ВІДДІЛ МОЛЕКУЛЯРНОЇ ІМУНОЛОГІЇ
Завідувач – академік НАН і НАМН України, д. б. н., професор
Комісаренко Сергій Васильович
Тeл.:+(044) 23459 74, E-mail:svk@biochem.kiev.ua
Відділ молекулярної імунології був заснований у вересні 1975 року, коли за ініціативою акад. М.Ф. Гулого з відділу біосинтезу та біологічних властивостей білка була виділена група з восьми науковців та допоміжного персоналу на чолі з к.б.н.С.В. Комісаренком, яка набула статусу лабораторії імунохімії, а у 1982 році – лабораторія була перетворена у відділ молекулярної імунології. Організатором та керівником відділу є академік НАН і НАМН України С. В. Комісаренко. У 2008 році з відділу молекулярної імунології для посилення робіт з імунохімічного аналізу протеїнів системи зсідання крові до відділу структури і функції білка було переведено дві групи: група д.б.н. Е.В. Луговського та «гібридомна» група к.б.н. І.М.Колеснікової. У 2012 році, з метою удосконалення структури інституту та подальшого розвитку і диверсифікації досліджень в галузі молекулярної імунології та поглиблення досліджень за основними напрямам цієї галузі, а також на виконання рішення Вченої ради Інституту та керуючись положеннями постанови Президії НАН України «Про вдосконалення структури установ НАН України», при відділі молекулярної імунології на основі його співробітників було створено дві неструктурні лабораторії: лабораторію імунобіології (керівник – д.б.н. Д.В. Колибо) та імунології клітинних рецепторів (керівник – член-кореспондент НАН України, д.б.н. М.В. Скок). Поза тим, у 2012 році до складу відділу молекулярної імунології було переведено лабораторію нанобіотехнологій (керівник – д.б.н. О.П. Демченко)
У складі відділу зараз працюють 5 докторів наук, 11 кандидатів наук, 11 молодших наукових співробітників та інженерів (з яких - 5 аспірантів).
Колектив співробітників відділу молекулярної імунології. Київ, 2015
Зліва направо: I-й ряд – наук. співр. Г. Л. Гергалова, мол. н. співр. Т. В. Горошнікова, наук. співр. О.Ю.Лихмус, інж. І кат. М. О. Декалюк, інж. І кат. О. І. Криніна, ст. н. співр. О. С. Олійник, інж. І кат. Т. О. Чудіна, зав. лаб. Д. В. Колибо; ІІ-й ряд – наук.співр. Л. М. Коваль, ст. н. співр. Я. С. Максимович, ст. н. співр. М. І. Канюк, зав. від. С. В. Комісаренко, зав.лаб. О. П. Демченко, інж. I кат. А. А. Сіромолот, пров. інж. К. Ю. Манойлов, інж. І кат. І. Д. Панас; ІІІ-й ряд – наук. співр. М. О. Демченко, пров. н. співр. В. І. Назаренко, зав. лаб. М. В. Скок, мол. н. співр.А.Ю. Лабинцев, мол. н .співр. Н. В. Короткевич, пров. інж. К. Р. Успенська, мол. н. співр. К. О. Пиршев, пров. н. співр. С. П. Бобровник. Київ, 2015 р.
У перші роки від початку створення у відділі розроблялися два головних напрями: 1) вивчали механізми біологічної, зокрема імунотропної і протипухлинної дії фосфорорганічних похідних неорганічного пірофосфату та 2) розробляли і використовували методи імунохімічного аналізу протеїнів з метою визначення механізмів молекулярного розпізнавання антигенів імунною системою організму. Дослідження біологічної дії бісфосфонатів вченими відділу були чи не найпершими в світі, а з використання імуноензимного аналізу, протокової цитофлуориметрії, гібридомної технології отримання моноклональних антитіл та імунохімічного аналізу протеїнів відділ був серед перших в СРСР. Серед іншого, у відділі була створена низка протипухлинних імунотоксинів, вивчалися механізми внутрішньоклітинної сигналізації в лімфоцитах, було знайдено негативний вплив низьких доз радіації на систему «природнього» імунітету в ліквідаторів аварії на Чорнобильській АЕС, досліджувалася імунохімічна структура нейротоксину апаміну, цитохрому с, молекул фібриногену та фібрину на різних стадіях його полімеризації, дифтерійного токсину і його рецептора, мікобактерій, що викликають туберкульоз людини. Досліджувалася також роль протеазо-активованих рецепторів та нікотинових ацетилхолінових рецепторів, природа поліреактивних імуноглобулінів.
ЛАБОРАТОРІЯ ІМУНОЛОГІЇ КЛІТИННИХ РЕЦЕПТОРІВ
Завідувач – член-кор. НАН України, д.б.н., професор Скок Марина Володимирівна
Тeл.:+(044) 234 33 54, E-mail:skok@biochem.kiev.ua
Лабораторію імунології клітинних рецепторів у складі відділу молекулярної імунології було створено у 2012 році під керівництвом д.б.н. М.В.Скок.
У 2010-2015 рр. у складі лабораторії працювали к.б.н. Коваль Л.М., к.б.н. Калашник О.М., к.б.н. Лихмус О.Ю., к.б.н. Гергалова Г.Л. та пров. інженер Успенська К.Р. (аспірант)
Найвагоміші результати за 2010-2015 рр.:
Головним об’єктом досліджень лабораторії є нікотинові ацетилхолінові рецептори (нАХР), експресовані як в центральній нервовій системі, так і в імунних клітинах і внутрішньоклітинних органелах, а також антитіла проти нАХР як чинники впливу на нАХР за фізіологічних умов і як інструмент для дослідження. Протягом 2010 – 2015 рр. дослідження проводились у трьох головних напрямах.
