НАУЧНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ЦЕНТР «МЕДИЦИНСКАЯ ХИМИЯ» В Г. ЧЕРНОГОЛОВКА

Научно-образовательный центр МГОУ в г. Черноголовка

НОЦ создан в рамках реализации программы развития Биотехнологического инновационного территориального кластера «Пущино»

Цель создания НОЦ

Объединение материально-технической и кадровой базы ИПХФ РАН и МГОУ для проведения НИР и НИОКР, оказания научно-исследовательских и образовательных услуг в сфере разработки, первичных испытаний и выявления перспективных лекарственных препаратов для терапии социально значимых заболеваний, проведение комплексных исследований в сфере геоэкологического мониторинга.

Направления деятельности НОЦ

1. Поиск, разработка и получение биологически активных соединений.
2. Испытание биологической активности потенциальных лекарственных препаратов.
3. Исследования в сфере геоэкологии.
4. Разработка и внедрение образовательных программ и курсов.
5. Обучение и повышение квалификации специалистов отрасли.

Направления НИОКР

• Синтез потенциальных лекарственных препаратов и материалов для биомедицины.
• Анализ структуры и физико-химических свойств химических соединений и наноматериалов.
• Анализ качества и стабильности фармсубстанций.
• Выявление терапевтических мишеней и механизмов действия препаратов.
• Токсикологические исследования.
• Терапевтическая эффективность препаратов на экспериментальных моделях онкологических, сердечно-сосудистых заболеваний и травматических повреждений.
• Эффективность и безопасность изделий медицинского назначения.
• Фармакодинамика и фармакокинетика препаратов.
• Доклинические исследования безопасности препаратов.
• Разработка методов оценки состояния ландшафта и его компонентов для целей оптимизации территориального планирования;
• Определение критических антропогенных нагрузок на ландшафт; изучение механизмов эволюции геосистем в условиях изменения климата и разработка способов адаптации населения к трансформационным процессам в окружающей среде;
• Формирование банков данных о миграции элементов посредством внедрения перспективных технологий исследования геохимии ландшафтов;
• Проведение регионального мониторинга территорий на основе современных дистанционных и ГИС-технологий

Образовательная деятельность НОЦ

Основные направления развития образовательной деятельности НОЦ включают:

• Обучение студентов по программам ВПО по направлениям «Биология», «Химия», «География», «Биоэкология»;
• Обеспечение ознакомительной, производственной и преддипломной практики студентов;
• Подготовка кадров высшей квалификации – аспирантов МГОУ и ИПХФ РАН;
• Обучение по программам повышения квалификации кадров;
• Профессиональная переподготовка.

Лаборатории НОЦ являются базой для проведения всех видов практик для студентов биолого-химического и географического факультетов МГОУ. В лабораториях студенты всех курсов выполняют экспериментальную часть курсовых и выпускных-квалификационных работ, а так же являются соисполнителями исследовательских работ в рамках тематик лабораторий.

Продукция (услуги) НОЦ

1. Лабораторные протоколы синтеза и получение лабораторных образцов химических соединений.
2. Исследования in vitro на клеточных культурах и моделях терапевтических мишеней лекарственных препаратов.
3. Исследования in vivo на экспериментальных моделях онкологических заболеваний.
4. Обучение по программам ВПО по направлениям «Химия», «Биология», «География», «Биоэкология»;
5. Повышение квалификации ИТР и научно-исследовательского персонала.

Структура НОЦ

Директор НОЦ — – к.б.н. Д.А. Арешидзе

Лаборатория экспериментальной биологии и биотехнологии

заведующий – к.б.н. Д.А. Арешидзе

Направления работ:

• Исследование веществ – потенциальных лекарственных препаратов против болезни Альцгеймера
• Исследование веществ — потенциальных лекарственных препаратов против диабета II типа
• Исследование веществ — потенциальных противоопухолевых препаратов
• Разработка ранозаживляющих покрытий
• Фундаментальные исследования в области хронобиологии
• Фундаментальные исследования в области онтогенетической изменчивости адаптационного потенциала органов и тканей
• Фундаментальные и прикладные исследования в области персонализированной медицины, ранней диагностики социально-значимых заболеваний.

Лаборатория синтеза прекурсоров лекарственных соединений

заведующий – д.х.н. Санина Н.А.

