Отдел изучения биохимических маркеров риска хронических неинфекционных заболеваний

Основная задача Отдела изучения биохимических маркеров риска хронических неинфекционных заболеваний с Лабораторией протеомного анализа, как научного структурного подразделения НМИЦ ПМ, в штате которого имеются 2 ставки научных сотрудников и 1 ставка лаборанта-исследователя, состоит в изучении новых биохимических маркеров различных хронических инфекционных заболеваний и разработке на их основе диагностических биохимических тестов с целью дальнейшего внедрения в широкую практику современной лабораторной диагностики, планирования новых подходов к профилактике заболеваний, что будет способствовать повышению мотивации у пациента к своевременному посещению специалиста. Пристальное внимание исследователей направлено на маркеры сердечно-сосудистых заболеваний, как основной причины смертности населения развитых стран. Помимо разработки новых биохимических маркеров Отдел ставит перед собой важную задачу — транслировать достижения мировой лабораторной практики в области валидации биохимических маркеров различных заболеваний с последующим внедрением современных, надежных валидных тестов в арсенал методов лабораторной диагностики на территории РФ.

С целью изучения новых биохимических маркеров и сигнальных путей регуляции, нарушение которых обуславливает то или иное заболевание, в Лаборатории протеомного анализа Отдела был внедрен новый высокотехнологичный метод исследования протеома на основе микрочиповой технологии с применением лазерного сканирования с помощью флуорецентного сканера InnoScan® 900 Series, Франция. Внедренная технология позволяет обнаружить до 1500 различных белковых маркеров в микрообъеме сыворотки/плазмы крови, в клеточных экстрактах и др. биологических субстанциях.

Метод протеомного анализа на основе микрочипов, внедренный в Отделе, подкреплен широко используемым методом иммуноферментного анализа (ИФА) различных параметров белковой природы с помощью готовых наборов. Метод ИФА используется как для валидации измерений, полученных методом протеомного анализа, так и для определения различных белковых субстанций при выполнении исследований в рамках запланированных диссертационных работ. Применение ИФА позволило, в рамках когортных исследований, разработать новые лабораторные диагностические тесты на стеноз коронарных артерий для мужчин и женщин.

Помимо маркеров белковой природы, в Отделе проводят исследования метаболитов небелковой природы. Так, в рамках масштабных популяционных исследований были открыты прогностические свойства суммарного циркулирующего пула ионов нитрата и нитрита — стабильных метаболитов оксида азота, основной сигнальной молекулы сердечно-сосудистой системы.

В силу методологической востребованности, отдел изучения биохимических маркеров риска хронических неинфекционных заболеваний с лабораторией протеомного анализа широко сотрудничает с другими отделами НМИЦ ПМ.

В состав отдела входят:

Лаборатория «Банк биологического материала»

Руководитель лаборатории — к.б.н. Покровская М.С.

В мае 2014 года в ФГБУ ГНИЦПМ Минздрава России создана лаборатория «Банк биологического материала», которая является центром ответственного хранения биологических образцов и ассоциированной с ними информации для ведения научной работы в рамках крупномасштабных исследовательских проектов.

Биобанк – это структурированная  коллекция  образцов биологического материала  и/или данных, полученных при их анализе,  в  сочетании с сопутствующей персонифицированной информацией.

Биобанк является платформой для ведения научных исследований, уникальным источником информации, открывающим новые возможности  развития персонализированной медицины.