- 1.Вивчення механізмів і наслідків сигналінгу нАХР в В-лімфоцитах
Встановлено, що В-лімфоцити експресують a7-,a4- та a9-вмісні субтипи нАХР, які фізично зв’язані з імунними рецепторами В-лімфоцитів: a7-і a9-вмісні нАХР - з CD40, а a4-вмісні нАХР - з антиген-специфічним рецептором. Відповідно, сигнальні механізми нАХР впливають на виживання попередників В-лімфоцитів в процесі диференціювання і активацію в ході розвитку імунної відповіді. При цьому a4-вмісні нАХР підтримують активаційні процеси, опосередковані антиген-специфічним рецептором, а a7-вмісні нАХР, навпаки, пригнічують активацію, опосередковану ко-стимуляторною молекулою CD40. a9-вмісні нАХР виконують «резервну» роль, частково заміщуючи a7 нАХР за відсутності останнього. a7 нАХР входять до складу імунного синапсу, що утворюється між Т- і В-лімфоцитом в процесі активації. Блокування a7 нАХР антагоністом метиллікаконітином (МЛА) або десенситизація за постійної присутності агоністу призводить до посилення активації В-лімфоцитів та імунної відповіді. Ці експерименти проводили у співпраці з Відділом рецепторів і когніції Інституту Пастера в Парижі (проф. Ж.-П. Шанже; за підтримки стипендії FEBS к.б.н. Л.М.Коваль), Відділом трансляційної медицини Університету м. Мілан (проф. А. Віола) та Інститутом імунології Університету Каліфорнії в м. Ірвайн (проф. О. Грандо).
Найвища кількість a7 і a9 нАХР спостерігалась в В1 лімфоцитах перитонеальної порожнини та В2 лімфоцитах крайової зони селезінки миші, що свідчить про еволюційно древнє походження холінергічної регуляції гуморальної ланки імунітету. Крім того, було показано, що α7 нАХР відіграють важливу роль в діяльності регуляторних В-лімфоцитів (Врег), які складають супресорну гілку гуморальної імунної відповіді продукуючи проти-запалювальний інтерлейкін-10 (ІЛ-10). Зокрема, показано, що антагоніст a7 нАХР МЛА пригнічує індукцію Foxр3-позитивних Врег in vitro. Відповідно, зв’язування α7 нАХР пригнічує продукцію ІЛ-10, не впливаючи або активуючи продукцію ІЛ-6 під дією бактерійного ліпополісахариду, що має сприяти розвитку імунної відповіді.
Виявлено, що механізм функціонування α7 нАХР в В-лімфоцитах є відмінним від такого у збудливих клітинах. Він не потребує відкриття іонного каналу самого нАХР, а опосередкований конформаційними змінами в молекулі рецептору, які відбуваються при зв’язуванні специфічних лігандів. Зв’язування як агоністів, так і антагоністів α7 нАХР запускає низку внутрішньоклітинних подій, які опосередковано впливають на відкриття депо-керованих Са2+-каналів CRAC, що призводить до підвищення концентрації внутрішньоклітинного Са2+. Антитіла проти a7 нАХР стимулюють проліферацію В-лімфоцитів миші незалежно від зв’язування CD40, що також свідчить про наявність сигнальних механізмів нАХР, не опосередкованих його іонним каналом. Таким чином, в В-лімфоцитах α7 нАХР функціонують як метаботропні рецептори, впливаючи на активацію інших рецепторів і каналів. Ці експерименти проводили у співробітництві з Університетом м. Марсель, Франція (проф. П.Брежестовський) за підтримки стипендії ЕМВО та Українсько-французької програми «Дніпро».
- 2.Вивчення експресії і функцій нАХР в мітохондріях
Дані, отримані в лабораторії протягом 2010-2015, відкрили новий холінергічний механізм регуляції мітохондрійного шляху індукції апоптозу. Встановлено, що нАХР a7b2, a3b2 і a4b2 субтипів експресовано на зовнішній мембрані мітохондрій у зв’язку з потенціал-залежними аніонними каналами (VDAC). Розподілення і співвідношення різних субтипів нАХР в мітохондріях є тканино-специфічним. За відсутності окремих субодиниць(у нокаутних тварин) відбувається компенсаторне заміщення відповідних субтипів нАХР іншими, переважно, b4-вмісними. Функцією нАХР мітохондрій є контроль за утворенням мітохондрійної пори перехідної провідності, яка є джерелом про-апоптичних факторів і активних форм кисню, що вивільняються у цитозол. Показано, що активація нАХР мітохондрій запобігає відкриттю пори і вивільненню цитохрому с. В цих експериментах приймали участь співробітники Інституту біоорганічної хімії ім. Шем’якіна і Овчіннікова РАН (В.І.Цетлін).
Подібно до нАХР В-лімфоцитів, механізм впливу нАХР на відкриття мітохондрійної пори не потребує участі його іонного каналу і може бути індукований зв’язуванням специфічних агоністів, антагоністів, алостеричних модуляторів і антитіл. Показано, що відкриття мітохондрійної пори відбувається за участі внутрішньомітохондрійних кіназ: під дією Са2+ активуються Са-кальмодулін-залежна кіназа ІІ типу (СаКМІІ) і протеїнкіназа С (РКС), а під дією пероксиду водню – Src-кіназа і РКС. Цілісність мітохондрій підтримується сигнальним каскадом фосфатидил-інозитол-3-кінази (РІ3) та протеїнкінази В (Akt), так що блокування РІ3-кінази вортманіном є достатнім для вивільнення цитохрому с. Активація нАХР мітохондрій запобігає відкриттю мітохондрійної пори впливаючи на кіназні каскади мітохондрій: α7 нАХР переважно активує РІ3-кіназний шлях, а α3b2(b4)та a4b2 нАХР– також інгібують СаМКІІ- і Src-залежні шляхи.
Зараз дослідження спрямовані на визначення походження мітохондрійних нАХР та сигналів для їх доставки в мембрану мітохондрій. Попередні результати дозволяють припустити, що a7 нАХР мітохондрій є продуктом того ж гену, що і нАХР, екпресований на плазматичній мембрані. Мітохондрійний a7 нАХР, подібно до відповідного рецептора плазматичної мембрани, містить залишки сіалової кислоти, тобто проходить традиційний шлях пост-трансляційного глікозилювання в комплексі Гольджі, однак відрізняється від мембранного нАХР за вмістом сіалових кислот, фукози і галактози. Таким чином, сигналом, що спрямовує рецептор на мембрану або в мітохондрії, може бути склад гліканів, приєднаних до поліпептидного ланцюга.
