План работ научного исследования

План работ научного исследования

по Договору от «30» ноября 2010 г. № 11.G34.31.0015 между Минобрнауки России, российским образовательным учреждением высшего профессионального образования и ведущим ученым, осуществляющим руководство научным исследованием, о выделении гранта Правительства РФ для государственной поддержки научных исследований, проводимых под руководством ведущих ученых в российских образовательных учреждениях высшего профессионального образования

№ п/п	Содержание проводимых научных исследований	Перечень документов, разрабатываемых на этапе	Срок исполнения (начало – окончание) (дата, месяц, год)
1	1.1. Анализ литературы по теме проекта. 1.2. Подборка и систематизация первичных данных (полученных ведущим ученым, а также информационно доступных) по действию азотаба на сердечные клетки. 1.3. Разработка методики синтеза азобензена-трибромида и его производных. 1.4. Получение экспериментальных количеств азотаба в количестве не менее 0.5 г. 1.5. Тестирование полученной партии азотаба на культуре кардиомиоцитов. 1.6. Подготовка материалов для публикации и представление статьи в ведущий международный химико/биохимический журнал Angewandte Chemie International. 1.7. Выработка требований к азобензена-трибромиду и его производным.	Полугодовой отчет о научных исследованиях Годовой отчет о научных исследованиях, в том числе: - описание результатов анализа литературы по теме проекта; - описание результатов подборки и систематизации первичных данных (полученных ведущим ученым, а также информационно доступных) по действию азотаба на сердечные клетки; - методика синтеза азобензена-трибромида и его производных; - акт синтеза азобензена-трибромида и его производных; - описание результатов тестирования полученной партии азотаба на культуре кардиомиоцитов; - перечень требований к азобензена-трибромиду и его производным.	___ .11.2010г. – 31.12.2010г.
2	2.1. Получение неонатальных крысиных кардиомиоцитов, в том числе: 2.1.1. Выработка биотехнологических требований к методике по выделению неонатальных крысиных кардиомиоцитов. 2.1.2. Разработка методики по выделению неонатальных крысиных кардиомиоцитов. 2.1.3. Отладка методики по выделению неонатальных крысиных кардиомиоцитов хирургической экстракции неонатальных сердец, специализированного инкубатора-шейкера для энзимного освобождения клеток от соединительных тканей, сепарирующих центрифуг, пригодных для культивирования сердечной ткани продуктивностью не менее 40-50 млн клеток в неделю. 2.1.4. Разработка программы апробации методики по выделению неонатальных крысиных кардиомиоцитов. 2.1.5. Испытания методики по выделению неонатальных крысиных кардиомиоцитов. 2.2. Получение экспериментальных образцов культуры сердечной ткани, в том числе: 2.2.1. Выработка биотехнологических требований к методике по посадке клеток и инкубирования образцов культуры ткани. 2.2.2. Разработка методики по посадке клеток и инкубирования образцов культуры ткани. 2.2.3. Отладка методики по посадке клеток и инкубированию образцов культуры ткани. 2.2.4. Разработка программы испытания методики по посадке клеток и инкубирования образцов культуры ткани. 2.2.5. Испытания методики по посадке клеток и инкубирования образцов культуры ткани. 2.3. Создание специализированных имиджинговых установок для оптического мэппинга активности сердечной ткани (регистрации распространения возбуждения), в том числе: 2.3.1. Выработка технических требований к специализированным имиджинговым установкам для наблюдения и регистрации распространения возбуждения в культурах сердечных клеток. 2.3.2. Разработка документации по эксплуатации имиджинговых установок. 2.3.1. Сборка и наладка двух специализированных имиджинговых установок для: 1) макронаблюдения и регистрации и 2) микронаблюдения и регистрации распространения возбуждения в культурах сердечных клеток. 2.3.4. Разработка программы испытания имиджинговых установок. 2.3.5. Испытания имиджинговых установок. 2.3.6. Разработка эскизной конструкторской документации на имиджинговые установки. 