Группа под руководством с.н.с. ИБХФ РАН, к.х.н. Анны Бычковой в составе Центра магнитной спектроскопии ИБХФ РАН 🌐 разрабатывает гибридные белок-содержащие системы на основе магнитных наночастиц, обладающих каталитической (пероксидазоподобной, IONzyme-) активностью, и развивает физико-химические подходы к качественной и количественной оценке состава и свойств этих систем
Направления исследований группы:
▪️ с магнитными наночастицами – от синтеза частиц, обладающих каталитической активностью, до их модификации функциональными покрытиями и получения образцов для испытаний на клетках и животных с модельными опухолями,
▪️ выявление и оценка структурных и функциональных трансформаций белков крови на поверхности наночастиц под действием химических и физических факторов,
▪️ адаптация и применение физико-химических методов (в том числе, методов электронного магнитного резонанса, спектрофотометрии УФ/видимой области, динамического светорассеяния, спектрофлуориметрии и др.) к качественному и количественному описанию связывания макромолекул с поверхностью наночастиц, а также явлений агрегирования частиц (в том числе, в магнитном поле),
▪️ разработка систем на основе магнитных наночастиц для извлечения высокомолекулярных компонентов биологических жидкостей in vitro, а также для терапии и диагностики in vivo.
Актуальность работ определяется востребованностью качественного и количественного описания процессов на границе нано-био, задействующих магнитные наночастицы и молекулы белков крови, при создании и прогнозировании поведения искусственных систем в биологических жидкостях.
Основные результаты коллектива в 2023 году:
1) Синтезированы и охарактеризованы новые наносистемы на основе магнитных наночастиц (МНЧ) и сывороточного альбумина с фолиевой кислотой на поверхности, обладающие эффективностью в качестве платформы для тераностики опухолей.
2) Проведена комплексная оценка влияния на агрегацию МНЧ и иммуноглобулина G (IgG) группы параметров - pH среды, состава буфера, концентрации компонентов. На основе полученных данных выбраны условия для проведения (с использованием IgG) оценки целостности покрытия из альбумина на поверхности МНЧ в гидрозоле, что использовано на различных стадиях синтеза гибридных наносистем
3) Продолжены исследования, нацеленные на оценку каталитической активности наночастиц, и охарактеризована активность МНЧ в присутствии отдельных белков крови (альбумина, IgG, гемоглобина).
Научно-исследовательскую практику в коллективе проходят трое студентов, с первых дней работы вовлеченных в решение научных задач, стоящих перед группой.
В настоящее время группа проводит исследования по госзаданию и проекту РНФ № 22-75-10150 🌐.
👩🔬 Дополнительная информация о руководителе группы доступна по ссылке 🌐
#ЖенщиныУченые #МолодыеУченые #наукаИБХФ #лицаИБХФ #молодыеисследователи #ИБХФ #ИБХФРАН
--
На рисунке - основные участники исследований - сотрудники и студенты Центра магнитной спектроскопии:
Направления исследований группы:
▪️ с магнитными наночастицами – от синтеза частиц, обладающих каталитической активностью, до их модификации функциональными покрытиями и получения образцов для испытаний на клетках и животных с модельными опухолями,
▪️ выявление и оценка структурных и функциональных трансформаций белков крови на поверхности наночастиц под действием химических и физических факторов,
▪️ адаптация и применение физико-химических методов (в том числе, методов электронного магнитного резонанса, спектрофотометрии УФ/видимой области, динамического светорассеяния, спектрофлуориметрии и др.) к качественному и количественному описанию связывания макромолекул с поверхностью наночастиц, а также явлений агрегирования частиц (в том числе, в магнитном поле),
▪️ разработка систем на основе магнитных наночастиц для извлечения высокомолекулярных компонентов биологических жидкостей in vitro, а также для терапии и диагностики in vivo.
Актуальность работ определяется востребованностью качественного и количественного описания процессов на границе нано-био, задействующих магнитные наночастицы и молекулы белков крови, при создании и прогнозировании поведения искусственных систем в биологических жидкостях.
Основные результаты коллектива в 2023 году:
1) Синтезированы и охарактеризованы новые наносистемы на основе магнитных наночастиц (МНЧ) и сывороточного альбумина с фолиевой кислотой на поверхности, обладающие эффективностью в качестве платформы для тераностики опухолей.
2) Проведена комплексная оценка влияния на агрегацию МНЧ и иммуноглобулина G (IgG) группы параметров - pH среды, состава буфера, концентрации компонентов. На основе полученных данных выбраны условия для проведения (с использованием IgG) оценки целостности покрытия из альбумина на поверхности МНЧ в гидрозоле, что использовано на различных стадиях синтеза гибридных наносистем
3) Продолжены исследования, нацеленные на оценку каталитической активности наночастиц, и охарактеризована активность МНЧ в присутствии отдельных белков крови (альбумина, IgG, гемоглобина).
Научно-исследовательскую практику в коллективе проходят трое студентов, с первых дней работы вовлеченных в решение научных задач, стоящих перед группой.
В настоящее время группа проводит исследования по госзаданию и проекту РНФ № 22-75-10150 🌐.
👩🔬 Дополнительная информация о руководителе группы доступна по ссылке 🌐
#ЖенщиныУченые #МолодыеУченые #наукаИБХФ #лицаИБХФ #молодыеисследователи #ИБХФ #ИБХФРАН
--
На рисунке - основные участники исследований - сотрудники и студенты Центра магнитной спектроскопии:
В группу молекулярно-генетических исследований лаборатории химической физики биоаналитических процессов ИБХФ РАН входят к.б.н., с.н.с. Татьяна Заварыкина (руководитель), аспирант, м.н.с. Мария Капралова и м.н.с. Полина Ломскова.
Деятельность научной группы сосредоточена на нескольких направлениях.
🧬Группа проводит исследования в области молекулярной онкологии, целью которых является внедрение данных фундаментальной науки в практическую онкологию и развитие персонифицированного подхода в лечении онкологических пациентов:
🩸🩺 Группой проводятся работы в этой области по изучению связи молекулярно-генетических особенностей опухоли рака яичников и тройного негативного фенотипа рака молочной железы с ответом на платиносодержащую химиотерапию.
🩸🩺 Ведется исследование возможности персонифицированного подхода к лечению беременных с онкологическими заболеваниями на основе анализа молекулярно-генетических маркеров.