- 3.Вивчення ролі запалення і антитіл проти a7 субтипу нАХР у розвитку нейродегенеративних патологій типу хвороби Альцгеймера.
a7 нАХР опосередковують проти-запалювальний ефект ацетилхоліну в клітинах моноцитарно-макрофагального походження. Дослідженнями лабораторії в 2010-2015 рр. показано, що хронічне запалення, викликане регулярними ін’єкціями ЛПС, призводить до зниження щільності a7 нАХР в мозку, накопичення патологічної форми b-амілоїду (1-42) та погіршення епізодичної пам’яті мишей – симптомів, характерних для ранньої форми хвороби Альцгеймера. Подібні ж симптоми спостерігались в результаті імунізації мишей позаклітинним доменом a7(1-208) нАХР, яка призводила до присутності в крові антитіл проти a7 нАХР. Мітохондрії мозку обох груп мишей також містили знижену у порівнянні з контрольними мишами кількість a7 нАХР, накопичували b-амілоїд (1-42) і були більш чутливими до апоптогенної дії Са2+ і менш чутливими до нормалізуючої дії агоністу a7 нАХР. В обох випадках в мозку мишей спостерігали астроцитоз і підвищений рівень про-запалювального ІЛ-6. Було зроблено висновок про те, що антитіла проти позаклітинних епітопів a7 нАХР викликають в мозку запалювальний процес, який є достатнім для розвитку нейродегенеративних симптомів хвороби Альцгеймера. У хворих на хворобу Альцгеймера (рання форма) було визначено підвищений рівень аутоантитіл проти a7 нАХР. Ці експерименти проводили у співробітництві з відділом біохімії Еллінського Інституту Пастера в Афінах (С.Цартос), відділом рецепторів і когніції Інституту Пастера в Парижі (І. Клоез-Таярані та С. Гранон), відділом вікових патологій нервової системи Інституту геронтології ім. Д.Ф.Чеботарьова АМН України (Н.Ю.Бачинська,В.О.Холін). В них також брала участь співробітниця Відділу цитології Інституту фізіології ім. О.О.Богомольця Л.П.Войтенко.
Про-запалювальний ефект антитіл проти α7 нАХР було підтверджено в експериментах in vitro, де антитіла викликали продукцію ІЛ-6 астроцитоподібними клітинами гліобластоми U373, стимулюючи МАР-кіназний сигнальний каскад за участю кінази р38. Використання в цих дослідженнях коротколанцюгових scFv антитіл, специфічних до епітопу a7(179-190), показало, що про-запалювальний сигналинг не пов’язаний із перехресним зшиванням a7 нАХР антитілами або з внутрішньоклітинним сигналингом Fc-фрагменту антитіл, а викликаний саме зв’язуванням a7 нАХР на плазматичній мембрані. В цих експериментах брала участь співробітниця Інституту біохімії ім. О.В.Палладіна НАН України О.С.Олійник.
Також було показано, що навіть короткостроковий вплив ЛПС протягом 3-х днів призводив до зниження експресії a7 нАХР на рівні РНК і протеїну в усіх досліджених відділах мозку (фронтальній корі, гіпокампі, стріатумі та мозочку). При цьому в мозку знижувалась експресія та активність ацетилхолінестерази (АХЕ) та підвищувався вміст мікроРНК 132 і 212. Таким чином, проти-запалювальний ефект ацетилхоліну (якому сприяло зниження активності ацетилхолінестерази) нівелювався зниженням експресії a7 нАХР. Антитіла проти позаклітинної частини a7 нАХР, введені внутрішньовенно на фоні попередньої ін’єкції ЛПС, проникали до паренхіми мозку вже починаючи з 15 хвилин після введення і накопичувались в усіх відділах мозку, зв’язуючись з a7-вмісними клітинами та нервовими волокнами. Введення антитіл не призводило до подальших змін a7 нАХР та АХЕ на фоні ЛПС, але запобігало підвищенню вмісту мікроРНК 132 і, особливо, 212, які також є частиною проти-запалювальних механізмів. Таким чином, a7 нАХР-специфічні антитіла сприяли розвитку запалення на епігенетичному рівні. Ці експерименти було проведено у співробітництві зВідділом біохімії Інституту наук про життя Олександра Зільбермана Єврейського Університету Єрусалиму (Х.Сорек) та за участі співробітниці Відділу цитології Інституту фізіології ім. О.О.Богомольця Л.П.Войтенко.
Загалом, отримані результатисвідчать про ключову роль запалення та про важливу патогенетичну роль антитіл проти a7 нАХР в розвитку симптомів хвороби Альцгеймера.
Завідувач – д.б.н. Колибо Денис Володимирович
Тeл.:+(044) 2348433, E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам необхідно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
Лабораторію імунобіології було створено в 2012 році в складі відділу молекулярної імунології. У складі лабораторії працюють: 1 д.б.н., 4 к.б.н., 2 м.н.с., 4 інженери (з яких - 2 аспіранти).
Найвагоміші результати за 2010-2015 рр.
Наукові дослідження лабораторії були присвячені подальшому з’ясуванню молекулярних механізмів функціонування дифтерійного токсину та його рецептору HB-EGF, а також розробці нових імунобіотехнологічних продуктів.
Дифтерійний токсин (ДТ) є основним фактором патогенності збудника дифтерії Corynebacteriumdiphtheriae. ДТ є унікальним бактеріальним протеїном, який вибірково знищує певні клітинні популяції завдяки чіткій функціональній спеціалізації доменів, що дозволяє використовувати цей токсин в білковій інженерії для конструювання рекомбінантних похідних з певними заданими властивостями. Через невеликі розміри ця молекула становить значний інтерес для створення штучних білкових молекул з транспортною функцією, наприклад, імунотоксинів. В лаборпторії розробленонизку нетоксичних рекомбінантних флуоресцентних похідних дифтерійного токсину, які можуть бути застосовані в дослідженнях рецептор-опосередкованого зв'язування і транспортування токсину в клітинах, для визначення рівня експресії на клітинах рецептора ДТ – proHB-EGF, для імунізації та одержання антитіл проти різних частин токсину, а також в розробці діагностичних тест-систем для виявлення токсину дифтерії та антитоксичних антитіл.
