Центр иммунологии и клеточных биотехнологий

Область научных интересов центра — изучение молекулярно-генетических реакций клеточных систем in vitro и in vivo в норме и при патологии, а также разработка на их основе новых персонифицированных биотехнологических принципов (методов регенеративной медицины) прогностики, диагностики и коррекции социально-значимых заболеваний (аутоиммунные расстройства, опухолевые заболевания, метаболические нарушения: ожирение, сахарный диабет 2 типа, травмы и заболевания костной ткани)


Основные задачи

  • Выявление клеточных, гуморальных и молекулярно-генетических механизмов активации, дифференцировки и созревания Т-клеток иммунной памяти человека в норме и при социально-значимой патологии
  • Исследование общих закономерностей и особенностей морфофункциональных реакций клеточных систем при заболеваниях, ассоциированных с метаболическими нарушениями (ожирение, сахарный диабет 2 типа)
  • Исследование морфофункциональных свойств, пластичности, а также условий эпигенетического контроля поведения постнатальных  ММСК  из различных тканевых источников, для развития и совершенствования биотехнологических принципов регенеративной персонализированной медицины и биоинженерии в приложении к диагностике, прогностике и коррекции опухолевых и хронических заболеваний



Мероприятия «Балтикомед»

  • I Летняя Балтийская Школа-семинар: «БалтикБиоМед: Инновации для медицины»
    Тематика: «Клеточные и генные технологии: от эксперимента к практике» с международным участием (Светлогорск, 18–21 июня, 2016)
  • I Калининградский научный иммунологический форум в рамках XIII конференции иммунологов Урала (Калининград, 27–30 июня 2014)
  • II Балтийский симпозиум по иммунологии, молекулярной и регенеративной медицине с международным участием (Калининград, 22–23 ноября 2018)
  • III Балтийский симпозиум по иммунологии, молекулярной и регенеративной медицине» со школой молодых ученых (Калининград, 24–26 ноября 2021)
  • IV Балтийский симпозиум по иммунологии, молекулярной и регенеративной медицине: «Механизмы воспаления в норме и при патологии» с международным участием (Калининград, 14–17 мая 2024)


Группа исследования метаболических нарушений

Исследования направлены на изучение различных системным процессов, затрагивающих клеточный гомеостаз (апоптоз, жизнеспособность, пролиферация, дифференцировка, митохондриальный биогенез, роль белков теплового шока, оксида азота и др.), гормональную регуляцию и формирование воспаления в разных тканях (большой сальник, брыжейка, подкожный жир, кровь, печень и др.). 

Активно изучаются молекулярные механизмы развития инсулинорезистентности, СД 2 типа и одного из самых распространенных заболеваний печени — неалкогольной жировой болезни печени при ожирении. Проводится оценка роли микроРНК и длинных некодирующих РНК в патогенезе ожирения и коморбидной патологии, что является одним из актуальных направлений исследования в современной науке. 


Группа клеточных биотехнологий

Специалисты центра работают с различными культурами клеток человека и животных. За 15 лет работы отработаны десятки методик получения, культивирования и длительного хранения клеток, тканей человека и различных видов животных. Приборное оснащение позволяет выделять первичные культуры из различных органов и тканей, проводить длительное культивирование, а также банкирование клеточных линий. Сотрудники активно используют в исследованиях линии иммортализованных клеток: Jurkat (линия Т-лимфоцитов человека), CaСo-2 (линия аденокарциномы толстой кишки человека), HepG2 (линия гепатоцеллюлярной карциномы человека). 

Для реализации проектов были созданы уникальные экспериментальные клеточные модели: смешанная трехмерная (3D) модель стволовых и иммунокомпетентных клеток, активационная модель Т-лимфоцитов, модель окислительного стресса, модель стеатогепатита и др. Ряд исследований направлен на выявление механизмов регуляции процессов активации дифференцировки и самоподдержания иммунокомпетентных клеток. Проводятся работы по изучению потенциальных терапевтических свойств мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток, с целью их применения в регенеративной медицине. Ведутся разработки в области создания ткане-инженерных конструкций на основе биокомпозитных материалов и культур стволовых клеток. 



Основные направления

Механизмы метаболических нарушений при инсулинорезистентности

Ожирение — многофакторное заболевание, от которого страдает более 1/3 населения по всему миру. Ожирение значительно увеличивает риск развития хронических заболеваний, таких как сахарный диабет (СД) 2-го типа, сердечно-сосудистые  заболевания  (атеросклероз,  гипертония), неалкогольная жировая болезнь печени (НАЖБП), некоторые виды рака. Осложнения при ожирении нередко приводят к инвалидизации и смерти. Так, в 2017 году 8% смертей в мире было связано с ожирением.