🩸🩺 Новым актуальным направлением работы группы стало изучение циркулирующей опухолевой ДНК в качестве прогностического маркера и маркера эффективности терапии для индивидуализации лечения больных раком молочной железы.
Работы в области молекулярной онкологии проводятся совместно ведущими онкологическими центрами.
🧬 Группа участвует в общелабораторном проекте по разработке новых способов детекции нуклеиновых кислот на основе электрохимических биосенсоров и других биоаналитических процессов.
🧬 Отдельная тема работы – исследование молекулярно-генетических изменений растений томата, семена которых длительное время находились в условиях космического полета. Данное направление развивается совместно с коллегами из ФГБНУ Федеральный научный центр овощеводства и ФГБУН Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН.
#ЖенщиныУченые #МолодыеУченые #наукаИБХФ #лицаИБХФ #молодыеисследователи #ИБХФ #ИБХФРАН
Деятельность научной группы сосредоточена на нескольких направлениях.
🧬Группа проводит исследования в области молекулярной онкологии, целью которых является внедрение данных фундаментальной науки в практическую онкологию и развитие персонифицированного подхода в лечении онкологических пациентов:
🩸🩺 Группой проводятся работы в этой области по изучению связи молекулярно-генетических особенностей опухоли рака яичников и тройного негативного фенотипа рака молочной железы с ответом на платиносодержащую химиотерапию.
🩸🩺 Ведется исследование возможности персонифицированного подхода к лечению беременных с онкологическими заболеваниями на основе анализа молекулярно-генетических маркеров.
🩸🩺 Новым актуальным направлением работы группы стало изучение циркулирующей опухолевой ДНК в качестве прогностического маркера и маркера эффективности терапии для индивидуализации лечения больных раком молочной железы.
Работы в области молекулярной онкологии проводятся совместно ведущими онкологическими центрами.
🧬 Группа участвует в общелабораторном проекте по разработке новых способов детекции нуклеиновых кислот на основе электрохимических биосенсоров и других биоаналитических процессов.
🧬 Отдельная тема работы – исследование молекулярно-генетических изменений растений томата, семена которых длительное время находились в условиях космического полета. Данное направление развивается совместно с коллегами из ФГБНУ Федеральный научный центр овощеводства и ФГБУН Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН.
#ЖенщиныУченые #МолодыеУченые #наукаИБХФ #лицаИБХФ #молодыеисследователи #ИБХФ #ИБХФРАН
❗️ Соотношение баланса сил позволяет предсказать стабильность артериальных тромбов
Формирование тромба на поврежденной стенке сосуда может привести к возникновению стабильного перекрывающего кровоток агрегата или нестабильного (эмболизирующегося) тромба. Оба этих исхода могут нанести значительный вред здоровью. Механизмы, регулирующие максимальный размер тромба, его стабильность, и эмболизацию в микро- и макрососудах малоизучены.
Для анализа влияния потока крови и межтромбоцитарных сил на стабильность тромба учёные Центpа теоpетичеcкиx пpоблем физико-xимичеcкой фаpмакологии PАН, Национального медицинcкого иccледовательcкого центpа детcкой гематологии, онкологии и иммунологии имени Д. Pогачева, МГУ имени М.В. Ломоноcова, Института биохимической физики им. Н.М. Эмануэля Российской академии наук (ИБХФ РАН) воспользовались недавно разработанными компьютерными моделями. Был найден количественный параметр, названный «соотношение баланса сил», который позволяет оценить баланс сил между дестабилизирующими тромб гидродинамическими силами и стабилизирующими межтромбоцитарными силами. Этот параметр позволяет предсказать, будет ли тромб стабилен или будет разваливаться (эмболизироваться) при заданных гидродинамических условиях.
Расчеты исследователей также показали, что степень стеноза коронарных артерий существенно влияет на сдвиговые силы со стороны потока крови, действующие на растущие там тромбы (см Рисунок); а тромбы, сформировавшиеся в условиях сильного стеноза артерий, более стабильны, по сравнению с тромбами, сформировавшимися в условиях стеноза средней величины. Совокупность полученных результатов углубляет понимание взаимосвязей между межтромбоцитарными силами, локальной гидродинамикой и общей стабильностью тромба относительно потока.
✅ Статья по проведенной работе опубликована в журнале Biophysical journal (Q1).
🖊 Efim S. Bershadsky, Daniel A. Ermokhin, Vladimir A. Kurattsev, Mikhail A. Panteleev, Dmitry Y. Nechipurenko, Force balance ratio is a robust predictor of arterial thrombus stability, Biophysical Journal, 2024, DOI: 10.1016/j.bpj.2024.01.009 🌐
#публикацииИБХФ #наукаИБХФ #ИБХФ #ИБХФРАН
--
Рисунок. Анализ гидродинамических сил, действующих на тромб в коронарной артерии со стенозом.
a) Осесимметричная расчетная область была представлена как разность между областью цилиндрического сосуда (представляющего коронарную артерию) и объединением косинусоидного начального стеноза (атеросклеротическая бляшка, синий) и тромба (оранжевый). Левое изображение: начальный стеноз 40%, начальная длина стеноза 10.2 мм, радиус тромба 3 мм. Правое изображение: начальный стеноз 80%, начальная длина стеноза 10.2 мм, радиус тромба 3 мм. b) Профиль скорости в центральной части артерии для геометрий сосуда из пункта “a”. c) Зависимость между контактной силой, действующей на тромб, радиусом тромба и тяжестью стеноза. Контактная сила рассчитывалась по формуле: Fc = s ⋅ Fb / A, где Fc - контактная сила, действующая на тромб, s - средняя площадь поперечного сечения тромбоцита, Fb - проекция суммарной гидродинамической силы, действующей на тромб, на направление потока в сосуде, A - площадь контакта между тромбом и зоной стеноза (атеросклеротической бляшкой).
Формирование тромба на поврежденной стенке сосуда может привести к возникновению стабильного перекрывающего кровоток агрегата или нестабильного (эмболизирующегося) тромба. Оба этих исхода могут нанести значительный вред здоровью. Механизмы, регулирующие максимальный размер тромба, его стабильность, и эмболизацию в микро- и макрососудах малоизучены.