Субодиниця В ДТ забезпечує взаємодію з рецептором на поверхні клітини і транслокацію субодиниці А токсину з ендосоми у цитозоль чутливих клітин. Функціональні аналоги субодиниці В з флуоресцентною міткою є перспективними інструментами для вивчення згаданих вище процесів. Нами було отримано флуоресцентні аналоги субодиниці В та підтверджено специфіку їх взаємодії з чутливими до дії ДТ клітинами лінії Vero.
Було запропонувано використовувати флуоресцентні похідні субодиниці В у якості інструментів для ідентифікації рецептора proHB-EGF на поверхні клітин, а також для вивчення взаємодії і проникнення ДТ в клітину.
Рекомбінантне флуоресцентне похідне дифтерійного токсину EGFP-SbB, яке утворено шляхом заміни субодиниці А токсину на послідовність підсиленого зеленого флуоресцентного протеїну (EGFP), було використано для візуалізації взаємодії ДТ з чутливими до дії токсину клітинами мавпи лінії Vero та нечутливими клітинами миші лінії 3Т3. Було показано, що EGFP-SbB може взаємодіяти з клітинною поверхнею обох типів клітин, як чутливих до токсину, так і токсин-стійких клітин, при цьому спорідненість білка до рецепторів на клітинах лінії Vero виявилась у три рази вища у порівнянні з клітинами лінії 3Т3. Інтерналізація EGFP-SbB в клітини припинялася під дією інгібітору ендоцитозу феніларсиноксиду. Ми вважаємо, що різна чутливість до ДТ клітин мавпи і миші може бути пов'язана не тільки з відмінностями в спорідненості їх рецептора до ДТ, але й тими процесами, які відбуваються після інтерналізації токсину в клітини.
Крім того, ми порівняли внутрішньоклітинний трафік R-домену та субодиниці В (остання складалася з R-домену та Т-домену) та вивчили вплив Т-домену ДТ на внутрішньоклітинний транспорт рекомбінантних фрагментів ДТ. Використані в цій роботі рекомбінантні фрагменти ДТ були мічені різними флуоресцентними білками, що дозволило використовувати метод колокалізаціі міток. За допомогою застосування техніки конфокальної мікроскопії були виявлені відмінності в транспортуванні рекомбінантних похідних ДТ в клітинах лінії Vero: R-домен транспортувався до везикулярних компартментів швидше, ніж субодиниця B. Ми вважаємо, що роль Т-домену у внутрішньоклітинному транспорті та компартменталізації токсину може бути пов'язана зі здатністю Т-домену формувати протонні канали в ендосомах та взаємодіяти з білками COPI комплексу.
B субодиниця ДТ не має каталітичної активності. Саме тому вона є нетоксичною по відношенню до нормальних клітин. Проте, оскільки субодиниця B може блокувати мітогенну активність sHB-EGF, вона може розглядатися як потенційний протипухлинний препарат. Тим не менш, її вплив на різні клітини in vitro має досліджуватись. Ми вивчили вплив B субодиниці ДТ на життєздатність чутливих клітин гістіоцитарної лімфоми лінії U937, яка експресує велику кількість sHB-EGF, та показали її цитотоксичну дію по відношенню до цих клітин. Крім того, подібний цитотоксичний ефект мав злитий білок EGFP-SbB. При цьому рекомбінантний EGFP самостійно не впливав на життєздатність клітин лінії U937. Ми вважаємо, що реалізація цитотоксичного ефекту В-субодиниці ДТ і її похідних на культурі клітин U937 відбувається в результаті індукції апоптозу через інгібування митогенної дії НВ-EGF.
Одним із важливих завдань є розробка нових in vitro методів для оцінки кількості токсин-нейтралізуючих поліклональних і моноклональних антитіл, що дозволило б уникнути використання активного дифтерійного токсину і токсин-чутливих лабораторних тварин. Нами був запропонований новий метод для виявлення протективних антитіл в сироватці, який є різновидом тесту ToBI (Toxin Binding Inhibition test – гальмування зв'язування токсину), що заснований на здатності антитоксичних антитіл інгібувати зв’язування флуоресцентної B-субодиниці токсину з клітинами лінії Vero. Новий запропонований нами підхід для оцінки антитоксичних антитіл є більш етичним та безпечним, і може успішно замінити традиційні методи тестування на тваринах.
Активна імунізація людей анатоксином широко використовується для профілактики дифтерії, а пасивна імунізація гіперімунною антитоксичною кінською сироваткою – для лікування дифтерії. Проте, дифтерійний анатоксин і кінська антитоксична сироватка мають ряд серйозних недоліків. Таким чином, пошук нових антигенів і антитіл, які можуть ефективно захистити від дифтерійного токсину, є актуальним завданням імунобіології в боротьбі з дифтерією. Ми порівняли токсин-нейтралізуючі властивості антитіл, що з’являються після імунізації лабораторних тварин рекомбінантними субодиницями А і В ДТ та продемонстрували здатність субодиниці B викликати токсин-нейтралізуючі антитіла у лабораторних тварин (кролів і морських свинок), що було підтверджено за допомогою внутрішньошкірного тесту і ToBI тесту, розробленого для цієї мети. Отримані результати свідчать, що рекомбінантна B-субодиниця ДТ здатна замінити використання анатоксину для профілактики дифтерії та може бути успішно використана для індукції захисної імунної відповіді проти ДТ.
Технології фагового дисплея – це ефективний підхід розробки імунобіотехнологічних реагентів нового покоління. Наївна мишача бібліотека одноланцюгових варіабельних фрагментів антитіл (ScFv) була використана для виділення ScFv, що розпізнають ДТ. Нами було створено імунну бібліотеку мишачих генів імуноглобулінів та після одного циклу відбору методом фагового дисплею виділено з неї декілька клонів ScFv антитіл, що розпізнають ДТ. Крім того, ми створили наївну бібліотеку генів імуноглобуліну людини, яка дозволила нам отримати людські ScFv до ДТ. Також нами було одержано ScFv антитiла до НВ-ЕGF, якi у подальному були використанi при створенні iмунолiпосом для спрямованої доставки лiкарських речовин в пухлини, що надекспресують онкомаркер рroHB-EGF.
