Биотехнологии 2015 Сборник материалов международного конгресса

SECTION | | “BIOTECHNOLOGY AND MEDICINE”

УДК 54.057

ДИЗАЙН И СИНТЕЗ КОМПОНЕНТОВ ЛИПОСОМ ПРОЛОНГИРОВАННОГО ДЕЙСТВИЯ С ДИСУЛЬФИДНЫМ РАЗРЫВАЮЩИМСЯ ЛИНКЕРОМ Сарычев Г.А., Буданова У.А., Себякин Ю.Л.

Московский государственный университет тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия.

119571, Москва, проспект Вернадского, д.86 Email: sarychevgregor@gmail.com

С целью увеличения времени активности липосольной дисперсии, в нашей лаборатории был разработан и осуществлен синтез модифицированного компонента липосомальных агрегатов следующего вида (Рис.1):

Рис. 1

Блок I представляет собой гидрофобный якорь, представленный дигексадециловым эфиром L-глутаминовой кислоты, модифицированный фрагментом янтарного ангидрида. Блок II – линкер на основе цистамина, используется для дистанцирования полярной головы, за счет разрыва дисульфидной связи в организме под действием глютатионов уменьшается токсичность. Блок III является полярной частью молекулы, для создания которой использовался окисленный оста - ток О-метилполиэтиленгликоля.

Ожидается, что включение данного соединения в липосомальный бислой, позволит пролонгировать стабильность образуемых агрегатов. Наличие линкера с дисульфидной связью обеспечит отщепление ПЭГа, и как следствие большую биодоступность переносмого липосомами активного агента.

Описанные результаты были получены в рамках выполнения государственного задания Минобрнауки России, номер проекта 4.128.2014/K.

СЕКЦИЯ | | «БИОТЕХНОЛОГИЯ И МЕДИЦИНА»

UDC 54.057

DISIGHNAND SINTHESIS OF LIPOSOME’S COMPONENTS FOR LONG-ACTION WITH DISULFIDE CLEAVEBLE LINKER

Sarychev G.A., Budanova U.A., Sebyakin Y.L.

Lomonosov Moscow State University of Fine Chemical Technology, Moscow, Russia. 119571, Moscow, prospect Vernadskogo, 86. Email: sarychevgregor@gmail.com

To increase the time of activity of lysosomal dispersion in our laboratory was designed and synthesized a modified liposome unit’s component of the following form (Fig.1):

Fig. 1

Block I is hydrophobic domain, formed by L-glutamic acid dihexadecil ester, was modifiedby succinic anhydride fragment. Block II – linker based on cystamine, was used for polar head group’s distancing, with cleaving of disulfide bond in body, affected by glutationes, toxicity would be reduced. Block III is a polar head group of molecule, was obtained by O-methyl etilenglicol oxidation.

Expected, that including of this compound into liposomal bilayer, allow to roll stability of formed units, PEG removal is provided by disulfide linker, that will increase bioavailability of contained in liposomes drug agent.

Theseresultswereobtainedintheframeworkofthestateorder oftheRussianMinistryOfEducation, project number 4.128.2014/K.

УДК 535.71

ПОЯВЛЕНИЕ УПОРЯДОЧЕННОСТИ МЕМБРАН В ЛИПОСОМАХ ПОД ДЕЙСТВИЕМ НАНОДИСПЕРСНОГО ПОРОШКА ЖЕЛЕЗА Шаталова О.В., Фаткуллина Л.Д., Кривандин А.В., Голощапов А.Н., Бурлакова Е.Б.

ФГБУН Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН, Москва, Россия 119334, Москва, ул. Косыгина, 4.

e-mail: shatalova@sky.shph.ras.ru

Исследовано действие нанодисперсного порошка железа на мембраны липосом методом

малоуглового рентгеновского рассеяния. Установлено, что нанодисперсный порошок железа

способен приводить к упорядочению мембран в липосомах. Этот результат является прямым

доказательством действия наночастиц железа на липидные мембраны.