Для анализа влияния потока крови и межтромбоцитарных сил на стабильность тромба учёные Центpа теоpетичеcкиx пpоблем физико-xимичеcкой фаpмакологии PАН, Национального медицинcкого иccледовательcкого центpа детcкой гематологии, онкологии и иммунологии имени Д. Pогачева, МГУ имени М.В. Ломоноcова, Института биохимической физики им. Н.М. Эмануэля Российской академии наук (ИБХФ РАН) воспользовались недавно разработанными компьютерными моделями. Был найден количественный параметр, названный «соотношение баланса сил», который позволяет оценить баланс сил между дестабилизирующими тромб гидродинамическими силами и стабилизирующими межтромбоцитарными силами. Этот параметр позволяет предсказать, будет ли тромб стабилен или будет разваливаться (эмболизироваться) при заданных гидродинамических условиях.
Расчеты исследователей также показали, что степень стеноза коронарных артерий существенно влияет на сдвиговые силы со стороны потока крови, действующие на растущие там тромбы (см Рисунок); а тромбы, сформировавшиеся в условиях сильного стеноза артерий, более стабильны, по сравнению с тромбами, сформировавшимися в условиях стеноза средней величины. Совокупность полученных результатов углубляет понимание взаимосвязей между межтромбоцитарными силами, локальной гидродинамикой и общей стабильностью тромба относительно потока.
✅ Статья по проведенной работе опубликована в журнале Biophysical journal (Q1).
🖊 Efim S. Bershadsky, Daniel A. Ermokhin, Vladimir A. Kurattsev, Mikhail A. Panteleev, Dmitry Y. Nechipurenko, Force balance ratio is a robust predictor of arterial thrombus stability, Biophysical Journal, 2024, DOI: 10.1016/j.bpj.2024.01.009 🌐
#публикацииИБХФ #наукаИБХФ #ИБХФ #ИБХФРАН
--
Рисунок. Анализ гидродинамических сил, действующих на тромб в коронарной артерии со стенозом.
a) Осесимметричная расчетная область была представлена как разность между областью цилиндрического сосуда (представляющего коронарную артерию) и объединением косинусоидного начального стеноза (атеросклеротическая бляшка, синий) и тромба (оранжевый). Левое изображение: начальный стеноз 40%, начальная длина стеноза 10.2 мм, радиус тромба 3 мм. Правое изображение: начальный стеноз 80%, начальная длина стеноза 10.2 мм, радиус тромба 3 мм. b) Профиль скорости в центральной части артерии для геометрий сосуда из пункта “a”. c) Зависимость между контактной силой, действующей на тромб, радиусом тромба и тяжестью стеноза. Контактная сила рассчитывалась по формуле: Fc = s ⋅ Fb / A, где Fc - контактная сила, действующая на тромб, s - средняя площадь поперечного сечения тромбоцита, Fb - проекция суммарной гидродинамической силы, действующей на тромб, на направление потока в сосуде, A - площадь контакта между тромбом и зоной стеноза (атеросклеротической бляшкой).
❗️Циркулирующая опухолевая ДНК как вариант жидкостной биопсии с предиктивным и прогностическим значением при раке молочной железы
Авторами из ИБХФ РАН совместно с коллегами из других научных центров опубликован обзор литературы, посвященный возможностям использования анализа циркулирующей опухолевой ДНК (цоДНК) для индивидуализации терапии пациентов с раком молочной железы.
Рак молочной железы (РМЖ) занимает первое место среди онкологических заболеваний у женщин. В настоящее время тактика лечения РМЖ основана на клинических данных и определении молекулярно-биологического подтипа опухоли в ходе исследования материала классической биопсии опухолевого узла. Однако используемая с диагностической целью core-биопсия не гарантирует получение репрезентативного материала в случае гетерогенной опухоли. Кроме того, в процессе лечения и прогрессии опухоль может менять свои биологические характеристики, что изменяет чувствительность опухоли к терапии и должно учитываться при планировании лечения.
цоДНК представляет собой один из вариантов жидкостной биопсии, при этом она характеризуется наличием генетических изменений (мутаций, абберантного метилирования, изменения количества копий генов и др.), идентичных тем, которые содержит опухолевая ткань. Содержание цоДНК в крови не превышает 1% от всей внеклеточной ДНК, находящейся там. Поэтому для определения цоДНК необходимо использование современных высокочувствительных методов детекции нуклеиновых кислот, к которым относятся секвенирование методом NGS (Прим.: NGS – массовое параллельное секвенирование – наиболее точный метод определения последовательности нуклеиновых кислот и количества изменений в ней) и цифровая ПЦР (Прим.: ПЦР – полимеразная цепная реакция, позволяющего определять единичные замены нуклеотидов; цифровая ПЦР – ПЦР, разбитая на множество отдельных реакций, протекающих одновременно, наиболее точный вариант метода, который позволяет напрямую определять концентрацию мишени). Отбор образцов для определения цоДНК представляет собой малоинвазивную процедуру, что дает возможность получать диагностический материал сколь угодно часто.
цоДНК может быть обнаружена в плазме крови у больных РМЖ на ранних стадиях и представляется перспективным диагностическим маркером. Большинство молекулярных нарушений, обнаруженных в цоДНК плазмы крови, отображают генетические изменения, имеющиеся в первичной опухоли. Поэтому анализ цоДНК позволяет проводить мониторинг лечения в режиме реального времени, включая выявление минимальной резидуальной болезни (остаточная популяция опухолевых клеток у пациентов с полной ремиссией заболевания), может быть использован в качестве маркера оценки эффективности различных видов терапии у пациентов с РМЖ, коррелируя с ответом на лечение и динамикой опухолевого процесса в период терапии, а также обладает прогностическими свойствами (позволяет прогнозировать риск развития рецидива).
✅ Обзор литературы опубликован в International Journal of Molecular Sciences.
🖊 Zavarykina, T. M.; Lomskova, P. K.; Pronina, I. V.; Khokhlova, S. V.; Stenina, M.B.; Sukhikh, G.T. Circulating Tumor DNA Is a Variant of Liquid Biopsy with Predictive and Prognostic Clinical Value in Breast Cancer Patients. Int. J. Mol. Sci. 2023, 24, 17073. DOI: 10.3390/ijms242317073 🌐
#публикацииИБХФ #наукаИБХФ #ИБХФ #ИБХФРАН
--
Рисунок – Внеклеточная ДНК (вкДНК, cfDNA) в крови: (А) формы в крови; (Б) соотношение количества циркулирующей опухолевой ДНК (цоДНК, ctDNA) во внеклеточной ДНК:
Авторами из ИБХФ РАН совместно с коллегами из других научных центров опубликован обзор литературы, посвященный возможностям использования анализа циркулирующей опухолевой ДНК (цоДНК) для индивидуализации терапии пациентов с раком молочной железы.
