать фундаментальные знания и научно-методические компетенции в области генной инженерии, клеточной и молекулярной биологии, биохимии белка, микроскопии, хроматографии, нанохимии и других инновационных технологий. Лаборатория трансляционной клеточной и молекулярной биомедицины представляет собой мультидисциплинарную структуру, состоящую из четырех блоков, соединенных общей фундаментальной научной концепцией, инновационной трансляционной стратегией, а также социально- и экономически значимыми клиническими задачами.

Блок фундаментальной клеточной и молекулярной медицины на базе ТГУ создан для проведения фундаментальных исследований на клеточном и молекулярном уровнях с целью установления механизмов патологических процессов и разработки инновационных подходов для диагностики и терапии. Научные исследования связаны с созданием модельных клеточных систем трансфекции, вирусных векторов, очисткой рекомбинантных белков из бактерий, дрожжей и клонированием генетических конструктов. Исследования предполагается проводить с использованием наиболее передовых технологий хроматографии, масс-спектрометрии, системы очистки белка, конфокальной микроскопии и др.

Блок инновационных материалов для регенеративной медицины базируется в Лаборатории каталитических исследований ТГУ (отдел полимеров и мономеров) (lcr.tsu.ru). Задачей блока является разработка инновационных полимерных биодеградируемых соединений на основе полигликолида и полилактида для модификации поверхности имплантатов. Инновационные покрытия будут обладать иммунокорректирующими свойствами и оптимизировать реакции иммунной системы человека с целью улучшения приживаемости имплантатов и подавления нежелательных реакций, как хронического воспаления, так и фиброза. Полученные фундаментальные разработки будут транслироваться для решения конкретных клинических проблем больных онкологическими и сердечнососудистыми заболеваниями. Для эффективной постановки клинических задач и оперативного внедрения фундаментальных разработок в клиническую практику в лаборатории созданы два трансляционных блока: онкологический и сердечнососудистый.

Трансляционный онкологический блок создан на базе ФГУП «Томский научно-исследовательский институт онкологии» (http://www.oncology.tomsk.ru/) и отвечает за проведение фундаментальных, трансляционных и клинических исследований в области клеточно-молекулярных и иммунопатологических механизмов возникновения и развития наиболее опасных онкологических заболеваний (рак гортани, рак молочной железы, рак легкого, рак желудка, рак кишечника). Проводится разработка высокочувствительных инновационных методов ранней диагностики иммунопатологий, приводящих к возникновению онкологических заболеваний. Перспективной задачей является выявление молекулярных механизмов устойчивости к противоопухолевой терапии и внедрение инновационных терапевтических подходов с использованием наиболее передовых достижений в иммунологии.

Трансляционный сердечнососудистый блок на базе ФГУП «Научно-исследовательский институт кардиологии» (http://www.cardio-tomsk.ru/) отвечает за решение задач по комплексному изучению клеточно-молекулярных и иммунопатологических механизмов развития и прогрессирования сердечнососудистых заболеваний (миокардиты инфекционной и неинфекционной природы, атеросклероз, инфаркт миокарда, сердечная недостаточность). На основе мультиплексной количественной, качественной и функциональной характеристики субпопуляций иммунных клеток, исследования механизма взаимодействия иммунных клеток с эндотелиальными клетками, кардиомиоцитами и миофибробластами будут установлены новые механизмы патофизиологических процессов в сердце и сосудах и разработаны новые подходы к ранней диагностике заболеваний и персонализированные методы лечения.

 

Основные тематики исследований

В лаборатории впервые рассматриваются общие закономерности в развитии воспаления в различных типах заболеваний. Будут определены высокоспецифичные маркеры, указывающие на тип активации врожденного иммунитета в конкретной патологии и у конкретного пациента. Фундаментальной задачей является исследование новых молекулярных и клеточных процессов, приводящих к развитию субклинического хронического воспаления. Данные исследования будут проводиться на уникальных клеточных модельных системах с использованием наиболее современных методов системной биологии и конфокальной микроскопии. Перспективной целью лаборатории на ближайшее десятилетие является не только диагностика патологического программирования реакций врожденного иммунитета и установление фундаментальных молекулярных механизмов развития патологии, но и использование этих данных для оптимизации существующих терапевтических подходов и разработки инновационной иммуномодулирующей терапии. Для разработки инновационной терапии хронического воспаления различной природы будут проводиться исследования в двух направлениях: 1) производство рекомбинантных биологически активных иммуномодулирующих белков; 2) отработка системы получения антивоспалительных первичных человеческих макрофагов в виде терапевтического клеточного персонализированного препарата.