Щоб оцінити дозозалежні імуногенні властивості часток полі(лактид-ко-гліколіду) (PLGA) покритих целобіозою, як носіїв антигену для пероральної імунізації, ми синтезували два типи частинок (PLGA-1, ~ 0,8 мкм і PLGA-2, ~ 1,2 мкм), що містили нетоксичну рекомбінантну субодиницю B ДТ. різні дози антигену, імобілізованого на частках вводили перорально мишам-самкам BALB/с, 3 рази з інтервалом в 2 тижні. Збільшення концентрації антитоксичних антитіл у крові було виявлено після першої імунізації. Доза антигену 250 мкг/кг була найбільш імуногенною для індукції специфічних IgG антитіл для обох типів PLGA-часток. Антигени у дозі 25 мкг/кг і 2,5 мкг/кг були найбільш імуногенні для індукції специфічних IgA антитіл PLGA-1 і 2 частками, відповідно. Таким чином, частки PLGA можна розглядати як потужні компоненти пероральних вакцин.
Білки MPT63 і MPT83, які є спільними для Mycobacterium tuberculosis та Mycobacterium bovis, через їх високу імуногенність відіграють перспективну роль у розвитку імунодіагностикумів і вакцин. Рівні антитіл до туберкуліну PPD і до антигенів MPТ63 і MPТ83 були визначені в коров'ячому стаді (94 дорослих тварин). Наші результати підтверджують, що непрямий імуноферментний аналіз з рекомбінантними білками MPТ63 і MPТ83 може бути використаний для розробки тест-систем для виявлення інфікування туберкульозом корів на рівні із вже звичним туберкуліном PPD. Для підвищення антигенних та імуногенних властивостей цих білків, фрагменти генів MPТ63 і MPТ83 були злиті, при цьому антигенні властивості отриманого рекомбінантного білка були співставні з вихідними аналогами. Анти-MPT83 і анти-MPT63 сироватки розпізнавали злитий білок MPT63-MPT83, а отже він зберігає антигенні властивості батьківських білків. Крім того, ми розробили діагностичну тест-систему проти туберкульозу великої рогатої худоби. Ця тест-система вже зареєстрована в Україні.У співпраці з Національним аграрним інститутом INRA (Institutnationaldelarechercheagronomique) у Нанті (Франція), підготовлено спільний проект наукових досліджень «PRODUCTIONETCARACTÉRISATIONDEVÉHICULESBIODÉGRADABLESPOURLETRAITEMENTDEL’ALLERGIEALIMENTAIRE». Співкерівник проекту з Французької сторони - професор Jean-MarcChobert.
Група з вивчення поліреактивних імуноглобулінів
Керівник групи – д.б.н. Бобровник Сергій Опанасович
Тeл.:+(044) 234 33 54, E-mail:Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам необхідно увімкнути JavaScript, щоб побачити її..
До складу групи входять 1 д.б.н., 1 к.б.н., 1 м.н.с.
Найвагоміші результати за 2010-2015 рр
В сироватці людини і тварин відкрито так звані поліреактивні імуноглобуліни (ПРІГ), що здатні неспецифічно зв’язуватись з різноманітними антигенами, в тому числі з аутоантигенами. Дослідження імунохімічних і біологічних властивостей ПРІГ показало, що вони принципово відрізняються від відомих раніше натуральних антитіл. Встановлено механізм взаємодії ПРІГ з антигенами, показано, що реактивність ПРІГ може підвищуватись invivo, що ПРІГ здатні опсонізувати бактерії, але сприяють розвитку злоякісних пухлин і, можливо, сприяють розвитку атеросклерозу завдяки їх здатності зв’язуватись з ендотелієм кровоносних судин. Показано також, що реактивність сироваткових ПРІГ в кілька разів зростає при збільшенні віку людей (від 20 до 70 років), що може бути наслідком вікових змін імунної системи організму. Знайдено рішення багатьох проблем у царині хімічної кінетики. Так, запропоновано аналітичне рішення системи ірраціональних рівнянь, що описують динаміку зміни концентрації продукту зворотної або незворотної реакції першого порядку. Розроблено більш точні та зручні у використанні рішення проблем визначення афінності моновалентних та двохвалентних антитіл за допомогою ІЕА, в тому числі і для випадків суміші високо- та низькоафінних антитіл. Запропоновано нову систему координат для графічного зображення зміни концентрацій ліганд-рецепторних комплексів у випадку синхронної зміни концентрацій реагентів (СЗКР), які, на відміну від координат Клотца-Скетчарда, дозволяють аналізувати криві титрування ліганд-рецепторних сумішей, що зустрічаються в різних біологічних рідинах. Знайдено рішення проблем оцінки афінності для моно- і двовалентних антитіл в координатах СЗКР, зокрема і для суміші високо- та низькоафінних антитіл. Показано, що використання координат СЗКР дозволяє аналізувати ліганд-рецепторну взаємодію (зокрема взаємодію антиген-антитіло) invivo без попереднього розділу цих реагентів, що було неможливо здійснити за допомогою підходів, заснованих на використанні координат Клотца-Скетчарда.
Група з проблем біобезпеки, біозахисту та біоетики.
Куратор групи – академік НАНУ Комісаренко Сергій Васильович.
Тeл.:+(044)23459 74, E-mail:Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам необхідно увімкнути JavaScript, щоб побачити її..
До складу групи входять 1 д.б.н., 2 к.б.н.
Найвагоміші результати за 2010-2015 рр: З 2010 року групою організовано та успішно проведено такі заходи з біобезпеки:
- Міжнародна конференція «Біобезпека і біозахист: впровадження рекомендацій стосовно КБТЗ» (Україна, Київ, 15-17 лютого, 2010).
- Міжнародна конференція «Біобезпека і біозахист-2: впровадження рекомендацій щодо Конвенції про заборону біологічної зброї» (Україна, Київ, 23-25 квітня, 2012).
- Міжнародний семінар з біобезпеки і біозахисту (Україна, Київ, 26 квітня, 2012).
- Семінар «Освіта з біобезпеки та біозахисту» (Україна, Одеса, 17-18 листопада, 2012).
- Міжнародний семінар з біобезпеки і КБТЗ для країн Східної і Південної Європи під егідою ООН та ЄС (Україна, Київ, 27-29 травня, 2013).
