Разработка биофизических, биохимических, электрофизических методов диагностики и регуляции функционального состояния биосистем в норме и при развитии опухолевых, иммунных, воспалительных и нейродегенеративных заболеваний : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель С. Н. Черенкевич

Abstract

Объектом исследования являются тромбоциты, нейтрофилы, эритроциты, сыворотка крови человека, клетки карциномы гортани человека линии HEp-2, клетки глиомы крысы линии С6, клетки амниона человека линии FL, бета-клетки поджелудочной железы кролика. Цель работы – разработать биофизические, биохимические методы диагностики и регуляции функционального состояния биосистем в норме и при развитии опухолевых, иммунных, воспалительных заболеваний. Основными методами исследований являются: центрифугирование, фотометрический метод, методы атомно-силовой и конфокальной микроскопии, флуоресцентный метод, электро-физиологический метод, хемилюминесценция. Установлено, что при действии редокс-факторов на клетки рецепция и передача сигнала осуществляется с участием набора внутриклеточных функционально зависимых редокс-активных соединений, состояние которого количественно характеризуется с помощью параметров эффективный редокс-потенциал и редокс-буферная емкость. Разработан метод описания электрон-транспортной цепи с участием редокс-активных молекул на основе представления процессов переноса электронов с помощью эквивалентных электрических схем. Показано, что параметры редокс-свойств молекул могут выступать в качестве дескрипторов молекулярной структуры для определения количественного соотношения между величиной противоопухолевой активности органических соединений и их структурой. В результате исследований установлено, что углевод-зависимая регуляция функциональной активности тромбоцитов зависит от редокс-условий среды и обусловлена изменением числа функционально активных гликорецепторов на клеточной поверхности вследствие ремоделирования актинового цитоскелета клеток. С применением циклодекстринов выявлены активирующие НАДФН-оксидазу нейтрофилов лектиновые рецепторы, локализованные внутри и вне липидных рафтов. Использованные методы анализа с применением лектинов различной углеводной специфичностью позволяют определить биохимическую структуру олигосахаридов НАДФН-оксидазного комплекса нейтрофилов и роль липидных рафтов в активации фермента. Выявлено, что при прогрессировании ишемической болезни сердца повышение уровней провоспалительных цитокинов коррелирует с нарушением секреторной и кислородактивирующей способности фагоцитов, изменением в фагоцитах генерации NO. Обнаружено, что водные экстракты зверобоя, лабазника, руты, а также препараты на основе гемолимфы куколок шелкопряда и гомогената расплода пчел обладают высокой эффективностью ингибирования активности миелопероксидазы и генерации фагоцитами активных форм кислорода и азота. Методом спектроскопии электронного парамагнитного резонанса выявлены различия параметров распределения набора спиновых зондов в плазме крови здоровых людей и больных сахарным диабетом, хронической почечной и печеночной недостаточностью на стадиях компенсации и декомпенсации. Полученные результаты с использованием метода спинового зондирования плазмы крови могут быть применимы для оценки нарушений транспортной системы крови (альбумина и липопротеинов) при различных заболеваниях. Установлено, что включение производных хлорина е6 в состав наноструктурированных липидных комплексов позволяет значительно модифицировать процессы их взаимодействия с клетками. Фотосенсибилизирующая активность наноструктурированных липидных комплексов производных хлорина е6 существенно зависит от физико-химических свойств сенсибилизатора. Показано, что введение полупроводниковых нанокристаллов CdSe/ZnS (КТ) в краткосрочную культуру лимфоцитов сопровождается повреждением клеток как по механизму апоптоза, так и некроза. Выявлено наличие корреляции между уровнем накопления КТ и некроз-зависимыми процессами повреждения клеток. При выполнении НИР получено 4 патента, сделано 3 внедрения в учебный процесс БГУ и 2 внедрения в УП «Витебская биофабрика».