КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Номер 22-25-20018

НазваниеНовый подход к стимуляции регенерации кожных повреждений на основе экскреторно-секреторного продукта описторхид

РуководительКовнер Анна Владимировна, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук", Новосибирская обл

Период выполнения при поддержке РНФ 2022 г. - 2023 г. 

Конкурс№65 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами» (региональный конкурс).

Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины, 05-101 - Экспериментальная медицина

Ключевые словасахарный диабет, заживление поверхностных ран, экскреторно-секреторный продукт, фибробласты, иммунная система, ангиогенез, соединительная ткань

Код ГРНТИ76.03.35


СтатусУспешно завершен


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Несмотря на то, что регенерация кожных покровов является естественным гомеостатическим процессом, в некоторых случаях развиваются хронические незаживающие раны или аномальное рубцевание. Данная ситуация характерная для таких патологических состояний как механические повреждения, ожоги, старческий возраст, ожирение, болезни системы кровообращения, а также сахарный диабет и другиеаутоиммунные заболевания (Aitcheson et al., 2021). В настоящее время во всем мире 1 из 11 взрослых в возрасте от 20 до 79 лет страдает диабетом (по оценкам, 463 миллиона случаев); 25% из них приобретут незаживающую язву диабетической стопы в течение жизни (Sanapalli et al., 2021). Большинство этих пациентов получают стандартную помощь, которая включает обработку раны, регулярную смену повязки, антибиотики в случае инфицирования и, возможно, санацию раны для удаления воспалительной и/или некротизированной ткани (Alam et al., 2021). Некоторым пациентам назначают более сложное (и дорогостоящое) лечение, призванное улучшать процессы ранозаживления, включая клеточную терапию, такую как Dermagraft (дермальный субстрат из человеческих фибробластов, предназначенный для наращивания грануляционной ткани), или Regranex (терапия тромбоцитарным фактором роста, призванным активировать миграцию клеток к раневой поверхности) (Eleftheriadou et al., 2019). Однако данная терапия, хоть и является перспективным направлением, не обеспечивает полную регенерацию поврежденных кожных покровов и в случае прогрессирования регрессии кожных покров и присоединении инфекционных процессов - обычно требуется ампутация (Hicks, Selvin, 2019). Кроме того, старение населения способствует увеличению числа больных с нарушением заживления ран, и поэтому потребность в новых стратегиях лечения растет практически для всех групп зрелого, пожилого и старческого возрастов (Sen, 2019). Таким образом, в настоящее время, коррекция состояний незаживающих ран крайне затруднительна, что и диктует поиск новых перспективных терапевтических средств. Следует отметить сложную задачу поиска препаратов, способных неспецифично стимулировать процессы регенерации кожных покровов вне зависимости от эндо- и/или экзогенных триггеров патологического не заживания ран. В этой связи поиск новых неспецифических стимуляторов регенерации кожных покровов растительного и животного происхождения представляется высоко актуальным. Обзор современных научных работ и собственные предварительные данные позволяют рассматривать белки трематод в качестве потенциального ранозаживляющего агента. В частности, белки описторхид стимулируют пролиферацию эпителия и ангиогенез. В предлагаемом Проекте белки будут получены из трематоды Opisthorchis felineus, являющейся эпидемиологически значимым печеночным сосальщиком, широко распространенный на территории Западной Сибири РФ. Экскреторно-секреторный продукт (ЭСП) этого паразита являются слабо изученными, и реализация данного Проекта позволит не только выявить стимуляторы процессов ранозаживления, но и получить новые знания об ЭСП Opisthorchis felineus. Двухэтапное моделирование работы - с экспериментально вызванным диабетом и без - позволит уточнить регенеративный потенциал ЭСП Opisthorchis felineus для широкого круга патологических состояний незаживления ран. Таким образом, Проект посвящен решению фундаментальных вопросов репаративной медицины – описание каскада процессов заживления ран под воздействием ЭСП и лизата взрослых особей Opisthorchis felineus при моделировании различных экспериментальных состояний повреждения кожного покрова мышей in vivo и in vitro. В настоящем Проекте для выявления ранозаживляющего потенциала трематод планируется применить комплексный подход, включающий гистологические и молекулярно-биологические методы. Настоящее исследование будет включать оценку состояния эпидермиса, дермы и гиподермы кожи; васкуляризации поврежденной ткани; состояния рубцевания и коллагенового состава; иннервации; состояние иммуного ответа при обработке поврежденных очагов ЭСП и лизатом взрослых особей Opisthorchis felineus. Изучение ЭСП паразитов, эндемичных для территории Западной Сибири РФ, представляется одним из важных и актуальных вопросов современной фундаментальной медицины, и паразитологии, а также имеет большое значение для развития новых стратегий лечения плохо заживающий ран, ассоциированных с большим количеством заболеваний человека.