Ключевые слова: нанодисперсный порошок железа, липидные мембраны, липосомы, мало- угловое рентгеновское рассеяние

Для разработки методов оценки безопасности действия наночастиц металлов на организм

человека и животных крайне важно детальное изучение действия наночастиц металлов на кле - точные мембраны. В этой работе методом малоуглового рентгеновского рассеяния исследовано

80 Конгресс «БИОТЕХНОЛОГИЯ: СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ» 17-20 марта 2015

SECTION | | “BIOTECHNOLOGY AND MEDICINE”

действие нанодисперсного порошка железа на липосомы, сформированные из яичного фосфатидилхолина. Нанодисперсный порошок железа был получен методом гетерофазного взаимодействия и охарактеризован при помощи рентеновской порошковой дифрактометрии (α-Fe со средним размером кристаллитов ~30 нм). При инкубации суспензии липосом из яичного фосфатидилхолина, не имеющих изначально упорядоченной укладки мембран, с нанодисперсным порошком железа в течение нескольких суток на кривой малоуглового рентгеновского рассеяния появляется дифракционный максимум, который свидетельствует о формировании

всуспензии липосом упорядоченной многослойной структуры из липидных мембран с периодом укладки мембран ~7 нм. В отсутствие нанодисперсного порошка железа в контрольной суспензии липосом формирования таких упорядоченных многослойных мембранных структур не наблюдается. Полученные результаты являются прямым доказательством действия наночастиц железа на липидные мембраны. По-видимому, такое действие нанодисперсного порошка железа объясняется изменением сил взаимодействия липидных мембран в суспензии в результате изменения поверхностного заряда мембран под действием ионов, поступающих в суспензию

вприсутствии нанодисперсного порошка железа.

UDK 535.71

ARISING OF MEMBRANE ORDERING IN LIPOSOMES UNDER THEACTION OF NANODISPERSED IRON POWDER

O.V. Shatalova, L.D. Fatkullina,A.V. Krivandin,A.N. Goloschapov, E.B. Burlakova

Emanuel Institute of Biochemical Physics RAS, Moscow, Russia 4  Kosygin Street, Moscow, 119334

e-mail: shatalova@sky.shph.ras.ru

The action of nanodispersed iron powder on the membranes of liposomes was studied by the method of small-angle X-ray scattering. It was established that nanodispersed iron powder is able to induce membrane ordering in lipodmes. This result is an evidence of the action of iron nanoparticles on lipid membranes.

Keywords: nanodispersed iron powder, lipid membranes, liposomes, small-angle X-ray scattering.

To develop the methods of assessment of the safety of the action of metal nanoparticles on the human body and animals the detailed study of the action of metal nanoparticles on cell membranes is extremely important. In this work the action of nanodispersed iron powder on liposomes prepared from egg phosphatidylcholine was studied by small-angle X-ray scattering. The nanodispersed iron

powder was obtained by the method of heterophase interaction and was characterized by X-ray pow- der diffractometry (α-Fe with average crystal size ~30 nm). During incubation of the suspension of egg phosphatidylcholine liposomes, which initially had no membranes ordered stacking, with iron nanodispersed powder the diffraction peak on the small-angle X-ray scattering curve appeared within several days, which indicates the formation of an ordered lipid membrane multilayer structure in li- posome suspension with membrane stacking period ~ 7 nm. In the absence of the nanodispersed iron powder in a control liposome suspension the formation of such ordered membrane multilayer struc- tures was not observed. The result obtained is a direct proof of the action of iron nanoparticles on the lipid membranes. Apparently such action of nanodispersed iron powder may be explained by the changing of intermembrane interaction forces in liposome suspension resulting from the changes in the membrane surface charge by ions emerging in suspension from nanodispersed iron powder.