Рак молочной железы (РМЖ) занимает первое место среди онкологических заболеваний у женщин. В настоящее время тактика лечения РМЖ основана на клинических данных и определении молекулярно-биологического подтипа опухоли в ходе исследования материала классической биопсии опухолевого узла. Однако используемая с диагностической целью core-биопсия не гарантирует получение репрезентативного материала в случае гетерогенной опухоли. Кроме того, в процессе лечения и прогрессии опухоль может менять свои биологические характеристики, что изменяет чувствительность опухоли к терапии и должно учитываться при планировании лечения.
цоДНК представляет собой один из вариантов жидкостной биопсии, при этом она характеризуется наличием генетических изменений (мутаций, абберантного метилирования, изменения количества копий генов и др.), идентичных тем, которые содержит опухолевая ткань. Содержание цоДНК в крови не превышает 1% от всей внеклеточной ДНК, находящейся там. Поэтому для определения цоДНК необходимо использование современных высокочувствительных методов детекции нуклеиновых кислот, к которым относятся секвенирование методом NGS (Прим.: NGS – массовое параллельное секвенирование – наиболее точный метод определения последовательности нуклеиновых кислот и количества изменений в ней) и цифровая ПЦР (Прим.: ПЦР – полимеразная цепная реакция, позволяющего определять единичные замены нуклеотидов; цифровая ПЦР – ПЦР, разбитая на множество отдельных реакций, протекающих одновременно, наиболее точный вариант метода, который позволяет напрямую определять концентрацию мишени). Отбор образцов для определения цоДНК представляет собой малоинвазивную процедуру, что дает возможность получать диагностический материал сколь угодно часто.
цоДНК может быть обнаружена в плазме крови у больных РМЖ на ранних стадиях и представляется перспективным диагностическим маркером. Большинство молекулярных нарушений, обнаруженных в цоДНК плазмы крови, отображают генетические изменения, имеющиеся в первичной опухоли. Поэтому анализ цоДНК позволяет проводить мониторинг лечения в режиме реального времени, включая выявление минимальной резидуальной болезни (остаточная популяция опухолевых клеток у пациентов с полной ремиссией заболевания), может быть использован в качестве маркера оценки эффективности различных видов терапии у пациентов с РМЖ, коррелируя с ответом на лечение и динамикой опухолевого процесса в период терапии, а также обладает прогностическими свойствами (позволяет прогнозировать риск развития рецидива).
✅ Обзор литературы опубликован в International Journal of Molecular Sciences.
🖊 Zavarykina, T. M.; Lomskova, P. K.; Pronina, I. V.; Khokhlova, S. V.; Stenina, M.B.; Sukhikh, G.T. Circulating Tumor DNA Is a Variant of Liquid Biopsy with Predictive and Prognostic Clinical Value in Breast Cancer Patients. Int. J. Mol. Sci. 2023, 24, 17073. DOI: 10.3390/ijms242317073 🌐
#публикацииИБХФ #наукаИБХФ #ИБХФ #ИБХФРАН
--
Рисунок – Внеклеточная ДНК (вкДНК, cfDNA) в крови: (А) формы в крови; (Б) соотношение количества циркулирующей опухолевой ДНК (цоДНК, ctDNA) во внеклеточной ДНК:
👨🏫👩🔬 Династии среди научного и преподавательского сообществ — повод для гордости
17 февраля, в рамках тематического дня «Наука и университеты» 🌐 на Международной выставке-форуме «Россия» 🌐 состоялась дискуссия «Наука — дело семейное», в которой приняла участие с.н.с. ИБХФ РАН, к.б.н. Елена Александровна Храмцова.
О семье Тимофея Евгеньевича Григорьева и Елены Александровны Храмцовой рассказывают: «Научное семейство Григорьевых-Храмцовых в основном воспитано МГУ им. М.В. Ломоносова: там учились и познакомились и Тимофей с Еленой, и родители Тимофея, и дядя с тетей Елены. Многие другие их родственники тоже учились в МГУ. Факультеты разные: мехмат, физфак, биофак, геофак, истфак, филфак, экономфак. Так сложилось, что Тимофей рос в окружении физиков и математиков, Елена – биологов, географов и медиков. Научные «гены» удачно перемешались: интересы физика и биолога сошлись в области регенеративной медицины и тканевой инженерии, у каждого со своей стороны. Дочка, когда не хотела ложиться спать, иногда просила рассказать про стволовые клетки, с удовольствием играла в судоку. Поэтому идет в химико-математический класс, дальше перемешивать науки и привносить новое видение».
🇷🇺 «В России большое количество семейных династий среди научного и преподавательского сообществ. Это, безусловно, повод для гордости. Из поколения в поколение они передают свой опыт и знания, становятся наставниками для самых близких. Молодые продолжают традиции, которые прошли проверку временем и стали частью нашей жизни. Я имею в виду не только науку или профессию, но и отношения в семье. Только крепкая семья может воспитать полноценную личность, научить детей нравственности, культуре, патриотизму, уважению к труду, к истории своей страны и родителям», - отметила заместитель Министра науки и высшего образования РФ Ольга Викторовна Петрова.
Приглашаем познакомиться с краткой презентацией 🌐, включающей генеалогическое древо и портфолио династии учёных.
#наукаИБХФ #лицаИБХФ #ИБХФ #ИБХФРАН
17 февраля, в рамках тематического дня «Наука и университеты» 🌐 на Международной выставке-форуме «Россия» 🌐 состоялась дискуссия «Наука — дело семейное», в которой приняла участие с.н.с. ИБХФ РАН, к.б.н. Елена Александровна Храмцова.