- Семінар для магістрів та аспірантів «Ознайомлення з проблемами біозахисту, біобезпеки та біотехнологій, що можуть мати подвійне використання» (Україна, Київ, 25 квітня, 2014).
- Міжнародний семінар «Підвищення обізнаності та освіти з біобезпеки та біозахисту в Україні» (Україна, Київ, 04-06 жовтня, 2014).
- 1-й Регіональний Семінар «Підвищення обізнаності та освіти з біобезпеки та біозахисту в Україні» (Україна, Київ, 20-21 листопада, 2014).
- 2-й Регіональний Семінар «Підвищення обізнаності та освіти з біобезпеки та біозахисту в Україні» (Україна, Львів, 12-13 березня, 2015).
- 3-й Регіональний Семінар «Підвищення обізнаності та освіти з біобезпеки та біозахисту в Україні» (Україна, Одеса 27-28 травня, 2015).
Поза тим перекладено українською мовою та розповсюджено велику кількість міжнародних інформаційних матеріалів з проблем біобезпеки.
Куратор групи академік НАНУ С.В.Комісаренко з 2005 року як правило кожен рік очолює делегацію України на зустрічах в Женеві країн-учасниць Конвенції із заборони біологічної і токсинної зброї та делегацію України на зустрічах країн-учасниць Австралійської групи (експортний контроль).
У складі відділу працює ст.н.с., к.б.н. Галицький В.А. (Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам необхідно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.), який проводить самостійну наукову роботу з біоінформатики, повязану з проблемами імунології та онкології.
Найвагоміші результати: Показано, що зміни експресії генів білків, відповідальних за метилювання ДНК de novo та ремоделювання хроматину, можуть визначатись характерними для пухлинного росту зсувами у профілі клітинних мікроРНК. Це спричинює підвищення загального рівня ацетилювання хроматину у пухлинних клітинах і, отже, рівня його експресії, дозволяючи, таким чином, реактивацію дрімаючих онкогенів і транспозонів, внаслідок чого стає можливою дестабілізація геному та трансформація клітини. Знайдено, що втрата контактного гальмування пухлинними клітинами, що сприяє їх необмеженій проліферації та метастазуванню, може бути наслідком сайленсингу відповідальних генів, спричиненого властивими цим клітинам змінами профілю експресії некодуючих РНК (мікроРНК). Показано також, що більша активність генів, що кодують ядерні транпортери та компоненти ядерних пор, а також сайленсинг генів, що кодують деякі білки ядерної ламіни чи відповідають за зв’язок між цитоскелетом та ядром, теж можуть визначатись характерними для пухлинного росту зсувами у профілі клітинних мікроРНК і сприяти пухлинному росту. Узагальнено, яким чином зміни некодуючого РНКому та епігеному обумовлюють набуття клітинами основних ознак трансформації, що має важливе значення для розуміння молекулярних механізмів канцерогенезу.
Підготовка кадрів:
Співробітники відділу проводили і проводять значну педагогічну роботу з підготовки наукових кадрів: С.В.Комісаренко очолює відділення «Біотехнологія» кафедри біохімії Київського Національного університету ім. Тараса Шевченка, в роботі якого беруть участь співробітники відділу. М.В.Скок читає курс лекцій «Основи імунології» на природничому факультеті Києво-Могилянської академії, а Д.В.Колибо викладає на кафедрі мікробіології та загальної імунології Київського Національного університету ім. Тараса Шевченка.
За останні 5 років у відділі було захищено: 2 докторських дисертації (Н.Ю.Євдокимова, Д.В.Колибо) та 5 кандидатських дисертацій (О.С.Олійник, А.А.Кабернюк, Т.А.Редчук, О.Ю.Лихмус, Г.Л.Гергалова).
{spoiler title=Найважливіші публікації за 2010-2015 рр. opened=1}
Найважливіші публікації за 2010-2015 рр.
1. Lykhmus O., Koval L., Pavlovych S., Zouridakis M., Zisimopoulou P., Tzartos S., Tsetlin V., Volpina O., Cloëz-Tayarani I., Komisarenko S., Skok M. Functional effects of antibodies against non-neuronal nicotinic acetylcholine receptors. Immunology Letters, 2010, 128, 68-73.
2. Bobrovnik S.A., Demchenko M.A., Komisarenko S.V., Stevens F.J. Traditional ELISA methods for antibody affinity determination fail to reveal the presence of low affinity antibodies in antisera: an alternative approach. J. Mol. Recognit. 2010, 23 (5): р. 448-456.
3. Redchuk T.A., Korotkevych N.V., Kaberniuk A.A., Oliinyk O.S., Labyntsev A.J., Romaniuk S.I, Kolybo D.V., Komisarenko S.V. Recombinant chimera protein MPB63-MPB83 as perspective antigen for diagnostics of tuberculosis // Biotechnology, 2010. 3, №.5: 50-56 [in Ukrainian].
4. RedchukT.A., KorotkevichN.V., KaberniukA.A., OliinykO.S., LabyntsevA.J., RomaniukS.I., KoliboD.V., KomisarenkoS.V. StatisticalanalysisofthedistributionoftheantibodylevelstoMycobacteriumbovisantigenesforbovinetuberculosisdiagnostics. // CytologyandGenetics, 2010. 44(5), 280-285.
5. Demchenko A.P. (2010) The concept of λ-ratiometry in fluorescence sensing and imaging. J. Fluorescence 20, 1099 – 1128.
6. Lugovskoi E.V., Gritsenko P.G.,. Koshel T.A, Koliesnik I.O., Cherenok S.O., Kalchenko O.I., Kalchenko V.I., Komisarenko S.V. Calix[4]arene methylenebisphosphonic acids as inhibitors of fibrin polymerization // FEBS J. – 2011. – 278. – P. 1244-1251
- a4b2, a7 and a9a10 nicotinic acetylcholine receptors in B lymphocyte activation in vitro. Int. J. Biochem. Cell Biol., 43, 516-524, 2011.
8. Cherenok S.O., Yuschenko O.A., Gritsenko P.G., Lugovskoy E.V., Koshel T.A., Chernishov V.I., Koliesnik I.O., Kalchenko O.I., Komisarenko S.V., Kalchenko V.I. Synthesis of Calixarene-Methylenebisphosphonic Acids and Their Influence on Fibrin Polymerization // Phosphorus, Sulfur, and Silicon and the Related Elements. – 2011. – 186, №4. – P. 964-965.