Направления работ:

• Разработка методов синтеза химических соединений
• Синтез и очистка химических соединений
• Анализ структуры химических соединений
• Изучение физико-химических свойств химических соединений

Лаборатория молекулярной и клеточной биологии

заведующий – к.б.н. А.А. Терентьев

Направления работ:

• Исследование цитотоксических свойств химических соединений
• Механизмы клеточного ответа на действие химических соединений
• Молекулярные механизмы действия химических соединений

Лаборатория токсикологии и экспериментальной химиотерапии

заведующий – к.б.н. Д.В. Мищенко

Направления работ:

• Исследование биохимических механизмов действия химических соединений
• Исследование общетоксического действия химических соединений
• Исследование терапевтической эффективности химических соединений

Лаборатория геоэкологического мониторинга

заведующий – к.г.н. А.А. Медведков

Направления работ

• Разработка методов оценки состояния ландшафта и его компонентов для целей оптимизации территориального планирования;
• Определение критических антропогенных нагрузок на ландшафт; изучение механизмов эволюции геосистем в условиях изменения климата и разработка способов адаптации населения к трансформационным процессам в окружающей среде;
• Формирование банков данных о миграции элементов посредством внедрения перспективных технологий исследования геохимии ландшафтов;
• Проведение регионального мониторинга территорий на основе современных дистанционных и ГИС-технологий

Инновационная деятельность НОЦ.

В НОЦ МГОУ в г. Черноголовка осуществляются исследования как в рамках самостоятельных исследовательских программ МГОУ, так и совместно с другими научными и образовательными организациями.

В частности, совместно с ИПХФ РАН осуществляются исследования в области исследования потенциальных препаратов для терапии социально-значимых заболеваний. В рамках трехстороннего договора между МГОУ, ИПХФ РАН и СКФУ ведутся исследования новых веществ, обладающих противоопухолевой активностью. В рамках трехстороннего договора между МГОУ, НИИ Морфологии РАН и ИПХФ РАН осуществляются исследования морфофункциональных особенностей эндотелия кровеносных сосудов при новообразованиях, фиброза лёгких, а так же особенностей возникновения и протекания алкогольной болезни.

В 2017-2020 гг. НОЦ участвует в выполнении ФЦП «Доклинические исследования полифункционального лекарственного средства, действующего на NO-гуанилатциклазу, ФДЭ цГМФ и перекисные радикалы белков и липидов для лечения хронической ишемической болезни сердца

Партнерами НОЦ являются ООО «Фарма-НИТ», ООО «Плат-АН», ООО «ЛЕРАН», ООО «Бьюти-Лабс», ООО «Мультиген», OOO «Скай ЛТД»

За период функционирования лаборатории сотрудниками опубликовано более 50 статей в журналах WoS и Scopus, 1 монография, получено 5 патентов РФ, правообладателем которых является МГОУ, 2 патентных заявки находятся на рассмотрении.

Перспективные и планируемые разработки НОЦ

• Разработка и исследование средств для терапии сахарного диабета 2 типа;
• Разработка и исследование средств для терапии болезни Альцгеймера;
• Разработка и исследование гепатопротекторов;
• Исследование молекулярных путей клеточного ответа на цитотоксическое действие потенциальных противоопухолевых соединений разных классов;
• Исследование токсичности и терапевтической эффективности потенциальных противоопухолевых соединений разных классов;
• Исследование композиции природных субстанций, обладающих антиэндометриозной активностью;
• Исследование композиции природных субстанций, обладающих иммуномодулирующей активностью;
• Исследование особенностей возникновения и протекания алкогольной болезни;
• Исследования морфофункциональных особенностей эндотелия кровеносных сосудов при новообразованиях;
• Исследование фиброза лёгких.
• Разработка методов оценки состояния ландшафта и его компонентов для целей оптимизации территориального планирования;
• Изучение механизмов эволюции геосистем в условиях изменения климата и разработка способов адаптации населения к трансформационным процессам в окружающей среде;
• Формирование банков данных о миграции элементов посредством внедрения перспективных технологий исследования геохимии ландшафтов;
• Проведение регионального мониторинга территорий МО на основе современных дистанционных и ГИС-технологий.

Информация о НОЦ в СМИ

• https://www.facebook.com/mii.mosreg.ru/posts/922939757861977
• http://mii.mosreg.ru/sobytiya/novosti-ministerstva/05-05-2016-11-04-42-otkrytie-unikalnogo-nauchno-obrazovatelnogo-tsentr
• https://www.youtube.com/watch?v=e3T4MIRqFO0
• https://360tv.ru/news/nauka/festival-nauka-0-startoval-v-podmoskove/?fbclid=IwAR1vBHXJ6KhjC_I2aPaL58q-t5bXsBDZ8djK0GZ7P8blfsoIGoMS9mkGE8s
• https://www.facebook.com/kozozaka/videos/vb.100004228453366/904725749678365/?type=2&video_source=user_video_tab

Услуги, предлагаемые НОЦ (контрактные НИОКР)

Тематики НИОКР (примерные)

• Определение биологической активности химических соединений
• Скрининг химических соединений
• Определение механизма действия химических соединений
• Токсикологические исследования химических соединений
• Определение терапевтической эффективности химических соединений
• Создание мазей, гелей косметических и лекарственных

Виды исследований

1. Биохимические исследования

1.1. Исследование активности ферментов

1.1.1. На модели клеточных культур млекопитающих

1.1.2. В органах животных (грызуны)

1.1.3. На очищенных ферментах

Фотометрические и флуориметрические системы определения активности ферментов (окрашенный продукт/субстрат)

Первичное определение влияния химических соединений на активность ферментов.

