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 проекта 25-24-00652
НазваниеИдентификация и исследование противовоспалительной активности паразитарных микроРНК
Руководитель Кутырев Иван Александрович, Доктор биологических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей и экспериментальной биологии Сибирского отделения Российской академии наук , Республика Бурятия
Конкурс №118 - Конкурс на получение грантов РНФ по мероприятию «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами» приоритетного направления деятельности Российского научного фонда «Поддержка проведения научных исследований и развития научных коллективов, занимающих лидирующие позиции в определенных областях науки»
Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-101 - Зоология
Ключевые слова Паразиты, цестоды, Ligula interrupta, биологически активные вещества, биофармацевтическая активность, иммунорегуляторы, микроРНК, секвенирование нового поколения, биоинформатика, миметики, биотехнология, трансфецированные клетки, культура макрофагов, иммуноферментный анализ, противовоспалительный эффект
Код ГРНТИ34.33.23
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Среди множества ключевых направлений биотехнологических и биомедицинских исследований одними из наиболее актуальных являются поиск и выделение новых природных соединений с биотехнологической и биофармацевтической активностью. Эти исследования и разработки играют особую роль в развитии биомедицинских и ветеринарных технологий, а также имеют потенциал применения во множестве индустрий реального сектора экономики: от агропромышленных производств и задач аквакультуры, до экологического мониторинга и промэкологии. Новое и интенсивно развивающееся в последние два десятилетия направление молекулярной паразитологии и фармакологии – поиск новых активных соединений, молекулярных и биохимических механизмов, используемых паразитами для регуляции иммунной системы хозяев. Гельминты являются мощными иммунорегуляторами. Особый интерес представляет использование иммунорегуляторных свойств биологически активных веществ, вырабатываемых гельминтами, для терапии тяжелых аллергических, аутоиммунных заболеваний, включая астму, болезнь Крона, диабет (включая диабетические язвы) и др., при которых гормональная терапия приводит к тяжелым побочным эффектам. Высказано предположение, что снижение способности продуцировать провоспалительные цитокины и увеличение количества регуляторных иммунных клеток из-за иммуномодулирующих эффектов уже существующей гельминтной инфекции может привести к снижению риска тяжелой формы COVID-19. Отдельные перспективы представляет использование иммунорегуляторных соединений паразитов в широком спектре применения клеточных и тканевых технологий, в частности, для повышения приживаемости различных имплантов. Каждая группа паразитических организмов обладает специфическими стратегиями по уклонению или регуляции иммунитета хозяина. И каждая новая неисследованная группа паразитов – это путь к открытию новых методов иммунорегуляции и новых биологически активных веществ с неисследованными свойствами. Биофармацевтический потенциал цестод на сегодняшний день остается практически неизученным. Согласно базам данных известных нуклеотидных последовательностей, две трети генов цестод значительно отличаются от генов других изученных живых организмов и, соответственно, обладают неизвестными функциями. Планируемый проект посвящен поиску, выделению, биосинтезу и исследованию терапевтического потенциала биологически активных веществ, вырабатываемых цестодами для регуляции иммунного ответа своих хозяев. В процессе реализации проекта будет сформирована база данных потенциальных иммунорегуляторных микроРНК цестод, используя методы транскриптомики и биоинформатики. С помощью методов секвенирования нового поколения будет произведено секвенирование микроРНК цестоды Ligula interrupta. С помощью методов биоинформатического анализа будет проведена идентификация консервативных и новых видоспецифичных микроРНК L. interrupta. Будут определены микроРНК, обладающие потенциальной иммунорегуляторной активностью. Будет проведен синтез миметиков - паразитарных микроРНК - искусственно синтезированной РНК, имитирующей эндогенные предшественники, потенциально обладающих иммунорегуляторными свойствами. Будет выполнена оценка биофармацевтического потенциала миметиков микроРНК L. interrupta на клетках человеческих моноцитов U937. Клетки будут подвергнуты трансфекции миметиками паразитарных микроРНК. На клетках U937 методом иммуноферментного анализа будет изучаться секреция интерлейкинов ИЛ-4, ИЛ-6, ИЛ-10, а также фактора некроза опухоли ФНО. Будет проведён сравнительный анализ иммунорегуляторного действия разных микроРНК L. interrupta. Полученные результаты будут опубликованы в рейтинговых журналах и доложены на профильных всероссийских и международных конференциях.