СЕКЦИЯ | | «БИОТЕХНОЛОГИЯ И МЕДИЦИНА»

УДК 576.522

ТЕТРАМЕРНЫЙ БЕЛОК, СПОСОБНЫЙ К СЕЛЕКТИВНОМУ УЗНАВАНИЮ КЛЕТОК МЕЛАНОМЫ ЧЕЛОВЕКА Сыркина М.С.1,2*, Рубцов М.А.1, Вейко В.П.2

1МГУ имени М.В.Ломоносова, Москва, Россия;119899, Москва, Ленинские Горы, 1/12 2Институт биохимии им. А.Н.Баха РАН, Москва, Россия; 119071, Москва, Ленинский проспект, 33, корп. 2

*e-mail: krimsy@yandex.ru

Получен тетрамерный белок SR15, обладающий способностью связывать интегриновые рецепторыαvβ1,αvβ3,αvβ5,αvβ8,αvβ6иα5β1наповерхностиклетокмеланомычеловека(MeWo) и снижать пролиферативную активность таких клеток.

Ключевые слова: меланома, интегрин, RGD, стрептавидин

Участие молекул клеточной адгезии в процессе инвазии метастазирующих опухолей в окружающие ткани активно исследуется в настоящее время. Известно, что повышенная инвазивность и способность к метастазированию, характерные для меланомы на стадии вертикального роста, опосредованы специфическими интегриновыми рецепторами. Некоторые типы интегринов, гиперэкспрессирующиеся в клетках меланомы c высоким метастатическим потенциалом и имеющих низкий уровень экспрессии в нормальных меланоцитах, могут использоваться в качестве мишеней при создании противомеланомных препаратов и диагностических средств. Среди таких интегринов – рецепторы, узнающие трипептид RGD.

Нами был получен экспрессиионный вектор, аналогичный конструкциям, описанным в [1, 2]. Данный вектор обеспечивает продукцию в клетках E. coli стрептавидина, слитого с RGDсодержащимпептидом(SR15).Былапродемонстрированаспособностьтакогобелкак селективному связыванию интегринов αvβ1, αvβ3, αvβ5, αvβ8, αvβ6 и α5β1 на поверхности меланомных клеток человека (MeWo).

ИзображенияклетоклинииMeWo,фиксированныхпослеинкубациис FITC-меченымбелком SR15, полученные методом конфокальной микроскопии, позволили детектировать светящиеся точки на мембране и в компартменте, типичном для расположения эндосом. Из литературных данных известно, что активированные рецепторы проходят эндоцитоз с последующим рециклингом [3]. Таким образом, наблюдаемая интернализация, возможно, возникала вследствие активации интегриновых рецепторов, связавших лиганд.

С помощью теста XTT было установлено, что белок SR15 в концентрации 0,0015 мкМ снижает пролиферативную активность клеток линии MeWo на 15% [4].

Работа выполнена при частичном финансировании из средств ГК 14.N08.12.0009 (Министерство образования и науки РФ), гранта РФФИ 13–04–01875 Ссылки:

1.  Syrkina M.S., Shirokov D., Rubtsov M., Kadyrova E.L., Veiko V.P., Manuvera V.A.Preparation

and functional evaluation of RGD-modified streptavidin targeting to integrin-expressing melanoma

cells.// Protein Eng Des Sel. 2013. Vol. 26. № 2. P. 143–150

2.  Сыркина М.С., Рубцов М.А., Широков Д.А., Вейко В.П., Попов В.О.Слитый белок, спец-

ифически узнающий меланомные клетки. // Патент РФ № RU 2012150079 A

3.  ArjonenA.,AlankoJ., VeltelS., IvaskaJ. Distinct RecyclingofActiveand Inactiveβ1 Integrins.

// Traffic. – 2012. Vol. 13. P. 610–625

4.  Syrkina M.S., RubtsovM., ShirokovD., VeikoV.P.RGD-modifiedstreptavidin selectively binds to and inhibits growth of cancer cells.// FEBS Journal. 281, C. 501–501

82 Конгресс «БИОТЕХНОЛОГИЯ: СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ» 17-20 марта 2015

SECTION | | “BIOTECHNOLOGY AND MEDICINE”