Ингибиторный анализ, определение концентрации IC50, определение механизма ингибирования.

Стандартные исследования ферментов:

• Моноаминооксидазы А и В;
• Супероксиддисмутаза;
• Каталаза;
• Глутатионпероксидаза;
• Фосфодиэстеразы цАМФ и цГМФ;
• Ca²⁺/Mg²⁺-АТФаза.

Исследование активности ферментов по согласованию с заказчиком:

разработка адекватных условий эксперимента

проведение исследования и анализ результатов

Сроки ыполнения – от 2 недель до нескольких месяцев (сроки зависят от объекта исследования и экспериментальной системы)

Минимальный заказ – от 1 соединения

Минимальный объем исследования – 1 фермент при одной концентрации исследуемого соединения.

1.2. Исследование антиоксидантного статуса

1.2.1. Активные формы кислорода (АФК)

1.2.1.1. На модели клеточных культур млекопитающих

1.2.1.2. В водных растворах

Фотометрические и флуориметрические системы определения АФК.

Определение общих АФК

Определение супероксид-аниона

Исследование активности ферментов по согласованию с заказчиком:

разработка адекватных условий эксперимента

проведение исследования и анализ результатов

Сроки выполнения – от 2 недель

Минимальный заказ – от 1 соединения

Минимальный объем исследования – 1 вид исследований АФК при одной концентрации исследуемого соединения.

1.2.2. Окислительный стресс

1.2.2.1. Малоновый диальдегид

1.2.2.1.1. На модели клеточных культур млекопитающих

1.2.2.1.2. В органах животных (грызуны)

1.2.2.2. Перекисные модификации белков

1.2.2.2.1. На модели клеточных культур млекопитающих

1.2.2.2.1. В органах животных (грызуны)

1.2.2.3. Восстановленный/окисленный глутатион

1.2.2.3.1. На модели клеточных культур млекопитающих

1.2.2.3.1. В органах животных (грызуны)

Исследование окислительного стресса по согласованию с заказчиком:

разработка адекватных условий эксперимента

проведение исследования и анализ результатов

Сроки выполнения – от 2 недель

Минимальный заказ – от 1 соединения

Минимальный объем исследования – 1 маркер окислительного стресса при одной концентрации исследуемого соединения.

2. Молекулярно-биологические исследования

2.1. Экспрессия генов:

2.1.1. На модели клеточных культур млекопитающих

2.1.2. В органах животных (грызуны)

Экспрессия генов по согласованию с заказчиком:

разработка адекватных условий эксперимента

подбор оптимальных праймеров

проведение исследования и анализ результатов

Сроки выполнения – от 1 месяца

Минимальный заказ – от 1 гена (+ 1 опорный ген)

2.2. Экспрессия белков:

2.2.1. На модели клеточных культур млекопитающих

2.2.2. В органах животных (грызуны)

Экспрессия белков по согласованию с заказчиком:

исследование методом иммуноблотинга

исследование методом иммуноферментного анализа

разработка адекватных условий эксперимента

подбор оптимальных антител

проведение исследования и анализ результатов

Сроки выполнения – от 2 недель до несколько месяцев (срок связан с поставкой антител)

Минимальный заказ – от 1 белка (+ 1 опорный белок для иммуноблотинга)

2.3. Внутриклеточная локализация белков (фракционирование).

Определение локализации белков методом иммуноблотинга после фракционирования клеток.

Стандартный протокол фракционирования – цитозоль/ядро.

разработка адекватных условий эксперимента

подбор оптимальных антител

проведение исследования и анализ результатов

Сроки выполнения – от 2 недель до несколько месяцев (срок связан с поставкой антител)

Минимальный заказ – от 1 белка (+ 1 опорный белок для иммуноблотинга)

2.4. Внутриклеточная локализация белков (флуоресцентная микроскопия)

Определение локализации белков методом флуоресцентной микроскопии путем окрашивания меченными антителами и специфическими красителями.

разработка адекватных условий эксперимента

подбор оптимальных антител

проведение исследования и анализ результатов

Сроки выполнения – от 2 недель до несколько месяцев (срок связан с поставкой антител)

Минимальный заказ – от 1 белка

2.5. Состояние белков

Исследование состояния (ковалентные модификации, гибролиз) белков по согласованию с заказчиком:

исследование методом иммуноблотинга

разработка адекватных условий эксперимента

подбор оптимальных антител

проведение исследования и анализ результатов

Сроки выполнения – от 2 недель до несколько месяцев (срок связан с поставкой антител)

Минимальный заказ – от 1 белка (+ 1 опорный белок для иммуноблотинга)

3. Исследования по клеточной биологии

3.1. Цитотоксичность (токсикология).