2.4. Разработка методов фотоконтроля сердечной ткани, в том числе: 2.4.1. Выработка технических требований к установке по исследованию методов фотоконтроля активности сердечных клеток. 2.4.2. Разработка документации по эксплуатации установки по исследованию методов фотоконтроля активности сердечных клеток. 2.4.3.Разработка и наладка установки по исследованию методов фотоконтроля активности сердечных клеток при воздействии на них азотаба и его производных, а также генетически измененных кардиомиоцитов с внедренным геном канального роидопсина 2. 2.4.4. Разработка программы испытания установки. 2.4.5. Испытания установки. 2.4.6. Разработка эскизной конструкторской документации на установку по исследованию методов фотоконтроля активности сердечных клеток. 2.5. Трансфекция канального родопсина 2 в кардиомиоциты, в том числе: 2.5.1. Выработка биотехнологических требований к методике трансфекции генной системы, ответственной за формирование канального родопсина 2 в кардиомиоцитах. 2.5.2. Разработка методики. 2.5.3. Разработка методики трансфекции генной системы, ответственной за формирование канального родопсина 2 в кардиомиоцитах с целью создания генно-модифицированной светочувствительной сердечной ткани. 2.5.4. Разработка программы испытания методики. 2.5.5. Испытания методики. 2.6. Проведение экспериментальных исследований, компьютерного моделирования и анализа литературных данных с целью опубликования статей, закрепляющих приоритет в данном направлении исследований: опубликование метода обратимого подавления возбудимости неонатальных культуральных кардиомиоцитов с помощью двух-трех производных азотаба. Описание трансфекции в сердечные клетки генов, экспрессирующих протеины канального родопсина 2, описание полученного фенотипа кардиомиоцитов. Публикация. Описание эффектов, полученных при применении азотаба на нервные клетки. 2.7. Разработка и создание установки по получению полимерных нановолокон, способных нести кардиомиоциты, в том числе: 2.7.1. Выработка требований к установке по получению полимерных нановолокон (PMGI, капролактона, коллагена, желатина и их смесей) для посадки на них кардиомиоцитов. 2.7.2. Разработка документации по эксплуатации на установку по получению полимерных нановолокон (PMGI, капролактона, коллагена, желатина и их смесей). 2.7.3.Разработка и наладка установки по получению полимерных нановолокон (PMGI, капролактона, коллагена, желатина и их смесей) для посадки на них кардиомиоцитов. 2.7.4. Разработка программы испытания установки. 2.7.5. Испытания установки. 2.7.6. Разработка эскизной конструкторской документации на установку по получению полимерных нановолокон, способных нести кардиомиоциты. 2.8. Получение и исследование образцов сердечной культуральной ткани с архитектурой, задаваемой полимерными нановолокнами, в том числе: 2.8.1. Выработка биомедицинских требований к монослойным и многослойным образцам культуры сердечной ткани с заданной нановолокнами архитектурой. 2.8.2. Разработка методики по получению монослойных и многослойных образцов культуры сердечной ткани с заданной нановолокнами архитектурой. 2.8.3. Разработка программы тестирования образцов. 2.8.4. Тестирование образцов. 2.9. Сбор данных, анализ и подготовка к опубликованию результатов экспериментальных исследований нановолоконных пэтчей сердечной ткани. Опубликование результатов. 2.10. Участие в международных конференциях.	Полугодовой отчет о научных исследованиях Годовой отчет о научных исследованиях, в том числе: - перечень биотехнологических требований к разрабатываемой методике по выделению неонатальных крысиных кардиомиоцитов; - методика по выделению неонатальных крысиных кардиомиоцитов; - описание результатов отладки методики по выделению неонатальных крысиных кардиомиоцитов; - программа апробации методики по выделению неонатальных крысиных кардиомиоцитов; - протоколы апробации методики по выделению неонатальных крысиных кардиомиоцитов; - акт получения неонатальных крысиных кардиомиоцитов - перечень биотехнологических требований к разрабатываемой методике по посадке клеток и