RGD-MODIFIED STREPTAVIDIN SELECTIVELY BINDS TOAND INHIBITS GROWTH OF CANCER CELLS

Syrkina M.S.1,2*, Rubtsov M.A.1, Veiko V.P.2

1Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russian Federation Leninskie Gory, 1/12, 119899, Moscow

2A.N.Bakh Institute of Biochemistry RAS, Moscow, Russian Federation Leninsky prospekt, 33/2, 119071, Moscow

*e-mail: krimsy@yandex.ru

A tetrameric protein SR15 with an ability to decrease the proliferation rate of melanoma cells (MeWo) has been constructed. This effect results from the selective binding of SR15 with integrin receptors αvβ1, αvβ3, αvβ5, αvβ8, αvβ6 and α5β1 which are presented on the surface of such cells.

Keywords: melanoma, integrin, RGD, streptavidin

Nowadays the important role of cell adhesion molecules in invasion of metastatic tumor in surrounding tissues is well known. In particular the increased invasiveness and metastasizing that is typical for vertically growing melanoma is known to be mediated by specific integrins. So, several integrins which are overexpressed in melanoma cells with high metastatic potential and exhibits low expression level in normal melanocytes used to be an attractive targets for melanoma diagnostics and therapy.Amongsuch promising targets thereare integrins which recognizetheRGD peptide sequence.

An expression vector analogous to constructs described in [1, 2] has been constructed. This vector provides the production of the streptavidin fused with RGD-bearing peptide (SR15) in E. coli. This protein was demonstrated to bind selectively to integrins αvβ1, αvβ3, αvβ5, αvβ8, αvβ6 and α5β1 on the surface of human melanoma cells (MeWo).

Сonfocal fluorescent imaging of MeWo cells, fixed after incubation with FITC-labeled SR15 enables to detect luminous spots on the membrane and in the compartment which is typical for endosome location. Internalization observed might be caused by activation of the integrin receptors after binding with ligand. It’s known that activated receptors undergo endocytosis with the following recycling [3].

An influence of different concentrations of SR15 on cell viability was estimated by XTT-test. It was demonstrated that incubation of MeWo in the presence of 0,0015 lM SR15 leads to decrease in proliferation rate (up to 15%).

This work is partially supported by: RFBR grant 13–04–01875 and MSERF grant 14.N08.12.0009. References:

1.  Syrkina M.S., Shirokov D., Rubtsov M., Kadyrova E.L., Veiko V.P., Manuvera V.A.Preparation and functional evaluation of RGD-modified streptavidin targeting to integrin-expressing melanoma cells.// Protein Eng Des Sel. 2013. Vol. 26. № 2. P. 143–150

2.  Сыркина М.С., Рубцов М.А., Широков Д.А., Вейко В.П., Попов В.О.Слитый белок, спец- ифически узнающий меланомные клетки. // Патент РФ № RU 2012150079 A

3.  ArjonenA.,AlankoJ., VeltelS., IvaskaJ. Distinct RecyclingofActiveand Inactiveβ1 Integrins. // Traffic. 2012. Vol. 13. P. 610–625

4.  Syrkina M.S., RubtsovM., ShirokovD., VeikoV.P.RGD-modifiedstreptavidin selectively binds to and inhibits growth of cancer cells.// FEBS Journal. 281, C. 501–501

СЕКЦИЯ | | «БИОТЕХНОЛОГИЯ И МЕДИЦИНА»

ПОЛУЧЕНИЕ АКТИВНОГО ПОСЕВНОГО МАТЕРИАЛА STREPTOMYCES LAVENDULAE

C ИСПОЛЬЗОВАНИЕM ЛАБОРАТОРНОГО ШЕЙКЕРА CERTOMAT® Умнова О.А., Булдакова Т.В., Колодязная В.А., Яковлева Е.П.

ГБОУ ВПО Санкт-Петербургская государственная химико-фармацевтическая академия, СанктПетербург, Россия 197376, Санкт-Петербург, ул. проф. Попова, д. 14

E-mail: olga.umnova@pharminnotech.com

Технология получения фермента холестеролоксидазы осуществляется в два этапа: выращивание посевного материала и ферментация. Предлагается проводить процесс выращивания посевного материала на современном оборудовании – лабораторном шейкереCERTOMAT® CTplus (SartoriusAG) взамен устаревшей технологии на качалочной платформе в термостатируемых условиях.