Проведение исследования токсичности на линии нормальных клеток в культуре.

Получение кривой «доза-эффект», определение дозы IC50.

разработка адекватных условий эксперимента

проведение исследования и анализ результатов

Сроки выполнения – от 3 недель

Минимальный заказ – от 1 соединения.

3.2. Цитотоксичность (противоопухолевый потенциал).

Проведение исследования токсичности на линиях опухолевых и нормальных клеток в культуре.

Получение кривых «доза-эффект», определение дозы IC50 для опухолевых и нормальных клеток.

разработка адекватных условий эксперимента

проведение исследования и анализ результатов

Сроки выполнения – от 6 недель

Минимальный заказ – от 1 соединения.

Минимальный объем исследования – 2 линии клеток (одна опухолевая линия + одна нормальная линия).

3.3. Клеточный цикл/клеточная гибель

Исследование распределения клеток по фазам клеточного цикла и относительного количества гибнущих клеток в норме и при действии соединений.

Определение методом проточной цитофлуориметрии

Исследование может быть связано с определением цитотоксичности (пп. 3.1, 3.2).

разработка адекватных условий эксперимента

проведение исследования и анализ результатов

Сроки выполнения – от 2 недель

Минимальный заказ – от 1 соединения.

Минимальный объем исследования – 1 временная точка при одной концентрации соединения.

3.4. Апоптоз (исследование маркеров апоптотической гибели).

разработка адекватных условий эксперимента

проведение исследования и анализ результатов

3.4.1. Морфологическая характеризация

Микроскопия (блеббинг), флуоресцентная микроскопия (морфология клеточных ядер)

Сроки выполнения – от 2 недель

Минимальный заказ – от 1 соединения.

Минимальный объем исследования – 1 временная точка при одной концентрации соединения.

3.4.2. Активность каспаз (условия сходны с пп. 2.2-2.5)

Определение по иммуноблотингу (состояние PARP)

Определение по флуоресцентным субстратам (аналог иммуноферментного анализа)

3.4.3. Экстернализация фосфатидилсерина

Определение методом проточной цитофлуориметрии

Сроки выполнения – от 2 недель до нескольких месяцев (срок связан с поставкой реагентов)

Минимальный заказ – от 1 соединения.

Минимальный объем исследования – 1 временная точка при одной концентрации соединения.

4. Доклинические исследования безопасности и эффективности

5.Генетические исследования.

Определение мутаций в конкретном гене.

Фармакогенетика.

Определение предрасположенности к лекарственной терапии.

Сроки выполнения – от 2 недель до нескольких месяцев (срок связан с поставкой реагентов)

Коллектив лаборатории экспериментальной биологии и биотехнологии

Заведующий лаборатории  экспериментальной биологии и биотехнологии, к.б.н. Арешидзе Давид Александрович

Младший научный сотрудник, выпускница биолого-химического факультета МГОУ  Козлова Мария Александровна

Лаборатория экспериментальной биологии и биотехнологии НОЦ МГОУ в своей деятельности использует следующие методики:
Макроскопический анализ.
Патоморфологический анализ.
Гистологические исследования.
Гистохимические исследования.
Гематологические исследования.
Биохимические исследования.
Определение количества живых и мёртвых клеток в тканях.
Все виды оптической микроскопии
Генетический анализ.

Лаборатория оснащена самым современным био-медицинским оборудованием

В отделе генетического анализа функционирует уникальный комплекс генетического анализа на базе времяпролётного масс-спектрометра MassARRAY 4.0.

Основные научные связи лаборатории:
НОЦ МГОУ Медицинская химия
Институт проблем химической физики РАН
Институт физиологически активных веществ РАН
Северо-Кавказский Федеральный университет

Основные научно-практические связи лаборатории:
АО «ВЕКТОР-БЕСТ»
OOO ПЛАТ-АН
ЗАО СКАЙ ЛТД

Структура лаборатории включает в себя отдел световой микроскопии, отдел экспериментальной морфологии и физиологии, отдел генетического анализа, виварий.

Достижения лаборатории:
Дипломом и медаль на международной специализированной выставке «Мир Биотехнологии 2015». Получены 2 патента, поданы заявки еще на 2 изобретения.

Коллектив лаборатории публикует результаты наших исследований в журналах, цитируемых в международных базах данных. Это журналы, издаваемые в США, Канаде, Австрии, Италии, Греции, Индии и др. За 3 года опубликовано более 35 статей.