О семье Тимофея Евгеньевича Григорьева и Елены Александровны Храмцовой рассказывают: «Научное семейство Григорьевых-Храмцовых в основном воспитано МГУ им. М.В. Ломоносова: там учились и познакомились и Тимофей с Еленой, и родители Тимофея, и дядя с тетей Елены. Многие другие их родственники тоже учились в МГУ. Факультеты разные: мехмат, физфак, биофак, геофак, истфак, филфак, экономфак. Так сложилось, что Тимофей рос в окружении физиков и математиков, Елена – биологов, географов и медиков. Научные «гены» удачно перемешались: интересы физика и биолога сошлись в области регенеративной медицины и тканевой инженерии, у каждого со своей стороны. Дочка, когда не хотела ложиться спать, иногда просила рассказать про стволовые клетки, с удовольствием играла в судоку. Поэтому идет в химико-математический класс, дальше перемешивать науки и привносить новое видение».
🇷🇺 «В России большое количество семейных династий среди научного и преподавательского сообществ. Это, безусловно, повод для гордости. Из поколения в поколение они передают свой опыт и знания, становятся наставниками для самых близких. Молодые продолжают традиции, которые прошли проверку временем и стали частью нашей жизни. Я имею в виду не только науку или профессию, но и отношения в семье. Только крепкая семья может воспитать полноценную личность, научить детей нравственности, культуре, патриотизму, уважению к труду, к истории своей страны и родителям», - отметила заместитель Министра науки и высшего образования РФ Ольга Викторовна Петрова.
Приглашаем познакомиться с краткой презентацией 🌐, включающей генеалогическое древо и портфолио династии учёных.
#наукаИБХФ #лицаИБХФ #ИБХФ #ИБХФРАН
❗️29 февраля 2024 года были подведены итоги Конкурса исследовательских проектов ИБХФ РАН❗️
В 2024 году победителями стали:
✅ к.б.н., с.н.с. Заварыкина Татьяна Михайловна
и
✅ м.н.с. Моллаева Мария Романовна
Поздравляем победителей конкурса 2024 года и желаем успехов в исследованиях!!!
#наукаИБХФ #лицаИБХФ #конкурсИБХФ #ИБХФ #ИБХФРАН
В 2024 году победителями стали:
✅ к.б.н., с.н.с. Заварыкина Татьяна Михайловна
и
✅ м.н.с. Моллаева Мария Романовна
Поздравляем победителей конкурса 2024 года и желаем успехов в исследованиях!!!
#наукаИБХФ #лицаИБХФ #конкурсИБХФ #ИБХФ #ИБХФРАН
❗️Система Анализа Данных (САД) Data Master Azforus – многопараметрический анализ данных методами ML (прим.: машинного обучения) без программирования.
Предлагаем демоверсию для небольшой обучающей выборки: 150 объектов – 30 показателей. Автоматизирована задача классификации, предусмотрены наглядные отчеты, план действий по переводу объекта в другую (благоприятную) группу.
🔸 В комплекс входят стандартные методы машинного обучения и авторские методы, основанные на логико-статистической подходе (оптимально достоверные разбиения и статистически взвешенные синдромы). Из лучших методов при решении конкретной задачи классификации можно создавать ансамбль, достигая наилучших результатов распознавания.
🔸 Преимущества перед нейронными сетями: прозрачность решения, выявление набора значимых показателей, вычисленных с помощью перестановочного теста. Работа с методами не предполагает знание программирования.
🔸 Возможно предсказание свойств химических соединений, так называемый рациональный химический дизайн.
Скачать демо-версию 🌐
Контакты:
👩💻 Анна Викторовна Кузнецова, к.б.н., с.н.с. лаборатории математической биофизики ИБХФ РАН; 8 903 253 84 23 - telegram, WhatsApp
#сотрудничество #наукаИБХФ #ИБХФ #ИБХФРАН #объявление
Предлагаем демоверсию для небольшой обучающей выборки: 150 объектов – 30 показателей. Автоматизирована задача классификации, предусмотрены наглядные отчеты, план действий по переводу объекта в другую (благоприятную) группу.
🔸 В комплекс входят стандартные методы машинного обучения и авторские методы, основанные на логико-статистической подходе (оптимально достоверные разбиения и статистически взвешенные синдромы). Из лучших методов при решении конкретной задачи классификации можно создавать ансамбль, достигая наилучших результатов распознавания.
🔸 Преимущества перед нейронными сетями: прозрачность решения, выявление набора значимых показателей, вычисленных с помощью перестановочного теста. Работа с методами не предполагает знание программирования.
🔸 Возможно предсказание свойств химических соединений, так называемый рациональный химический дизайн.
Скачать демо-версию 🌐
Контакты:
👩💻 Анна Викторовна Кузнецова, к.б.н., с.н.с. лаборатории математической биофизики ИБХФ РАН; 8 903 253 84 23 - telegram, WhatsApp
#сотрудничество #наукаИБХФ #ИБХФ #ИБХФРАН #объявление
❗Перспективы гибридной плазмы, созданной воздействием электронного пучка
Исследователи из МФТИ, ОИВТ РАН и ИБХФ РАН при участии коллег из ИГХТУ разработали новый способ повышения биосовместимости полимерных материалов с помощью пучково-плазменных технологий. Предложенный способ основан на использовании низкотемпературной сильнонеравновесной гибридной плазмы, которая генерировалась при одновременном воздействии на плазмообразующую среду непрерывного дорелятивистского электронного пучка и емкостного ВЧ-разряда.
Модификация органических полимеров в гибридной плазме позволяет улучшать их совместимость с клетками и тканями живого организма, что было показано на примере полиэтилентерефталата, который широко применяется в медицине для создания материалов для протезирования. После воздействия гибридной плазмы поверхность полимера показала хорошую биосовместимость с фибробластами человека линии BJ-5ta, а также более низкую гемолитическую активность, чем необработанный полиэтилентерефталат.
Органические полимеры и материалы на их основе широко используются в современной медицине. Однако из-за, как правило, низких значений поверхностной энергии полимеры плохо смачиваются водой, имеют низкую адгезию к подложкам и покрытиям, биологически активным молекулам, эукариотическим клеткам и тканям организма человека. По этой причине при использовании полимеров и пластмасс часто необходимы их предварительная модификация и функционализация, поэтому создание новых эффективных технологий изменения свойств полимерных материалов приобретает особую актуальность.