На базе биобанков проводят мультидисциплинарные и мультицентровые научные исследования, клинические испытания диагностических, лечебных  и профилактических препаратов. Создание масштабных коллекций биологических образцов, полученных как от пациентов, страдающих разными заболеваниями (кардиологическими, гематологическими, эндокринологическими и другими), так и от здоровых людей, прошедших максимально полное клиническое и лабораторное обследование, хранение этих образцов и соответствующей информации в правильных условиях, имеет огромное значение для успеха научных исследований, направленных на разработку новых лекарственных средств, методов диагностики и мониторинга этих заболеваний. Результатами исследований коллекций биобанков являются идентификация и валидация биомаркеров риска развития различных заболеваний, выявление новых терапевтических мишеней, установление связей генов с заболеваниями, идентификация функции генов. Долгосрочное хранение образцов биоматериала «для потомков» создает перспективу исследований биомаркеров, которые еще только будут открыты, на охарактеризованной в наше время выборке.

Существуют разные типы биобанков: нозоориентированный, популяционный и смешанный. Биобанк ГНИЦПМ является исследовательским, смешанным.

Основные направления деятельности лаборатории Банк биологического материала ГНИЦПМ:

  • Создание современного банка биоматериала на основе международного регламента

— материально-техническая база хранения биоматериала,

— база данных биоколлекции ГНИЦПМ (программное обеспечение для учета образцов — FrееzerPro)

— стандартизация условий хранения для различных видов биоматериала

— регламент пользования биоколлекцией и базой данных

—  создание условий ответственного хранения биообразцов по международному регламенту

  • Участие в работе проекта «Национальный банк сывороток» в рамках Федеральной целевой программы «Национальная химическая и биологическая безопасность».
  • Участие в эпидемиологических исследованиях ГНИЦПМ
  • Осуществление контактов с аналогичными структурами в России и за рубежом с целью обмена опытом, организации процесса хранения биоматериала на современном уровне

Гранты

В отделе ведутся работы, поддержанные российскими грантами:

 — грантом Российского Фонда Фундаментальных исследований (2017-2019 г.) по теме «Визуализация эндотелиальной функции человека: комплексный мультимаркерный подход» Договор № 17-04-00157\17 от «07» апреля 2017 г., руководитель гранта — ведущий научный сотрудник, к.б.н., Н.Г. Гуманова

Проект направлен на решение одной из актуальных проблем современной фундаментальной медицины, какой несомненно имеет место быть выявление начальных этапов развития сердечно-сосудистых заболеваний. Нарушение эндотелиальной функции, равнодействующая факторов риска и защитных функций организма человека, лежит в основе всей сердечно-сосудистой патологии. В данном проекте предлагается визуализировать эндотелиальную функцию с помощью шкалы состояний человека от нормального до глубокой патологии с выраженным поражением крупных сосудов, и оценить количественные взаимосвязи этих состояний с маркерами эндотелиальной функции, применив комплексный мультимаркерный подход. Комплексный подход, объединяет оценку морфофункциональных маркеров состояния как крупных коронарных сосудов, так и сосудов микроциркуляторного русла клиникоинструментальными методами в совокупности с определением биохимических регуляторных маркеров в части метаболома и протеома. Таким образом, можно будет визуализировать состояние человека, ассоциированное с начальным этапом нарушения эндотелиальной функции и определить ключевые регуляторные медиаторы, которые указывают на те сигнальные пути, нарушение которых приводит к ее развитию. Это позволит наметить новые подходы в стратегии профилактики сердечно-сосудистых заболеваний — основной причины смерти в развитых странах, но главное, основной причины внезапной смерти на пике физической активности.

— грантом президента в поддержку молодых ученых Министерства образования и науки Российской федерации (Минобрнауки России); Договор № 14.W01.16.7582-МК (2016-2017 г.) по теме: «Биохимические маркеры эндотелиальной дисфункции у больных с верифицированным атеросклерозом коронарных артерий», руководитель — старший научный сотрудник, к.б.н., М.В. Климушина

Основные научные достижения и публикации отдела за последние 3 года:

Новая медицинская технология Зарегистрирована в Министерстве здравоохранения РФ: «Экспресс-метод количественного определения метаболитов оксида азота в биологических жидкостях как маркера дисфункции сосудистого эндотелия» (Метельская В.А., Гуманова Н.Г., Оганов Р.Г.) ФС №2008/229 от 23.10.2008

Патент на изобретение «Способ выявления скрытой инсулинорезистентности» № 2367339 зарегистрировано 20.09. 2009 (Александрович О.В., Озерова И.Н., Деев А.Д., Перова Н.В., Оганов Р.Г., Метельская В.А.)