Ключевые слова: ферментация, холестеролоксидаза, посевной материал, качалочная платформа, лабораторный шейкер.

Внастоящее время диагностические тест-системы нашли широкое применение в медицинской практике. С помощью них осуществляют анализ содержания холестерина в сыворотке или плазме крови. Одним из компонентов такой тест-системы является фермент холестеролоксидаза, который катализирует окисление холестерина и относится к классу оксидоредуктаз.

Впромышленности фермент холестеролоксидазу получают микробным синтезом[1]. На кафедре биотехнологии СПХФА для проведения процесса биосинтеза используют культуру ми-

кроорганизма Streptomyceslavendulae.

Одним из существенных условий успешного проведения процесса культивирования продуцентаявляетсяполучениеактивногопосевногоматериала.Ранеепосевнойматериалвыращивалсяв качалочныхколбахна750млс использованиемкачалочнойплатформыв термостатируемой комнате, температура в которой поддерживалась с помощью радиатора. Показано, что культура при глубинной ферментации в условиях качалочных колб образует ферментс уровнем активности достаточным для егопоследующего выделения[2]. Однако такой метод выращивания посевного материала имеет ряд существенных недостатков.

Главным недостатком является невозможность регулирования параметров культивирования продуцента. Это исключает достижимость проведения процесса в стандартных условиях[3]. Таким образом, значительно затрудняется масштабирование[4]процесса ферментации с качалочных колб в лабораторный биореакторBiostatAplus[5], что является следующим этапом исследования.

Помимо этого, существенными недостатками качалочной платформы можно считать ее высокий уровень износа и отсутствие на рынке качалочных колб, которые сняты с производства.

Этот факт ставит под сомнение возможность в дальнейшем проводить исследования с исполь-

зованием данного устройства.

Для решения всех проблем на стадии выращивания посевного материала предлагается ис -

пользоватьлабораторныйшейкер CERTOMAT®CTplus[6].Использованиешейкеразначительно

упрощает задачу, поскольку система полностью автоматизирована. Возможен полный контроль

параметров процесса, что позволяет подобрать наиболее оптимальные условия получения по-

севного материала, а именно объем питательной среды, время культивирования, температуру,

влажность, количество оборотов вращения платформы[7].

Получение активного стандартного посевного материала продуцента холестеролоксидазы

Streptomyceslavendulae является необходимым условием для проведения процесса биосинтеза фермента с использованием пилотной установки в лаборатории[8].

84 Конгресс «БИОТЕХНОЛОГИЯ: СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ» 17-20 марта 2015

SECTION | | “BIOTECHNOLOGY AND MEDICINE”

Список литературы:

1.  Richmond W. Preparation and Properties of a Cholesterol Oxidase from Nocardia sp. and its Application to the Enzymatic Assay of Total Cholesterol in Serum /Richmond W. // CLINICAL CHEMISTRY, Vol.19, No. 12, 1973. – P. 1350–1356.

2.  Стребулаева Е.А. Поддерживающий отбор для выбора активного клона Streptomyceslavendulae – продуцента фермента // Е.А. Стребулаева, Т.В. Булдакова // Сборник материалов IV Всероссийской научной конференции студентов и аспирантов с международным участием «Молодая фармация – потенциал будущего», Санкт-Петербург 14–15 апреля 2014 г. –

СПб.: СПХФА, 2014. С. 217–221.

3.  Бирюков В.В. Основы промышленной биотехнологии. – М.: КолосС, 2004. – 296 с.: ил. – (Учебники и пособия для студентов высш. учеб. заведений).

4.  Бирюков В.В. Оптимизация периодических процессов микробиологического синтеза // Кантере В.М. – М.: Наука, 1985. – 296 с.