Проекты

  • Проект №14.594.21.0001 по организации Центра коллективного пользования (ЦКП) по живым системам. 
  • Проект Федеральной целевой программы,  №14.575.21.0064 от 05.08.2014  «Разработка молекулярных сигнатур аутоантител к адуктам ДНК для ранней диагностики рака легкого».
  • Проведение фундаментальных исследований в области клеточно-молекулярных и иммунопатологических механизмов возникновения и развития наиболее опасных как онкологических (рак груди, рак легкого, рак желудка, рак кишечник, рак мозга), так и сердечнососудистых заболеваний инфекционной или диабетической природы (миокардиты, сердечная недостаточность, атеросклероз, приводящий к инфаркту миокарда и инсульту головного мозга).
  • Разработка высокочувствительных инновационных методов ранней диагностики иммунопатологии приводящих к раку и сердечнососудистым патологиям.
  • Разработка инновационных терапевтических подходов на основе рекомбинантных очищенных белков с противоопухолевым и иммуномодулирующим действием, вирусных векторов (генная терапия) и наночастиц.
  • Разработка инновационных имплантационных покрытий с противовоспалительными свойствами.
  • Грант Российского научного фонда, проект № 14-15-00350 «Молекулярный механизм действия регуляторных белков макрофагов второго типа на формирование опухолевого микроокружения и прогрессию опухолей». 

Результаты

Проведено масштабное исследование с использованием геномных технологий и системно-биологических подходов для анализа экспрессионного профиля различных субпопуляций человеческих макрофагов в культуральных условиях. Установлено, что каждый отдельный стимул приводит к высокоспецифичному профилю экспрессии молекулярных маркеров. Сделан вывод, что молекулярный фенотип макрофагов может использоваться как диагностический маркер субклинического воспаления и специфического определения варианта воспаления 2-го типа. Было показано, что макрофаги обладают высокой степенью разнообразия и функциональной пластичностью, что делает их наиболее перспективными клеточными мишенями для персонализованной терапии. Проведен цикл исследований по изучению ассоциированных с раком легкого эпигенетических маркеров во внеклеточной ДНК и оценке их диагностической и прогностической значимости.

Актуальные задачи

На основе спектра высокоспецифичных маркеров планируется разработать тест-системы для прогноза течения и выбора оптимальной терапии для больных с сердечной недостаточностью и миокардитами в зависимости от присутствия вирусного патогена. Будут отработаны системы продукции препаратов рекомбинантных биологически активных белков для разработки принципиально нового подхода в противоопухолевой терапии рака молочной железы, рака желудка и рака кишечника. Будут определены клетки-мишени и молекулярные механизмы действия терапевтичесих препаратов белков. Будет разработан уникальный подход для производства антивоспалительных макрофагов как клеточно-терапевтического препарата с целью персонифицированного лечения больных онкологическими заболеваниями различных локализаций и пациентов с сердечной недостаточностью. Разработанные антитела и рекомбинантные белки послужат основой для создания инновационных персонифицированного терапевтических подходов для лечения онкологических и сердечнососудистых заболеваний.

Впервые в мировой практике будет проведено масштабное исследование по определению принципиальных отличий типов хронического воспаления, приводящих к развитию наиболее опасных для жизни заболеваний двух различных типов: онкологических и сердечнососудистых. Мультидисциплинарный подход с применением наиболее современных геномных, системно-биологических, молекулярных и клеточных технологий, иммунологических методов, конфокальной микроскопии и уникального биобанка клинических образцов позволит провести системный анализ клеточных функций, молекулярных процессов и функциональных белковых комплексов и выявить новые механизмы нарушений дифференцировки и функционирования клеток врожденного иммунитета.

Сотрудники

Юлия Георгиевна Кжышковска 
Доктор биологических наук, профессор, научный руководитель и заведующая лабораторией
Заведующая отделом врожденного иммунитета и иммунологической толерантности Института трансфузионной медицины и иммунологии Медицинского факультета Маннгейм Университета Гейдельберга, Германия 
 
Ирина Александровна Курзина  
Доктор физико-математических наук, доцент
Заместитель заведующего лабораторией  трансляционной клеточной и молекулярной биомедицины.
Зав. лабораторией каталитических исследований ТГУ
 
Надежда Викторовна Чердынцева 
Доктор биологических наук, профессор
Ведущий научный сотрудник лаборатории трансляционной клеточной и молекулярной биомедицины ТГУ.
Заместитель директора по научной работе НИИ онкологии (Томск), заведующая лабораторией молекулярной онкологии и иммунологии 
 
Марина Викторовна Завьялова 
Доктор медицинских наук, профессор
Ведущий научный сотрудник лаборатории трансляционной клеточной и молекулярной биомедицины ТГУ.
Заведующая кафедрой патологической анатомии Сибирского государственного медицинского университета (Томск)
Научный сотрудник, врач-патологоанатом высшей категории отделения патологической анатомии и цитологии НИИ онкологии (Томск)
 