инкубирования образцов культуры ткани; - методика по посадке клеток и инкубирования образцов культуры ткани; - описание результатов отладки методики по посадке клеток и инкубированию образцов культуры ткани; - программа испытания методики по посадке клеток и инкубирования образцов культуры ткани; - протоколы испытания методики по посадке клеток и инкубирования образцов культуры ткани; - акт получения экспериментальных образцов культуры сердечной ткани; - перечень технических требований к имиджинговым установкам для макрорегистрации и микрорегистрации паттернов возбуждения; - инструкции по эксплуатации имиджинговых установок; - акт об изготовлении имиджинговой установки для макрорегистрации паттернов возбуждения; - акт об изготовлении имиджинговой установки для микрорегистрации паттернов возбуждения; - программа испытания имиджинговой установки для макрорегистрации паттернов возбуждения; - программа испытания имиджинговой установки для микрорегистрации паттернов возбуждения; - протокол испытания имиджинговой установки для макрорегистрации паттернов возбуждения; - протокол испытания имиджинговой установки для микрорегистрации паттернов возбуждения; - эскизная конструкторская документация на имиджинговые установки; - перечень технических требований к установке по исследованию методов фотоконтроля активности сердечных клеток; - инструкция по эксплуатации установки по исследованию методов фотоконтроля активности сердечных клеток; - акт об изготовлении установки по исследованию методов фотоконтроля активности сердечных клеток; - акт готовности к работе установки по исследованию методов фотоконтроля активности сердечных клеток; - программа испытания установки по исследованию методов фотоконтроля активности сердечных клеток; - протокол испытания установки по исследованию методов фотоконтроля активности сердечных клеток; - эскизная конструкторская документация на установку по исследованию методов фотоконтроля активности сердечных клеток; - перечень биотехнологических требований к методике трансфекции генной системы, ответственной за формирование канального родопсина 2 в кардиомиоцитах; - протокол трансфекции генной системы, ответственной за формирование канального родопсина 2 в кардиомиоцитах; - методика трансфекции генной системы; - программа испытаний методики трансфекции. - протоколы испытания методики трансфекции генной системы, ответственной за формирование канального родопсина 2 в кардиомиоцитах; - результаты экспериментальных исследований, компьютерного моделирования и анализа литературных данных по направлениям исследований, указанных в п.2.6; - копии публикаций в ведущих международных журналах по направлениям исследований, указанных в п.2.6; 2.1.    2.2.    2.3.    2.4.    - перечень требований к установке по получению полимерных нановолокон - инструкция по эксплуатации установки получению полимерных нановолокон - акт об изготовлении установки по получению полимерных нановолокон; - акт готовности установки к работе по получению полимерных нановолокон; - программа испытания установки по получению полимерных нановолокон; - протоколы испытания установки по получению полимерных нановолокон; - эскизная конструкторская документация на установку по получению полимерных нановолокон, способных нести кардиомиоциты; - перечень биомедицинских требований к монослойным и многослойным образцам культуры сердечной ткани с заданной нановолокнами архитектурой; - методика по получению монослойных и многослойных образцов культуры сердечной ткани с заданной нановолокнами архитектурой; - протоколы по получению монослойных и многослойных образцов культуры сердечной ткани с заданной нановолокнами архитектурой; - программа тестирования образцов культуры сердечной ткани с заданной нановолокнами архитектурой; - протоколы тестирования образцов культуры сердечной ткани с заданной нановолокнами архитектурой; - копии публикаций результатов экспериментальных исследований нановолоконных пэтчей сердечной ткани; - копии тезисов докладов представления результатов на международных конференциях.	01.01.2011гг.