5.  Умнова О.А. Оптимизация процесса культивирования продуцента холестеролоксидазы Streptomyceslavendulae в условиях лабораторной пилотной установки BiostatAplus // О.А. Умнова, Д.С. Степанин, Т.В. Булдакова // Сборник материалов IV Всероссийской научной конференции студентов и аспирантов с международным участием «Молодая фармация – потенциал будущего», Санкт-Петербург 14–15 апреля 2014 г. – СПб.: СПХФА, 2014. С. 347–349.

6.  Бугрова В.А. Стандартизация параметров культивирования S. lavendulae // В.А. Бугрова, Е.А.Стребулаева,Т.В. Булдакова,В.А. Колодязная,Е.П. Яковлева//МатериалыМеждународной научно-практической конференции «Биотехнология и качество жизни», Москва 18–20 марта 2014 г. – М.: ЗАО «Экспо-биохим-технологии», РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2014. С. 125–127.

7.  Яковлева Е.П. Использование современного оборудования компании SartoriusStedim­­ Biotech в учебном процессе и научных исследованиях // Е.П. Яковлева, В.А. Колодязная, Н.В. Котова, О.В. Топкова, Т.В. Булдакова, А.Н. Серкова // Сборник материалов учебно-методи- ческой конференции «Инновации в подготовке кадров для фармацевтической отрасли», Санкт-

Петербург, 25 марта 2014 г. – СПб.: СПХФА, 2014. С. 171–174.

8.  Колодязная В.А. Инновационные подходы к оптимизации процесса биосинтеза холестеролоксидазы // В.А. Колодязная, Т.В. Булдакова, В.А. Бугрова, Е.П. Яковлева // Сборник материалов II Всероссийскойнаучно-практической конференции с международным участием «Инновации в здоровье нации», Санкт-Петербург 17 ноября 2014 г. – СПб.: СПХФА, 2014. С. 395–399.

9.  Кантере В.М. Теоретические основы технологии микробиологических производств: Учебник и учеб. Пособия для студентов высш. учеб. Заведений. – М.: Агропромиздат, 1990. – 271с.

10.  Тихонов И.В. Биотехнология: Учебник / Рубан Е.А.– СПб.: ГИОРД, 2005. – 792с.

THE PRODUCTIONACTIVE INOCULUM STREPTOMYCES LAVENDULAE USING LABORATORY SHAKER CERTOMAT®

Umnova O.A., Buldakova T.V., Kolodyaznaya V.A., Jakovleva E.P.

St. Petersburg State Chemical-Pharmaceutical Academy of Ministry of Health of Russia, ProfessoraPopovast., 14A, post code 197376

E-mail: olga.umnova@pharminnotech.com

Nowadays diagnostic test-systems are widely used in medical practice. The amount of cholesterol in the blood plasma or serum can be measured with the help of such tests. This cholesterol screening

СЕКЦИЯ | | «БИОТЕХНОЛОГИЯ И МЕДИЦИНА»

tests consist the cholesterol oxidase enzyme as a component, which catalyzes the oxidation of cholesterol and belongs to the family of oxidoreductases.

The cholesterol oxidaseenzyme is produced industrially by microbiological synthesis. At the Departmentof BiotechnologySPCPAto carryout cholesteroloxidaseproductionuse Streptomyceslavendulaestrain.

One of significant conditions of successful cultivation process is to produce an active inoculum. Previously inoculum was grown in 750 ml flasks on a shaker platform in the thermostatically controlled room, where temperature was maintained by means of a radiator. It is shown that the culture during submerged fermentation in shake flasks produced enzyme that is activity enough for the following its isolation. However, this method of inoculums production has some considerable draw backs.

The fist and most significant disadvantage of this method is no way to control the parameters of cultivation process. It excludes the possibility of realization process in standard conditions. There fore, it becomes more difficult to scale up fermentation process from shake flasks to a laboratory bioreactor Biostat Aplus, that is the next stage of the investigation.

In addition, substantial short comings of shaker platform can be considered its high level of deterioration and lack of shake flasks on the market, which are removed from production. This fact casts doubt on the possibility in the future to conduct research using this device.

