Использование механизмов внутриклеточного транспорта для направленной доставки радионуклидов и других биологически активных агентов в заданные компартменты клеток-мишенейНИР

The use of intracellular transport mechanisms for targeted delivery of radionuclides and other biologically active agents into the specific compartments of target cells

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. Использование механизмов внутриклеточного транспорта для направленной доставки радионуклидов и других биологически активных агентов в заданные компартменты клеток-мишеней
Результаты этапа: Проведено исследование распределения нового модульного нанотранспортера (МНТ) меченного иодом-125 в организме мыши. Мечение произведено по остаткам тирозина, которые подвержены действию деиодиназ, ферментов, локализующихся в цитозоле клетки. Состав нового МНТ включает лигандного модуль, эндосомолитический модуль, модуль-носитель и функциональный модуль – конкурентный ингибитор, препятствующий взаимодействию транскрипционного фактора Nrf2 с его ингибитором Keap1. В качестве лигандного модуля была использована антителоподобная молекула аффибоди Z1907, специфически связывающаяся с рецептором эпидермального фактора роста (EGFR), в качестве эндосомолитического модуля – транслокационный домен дифтерийного токсина, в качестве модуля-носителя – флавогемопротеин HMP из E. coli. Исследование изменения распределения иода-125 после внутривенного введения проводили при помощи полученного по программе развития МГУ однофотонного эмиссионного компьютерного томографа U-SPECT-II/CT совмещенного с рентгеновским томографом. Проведенные эксперименты показали, что в течение первого часа активность иода-125 выявляется в разных органах, в том числе в кровотоке, печени, щитовидной железе, желудке, мочевом пузыре. С увеличением времени активность щитовидной железе, желудке, мочевом пузыре увеличивается. Через 2 часа активность практически перестает выявляться в печени и других органах, кроме щитовидной железы, желудка, мочевого пузыря. Поскольку щитовидная железа и желудок являются органами, накапливающими иод, а фильтрационный барьер не пропускает в почки белки размера близкого с МНТ, можно сделать вывод, что к двум часам практически весь меченный МНТ подвергается деиодинированию и деградации. Оба эти процесса происходят внутри клеток, поэтому можно сделать заключение, что за два часа подавляющая часть введенного МНТ поступает в клетки. Оценка скорости процесса деиодинирования показывает, что половина МНТ подвергается внутриклеточному воздействию деиодиназ примерно за 30 минут. Полученные данные указываю на быстрое поступление введенного внутривенно МНТ в клетки in vivo.
2 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. Использование механизмов внутриклеточного транспорта для направленной доставки радионуклидов и других биологически активных агентов в заданные компартменты клеток-мишеней
Результаты этапа: Разработан новый метод количественной оценки связывания модульного нанотранспортера (МНТ) с рецептором эпидермального фактора роста, основанный флуоресцентном мечении МНТ и последующем анализе концентрационной зависимости связывания. Метод позволяет исследовать как прямое связывание МНТ с рецептором, так и конкуренцию меченого и немеченого лигандов. Изучено связывание нового МНТ, несущего монободи к N-белку SARS-CoV-1 и -2. Константа диссоциации комплекса этого МНТ с рецептором эпидермального фактора роста (EGFR) клеток эпидермоидной карциномы человека линии А431 рассчитанная по данным конкурентного связывания составила 74 ± 49 нМ. Конкурентный лигандный анализ флуоресцентно меченого МНТ с эпидермальным фактором роста (EGF) и немеченым МНТ выявил, что сайты связывания c EGFR у EGF и МНТ, содержащего последовательность антителоподобной молекулы аффибоди к EGFR в качестве лигандного модуля, не полностью совпадают. По теме Госзадания в опубликовано 3 статьи в рецензируемых журналах входящих в базу данных WoS. Одна из них опубликована в журнале, входящем в первый квартиль списков WoS по своему разделу. Опубликована также статья в сборнике. В рамках темы Госзадания проведены: одно выступление с докладом на международной конференции и два выступления с докладами на Всероссийских конференциях.
3 1 января 2023 г.-31 декабря 2023 г. Использование механизмов внутриклеточного транспорта для направленной доставки радионуклидов и других биологически активных агентов в заданные компартменты клеток-мишеней
Результаты этапа: В число задач данного этапа работы входит продолжение изучения возможностей технологической платформы модульных нанотранспортеров (МНТ) для доставки биологически активных агентов в целевые компартменты опухолевых клеток-мишеней. Для этого предполагалось разработать новые МНТ с модифицированным модулем-носителем для выявления той его части, которая ответственна за взаимодействие с Keap1, и проверить функционирование их лигандных модулей. В результате проведенной в отчетном году работы были созданы новые МНТ с модифицированным модулем-носителем. Изучение сродства этих МНТ к рецептору эпидермального фактора роста (EGFR) разработанным на предыдущем этапе методом показало, что МНТ C-концевой частью модуля-носителя сохраняет высокое сродство к EGFR, тогда как у МНТ с N-концевой частью модуля носителя сродство к рецептору уменьшается на порядок. Методом термофореза показано, что сродство к внутриклеточному регуляторному белку Keap1 обусловлено N-концевой частью модуля-носителя. По теме Госзадания в опубликовано 6 статей в рецензируемых журналах, входящих в базу данных WoS. Три из них опубликованы в журналах, входящем в первый квартиль списков WoS по своему разделу. В рамках темы Госзадания проведены также два выступления с докладом на Всероссийских конференциях.  