Воздействие на полимеры низкотемпературной плазмы является одним из наиболее перспективных способов модификации поверхности полимеров. По сравнению с распространенными газовыми разрядами гибридная плазма обладает дополнительными преимуществами — возможностью практически безынерционного управления с помощью электронного пучка геометрией и свойствами плазменного облака, а также потоками активных частиц плазмы, падающими на поверхность обрабатываемого материала. Реакционный объем гибридной плазмы имеет высокую однородность и устойчивость к контракции. К преобладающим в газоразрядной плазме химически активным возбужденным частицам добавляются не менее активные ионы, в значительных количествах нарабатываемые электронным пучком. Перечисленные особенности делают гибридную плазму чрезвычайно интересной и перспективной для получения полимеров с улучшенными физико-химическими характеристиками и биосовместимостью.
С помощью разработанного метода на полимерных поверхностях могут быть получены структурированные паттерны или плавные градиенты физико-химических и/или функциональных свойств. Также использование гибридной плазмы открывает новые возможности к модификации и улучшению биосовместимости полимерных конструкций со сложной формой, например, имплантатов для остеосинтеза. Авторы подробно обсуждают конструкцию электронно-пучкового реактора, особенности, преимущества и перспективы гибридной плазмы для функционализации поверхности полимеров, способы управления процессом модификации. Также описаны свойства полученных полимерных поверхностей, важные для использования в биологии и медицине: гидрофильность, цитотоксичность, биосовместимость с клетками соединительной ткани и крови.
✅ Результаты опубликованы в журнале Polymers и изложены в статье «Как смочить полимер» 🌐 издания «Коммерсантъ» («Ъ-Наука»).
🖊 Vasilieva, T.; Nikolskaya, E.; Vasiliev, M.; Mollaeva, M.; Chirkina, M.; Sokol, M.; Yabbarov, N.; Shikova, T.; Abramov, A.; Ugryumov, A. Applicability of Electron-Beam and Hybrid Plasmas for Polyethylene Terephthalate Processing to Obtain Hydrophilic and Biocompatible Surfaces. Polymers *2024,* 16, 172. DOI: 10.3390/polym16020172 🌐
#наукаИБХФ #публикацииИБХФ #ИБХФ #ИБХФ
--
Рисунок. Модификация полиэтилентерефталата в гибридной плазме изменяет его поверхностные свойства и повышает биосовместимость с клетками.
Исследователи из МФТИ, ОИВТ РАН и ИБХФ РАН при участии коллег из ИГХТУ разработали новый способ повышения биосовместимости полимерных материалов с помощью пучково-плазменных технологий. Предложенный способ основан на использовании низкотемпературной сильнонеравновесной гибридной плазмы, которая генерировалась при одновременном воздействии на плазмообразующую среду непрерывного дорелятивистского электронного пучка и емкостного ВЧ-разряда.
Модификация органических полимеров в гибридной плазме позволяет улучшать их совместимость с клетками и тканями живого организма, что было показано на примере полиэтилентерефталата, который широко применяется в медицине для создания материалов для протезирования. После воздействия гибридной плазмы поверхность полимера показала хорошую биосовместимость с фибробластами человека линии BJ-5ta, а также более низкую гемолитическую активность, чем необработанный полиэтилентерефталат.
Органические полимеры и материалы на их основе широко используются в современной медицине. Однако из-за, как правило, низких значений поверхностной энергии полимеры плохо смачиваются водой, имеют низкую адгезию к подложкам и покрытиям, биологически активным молекулам, эукариотическим клеткам и тканям организма человека. По этой причине при использовании полимеров и пластмасс часто необходимы их предварительная модификация и функционализация, поэтому создание новых эффективных технологий изменения свойств полимерных материалов приобретает особую актуальность.
Воздействие на полимеры низкотемпературной плазмы является одним из наиболее перспективных способов модификации поверхности полимеров. По сравнению с распространенными газовыми разрядами гибридная плазма обладает дополнительными преимуществами — возможностью практически безынерционного управления с помощью электронного пучка геометрией и свойствами плазменного облака, а также потоками активных частиц плазмы, падающими на поверхность обрабатываемого материала. Реакционный объем гибридной плазмы имеет высокую однородность и устойчивость к контракции. К преобладающим в газоразрядной плазме химически активным возбужденным частицам добавляются не менее активные ионы, в значительных количествах нарабатываемые электронным пучком. Перечисленные особенности делают гибридную плазму чрезвычайно интересной и перспективной для получения полимеров с улучшенными физико-химическими характеристиками и биосовместимостью.
С помощью разработанного метода на полимерных поверхностях могут быть получены структурированные паттерны или плавные градиенты физико-химических и/или функциональных свойств. Также использование гибридной плазмы открывает новые возможности к модификации и улучшению биосовместимости полимерных конструкций со сложной формой, например, имплантатов для остеосинтеза. Авторы подробно обсуждают конструкцию электронно-пучкового реактора, особенности, преимущества и перспективы гибридной плазмы для функционализации поверхности полимеров, способы управления процессом модификации. Также описаны свойства полученных полимерных поверхностей, важные для использования в биологии и медицине: гидрофильность, цитотоксичность, биосовместимость с клетками соединительной ткани и крови.
✅ Результаты опубликованы в журнале Polymers и изложены в статье «Как смочить полимер» 🌐 издания «Коммерсантъ» («Ъ-Наука»).
🖊 Vasilieva, T.; Nikolskaya, E.; Vasiliev, M.; Mollaeva, M.; Chirkina, M.; Sokol, M.; Yabbarov, N.; Shikova, T.; Abramov, A.; Ugryumov, A. Applicability of Electron-Beam and Hybrid Plasmas for Polyethylene Terephthalate Processing to Obtain Hydrophilic and Biocompatible Surfaces. Polymers *2024,* 16, 172. DOI: 10.3390/polym16020172 🌐
#наукаИБХФ #публикацииИБХФ #ИБХФ #ИБХФ
--
Рисунок. Модификация полиэтилентерефталата в гибридной плазме изменяет его поверхностные свойства и повышает биосовместимость с клетками.
❗️ Роль Н-связей и супрамолекулярных структур в гомогенном и ферментативном катализе
Учёные ИБХФ РАН проанализировали роль водородных связей и супрамолекулярных структур в ферментативном катализе и модельных системах. Водородные связи играют решающую роль во многих ферментативных реакциях. Однако исследователи лишь недавно предприняли попытку использовать роль водородных связей в гомогенных каталитических системах. Одно из новейших направлений исследований связано с попытками управления свойствами катализаторов путем воздействия на «вторую координационную сферу» комплексов металлов.