Ожидаемые результаты
Проект направлен на поиск, выделение, биосинтез и исследование терапевтического потенциала биологически активных веществ, вырабатываемых паразитами для регуляции иммунного ответа своих хозяев. Авторами проекта предлагается комплексное исследование проблемы методами транскриптомики, биоинформатики, биохимии, экспериментальных исследований in vitro, что соответствует современным мировым тенденциям развития научных направлений.
В процессе реализации проекта будет сформирована база данных потенциальных иммунорегуляторных микроРНК цестод, используя методы транскриптомики и биоинформатики. С помощью методов секвенирования нового поколения будет произведено секвенирование микроРНК цестоды Ligula interrupta. С помощью методов биоинформатического анализа будет проведена идентификация консервативных и новых видоспецифичных микроРНК L. interrupta. Будут определены микроРНК, обладающие потенциальной иммунорегуляторной активностью. Будет проведен синтез миметиков - паразитарных микроРНК - искусственно синтезированной РНК, имитирующей эндогенные предшественники, потенциально обладающих иммунорегуляторными свойствами. Будет выполнена оценка биофармацевтического потенциала миметиков микроРНК L. interrupta на клетках человеческих моноцитов U937. Клетки будут подвергнуты трансфекции миметиками паразитарных микроРНК. На клетках U937 методом иммуноферментного анализа будет изучаться секреция интерлейкинов ИЛ-4, ИЛ-6, ИЛ-10, а также фактора некроза опухоли ФНО. Будет проведён сравнительный анализ иммунорегуляторного действия разных микроРНК L. interrupta. Полученные результаты будут опубликованы в рейтинговых журналах: Molecules (IF 4.2), Parasitology Research (IF 2.9), Mol. Biochem. Parasitol. (IF 2.5) и доложены на профильных всероссийских и международных конференциях по паразитологии и фармакологии.
Среди множества ключевых направлений биотехнологических и биомедицинских исследований одними из наиболее актуальных являются поиск и выделение новых природных соединений с биотехнологической и биофармацевтической активностью. Эти исследования и разработки играют особую роль в развитии биомедицинских и ветеринарных технологий, а также имеют потенциал применения во множестве индустрий реального сектора экономики: от агропромышленных производств и задач аквакультуры, до экологического мониторинга и промэкологии. Новое и интенсивно развивающееся в последние два десятилетия направление молекулярной паразитологии и фармакологии – поиск новых активных соединений, молекулярных и биохимических механизмов, используемых паразитами для регуляции иммунной системы хозяев. Гельминты являются мощными иммунорегуляторами. Особый интерес представляет использование иммунорегуляторных свойств биологически активных веществ, вырабатываемых гельминтами, для терапии тяжелых аллергических, аутоиммунных заболеваний, включая астму, болезнь Крона, диабет (включая диабетические язвы) и др., при которых гормональная терапия приводит к тяжелым побочным эффектам. Отдельные перспективы представляет использование иммунорегуляторных соединений паразитов в широком спектре применения клеточных и тканевых технологий, в частности, для повышения приживаемости различных имплантов. Высказано предположение, что снижение способности продуцировать провоспалительные цитокины и увеличение количества регуляторных иммунных клеток из-за иммуномодулирующих эффектов уже существующей гельминтной инфекции может привести к снижению риска тяжелой формы COVID-19.
Каждая группа паразитических организмов обладает специфическими стратегиями по уклонению или регуляции иммунитета хозяина. И каждая новая неисследованная группа паразитов – это путь к открытию новых методов иммунорегуляции и новых биологически активных веществ с неисследованными свойствами. Биофармацевтический потенциал цестод на сегодняшний день остается практически неизученным. Согласно базам данных известных нуклеотидных последовательностей, две трети генов цестод значительно отличаются от генов других изученных живых организмов и, соответственно, обладают неизвестными функциями.
Ранее исследования нашего коллектива носили исключительно фундаментальный характер и были направлены на исследование клеточных, молекулярных и биохимических механизмов регулирования паразитами иммунной системы своих хозяев. Логическим продолжением в исследованиях иммунологических аспектов взаимоотношений паразитов и их хозяев является переход на более серьезный уровень – к практическому применению накопленных фундаментальных знаний. Планируемый проект посвящен поиску, выделению, биосинтезу и исследованию терапевтического потенциала микроРНК, вырабатываемых цестодами для регуляции иммунного ответа своих хозяев.