Евгения Викторовна Кайгородова 
Доктор медицинских наук
Ведущий научный сотрудник лаборатории трансляционной клеточной и молекулярной биомедицины ТГУ
Ведущий научный сотрудник, врач клинической лабораторной диагностики высшей категории отделения патологической анатомии и цитологии НИИ онкологии (Томск), профессор кафедры биохимии и молекулярной биологии СибГМУ (Томск)
 
Николай Васильевич Литвяков 
Кандидат биологических наук
Старший научный сотрудник лаборатории трансляционной клеточной и молекулярной биомедицины ТГУ
Заведующий лабораторией онковирусологии НИИ онкологии (Томск)
Старший научный сотрудник лаборатории молекулярной онкологии и иммунологии НИИ онкологии (Томск)
 
Евгений Владимирович Денисов 
Кандидат биологических наук
Старший научный сотрудник лаборатории трансляционной клеточной и молекулярной биомедицины ТГУ
Старший научный сотрудник лаборатории молекулярной онкологии и иммунологии НИИ онкологии (Томск)
 
Наталия Николаевна Бабышкина 
Кандидат медицинских наук
Старший научный сотрудник лаборатории трансляционной клеточной и молекулярной биомедицины ТГУ
Старший научный сотрудник лаборатории молекулярной онкологии и иммунологии НИИ онкологии (Томск)
 
Евгения Сергеевна Григорьева 
Кандидат медицинских наук
Научный сотрудник лаборатории трансляционной клеточной и молекулярной биомедицины ТГУ
Младший научный сотрудник лаборатории молекулярной онкологии и иммунологии НИИ онкологии (Томск)
 
Матвей Михайлович Цыганов 
Младший научный сотрудник лаборатории трансляционной клеточной и молекулярной биомедицины ТГУ
Аспирант лаборатории молекулярной онкологии и иммунологии НИИ онкологии (Томск)
 
Татьяна Сергеевна Геращенко 
Младший научный сотрудник лаборатории трансляционной клеточной и молекулярной биомедицины ТГУ
Аспирант лаборатории молекулярной онкологии и иммунологии НИИ онкологии (Томск)
 
Михаил Александрович Булдаков 
Кандидат биологических наук
Старший научный сотрудник лаборатории трансляционной клеточной и молекулярной биомедицины ТГУ
Старший научный сотрудник лаборатории молекулярной онкологи и иммунологии НИИ онкологии (Томск); председатель Совета молодых ученых НИИ
 
Юлия Викторовна Роговская
Кандидат медицинских наук
Старший научный сотрудник лаборатории  трансляционной клеточной и молекулярной биомедицины ТГУ
Зав. патологоанатомическим отделением НИИ кардиологии (Томск)
 
Роман Ефимович Баталов
Кандидат медицинских наук
Старший научный сотрудник лаборатории  трансляционной клеточной и молекулярной биомедицины ТГУ
Старший научный сотрудник отделения хирургического лечения сложных нарушений ритма сердца и электрокардиостимуляции НИИ кардиологии (Томск)
 
Татьяна Евгеньевна Суслова
Кандидат медицинских наук
Старший научный сотрудник лаборатории  трансляционной клеточной и молекулярной биомедицины ТГУ
Ведущий научный отделения функциональной и лабораторной диагностики НИИ кардиологии (Томск)
 
Виктор Владимирович Волкоморов
Младший научный сотрудник лаборатории  трансляционной клеточной и молекулярной биомедицины ТГУ
Аспирант кафедры цитологии и генетики Биологического института ТГУ
Лаборант-исследователь лаборатории молекулярной онкологии и иммунологии НИИ онкологии (Томск)
 
Дарья Алексеевна Кокова
Младший научный сотрудник лаборатории  трансляционной клеточной и молекулярной биомедицины ТГУ
Зав. лабораторией физико-химического методов анализа ТГУ
 
Людмила Алексеевна Рассказова
Младший научный сотрудник лаборатории трансляционной клеточной и молекулярной биомедицины ТГУ
Аспирант химического факультета ТГУ
 
Наталья Борисовна Дементьева
Младший научный сотрудник лаборатории трансляционной клеточной и молекулярной биомедицины ТГУ
 
Елена Григорьевна Шаповалова
Лаборант лаборатории  трансляционной клеточной и молекулярной биомедицины ТГУ
Магистрант ТГУ

Российские и зарубежные партнеры

  • Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Томский научно-исследовательский институт онкологии» (http://www.oncology.tomsk.ru)
  • Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Научно-исследовательский институт кардиологии» (http://www.cardio-tomsk.ru)
  • Медицинский факультет Маннгейм, Университет Гейдельберга, Германия (http://www.uni-heidelberg.de)