9. Lykhmus O. Yu., Koval L.M., Skok M.V., Zouridakis M., Zisimopoulou P., Tzartos S.J., Tsetlin V.I., Granon S., Changeux J.-P., Komisarenko S.V., Cloëz-Tayarani I. Antibodies against extracellular domains of alpha4 and alpha7 subunits alter the levels of nicotinic receptors in the mouse brain and affect memory: possible relevance to Alzheimer pathology. J Alzheimer Disease, 24, 693-704, 2011.
10. Koval L., Lykhmus O., Kalashnyk O., Bachinskaya N., Kravtsova G., Soldatkina M., Zouridakis M., Stergiou C., Tzartos S., Tsetlin V., Komisarenko S. and Skok M. The presence and origin of autoantibodies against alpha4 and alpha7 nicotinic acetylcholine receptors in the human blood: possible relevance to Alzheimer pathology. J Alzheimer Disease, 25, 747-761, 2011.
11. Nikolaev Yu.S., Gil'chuk P.V., Gorbatiuk O.B., Fliak A.I., Labyntsev A.J., Irodov D.M., Kolybo D.V., Kordium V.A. Polyclonal antibodies against human cell-surface antigen CD34 // Cytology and Genetics, 2011. 45(3), 3-14.
12. Демченко О.П., Канюк М.І. (2011) Кластери з декількох атомів срібла у флуоресцентних сенсорних технологіях. Біотехнологія 4 (4), 9-19.
13. Redchuk T.A., Korotkevich N.V., Gorbatiuk O.B., Gilchuk P.V., Kaberniuk A.A., Oliynyk O.S., Kolibo D.V., Komisarenko S.V. Expression of Mycobacterium tuberculosis proteins MPT63 and MPT83 as a fusion: purification, refolding and immunological characterization. // Journal of Applied Biomedicine, 2012. 10 (4): 169–176
14. Romaniuk S.I., Kolibo D.V., Komisarenko S.V. Perspectives of application of recombinant diphtheria toxin derivatives // Bioorg Khim., 2012. 38(6), 639-652.
15. Gergalova G.L., Lykhmus O.Yu., O.M.Kalashnyk, Koval L.M., Chernyshov V.O., Kryukova E.A., Tsetlin V.I., Komisarenko S.V. & Skok M.V. Mitochondria express 7 nicotinic acetylcholine receptors to regulate Ca2+ accumulation and cytochrome c release: study on isolated mitochondria PLoS One 2012;7(2):e31361.
16. Kalashnyk O.M., Gergalova G.L., Komisarenko S.V. and Skok M.V. Intracellular localization of nicotinic acetylcholine receptors in human cell lines. Life Sci, 2012, 91: 1033-1037.
17. Yesylevskyy S. O., Demchenko A. P. (2012)How cholesterol is distributed between monolayers in asymmetric lipid membranes. Eur Biophys J. 41 (12) 1043-1054
18. Skok M.V., Koval L.M., Lykhmus O.Yu., Kalashnyk O.M., Gergalova G.L., Komisarenko S.V. Nicotinic acetylcholine receptors: specific antibodies and functions in humoral immunity. Ukr. Biochim. Zhurn, 2013, 85(6), 134-143.
19. Kolybo D.V., Labyntsev A.J., Romaniuk S.I., Kaberniuk A.A., Oliinyk E.S., Korotkevich N.V., Komisarenko S.V. Immunobiology of diphtheria. Recent approaches for the prevention, diagnosis, and treatment of the disease.// Biotechnology, 2013. 6 (4): 43-62.
20. Halytskiy V. A., Komisarenko S. V. Non-coding RNAs and epigenome: de novo DNA methylation, allelic exclusion and X-inactivation // In:Biochemistry and Biotechnology for Modern Medicine. Edited by Prof. Serhiy Komisarenko. – K.: Publishing House Moskalenko O.M. – 2013, 704 p.
21. Labyntsev A.Iu., Korotkevych N.V., Manoilov K.J., Kaberniuk A.A., Kolybo D.V., Komisarenko S.V. Recombinant fluorescent models for studying the diphtheria toxin// Bioorg Khim., 2014. 40(4), 433-442.
22. Labyntsev A.Iu, Kolybo D.V., Yurchenko E.S., Kaberniuk A.A., Korotkevych N.V., Komisarenko S.V. Effect of the T-domain on intracellular transport of diphtheria toxin// Ukr Biokhim Zh., 2014. 86(3), 77-87
23. Skok M.V. Nicotinic acetylcholine receptors: specific antibodies and functions in humoral immunity. In: Biochemistry and Biotechnology for Modern Medicine, Ed. S.V.Komisarenko. Publishing House Moskalenko O.M., Kyiv, 2013, 704 p. (271-286).
24. Demchenko A.P., Tang K.-C., P-T. Chou (2013) Excited-state proton coupled charge transfer modulated by molecular structure and media polarization. Chemical Society reviews 42(3): 1379-1408.
25. Dekaliuk M.O., Viagin O., Demchenko A.P. et al. (2014) Fluorescent carbon nanomaterials: “quantum dots” or nanoclusters?Physical Chemistry Chemical Physics 16(30): 16075-16084.
26. Gergalova G, Lykhmus O, Komisarenko S, Skok M. α7 Nicotinic acetylcholine receptors control cytochrome c release from isolated mitochondria through kinase-mediated pathways. Int J Biochem Cell Biol. 2014, 49, 26-31.
27. O. Lykhmus, G. Gergalova, L. Koval, M. Zhmak, S. Komisarenko, M. Skok. Mitochondria express several nicotinic acetylcholine receptor subtypes to control various pathways of apoptosis induction. Int J Biochem Cell Biol. 2014, 53, 246-252.
28. Kalashnyk O.M., Lykhmus O.Yu., Oliinyk O.A., Komisarenko S.V. and Skok M.V. α7 nAChR-specific antibodies stimulate pro-inflammatory reaction in human astrocytes through p38-dependent pathway. Int Immunopharmacol. 2014, 23(2), 475-479. doi: 10.1016/j.intimp.2014.09.022.