4 1 января 2024 г.-31 декабря 2024 г. Использование механизмов внутриклеточного транспорта для направленной доставки радионуклидов и других биологически активных агентов в заданные компартменты клеток-мишеней
Результаты этапа: Проведена наработка и очистка новых модульных нанотранспортеров (МНТ) для доставки активных агентов в ядра клеток-мишеней с повышенной экспрессией рецептора эпидермального фактора роста. Оценено сродство полученных МНТ к поверхностному клеточному рецептору (EGFR). Показано, что рефолдинг, осуществляемый после очистки МНТ, приводит к МНТ с лучшим сродством по сравнению с рефолдингом в бактериальной клетке, экспрессирующей дисульфид-изомеразу. Изучено взаимодействие новых МНТ с комплексом импортинов, обеспечивающим транспорт макромолекул в ядро клетки, и показано, что оба МНТ сохраняют способность взаимодействия с ним. В результате проведенных исследовангий выявлено также, что новые МНТ, созданные в этой работе путём усечения модуля-носителя, сохранили способность распознавать клетки-мишени и усиливать цитотоксический эффект фотосенсибилизаторов, прикреплённых к ним. Более того, фотодинамическая эффективность фотосенсибилизатора, присоединенного к МНТ, содержащим N-концевую часть HMP, была значительно выше, чем при присоединении фотосенсибилизатора к МНТ с C-концевой частью HMP или к исходному полноразмерному МНТ. Это исследование показывает, что уменьшеное модуля-носителя путем удаления его части может приводить к получению более эффективных вариантов МНТ. По теме Госзадания в опубликовано 5 статей в рецензируемых журналах, входящих в базы данных РИНЦ, WoS и Scopus. Три из них опубликованы в журналах, входящем в первый квартиль списков WoS по своему разделу.
5 1 января 2025 г.-31 декабря 2025 г. Использование механизмов внутриклеточного транспорта для направленной доставки радионуклидов и других биологически активных агентов в заданные компартменты клеток-мишеней
Результаты этапа: В число задач данного этапа работы входит разработка нового варианта метода исследования мембранолитического действия модульных нанотранспортеров (МНТ), позволяющего исследовать кинетику этого процесса при различных pH за счет применения флуорофора, флуоресценция которого не зависит от кислотности среды в исследуемом диапазоне, и изучение при помощи этого метода свойств ряда МНТ. Мембранолитическую активность модульных нанотранспортеров можно оценить по их способности вызывать утечку фосфатидилхолиновых липосом, содержащих флуоресцентный краситель в концентрации, которая вызывает самотушение флуоресценции. Для изучения кинетики процесса был использован сульфоцианиновый краситель, флуоресценция которого не зависит от рН. Используя этот подход, исследовали мембранолитическую кинетику двух МНТ для адресной доставки лекарственных препаратов внутрь клеток, экспрессирующих рецептор эпидермального фактора роста. МНТ с эндосомолитическим модулем на N-конце молекулы обладает значительно более быстрой кинетикой по сравнению с МНТ, у которого на N-конце расположен лигандный модуль. Результаты позволяют лучше понять ранние стадии взаимодействия модульных нанотранспортеров с фосфолипидным бислоем и дают основания для разработки оптимального строения новых МНТ. Проведенная работа дает детальную оценку мембранолитической активности МНТ с использованием липосом в качестве модельных мембран. Результаты указывают на четкую обратную зависимость между концентрацией липидов и степенью утечки красителя, подчеркивая критическую роль соотношения белка и липосом в определении эффективности разрушения мембран. MNT1 неизменно демонстрировал более высокую мембранолитическую активность, чем MNT2, при всех тестируемых концентрациях липидов. Кинетический анализ и константы скорости утечки еще больше подтверждают это наблюдение: MNT1 демонстрирует более крутой наклон линии и значительно более высокую способность к разрушению мембраны. Эти различия могут быть объяснены структурными различиями между MNT1 и MNT2, в частности функциональными доменами на их N-концах, которые влияют на их взаимодействие с липидным бислоем. MNT1, обладающий эндосомолитическим доменом, по-видимому, более эффективен в образовании пор и повреждении мембран, что позволяет предположить его потенциал в качестве более эффективного кандидата для применений, требующих разрушения мембран. Эти результаты закладывают основу для дальнейшего изучения структурных механизмов, лежащих в основе мембранолитической активности МНТ, что служит основой для разработки более эффективных биомолекулярных инструментов для целенаправленного разрушения мембран. По теме Госзадания в 2025 году опубликовано 7 статей в рецензируемых журналах, входящих в базу данных WoS. Два из них опубликованы в журналах, входящем в первый квартиль списков WoS по своему разделу. В рамках темы Госзадания проведено также выступление с докладом на Международной конференции.
6 1 января 2026 г.-31 декабря 2026 г. Использование механизмов внутриклеточного транспорта для направленной доставки радионуклидов и других биологически активных агентов в заданные компартменты клеток-мишеней
Результаты этапа: -
7 1 января 2027 г.-31 декабря 2027 г. Использование механизмов внутриклеточного транспорта для направленной доставки радионуклидов и других биологически активных агентов в заданные компартменты клеток-мишеней
Результаты этапа: -
8 1 января 2028 г.-31 декабря 2028 г. Использование механизмов внутриклеточного транспорта для направленной доставки радионуклидов и других биологически активных агентов в заданные компартменты клеток-мишеней
Результаты этапа: -
9 1 января 2029 г.-31 декабря 2029 г. Использование механизмов внутриклеточного транспорта для направленной доставки радионуклидов и других биологически активных агентов в заданные компартменты клеток-мишеней
Результаты этапа: -

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".