Ожидаемые результаты
Предложенный Проекта позволит оценить потенциал использования экскреторно-секреторного продукта и лизата взрослых особей Opisthorchis felineus в качестве перспективного ранозаживляющего препарата на модели поверхностных рваных ран, включая моделирование экспериментального сахарного диабета. Данный Проект закладывает основу ряда стратегий для поиска новых подходов к стимуляции регенерации кожных покровов, а также для модулирования иммунного ответа млекопитающих. В результате выполнения Проекта будут определены различные аспекты ранозаживления, включая ангиогенез, состав соединительной ткани, соотношение слоев кожи, степень фиброзирования раневой площади, а также модулирование иммунного ответа. Будет проведена комплексная оценка каскадов регуляторных событий, активирующиеся в ответ на обработку экскреторно-секреторным продуктом и лизатом гельминта на поверхностную рваную рану (включая экспериментальную базу на фоне сахарного диабета), с учетом модулирование иммунного ответа. Полученные результаты позволят составить патогенетически обоснованные прогнозы регенерации и помогут в дальнейшем выбирать адекватную терапию и симптоматическое лечение широкого спектра состояний, отягощенных незаживающими ранами. В том числе, предполагаемые результаты по активации процессов ранозаживления под действием белков Opisthorchis felineus представляют интерес с точки зрения дальнейших исследований для использования в терапии сахарного диабета и аутоиммунных заболеваний человека и стимулирования регенеративных процессов при различных патологических состояниях. Использование в этом качестве экскреторно-секреторного продукта и лизата трематоды Opisthorchis felineus является новым решением регуляторной биомедицины и имеет ряд фундаментальных и прикладных преимуществ. Opisthorchis felineus - является эндемически значимым гельминтом на территории Западной Сибири Российской Федерации. В этой связи полученные данные могут быть использованы для расширения знаний об этом паразите и патогенезе описторхоза в целом, что, в том числе, является высоко актуальным для Новосибирской области. Следует отметить, что использование экскреторно-секреторного продукта и лизата взрослых особей Opisthorchis felineus исключает возможность инфицирования описторхозом. Однако, использование данных трематод позволит современной фундаментальной медицинской и биологической науке принять на вооружение опыт паразитического организма для стимулирования регенеративных функций ткани и модулирования иммунного ответа, в том числе и при аутоиммунных заболеваниях. Полученные результаты также могут быть в дальнейшем применены не только в медицинской, но и ветеринарной практике для корректирования ряда состояний (например, при болезнях вымени крупного рогатого скота). Все полученные данные будут новыми и достойными опубликования.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2022 году
В рамках выполнения Проекта 2022 года впервые были получены данные о ранозаживляющем потенциале секретома и лизата взрослых особей трематод O. felineus на модели поверхностных рваных ран у мышей-самцов линии C57Bl/6 in vivo. С помощью морфометрических методов было показано, что препараты на основе экскреторно-секреторного продукта и лизата взрослых особей червей достоверно снижают площадь раны по сравнению с неспецифическим контролем. При оценке уменьшения площади раны нами было выявлено, что группами с наиболее эффективным ранозаживляющим потенциалом, были ЭСП без эндотоксина 10 мкг и лизат 10 мкг. Также нами впервые была использована модель многократной аппликации препаратов для достижения максимального эффекта и приближения к схемам лечения у человека. С помощью комплексного морфологического анализа и ПЦР-РВ было показано, что секретом и лизат O. felineus способствуют: i) ускорению темпов заживления ран (смена фаз с пролиферации на ремоделирование); ii) активации ангиогенеза; iii) уменьшению зоны воспаления и iv) ремоделированию внеклеточного матрикса в области раны in vivo. В нашем исследовании впервые показано влияние белков паразита на ангиогенез в динамике заживления ран in vivo: аппликация образцов из групп специфического лечения (ЭСП, ЭСП без эндотоксина, лизат 10 мкг и 50 мкг) изначально способствовали увеличению и затем снижению новообразованных CD34+ кровеносных сосудов. Уровни экспрессии генов Vegfa и Fgf2 на 10-й день эксперимента также были аналогичны уровням экспрессии в неповрежденной здоровой коже. Это может свидетельствовать о каноническом течении нормального заживления ран и нормальной смене фаз от пролиферации к ремоделированию. Также было показано, что уменьшение зоны воспаления в области раны было сопряжено с уровнем экспрессии генов воспаления Nos2 (М1-макрофаги), Arg1 (М2-макрофаги), лейкотриеновый В4-рецептор 1 Ltb4r1 в группах специфического лечения сопоставимыми с неповрежденной здоровой кожей, что также свидетельствует о каноническом заживлении раны. На 10 сутки эксперимента были детектированы процессы реорганизации внеклеточного матрикса в области раны в группах специфического лечения. Это сопровождалось повышенной экспрессией гена Col1a1 в группах специфического лечения по сравнению с неспецифическим контролем и здоровой неповрежденной кожей. В группах специфического лечения также детектировали успешные процессы реэпителизации – экспрессия гена Krt19 была сравнима с неповрежденной здоровой кожей. Также экспрессия генов Tgfb1, Mmp2 и Mmp9 в группах специфического лечения была сопоставима с неповрежденной здоровой кожей, что может отражать положительную динамику ремоделирования внеклеточного матрикса в области раны.

