НИЛ системного кровообращения

 
Основные направления научной работы

  1. Изучение механизмов самообновления миокарда за счет стволовых клеток после ишемического повреждения сердца и в процессе старения организма.
  2. Расшифровка природы эффекторов, сопрягающих функции резидентных стволовых клеток сердца и мезенхимных стволовых клеток костного мозга, а также разработка биоподобных фармакологических агентов для тканеспецифической регенерации миокарда.
  3. Доклинические исследования фармакологических агентов и изделий медицинского назначения.
  4. Оценка биофизических характеристик искусственных клапанов для их индивидуализированного применения у пациентов с пороками сердца.
Тюкавин Александр Иванович
Заведующий НИЛ системного кровообращения, д. м. н., профессор

Одним из наиболее перспективных ресурсов организма для восстановления целостности миокарда после повреждения и оптимизации функций сердечной мышцы при старении являются резидентные и мезенхимные стволовые клетки. Механизмы их взаимодействия в целостном организме при повреждении и старении органов и тканей во многом остаются неясными. При отсутствии базисных знаний о механизмах сопряжения функций резидентных и мезенхимных стволовых клеток в нормальных и поврежденных тканях перспектива разработки эффективных способов клеточной терапии миокарда остается проблематичной. Успех в развитии этого аспекта проблемы тесно связан с изучением роли апоптоза в процессах самообновления клеток миокарда и получением биоподобных фармакологических агентов, стимулирующих направленную регенерацию тканей.

Апоптоз как механизм сопряжения функций резидентных стволовых клеток миокарда и мезенхимных стволовых клеток костного мозга, а также генератор эффекторов тканеспецифической регенерации органов. Рабочая гипотеза: одновременно с запуском дистального каскада апоптоза, завершающегося образованием АпТ, в клетке экспрессируются микроРНК, профиль которых является цитоспецифическим “кодом” кардиомиоцита. В процессе апоптозной фрагментации кардиомиоцитов специфический набор триггерных некодирующих микроРНК заключается в АпТ. АпТ эндоцитозом проникают в резидентные стволовые клетки миокарда, активируют их и определяют направленность последующей дифференцировки. Продукты апоптоза содержат сигнальные молекулы, которые служат хемоатрактантами для мезенхимных стволовых клеток (МСК), циркулирующих в крови. МСК выполняют функцию целевой доставки факторов роста и цитокинов, необходимых для поддержания пролиферации и дифференцировки резидентных стволовых клеток. Можно полагать, что апоптоз как механизм сопряжения функций резидентных и мезенхимных клеток является универсальным и работает не только в миокарде, но и в других органах и тканях.

Гранты

  • Грант РФФИ 11-04-00993-а 2011—2013: Изучение влияния продуктов апоптоза на пролиферацию и дифференцировку резидентных предшественников кардиомиоцитов для оценки возможности применения апоптозных тел с целью восстановления сократительной способности миокарда при хронической сер-дечной недостаточности.
  • Грант РФФИ 15-04-08203: Изучение роли микроРНК апоптозных тел в процессах пролиферации и дифференцировки резидентных предшественников кардиомиоцитов для разработки биоподобных фармакологических агентов, активирующих кардиомиогенез при хронической сердечной недостаточности.
  • Грант биофармацевтической компании AstraZeneka:2011 Исследование механизмов целевой миграции мезенхимных стволовых клеток в поврежденную ткань для разработки новых лекарственных препара-тов, направленных на восстановление миокарда после инфаркта миокарда.

Научные достижения

Трансляция научных достижений в учебный процесс ВУЗов России

  • А.И Тюкавин и др. Глава «Экстремальные и терминальные состояния» Патология: Учебник в 2-х т. / Под ред. В.А. Черешнева и В.В. Давыдова. – М.: Изд-во «ГЭОТАР — Медиа», 2009. — Т 2.– С.559–593.
  • А.И Тюкавин и др. Глава «Физиология сердца. Физиология сосудов» Физиология и основы анатомии: учебник / Под ред. А.В. Котова, Т.Н. Лосевой. 2011. С.514 – 599.
  • Патология: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений/ Под ред. А. И. Тюкавина, А. Г. Васильева, Н. Н. Петрищева. — М.: Издательский центр «Академия», 2012. — 528 с.
  • Физиология с основами анатомии: Учебник/ Под ред. Тюкавина А.И., Черешнева В. А., Яковлева В. Н., Гайворонского И.В. — М.:НИЦ ИНФРА-М, 2016. — 574 с.