To solve all the problems at the stage of inoculum production are encouraged to use laboratory shaker CERTOMAT® CTplus. Using the shaker simplifies the problem, because the system is fully automated. It is possible to control process parameters, that allows to choose the most optimal inoculum growth conditions, in fact the volume of the culture medium, cultivation time, temperature, humidity, quantity of turns of the rotating platform.

The production active standard inoculum of cholesterol oxidase producer Streptomyces lavendulae is a necessary condition for carrying out process of enzyme biosynthesis of with use of pilot scale bioreac

УДК 577.114.7

ДЕНДРИМЕРОПОДОБНЫЕ НЕОГЛИКОКОНЪЮГАТЫ С ОСТАТКАМИ α-D-МАННОЗЫ ДЛЯ ИНГИБИРОВАНИЯ АДГЕЗИИ ЛЕКТИНОВ FimH

Щелик И.С., Шуина Е.Д., Шепелевич В. В., Магасумова А.И., Гостёнин В.Б., Курочкина Н.А., Себякин Ю.Л.

Московский государственный университет тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия 119571, Москва, пр. Вернадского, д. 86

e-mail: c-221@yandex.ru

Важным для инициации различных инфекционных заболеваний является адгезия патоген-

ных организмов в ткани хозяина. Во многих системах она опосредована лектинами – фимбрия-

ми, экспонированными на поверхности инфекционных микроорганизмов, которые связываются

с помощью комплементарных углеводов на поверхности ткани хозяина.

Наиболее хорошо охарактеризованными являются фимбрии I типа, которые способны свя-

зываться со звеньями α-D-маннозы в структуре гликолипидов на поверхности эукариотиче-

ских клеток разнообразных типов. Специфические лектины на их концах, называемые FimH

непосредственно обеспечивают прикрепление к гликолипидному рецептору. Фимбрии I типа являются критическими вирулентными факторами уропатогенной кишечной палочки и широко

86 Конгресс «БИОТЕХНОЛОГИЯ: СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ» 17-20 марта 2015

SECTION | | “BIOTECHNOLOGY AND MEDICINE”

распространены среди энтеробактерий. Множество различных маннозидов и конъюгатов маннозы, были получены и протестированы как ингибиторы бактериальной адгезии опосредованной фимбриями I типа, преимущественно in vitro.

В нашей лаборатории были получены маннозосодержащие дендримероподобные соединения с различными линкерами и разветвляющими компонентами для изучения возможности предотвращать связывание фимбрий I типа с клетками организма.

Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант № 14-04-01557)

UDC 577.114.7

ANALOGUES OF DENDRIMERIC NEOGLYCOCONJUGATES WITH α-D-MANNOSE RESIDUES FOR INHIBITION LECTIN FimHADHESION

Shchelik I.S., Shuina E.D., Shepelevich V.V., Magasumova А.I., Gostenin V.B., Kurochkina N.А., Sebyakin U.L.

Lomonosov Moscow State University of Fine Chemical Technologies, Moscow, Russia 119571, Moscow, Vernadskogo av., 86

e-mail: c-221@yandex.ru

The adhesion of pathogenic organisms in the host tissue is important for the initiation of various infectious diseases. In many systems it is mediated by lectins – pili, exposed on the surface of infectious microorganisms, which are binding to the host tissue surface via complementary carbohydrates.

The Type I is the most well-characterized type of pili that is capable of binding to α-D-mannose unit in a structure of glycolipids on the surface of eukaryotic cells of different types. The attachment to a glycolipid receptor is provided by specific lectins on their ends, called FimH. Type I pili are critical virulence factors of uropathogenic E. coli and there are widespread among enteric bacterium. Many different mannosides and α-D-mannose conjugates were prepared and tested as inhibitors of bacterial adhesion mediated by type I pili, predominantly in vitro.

Mannose-containing analogues of dendrimeric compounds with different linkers and branching components were obtained in our laboratory to explore the ability to prevent the binding of type I pili with body cells.