 

Публикации

1. Ковнер А.В., Запарина О., Капущак Я.К., Минькова Г.А., Мордвинов В.А., Пахарукова М.Ю. Jagged-1/Notch Pathway and Key Transient Markers Involved in Biliary Fibrosis during Opisthorchis felineus Infection Tropical Medicine and Infectious Disease, 7, 11, 364: 1-15 (год публикации - 2022) https://doi.org/10.3390/tropicalmed7110364

2. А. В. Ковнер, О. Г. Запарина, А. А. Тарасенко, В. А. Мордвинов , М. Ю. Пахарукова НОВЫЙ ПОДХОД К СТИМУЛЯЦИИ РЕГЕНЕРАЦИИ КОЖНЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ НА ОСНОВЕ ЭКСКРЕТОРНО-СЕКРЕТОРНОГО ПРОДУКТА ОПИСТОРХИД ЦИТОЛОГИЯ, том 64, N 7, c. 736, 2022 (год публикации - 2022) https://doi.org/10.31857/S004137712207001X

3. - Сибирские ученые разрабатывают метод заживления ран с помощью паразитов РНФ новости, - (год публикации - )

4. - Сибирские ученые разрабатывают метод заживления ран с помощью паразитов РИА НОВОСТИ, - (год публикации - )

5. - Российские ученые планируют заживлять раны с помощью червей-паразитов НОЖ, - (год публикации - )

6. - Паразиты помогут новосибирским учёным в создании лекарства для заживления ран Вести Новосибирск, - (год публикации - )

7. - Новосибирские ученые решили использовать паразитов для заживления ран Академ Инфо, - (год публикации - )

8. - Новосибирские ученые заживляют страшные раны при помощи описторхов MKRU Новосибирск, - (год публикации - )