Патент на изобретение «Способ оценки атерогенности аполи-попротеин В-содержащих липопротеинов» № 261117 Бюлл. Изобр. 2016; зарегистрировано 10. 06.10.2016 (Метельская В.А., Гаврилова И.Н., Озерова И.Н., Яровая Е.Б., Бойцов С.А.)

Основные научные достижения Отдела представлены в публикациях рейтинговых журналов, цитируемых WoS, Scopus, большая часть из которых относится к Q1 по SJR.

Актуализировать список публикаций по истечении 2019 г можно, перейдя по ссылке: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=gumanova

Список основных публикаций отдела за 2016-2019 г

1. Gumanova NG, Klimushina MV, Smetnev SA, Kiseleva AV, Skirko OP, Meshkov AN,

Shanoyan AS, Kots AY, Metelskaya VA. Levels of nitric oxide metabolites, adiponectin and endothelin are associated with SNPs of the adiponectin and endothelin genes. Biomed Rep. 2019; 11(4):154-164. doi: 10.3892/br.2019.1238.

2. Smetnev S, Klimushina M, Kutsenko V, Kiseleva A, Gumanova N, Kots A, Skirko O, Ershova A, Yarovaya E, Metelskaya V, Meshkov A, Drapkina O. Associations of SNPs of the ADIPOQ Gene with Serum Adiponectin Levels, Unstable Angina, and Coronary Artery Disease. Biomolecules. 2019; 26;9(10). pii: E537. doi: 10.3390/biom9100537.

3. Gumanova NG, Deev AD, Kots AY, Shalnova SA. Elevated levels of serum nitriteand nitrate, NOx, are associated with increased total and cardiovascular mortality in an 8-year follow-up study. Eur J Clin Invest. 2019;49(3):e13061. doi: 10.1111/eci.13061.

4. Александрович О.В., Перова Н.В., Деев А.Д., Гомыранова Н.В., Метельская В.А. Уровень липопротеина(а) в сыворотке крови у лиц без клинических проявлений атеросклероза: взаимосвязь с факторами липидного и углеводного профиля и жесткостью артерий. Атеросклероз 2019; 15 (№1):5-14. doi: 10.15372/ATER20190101

5. Гуманова Н.Г., Климушина М.В., Метельская В.А. Оптимизация метода одноэтапного определения циркулирующих нитри- и нитрат-ионов (NOx) как фактора риска сердечно-сосудистой смерти. ptimization of Single-Step Assay for Circulating Nitrite and Nitrate Ions (NOx) as Risk Factors of Cardiovascular Mortality. Бюлл. Эксперим. Биол. Мед.2018;165(2):284-287. doi:10.1007/s10517-018-4149-z.

6. Gorshkov AY, Klimushina MV, Boytsov SA, Kots AY, Gumanova NG. Increase in perfused boundary region of endothelial glycocalyx is associated with higher prevalence of ischemic heart disease and lesions of microcirculation and vascular wall. Microcirculation. 2018; 25(4):e12454. doi: 10.1111/micc.12454.

7. Метельская В.А. Атеросклероз: мультимаркерные диагностические панели. Российский кардиологический журнал. 2018; (8):65-73. doi.org/10.15829/1560-4071-2018-8-65-73

8. Озерова И.Н., Метельская В.А., Гаврилова Н.Е. Атерогенная нормолипидемия у больных с коронарным атеросклерозом: особенности субфракционного спектра апо В-содержащих липопротеинов. Атеросклероз. 2018; 14 (№3): 5-11. doi: 10.15372/ATER20180301

9. Озерова И.Н., Метельская В.А., Гаврилова Н.Е. Субфракционный спектр апо В-содержащих липопротеинов у мужчин и женщин с коронарным атеросклерозом при терапии статинами. Атеросклероз и дислипидемии. 2018; 2018; 31(2): 17-24.