3	3.1. Разработка пэтчей из сердечной ткани, подходящих для модельных трансплантантов, сотрудничество с медико-биологическими организациями для тестирования тканевых пэтчей на животных, в том числе: 3.1.1. Выработка биомедицинских требований к мультислойным пэтчам сердечной ткани (4-5 слоев), пригодных для тестирования в опытах на животных. 3.1.2. Разработка методики по получению биосовместимых мультислойных пэтчей. 3.1.3. Получение биосовместимых мультислойных пэтчей сердечной ткани (не менее 4-5 слоев) на несущих нановолокнах. 3.1.4. Систематизация экспериментальных данных по механохарактеристикам пэтчей и распространению в них волн возбуждения. 3.1.5. Подготовка материалов к опубликованию по вопросам разработки пэтчей из сердечной ткани, подходящих для модельных трансплантантов. 3.1.6. Разработка методики тестовых экспериментов на животных, проводимых партнерскими медико-биологическими организациями. 3.1.7. Тестирование образцов. 3.1.8. Подготовка заявки на патент на использование нановолоконных патчей сердечной ткани для восстановления проводящей системы сердца (в случае успешных экспериментов на животных). 3.2. Реализация приборов «lab-on-chip» на основе сердечных сетей клеток, контролируемых светом, в том числе: 3.2.1. Выработка требований к экспериментальным образцам "lab-on-chip" на основе сердечных клеток, контролируемых светом 3.2.2. Разработка методики по получению образцов "lab-on-chip" на основе сердечных клеток, контролируемых светом. 3.2.3. Разработка и описание экспериментальных образцов типа "lab-on-chip" включающих силовые (микротяги на основе кардиомиоцитов) и прокачивающие (микро перистальтические помпы на основе трубчатых носителей кардиомиоцитов). 3.2.4. Публикация 1 статьи посвященной экспериментальному образцу «lab-on-chip» на основе сердечных клеток, контролируемых светом. 3.2.5. Получение экспериментальных образцов типа "lab-on-chip": одного образца с силовыми и микровентильными элементами, одного образца с микроперистальтической помпой и химическими мини-реакторами. 3.2.6. Разработка программы тестирования образцов. 3.2.7. Тестирование образцов. 3.3. Разработка медико-биологических приложений на основе возбудимых клеток, контролирумых светом, таких как тестирование суппрессии сердечной ткани локально точно и обратимо, в том числе: 3.3.1. Выработка биомедицинских требований к устройству фотоаблации сердечной ткани (ФАСТ). 3.3.2. Разработка документации по работе с ФАСТ. 3.3.3. Разработка и описание экспериментального устройств ФАСТ. 3.3.4. Испытания экспериментального устройства ФАСТ на слоях культуры ткани, на препаратах сердца крысы (полноперфузный препарат целого сердца (Лангендорф), полосках сердца и папиллярных мышцах кролика). 3.3.5. Подготовка и подача двух заявок на патенты на метод "фотоаблации": а) постоянная фотоаблация с помошью сенсибилизации веществом типа Photofrin, б) временное, обратимое подавление возбудимости в миокарде с помошью сенсибилизации азотабом и его производными. 3.3.6. Разработка эскизной конструкторской документации на экспериментальное устройство ФАСТ. 3.4. Исследование возможности управления поведением целого организма (такого, как планарии) с помощью света при сенсибилизации его производными азотаба, в том числе: 3.4.1 Разработка методики исследований. 3.4.2. Разработка экспериментальной модели управления светом активности простых организмов (планарии, возможно, насекомые). 3.4.3. Проведение исследований: сбор экспериментальных данных, их анализ. 3.4.4. Компьютерное моделирование. 3.4.5. Обобщение полученных данных, выработка рекомендаций дальнейших исследований. 3.4.6. Подготовка материалов к опубликованию статьи по вопросам возможности управления поведением целого организма (такого, как планарии) с помощью света при сенсибилизации его производными азотаба. 3.5. Исследование интеграции первичной культуры кардиомиоцитов и кардиомиоцитов дифференцированных из стволовых клеток и индуцированно-плюрипотентных клеток, в том числе: 3.5.1. Разработка методики исследований интеграции культур первичных кардиомиоцитов и дифференцированных ис стволовых и/или плюрипотентных клеток. 