9. - Новосибирские учёные хотят сделать червей-возбудителей описторхоза «союзниками» в борьбе с диабетом Ведомости Законодательного Собрания Новосибирской Области, - (год публикации - )

10. - Возбудители описторхоза подсказали ученым новый метод заживления ран InfroPro54.ru, - (год публикации - )

11. - Новый метод заживления ран разрабатывают в рамках гранта РНФ Российская академия наук, - (год публикации - )

12. - Новосибирские ученые разрабатывают метод заживления ран с помощью белка паразитов ГЛАС ru, - (год публикации - )

13. - УЧЕНЫЕ ИЦИГ СО РАН РАЗРАБАТЫВАЮТ НОВЫЙ МЕТОД ЗАЖИВЛЕНИЯ РАН Информация взята с портала «Научная Россия» (https://scientificrussia.ru/) Научная Россия, - (год публикации - )

14. - УЧЕНЫЕ ИЦИГ СО РАН ПРЕДЛОЖИЛИ ЗАЖИВЛЯТЬ РАНЫ С ПОМОЩЬЮ БЕЛКА ПАРАЗИТОВ OPISTHORCHIS Марийская правда (новости республики Марий Эл), - (год публикации - )

15. - Сибирские ученые разработают новый метод заживления ран sibnet.ru, - (год публикации - )


Аннотация результатов, полученных в 2023 году
В рамках выполнения Проекта 2023 года впервые были получены данные о ранозаживляющем потенциале секретома и лизата взрослых особей трематод O. felineus на модели поверхностных ран у мышей с метаболическим синдромом in vivo. С помощью морфометрических методов было показано, что препараты на основе экскреторно-секреторного продукта и лизата взрослых особей O. felineus достоверно снижают площадь раны по сравнению с нейтральным гидрогелем. На 14 сутки эксперимента площадь раны в среднем снижалась до 95% в группах специфического лечения против 64% в группе неспецифического контроля. Полученные результаты в группах специфического лечения так же были сопоставимы с положительным контролем. Уменьшение площади раны в группах специфического лечения так же сопровождалось: (1) достоверным снижением области инфильтрации; (2) активацией процессов ре-эпителизации; (3) модуляцией ангиогенеза; (4) активацией процессов ремоделирования внеклеточного матрикса. При исследовании заживления ран было показано влияние биоактивных молекул секретома на ангиогенез. In vivo аппликация образцов из групп специфического лечения на 14 сутки исследования значительно снижала количество молодых и новообразованных CD34+ кровеносных сосудов, а уровни экспрессии гена Vegfa на 14 сутки эксперимента также были аналогичны уровням экспрессии в неповрежденной коже. Это может свидетельствовать о каноническом течении нормального заживления ран и нормальной смене фаз от пролиферации к ремоделированию. На 14 сутки эксперимента в группах специфического лечения также были детектированы процессы активации генов, регулирующих реорганизацию внеклеточного матрикса, реэпителизации и иммунного ответа в области раны. Таким образом, нами впервые был продемонстрирован ранозаживляющий потенциал экскреторно-секреторного продукта и лизата взрослых особей Opisthorchis felineus in vivo на модели метаболического синдрома.

 

Публикации

1. Ковнер А.В., Тарасенко А.А., Запарина О., Тихонова О.В., Пахарукова М.Ю., Мордвинов В.А. Wound healing approach based on excretory-secretory product and lysate of liver flukes Scientific Reports, №1, Т. 12, С. 1-15 (год публикации - 2023) https://doi.org/10.1038/s41598-022-26275-y

2. - Паразит помог быстрее и лучше заживить кожные раны CoLab, - (год публикации - )

3. - Опасный паразит печени поможет быстрее заживлять кожные раны Российская академия наук, - (год публикации - )

4. - Опасный паразит печени поможет быстрее заживлять кожные раны Новости РНФ, - (год публикации - )

5. - Опасный паразит печени поможет быстрее заживлять кожные раны Indicator, - (год публикации - )


Возможность практического использования результатов
не указано