Супрамолекулярная химия — область исследований, которая получила значительное развитие в последние годы. Разработана концепция исследования межмолекулярных связей, в том числе координационных, галогенных и водородных связей при супрамолекулярной организации на поверхности.
В новой работе был предложен оригинальный подход – использование метода АСМ (атомно-силовой микроскопии) для оценки роли Н-связей и стабильных супрамолекулярных наноструктур на основе каталитически активных гетеролигандных комплексов железа (Fe) или никеля (Ni) в процессах окисления углеводородов молекулярным кислородом. Самоорганизация гетеролигандных комплексов железа или никеля за счет межмолекулярных Н-связей в супрамолекулярные структуры, наблюдаемая методом АСМ, может быть одной из причин стабильности и высокой эффективности катализаторов. Авторы исследования также обсуждают роль водородных связей и супрамолекулярных структур в механизмах реакций окисления, катализируемых гетеролигандными комплексами Ni и Fe, которые являются не только эффективными гомогенными катализаторами, но также структурными и функциональными моделями Ди- и Монооксигеназ.
✅ Работа опубликована в International Journal of Molecular Sciences.
🖊 Matienko, L.I.; Mil, E.M.; Albantova, A.A.; Goloshchapov, A.N. The Role H-Bonding and Supramolecular Structures in Homogeneous and Enzymatic Catalysis. Int. J. Mol. Sci. 2023, 24, 16874. DOI: 10.3390/ijms242316874 🌐
#публикацииИБХФ #наукаИБХФ #ИБХФ #ИБХФРАН
--
Рисунок. Предполагаемая структура супрамолекулярного комплекса Ni2(OAc)3(acac)NMP·2H2O («А») (а); 3D АСМ-изображение супрамолекулярных наночастиц на основе Ni2(OAc)3(acac)NMP·2H2O (б), образовавшихся на поверхности модифицированного кремния. 2D АСМ- (в) и 3D (г) изображения стабильных супрамолекулярных структур на основе модельных комплексов {Hem•Tyr•His} (Hem=Hemin, Tyr=L-tyrosine, His=L-histidine). Одна из возможных треугольных структур комплекса {Hem•Tyr•His}, образующихся в результате межмолекулярного взаимодействия за счет Н-связей NH•••O или N•••HO (д). Объединение отдельных треугольников в треугольные структуры (по аналогии с треугольными мотивами Серпинского) (е).
Учёные ИБХФ РАН проанализировали роль водородных связей и супрамолекулярных структур в ферментативном катализе и модельных системах. Водородные связи играют решающую роль во многих ферментативных реакциях. Однако исследователи лишь недавно предприняли попытку использовать роль водородных связей в гомогенных каталитических системах. Одно из новейших направлений исследований связано с попытками управления свойствами катализаторов путем воздействия на «вторую координационную сферу» комплексов металлов.
Супрамолекулярная химия — область исследований, которая получила значительное развитие в последние годы. Разработана концепция исследования межмолекулярных связей, в том числе координационных, галогенных и водородных связей при супрамолекулярной организации на поверхности.
В новой работе был предложен оригинальный подход – использование метода АСМ (атомно-силовой микроскопии) для оценки роли Н-связей и стабильных супрамолекулярных наноструктур на основе каталитически активных гетеролигандных комплексов железа (Fe) или никеля (Ni) в процессах окисления углеводородов молекулярным кислородом. Самоорганизация гетеролигандных комплексов железа или никеля за счет межмолекулярных Н-связей в супрамолекулярные структуры, наблюдаемая методом АСМ, может быть одной из причин стабильности и высокой эффективности катализаторов. Авторы исследования также обсуждают роль водородных связей и супрамолекулярных структур в механизмах реакций окисления, катализируемых гетеролигандными комплексами Ni и Fe, которые являются не только эффективными гомогенными катализаторами, но также структурными и функциональными моделями Ди- и Монооксигеназ.
✅ Работа опубликована в International Journal of Molecular Sciences.
🖊 Matienko, L.I.; Mil, E.M.; Albantova, A.A.; Goloshchapov, A.N. The Role H-Bonding and Supramolecular Structures in Homogeneous and Enzymatic Catalysis. Int. J. Mol. Sci. 2023, 24, 16874. DOI: 10.3390/ijms242316874 🌐
#публикацииИБХФ #наукаИБХФ #ИБХФ #ИБХФРАН
--
Рисунок. Предполагаемая структура супрамолекулярного комплекса Ni2(OAc)3(acac)NMP·2H2O («А») (а); 3D АСМ-изображение супрамолекулярных наночастиц на основе Ni2(OAc)3(acac)NMP·2H2O (б), образовавшихся на поверхности модифицированного кремния. 2D АСМ- (в) и 3D (г) изображения стабильных супрамолекулярных структур на основе модельных комплексов {Hem•Tyr•His} (Hem=Hemin, Tyr=L-tyrosine, His=L-histidine). Одна из возможных треугольных структур комплекса {Hem•Tyr•His}, образующихся в результате межмолекулярного взаимодействия за счет Н-связей NH•••O или N•••HO (д). Объединение отдельных треугольников в треугольные структуры (по аналогии с треугольными мотивами Серпинского) (е).
❗Коллектив ученых из ИБХФ им. Н.М. Эмануэля РАН и РТУ МИРЭА разработали новый антимикробный препарат в виде наночастиц и включенных в их состав конъюгатов замещенных фенолов с ненасыщенными жирными кислотами
Повышение устойчивости к противомикробным препаратам среди патогенных бактерий способствует созданию новых агентов для борьбы с бактериальной инфекцией, используя как растительные продукты, так и новые лекарственные формы, что представляет значительный интерес для биомедицины и фармакологии. Селективная доставка терапевтических препаратов, включенных в состав наночастиц, позволяет уменьшить побочные эффекты и возникновение лекарственной устойчивости при сохранении высокой концентрации лекарственного средства.