При ожирении в ответ на избыток питательных веществ, в митохондриях печени компенсаторно увеличивается активность β-окисления, цикла Кребса и дыхательной цепи митохондрий. В свою очередь, эти процессы способствуют развитию окислительного стресса и воспаления, что, как следствие, сопровождается формированием стеатоза и стеатогепатита. В понятие структурно-функционального состояния митохондрий входят такие показатели, как динамика и биогенез. Динамика митохондрий обусловлена делением и слиянием этих органелл, а биогенез включает в себя скоординированную репликацию митохондриальной ДНК (мтДНК) и синтез белков, ответственных за электрон-транспортную цепь митохондрий. В связи с этим, для более полного понимания роли митохондрий в патогенезе НАЖБП, необходимо расширенное комплексное изучение экспрессии митохондриальных генов печени при ожирении, а также оценка роли плазменных факторов в этом процессе.

11.jpg


Клеточные и молекулярно-генетические механизмы регуляции процессов активации, дифференцировки и самоподдержания иммунной памяти

Иммунная система организма характеризуется сложной. Перестройка функций антигенного гомеостаза может происходить при изменении метаболизма (пластического и знергетического баланса) или гормонального фона (стресс, половой цикл у женщин, пубертатный период, беременность, возрастные изменения). Нейроэндокринная система через стероидные гормоны, нейропептиды, адреналовые и тиреоидные гормоны, простагландины и т.п., способна оказывать действие на все звенья иммунитета, о чем свидетельствует изменение уровней экспрессии гормонов и их концентрационных характеристик в периферическом кровотоке. 

Реакции системного характера на глюкокортикоиды при развитии иммунитета в онтогенезе, гормональные перестройки при реакции на стресс, развитие патологических процессов (иммунодефициты, аутоиммунные заболевания) прямо или опосредованно связаны с лимфоэндокринными взаимодействиями. В регуляции адаптивных иммунных реакций важнейшая роль принадлежит гормонам, уровни которых в макроорганизме подвержены значительным колебаниям. Несмотря на огромное число работ, посвященных модулирующему влиянию биологически активных медиаторов на клетки системы крови, известное внутриклеточное расположение их рецепторов, общие механизмы и молекулярно-генетическая составляющая их действия малоизвестны.

2.jpg


Формирование научно-технического задела для создания ткане-инженерных конструкций на основе биокомпозитных материалов и культивированных in vitro клеток

Костная ткань, благодаря клеточному составу, обладает значительной способностью к физиологической и репаративной регенерации посредством сложной интеграции резидентных и мигрирующих клеток мезенхимного происхождения, факторов роста и внеклеточного матрикса. В связи с низкой скоростью образования новой костной ткани (3-4 года для губчатой и не менее 10 лет для ламинарной кости), обусловленной динамическим равновесием процессов остеогенеза/остеолизиса, физиологическую регенерацию очень трудно изучать и моделировать. В связи с этим, основное внимание исследователей сосредоточено на репаративной регенерации костной ткани, которая является онтологическим повторением событий, происходящих во время эмбрионального развития скелета. Регуляция, а по возможности, контролируемая стимуляция регенерации костной ткани, в том числе, с применением тканеинженерных конструкций (скаффолдов, матриксов), являются важнейшими задачами современной физиологии, тканевой инженерии и регенеративной медицины. 

В последние годы структурно-функциональная имитация межклеточного матрикса тканей с помощью разнообразных искусственных биосовместимых материалов является одним из ведущих направлений фундаментальных и прикладных исследований. Миграция, пролиферация, дифференцировка и созревание стромальных стволовых клеток (ССК) являются ключевыми событиями, которые, совместно с реваскуляризацией и ремоделированием внеклеточного матрикса, инициируют успешный регенеративный процесс.

4.jpg


Разработка и внедрение в практику магниточувствительных мелкодисперсных (микро- и наноразмерных) транспортных композитных (в том числе, инкапсулированных) систем и технологий на их основе для целевой доставки лекарственных и биологических молекул

Последние достижения в области регенеративной медицины стволовых клеток и тканевой инженерии предоставляют новые возможности для совершенствования медицинских технологий. Клеточная целевая доставка лекарств может способствовать активной передаче веществ в определенные органы и ткани с высокой эффективностью. Человеческие жировые мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки (hAMMSC) представляют собой идеальную клетку доставки из-за их простоты выделения и фагоцитарной функции.

Использование комбинации внешнего магнитного поля и полей рассеяния переключаемых микропаттерных структур является одним из наиболее обсуждаемых подходов в этой области. Это обеспечивает возможность динамического управления пространственным распределением поля и силой отдельного элемента в сборке сложных устройств, посредством включения / выключения или непрерывной регулировки интенсивности тока. Исследования морфофункциональных реакций клеток в условиях магнитного поля необходимо для разработки технологий целевой доставки лекарственных средств с применением мелкодисперсных транспортных композитов.