3.5.2. Разработка и описание методики совместного культивирования первичной культуры кардиомиоцитов и дифференцированных из стволовых и индуцированно-плюрипотентных клеток с целью интеграции их в единую возбудимую ткань. 3.5.2. Проведение исследований: сбор экспериментальных данных, их анализ. 3.5.3. Компьютерное моделирование интеграции культур. 3.5.4. Обобщение полученных данных, выработка рекомендаций дальнейших исследований. 3.5.5. Подготовка материалов к опубликованию статей по вопросам интеграции первичной культуры кардиомиоцитов и кардиомиоцитов дифференцированных из стволовых клеток и индуцированно-плюрипотентных клеток.	Полугодовой отчет о научных исследованиях Годовой отчет о научных исследованиях, в том числе: 1.  2.  3.  3.1.  3.2.  - перечень биомедицинских требований к мультислойным пэтчам сердечной ткани; - методика по получению биосовместимых мультислойных пэтчей; - протоколы по получению мультислойных пэтчей сердечной ткани; - описание результатов систематизации экспериментальных данных по механохарактеристикам пэтчей и распространению в них волн возбуждения; - публикациия по вопросам разработки пэтчей из сердечной ткани, подходящих для модельных трансплантантов; - методика тестовых экспериментов на животных; - программа тестирования образцов мультислойных пэтчей сердечной ткани; - протоколы тестирования образцов мультислойных пэтчей сердечной ткани; - копия заявки на патент на использование нановолоконных пэтчей сердечной ткани (в случае успешных экспериментов на животных); - перечень требований к экспериментальным образцам "lab-on-chip"; - методика получения образцов "lab-on-chip"; - протоколы по получению образцов "lab-on-chip"; - описание результатов по разработке экспериментальных образцов типа "lab-on-chip"; - программа тестирования образцов "lab-on-chip"; - протоколы тестирования образцов "lab-on-chip"; - копия статьи, посвященной экспериментальному образцу «lab-on-chip» на основе сердечных клеток, контролируемых светом; - перечень биомедицинских требований к устройству фотоаблации сердечной ткани (ФАСТ); - инструкция по эксплуатации устройства ФАСТ; - акт о приемке устройства ФАСТ; - методики испытаний устройства ФАСТ; - протоколы испытаний устройства ФАСТ; - копии двух заявок на патенты на использование фотоаблации сердечной ткани; - эскизная конструкторская документация на экспериментальное устройство ФАСТ; - методика исследований управления поведением планарии, описание экспериментальной модели управления поведением планарии; - экспериментальная модель управления светом активности простых организмов; - отчет о результатах исследования управления поведением планарии с описанием результатов сбора и анализа данных; - описание результатов обобщений полученных данных и перечень рекомендаций по дальнейшему направлению исследований управления поведением планарии; - описание компьютерной модели управления поведением планарии; - перечень рекомендаций по фотоконтролю более высокоорганизованными видами животных; - копия статьи о возможности управления поведением целого организма (такого, как планарии) с помощью света при сенсибилизации его производными азотаба; - методика исследований интеграции культур; - методика совместного культивирования первичной культуры кардиомиоцитов и дифференцированных из стволовых и индуцированно-плюрипотентных клеток с целью интеграции их в единую возбудимую ткань; - описание результатов сбора и анализа экспериментальных данных по интеграции культур; - описание компьютерной модели интеграции культур; - обобщение результатов исследования интеграции культур; - перечень рекомендаций по дальнейшему направлению исследований интеграции культур; - копии статей по исследованиям интеграции культур.	01.01.2012г. – 31.12.2012г.

Ректор Государственного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Московский физико-технический институт

(Государственный университет)» ________________ Николай Николаевич Кудрявцев

(подпись)

Ведущий ученый ________________ Константин Игоревич Агладзе

(подпись)