29. Lykhmus О, Voytenko L, Koval L, Mykhalskiy S, Kholin V, Peschana K, Zouridakis M, Tzartos S, Komisarenko S and Skok M. α7 Nicotinic Acetylcholine Receptor-Specific Antibody Induces Inflammation And Amyloid β42 Accumulation In The Mouse Brain To Impair Memory. PLoS ONE. 2015 Mar 27;10(3):e0122706.
30. Lykhmus O., Gergalova G., Zouridakis M., Tzartos S., Komisarenko S. and Skok M. Inflammation decreases the level of alpha7 nicotinic acetylcholine receptors in the brain mitochondria and makes them more susceptible to apoptosis induction. Int Immunopharmacol 2015 Apr 15. pii: S1567-5769(15)00162-9. doi: 10.1016/j.intimp.2015.04.007. [Epub ahead of print].
31. Korotkevych NV, Labyntsev AJ, Kolybo DV, Komisarenko SV. The Soluble Heparin-Binding EGF-Like Growth Factor Stimulates EGF Receptor Trafficking to the Nucleus.// PLoS One., 2015. 10(5): e0127887.
32. Chudina T, Labyntsev A, Manoilov K, Kolybo D, Komisarenko S. Cellobiose-coated poly(lactide-co-glycolide) particles loaded with diphtheria toxoid for per os immunization.// Croat Med J., 2015. 56(2):85-93.
33. DemchenkoA.P.,DuportailG, OnculS, KlymchenkoAS, MélyY.(2015). Introduction to fluorescence probing of biological membranes.Methods Mol Biol.2015;1232:19-43. DOI: 10.1007/978-1-4939-1752-5_3.
Монографії
1 Biochemistry and Biotechnology for Modern Medicine / Edited by Prof. Serhiy Komisarenko. – K.: Publishing House Moskalenko O.M. – 2013, 704 p.
2. Луговской Э.В., Макогоненко Е.М., Комисаренко С.В. Молекулярные механизмы образования и разрушения фибрина. Киев. Наукова думка. (2013), 230 c.
3. Advanced fluorescence reporters in chemistry and biology. Pt. I. Fundamentals and probe design (Demchenko A.P., ed.) Springer series on fluorescence v. 8, Springer 2010, 389 рр.
4. Advanced fluorescence reporters in chemistry and biology. Pt. II. Molecular constructions, polymers and nanoparticles. (Demchenko A.P., ed.) Springer series on fluorescence v. 9, Springer 2010, 459 рр.
5. Advanced fluorescence reporters in chemistry and biology. Pt. III. Applications. (Demchenko A.P., ed.) Springer series on fluorescence v. 10, Springer 2011, 352 рр.
6. DemchenkoA.P. Introductiontofluorescencesensing. 2-nded. Springer2015, 794 pp.{/spoiler}
{spoiler title=Патенти і винаходи opened=1}
Патенти і винаходи:
1. International Application No.: PCT/UA2011/000026; Pub. No.: WO/2011/129796 International Filing Date: 11.04.2011. Publication Date: 20.10.2011. 5,11,17,23- тетракис[дигидроксифосфорил]каликс[4]арен или его Na-соль как ингибиторы полимеризации фибрина. Komisarenko S. V., Lugovkoi E. V., Grytsenko P. G., Kalchenko V. I., Koshel (Pozniak) T.A., Cherenok S. O., Yushenko O. A., Kolesnyk E. О. Applicant Palladin Institute of Biochemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine. – International filling date 11.04.2011, Priority date 13.04.2010.
2. Патент № 69283 Україна, МПК A61K39/44 заявл. 05.10.11; опубл. 25.04.2012, Бюл. № 8. Тест-система імуноферментна для кількісного визначення розчинного фібрину в плазмі крові людини. Комісаренко С.В., Луговськой Е.В., Колеснікова І.М., Співак М.Я., Гриценко П.Г., Ганова Л.О., Луговська Н.Е., Литвинова Л.М., Ляшко К.Д., Костюченко О.П., Позняк Т.А., Гоголінська Г.К., Ковтонюк Г.В., Терещенко М.І.
3. Патент № 69284 Україна, МПК A61K39/44 заявл. 05.10.11; опубл. 25.04.2012, Бюл. № 8. Тест-система імуноферментна для кількісного визначення D-димеру в плазмі крові людини. Комісаренко С.В., Луговськой Е.В., Колеснікова І.М., Співак М.Я., Гриценко П.Г., Ганова Л.О., Луговська Н.Е., Литвинова Л.М., Ляшко К.Д., Костюченко О.П., Позняк Т.А., Гоголінська Г.К., Ковтонюк Г.В., Терещенко М.І.
4. Комісаренко С.В., Луговськой Е.В., Колеснікова І.М., Співак М.Я., Гриценко П.Г., Ганова Л.О., Луговська Н.Е., Литвинова Л.М., Ляшко К.Д., Костюченко О.П., Позняк Т.А., Гоголинська Г.К., Ковтонюк Г.В., Терещенко М.І.Патент № 70456 Україна, МПК11 А61К39/44 Опубл.11.06.2012, Бюл. №11. “Тест–система імуноферментна для кількісного визначення фібриногену в плазмі крові людини”. Патент України на корисну модель № 33494 «Фармацевтична композиція для лікування захворювань кісткової тканини».
5. Луговськой Е.В., Колеснікова І.М., Платонова Т.М., Луговська Н.Е., Литвинова Л.М., Костюченко О.П., Рубленко А.В., Фіщенко В.О., Чернишенко Т.М., Горницька О.В., Комісаренко С.В. Патент №86279 Україна, МПК (2013 01). А618 10/00 Опубл. 25.12.2013, Бюл. № 24 “Спосіб прогнозування післяопераційних тромботичних ускладнень”. Патент на винахід № 85494 «Фармацевтична композиція для лікування захворювань кісткової тканини».
6. Платонова Т.М., Корольова Д.С., Чернишенко Т.М., Горницька О.В., Грищук В.І., Чернишенко В.О., Луговськой Е.В., Комісаренко С.В.Патент на корисну модель №90935 Україна, МПК с12N 9/74 (2006 01) Опубл. 16.06.2014, Бюл. 11 «Спосіб отримання тромбіну»{/spoiler}