5.jpg


Выявление взаимосвязи между митохондриальными мутациями и воспалительным ответом моноцитов/макрофагов при метаболическом синдроме

Глобальная пандемия метаболического синдрома (МС), ассоциированная с колоссальными расходами на ведение пациентов и лечение сопутствующих заболеваний, является важной проблемой общественного здравоохранения и ставит перед научным сообществом задачи, направленные на разработку протоколов для систематического скрининга, ранней диагностики, клинической оценки пациентов, выявления высокого риска развития сахарного диабета 2 (СД 2) типа или сердечно — сосудистых заболеваний (ССЗ) и внедрение терапевтических подходов, базирующихся на понимании патофизиологии и генетической основы заболевания, ориентированных на комплексные нарушения. МС затрагивает около 25% населения мира (1,959 миллиарда человек) и ежегодно этот показатель увеличивается. МС ассоциируют со старением иммунной системы, митохондриальной дисфункцией, повышенной продукцией активных форм кислорода, вызывающих хроническое вялотекущее воспаление, на фоне метаболической активации костного мозга, индукции гемопоэза, в частности моноцитоза. Существует тесная связь между ожирением, диабетом и лейкоцитозом, особенно миелоидного происхождения. Вместе с тем изменяется и метаболический профиль клеток, запускаются анаэробные процессы, приводящие к синтезу большого количества активных форм кислорода. В итоге, происходит повреждение митохондрий и прогрессирование митохондриальной гетероплазмии, что снижает эффективность работы иммунокомпетентных клеток. Таким образом, формируется «порочный круг», поддерживающий хроническое воспаление. Наличие гетероплазмии мтДНК в моноцитах является, с одной стороны, фактором риска развития компонентов МС (ожирение, СД 2 типа, ГБ), а с другой — может значительно усугублять течение заболевания. 

В целом, проект направлен на решение научной проблемы, касающейся поиска новых факторов риска и диагностических маркеров МС. Исследование феномена гетероплазмии митохондриальных мутаций в циркулирующих моноцитах позволит установить связи между наличием мутантных копий мтДНК и развитием воспалительной реакции (на основе анализа продукции моноцитами медиаторов воспаления), а также выявить роль митохондриальной дисфункции в контексте стерильного воспаления при МС. Разработка новых подходов к прогностике, диагностике и терапии, на основе полученных данных, позволит снизить количество осложнений и смертность у пациентов с МС. Научная новизна планируемого нами исследования определяется выявлением новых неспецифических факторов риска развития компонентов метаболического синдрома, а также потенциальных биомаркеров — митохондриальных мутаций, показателей воспалительного ответа моноцитов/макрофагов, с идентификацией значимых взаимосвязей между исследуемыми параметрами.





Сотрудники

Литвинова Лариса Сергеевна
Литвинова Лариса Сергеевна
директор Центра иммунологии и клеточных биотехнологий, доктор медицинских наук, доцент, профессор кафедры фундаментальной медицины

Группа исследования метаболических нарушений

Кириенкова Елена Витальевна
Кириенкова Елена Витальевна
профессор кафедры фундаментальной медицины, научный сотрудник Центра иммунологии и клеточных биотехнологий
Вульф Мария Александровна
Вульф Мария Александровна
доцент кафедры фундаментальной медицины, старший научный сотрудник Центра иммунологии и клеточных биотехнологий
Комар Александра Андреевна
Комар Александра Андреевна
инженер Центра иммунологии и клеточных биотехнологий
Бограя Мария Михайловна
Бограя Мария Михайловна
младший научный сотрудник, техник Центра иммунологии и клеточных биотехнологий
Воронова София Сергеевна
Воронова София Сергеевна
техник Центра иммунологии и клеточных биотехнологий

Группа клеточных технологий

Шуплецова Валерия Владимировна
Шуплецова Валерия Владимировна
старший научный сотрудник Центра иммунологии и клеточных биотехнологий
Гончаров Андрей Геннадьевич
Гончаров Андрей Геннадьевич
доцент кафедры педиатрии и профилактической медицины, старший научный сотрудник Центра иммунологии и клеточных биотехнологий
Хлусов Игорь Альбертович
Хлусов Игорь Альбертович
главный научный сотрудник Центра иммунологии и клеточных биотехнологий
Отсутствуютkhlusov63@mail.ru
Газатова Наталья Динисламовна
Газатова Наталья Динисламовна
заведующий лабораторией экспериментальных препаратов крови Центра иммунологии и клеточных биотехнологий
Хазиахматова Ольга Геннадьевна
Хазиахматова Ольга Геннадьевна
старший научный сотрудник Центра иммунологии и клеточных биотехнологий
Юрова Кристина Алексеевна
Юрова Кристина Алексеевна
старший научный сотрудник Центра иммунологии и клеточных биотехнологий
Тодосенко Наталья Михайловна
Тодосенко Наталья Михайловна
старший научный сотрудник Центра иммунологии и клеточных биотехнологий
Малащенко Владимир Владимирович
Малащенко Владимир Владимирович
научный сотрудник Центра иммунологии и клеточных биотехнологий
Иванов Павел Александрович
Иванов Павел Александрович
научный сотрудник Центра иммунологии и клеточных биотехнологий
Мелащенко Ольга Борисовна
Мелащенко Ольга Борисовна
научный сотрудник Центра иммунологии и клеточных биотехнологий

Контакты

Адрес

236022, Россия, Калининград, ул. Гайдара, 6, каб. 301
Понедельник — пятница с 10:00 до 17:00

Телефон

+7 (4012) 59-55-95 #6634
Меню раздела

Личный кабинет для

Личный кабинет для cтудента

Даю согласие на обработку представленных персональных данных, с Политикой обработки персональных данных ознакомлен

Подтверждаю согласие