Научное  сотрудничество

Исследования проводятся совместно с НИИ и ВУЗами Санкт-Петербурга и Российской Федерации:

  • Институт эволюционной физиологии и биохимии РАН им. И. М. Сеченова;
  • Санкт-Петербургская государственная химико-фармацевтическая академия;
  • Первый Государственный медицинский университет им. акад. И. П. Павлова;
  • Институт цитологии РАН;
  • Первый Московский государственный медицинский университет им. И. М. Сеченова;
  • Национальный исследовательский ядерный университет (МИФИ);
  • Крымский федеральный университет имени В. И. Вернадского и др.

Перспективы

Предполагается расшифровка природы эффекторов направленной дифференцировки резидентных стволовых клеток, содержащихся в апоптозных телах кардиомиоцитов и фибробластов, а также выявление механизмов и сигнальных молекул, вызывающих переход мезенхимных стволовых клеток костного мозга из сосудистого русла для их направленной миграции в зону регенерации поврежденных тканей. Эти знания позволят разработать принципы целевого управления процессами регенерации органов и тканей, а также создать новый класс биоподобных фармакологических агентов – апоптомиметиков, способных направленно активировать или блокировать процессы пролиферации и дифференцировки клеток миокарда, а также других органов и тканей. Дляэто будут проведены комплексные исследования с привлечением отечественных и зарубежных специалистов в области молекулярной биологии, биофизики и фармдизайна.

Основные публикации

1. А.И. Тюкавин, Г.Б. Белостоцкая, Т.А. Голованова, М.М. Галагудза, Е.А.Захаров, Н.В. Буркова, Д.Ю. Ивкин, А.А. Карпов Стимуляция пролиферации и дифференцировки резидентных клеток миокарда крыс апоптозными телами кардиомиоцитов // Клеточные технологии в биологии и медицине.– 2015, № 1– С. 25-29.
2. A. I. Tyukavin, G. B. Belostotskaya, T. A. Golovanova, M. M. Galagudza, E. A. Zakharov, N. V. Burkova, D. Yu. Ivkin, A. A. Karpov Stimulation of Proliferation and Differentiation of Rat Resident Myocardial Cells with Apoptotic Bodies of Cardiomyocytes // Bulletin of Experimental Biology and Medicine. — May 2015, Volume 159, Issue 1, pp 138-141.
3. M. Studeneva, M. Mandrik, Sh.Song, E.Tretyak, I.Krasnyuk, Y.Yamada, A.Turavin et al. Strategic aspects of higher education reform to cultivate specialists in diagnostic and biopharma industry as applicable to Predictive, Preventive and Personalized Medicine as the Medicine of the Future/The ERMA Journal (2015) 6:18 – 14p.
4. Д.Ю. Ивкин, Д.С. Лисицкий, Е.А. Захаров, М.М. Любишин, А.А. Карпов, Н.В. Буркова, С.В. Оковитый, А.И. Тюкавин. МикроРНК как перспективные диагностические и фармакологические агенты// Астраханский медицинский журнал. — 2015, № 4. –C. 8-25.
5. Захаров Е. А., Буркова Н. В. Некодирующие малые РНК апоптозных тел и регенерация тканей// Трансляционная медицина. — 2015, № 2 (4). – C. 5-13.
6. Д. Ю. Ивкин, Д. С. Лисицкий, Е. Ю. Чистякова, М. М, Галагудза, Е. А. Захаров, А. А. Карпов,С. В. Оковитый, С. В. Сучков, А. И. Тюкавин МикроРНК как предиктивный диагностический инструмент и многообещающая мишень для лекарственных средств в лечении хронических сердечных расстройств для использования у пациентов и лиц из группы риска / Российские биомедицинские исследования.– 2016, Т.1, №1.– С. 4–17.