Коллективу ученых из ИБХФ им. Н.М. Эмануэля РАН и РТУ МИРЭА удалось разработать новый препарат, который позволяет эффективно ингибировать рост бактерий и грибов. Вторичные метаболиты на основе замещенных фенолов, производимые растениями, и природные ненасыщенные жирные кислоты проявляют антимикробную активность против различных патогенных микроорганизмов (бактерий, грибов и вирусов). Линолевая кислота ингибирует рост биопленок бактерий при концентрациях, ниже минимальной подавляющей концентрации. Антибактериальная активность длинноцепочечных ненасыщенных жирных кислот проявляется, в основном, против грамположительных бактерий, особенно против Staphylococcus aureus. При этом было показано, что увеличение липофильности фенольных соединений усиливает их антимикробную активность, способствуя их взаимодействию с клеточной мембраной. Коллективом из РТУ МИРЭА была выбрана стратегия синтеза сложноэфирных производных замещенных фенолов с ненасыщенными жирными кислотами для улучшения таких мембранотропных характеристик природных фенолов. Учёные доказали, что синтезированные конъюгаты обладают характерной и селективной активностью в отношении наиболее распространенных штаммов микроорганизмов, а в зависимости от типа длинноцепочечной ненасыщенной жирной кислоты, входящей в их состав, меняется и биологическая активность всего конъюгата. Включение конъюгатов замещенных фенолов в состав наночастиц позволило увеличить эффективность ингибирования роста микроорганизмов, что связано с селективным накоплением наночастиц и пролонгированным эффектом.
Новый препарат является как эффективным для антимикробной терапии в отношении наиболее распространенных штаммов микроорганизмов, так и безопасным для человека, поскольку он получен на основе биоразлагаемого и биосовместимого сополимера молочной и гликолевой кислот, который уже применяется в медицине. Продукты его деградации полностью и безопасно выводятся в процессе метаболизма из организма, а свободные жирные кислоты, входящие в состав действующего вещества - нетоксичны и повсеместно встречаются в пище, что делает их перспективными и безопасными агентами для синтеза новых антибактериальных средств.
Важно отметить, что успех нового препарата в биологических испытаниях обусловлен улучшением фармакокинетических свойств антибактериального агента и его биодоступности – этого удается достичь после включения активных компонентов в состав наночастиц.
В статье авторы подробно описывают важнейшие свойства синтезированного препарата: характеристика синтезированных конъюгатов, размеры и морфология поверхности полученных частиц, их технология получения и масштабирования, а также подробное описание биологических свойств - как антибактериальных, так и противоопухолевых.
✅ Результаты опубликованы в журнале Polymers и описаны в издании "Известия" 🌐.
🖊 Sokol MB, Sokhraneva VA, Groza NV, Mollaeva MR, Yabbarov NG, Chirkina MV, Trufanova AA, Popenko VI, Nikolskaya ED. Thymol-Modified Oleic and Linoleic Acids Encapsulated in Polymeric Nanoparticles: Enhanced Bioactivity, Stability, and Biomedical Potential. Polymers (Basel). 2023 Dec 26;16(1):72. DOI: 10.3390/polym16010072 🌐
#наукаИБХФ #публикацииИБХФ #ИБХФ #ИБХФРАН
Повышение устойчивости к противомикробным препаратам среди патогенных бактерий способствует созданию новых агентов для борьбы с бактериальной инфекцией, используя как растительные продукты, так и новые лекарственные формы, что представляет значительный интерес для биомедицины и фармакологии. Селективная доставка терапевтических препаратов, включенных в состав наночастиц, позволяет уменьшить побочные эффекты и возникновение лекарственной устойчивости при сохранении высокой концентрации лекарственного средства.
Коллективу ученых из ИБХФ им. Н.М. Эмануэля РАН и РТУ МИРЭА удалось разработать новый препарат, который позволяет эффективно ингибировать рост бактерий и грибов. Вторичные метаболиты на основе замещенных фенолов, производимые растениями, и природные ненасыщенные жирные кислоты проявляют антимикробную активность против различных патогенных микроорганизмов (бактерий, грибов и вирусов). Линолевая кислота ингибирует рост биопленок бактерий при концентрациях, ниже минимальной подавляющей концентрации. Антибактериальная активность длинноцепочечных ненасыщенных жирных кислот проявляется, в основном, против грамположительных бактерий, особенно против Staphylococcus aureus. При этом было показано, что увеличение липофильности фенольных соединений усиливает их антимикробную активность, способствуя их взаимодействию с клеточной мембраной. Коллективом из РТУ МИРЭА была выбрана стратегия синтеза сложноэфирных производных замещенных фенолов с ненасыщенными жирными кислотами для улучшения таких мембранотропных характеристик природных фенолов. Учёные доказали, что синтезированные конъюгаты обладают характерной и селективной активностью в отношении наиболее распространенных штаммов микроорганизмов, а в зависимости от типа длинноцепочечной ненасыщенной жирной кислоты, входящей в их состав, меняется и биологическая активность всего конъюгата. Включение конъюгатов замещенных фенолов в состав наночастиц позволило увеличить эффективность ингибирования роста микроорганизмов, что связано с селективным накоплением наночастиц и пролонгированным эффектом.
Новый препарат является как эффективным для антимикробной терапии в отношении наиболее распространенных штаммов микроорганизмов, так и безопасным для человека, поскольку он получен на основе биоразлагаемого и биосовместимого сополимера молочной и гликолевой кислот, который уже применяется в медицине. Продукты его деградации полностью и безопасно выводятся в процессе метаболизма из организма, а свободные жирные кислоты, входящие в состав действующего вещества - нетоксичны и повсеместно встречаются в пище, что делает их перспективными и безопасными агентами для синтеза новых антибактериальных средств.
Важно отметить, что успех нового препарата в биологических испытаниях обусловлен улучшением фармакокинетических свойств антибактериального агента и его биодоступности – этого удается достичь после включения активных компонентов в состав наночастиц.
В статье авторы подробно описывают важнейшие свойства синтезированного препарата: характеристика синтезированных конъюгатов, размеры и морфология поверхности полученных частиц, их технология получения и масштабирования, а также подробное описание биологических свойств - как антибактериальных, так и противоопухолевых.
✅ Результаты опубликованы в журнале Polymers и описаны в издании "Известия" 🌐.
🖊 Sokol MB, Sokhraneva VA, Groza NV, Mollaeva MR, Yabbarov NG, Chirkina MV, Trufanova AA, Popenko VI, Nikolskaya ED. Thymol-Modified Oleic and Linoleic Acids Encapsulated in Polymeric Nanoparticles: Enhanced Bioactivity, Stability, and Biomedical Potential. Polymers (Basel). 2023 Dec 26;16(1):72. DOI: 10.3390/polym16010072 🌐
#наукаИБХФ #публикацииИБХФ #ИБХФ #ИБХФРАН