This work was supported by the Russian Foundation for Basic Research (grant № 14-04-01557)

УДК 577.21

МИКРО РНК ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОПУХОЛЕВОЙ СПЕЦИФИЧНОСТИ ЭКСПРЕССИИ ТРАНСГЕНА ПРИ ГЕННОЙ ТЕРАПИИ ОПУХОЛЕЙ Шепелев М.В., Вихрева П.Н., Коробко И.В.

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии гена Российской академии наук Москва, Россия, 119334, ул. Вавилова, д. 34/5

e-mail: mshepelev@mail.ru

Для повышения опухолевой специфичности экпрессии терапевтических трансгенов при генной терапии злокачественных новообразований был использован метод, основанный на ис- пользовании в генетической конструкции сайтов узнавания микроРНК с дифференциальной экспрессией в опухолевых клетках и нормальных тканях. Были предложены критерии для вы-

СЕКЦИЯ | | «БИОТЕХНОЛОГИЯ И МЕДИЦИНА»

бора оптимальных микроРНК для использования их сайтов узнавания в экспрессионных кассетах для целей генной терапии опухолей.

Ключевые слова: микроРНК; генная терапия опухолей; терапевтический трансген; рак легкого; люцифераза.

Одной из важнейших задач при разработке генно-терапевтических подходов к лечению онкологических заболеваний является обеспечение опухолевой специфичности экспрессии терапевтического трансгена с сохранением ее адекватного абсолютного уровня в опухолевых клетках-мишенях. Нами была исследована возможность повышения опухолевой специфичности экспрессии трансгена в клетках немелкоклеточного рака легких (НМКРЛ), основанная на использовании в генетической конструкции сайтов узнавания микроРНК, дифференциально экспрессирующихся в опухолевых клетках и нормальных тканях. На основании опубликованных данных и результатов анализа экспрессии микроРНК в клеточных линиях рака легкого человека и в нормальных клетках бронхиального эпителия для исследования были выбраны микроРНК let-7-a, miR-34-a и miR-138-2, характеризующиеся сниженной экспрес - сией в опухолевых клетках. Нами был проведен анализ влияния введения двух, четырех или шести сайтов узнавания этих микроРНК в 3’-нетранслируемую область транскрипта репортерного гена люциферазы на уровень его активности в клетках линий НМКРЛ. В результате было установлено, что одно лишь снижение уровня микроРНК в опухолевых клетках не является достаточным критерием для выбора микроРНК для обеспечения функциональности экспрессионной кассеты по совокупности уровня экспрессии трансгена и специфичности экс - прессии в опухолевых клетках. Помимо относительного снижения уровня микроРНК в опухолевых клетках, существенным фактором является абсолютный уровень микроРНК, который обуславливает абсолютный уровень экспрессии трансгена. На основании полученных данных предложены критерии для выбора оптимальных микроРНК для использования сайтов их уз - навания в экспрессионных кассетах для целей генной терапии опухолей. Результаты работы открывают перспективы персонализации генно-терапевтических противоопухолевых препаратов на основании индивидуальных особенностей опухоли, позволяя увеличивать эффектив - ность воздействия и минимизировать побочные эффекты генно-терапевтических схем лечения онкологических заболеваний.

UDC 577.21

MICRO RNAsASATOOLTO PROVIDE TUMOR-SPECIFIC TRANSGENE EXPRESSION

FOR CANCER GENE THERAPY

Shepelev M.V., Vikhreva P.N., Korobko I.V.

Institute of Gene Biology, Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia, 119334, Vavilova Str, 34/5

e-mail: mshepelev@mail.ru

To improve tumor specificity of therapeutic transgene expression, we introduced recognition se-

quences of microRNAs with differential expression in cancer and normal cells into genetic constructs

for cancer gene therapy. We proposed criteria for choosing optimal microRNAs whose recognition

sequences could be efficiently used in expression cassettes for cancer gene therapy. Keywords: microRNA; cancer gene therapy; therapeutic transgene; lung cancer; luciferase.