10. Гуманова Н.Г., Климушина М.В., Гаврилова Н.Е., Метельская В.А. Комбинированные маркеры начальной стадии  атеросклероза коронарных артерий. Биомедицинская химия. 2017;63(3):272-277.doi: 10.18097/PBMC20176303272.

11. Гомыранова Н.В., Перова Н.В., Александрович О.В., Евстафьева О.Л., Метельская В.А. Корреляты скорости распространения пульсовой волны с факторами риска атеросклеротических сердечно-сосудистых заболеваний и сахарного диабета. Профилактическая медицина. 2017; 20 (3): 28-33 doi.org/10.17116/profmed201720328-33

12. Метельская В.А., Гаврилова Н.Е., Яровая Е.А., Бойцов С.А. Интегрированный маркер: возможности неинвазивной диагностики коронарного атеросклероза. Российский кардиологический журнал. 2017; 146 (6):132-138. dx.doi/org/10.15829/1560-4071-2017-6-132-138

13. Klimushina MV, Gumanova NG, Metelskaya VA. Direct labeling of serum proteins by fluorescent dye for antibody microarray. Biochem Biophys Res Commun. 2017; 486(3):824-826. doi: 10.1016/j.bbrc.2017.03.136.

14. Gumanova NG, Deev AD, Zhang W, Kots AY, Shalnova SA. Serum nitrite and nitrate levels, NOx, can predict cardiovascular mortality in the elderly in a 3-year follow-up study. Biofactors. 2017; 43(1):82-89. doi: 10.1002/biof.1321.

15. Gumanova NG, Gavrilova NE, Chernushevich OI, Kots AY, Metelskaya VA. Ratios of leptin to insulin and adiponectin to endothelin are sex-dependently associated with extent of coronary atherosclerosis. Biomarkers. 2017; 22(3-4):239-245. doi: 10.1080/1354750X.2016.1201539.

16. Gumanova NG, Deev AD, Klimushina MV, Kots AY, Shalnova SA. Serum nitrate and nitrite are associated with the prevalence of various chronic diseases except cancer. Int Angiol. 2017; 36(2):160-166. doi: 10.23736/S0392-9590.16.03674-9.

17. Метельская В.А., Гаврилова Н.Е., Гуманова Н.Г., Литинская О.А., Яровая Е.Б., Бойцов С.А.  Комбинация визуальных и метаболических маркеров в оценке вероятности наличия и выраженности атеросклероза коронарных артерий Кардиология. 2016;56(7):47-53.

  • МЕТЕЛЬСКАЯ Виктория Алексеевна
    Руководитель, доктор биологических наук, профессор
  • ПЕРОВА Наталия Владимировна
    Доктор медицинских наук, профессор, ведущий научный сотрудник
  • ПОКРОВСКАЯ Мария Сергеевна
    Руководитель лаборатории "Банк биологического материала", кандидат биологических наук
  • ГУМАНОВА Надежда Георгиевна
    Кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник
  • КЛИМУШИНА Марина Вячеславовна
    Кандидат биологических наук, старший научный сотрудник
  • СИВАКОВА Оксана Викторовна
    Научный сотрудник
  • ДОЛУДИН Юрий Валерьевич
    Научный сотрудник
  • СТЕФАНЮК Оксана Владимировна
    Научный сотрудник
  • СКОРЛЯКОВ Илья Александрович
    Инженер
  • БОРИСОВА Анна Львовна
    Лаборант- исследователь
  • БОГДАНОВА Наталья Леонидовна
    Лаборант- исследователь
  • ЕФИМОВА Ирина Александровна
    Лаборант- исследователь