Фамилия, имя, отчество
Должность
Инженер-исследователь
Название работы
Установление молекулярных механизмов патогенеза демиелинизирующей формы Синдрома Гийена-Барре с использованием протеомо-пептидомного и иммунологического профилирования плазмы крови и спинномозговой жидкости.
Аннотация работы
Синдром Гийена-Барре (СГБ) представляет собой острую аутоиммунную воспалительную полирадикулоневропатию, основным патоморфологическим проявлением которой является инфильтрация периферической нервной системы (ПНС) лимфоцитами и макрофагами с последующей деструкцией миелиновой оболочки нервных волокон. Предполагается, что в основе СГБ лежит иммунопатологическая реакция, которая приводит к аутоиммунному повреждению тканей, предположительно по механизму молекулярной мимикрии, суперантигенов и цитокиновой стимуляции. Роль пускового фактора (в патогенезе заболевания) отводится, прежде всего, вирусам (например, вирус Эпштейна-Барра). Уникальность СГБ состоит в том, что он в большинстве случаев характеризуется полной реабилитацией пациентов. Для самой распространённой формы СГБ – острой воспалительной демиелинизирующей полиневропатии (ОВДП) патогенез до сих пор совершенно не изучен. В частности, не выявлено ни одного патогенетически значимого агента, запускающего аутоиммунный процесс при ОВДП.
Установление молекулярных механизмов патогенеза этого заболевания позволит установить причину заболевания и объяснить самоограничивающуюся природу этого аутоиммунного заболевания.
Программа исследований
Используя протеомный и иммунологический анализы плазмы крови, спинномозговой жидкости (СМЖ) и периферической нервной ткани группы пациентов с СГБ и группы пациентов без неврологических заболеваний мы предполагаем выявить патогенетические агенты, участвующие в запуске аутоиммунного процесса и установить молекулярные механизмы патогенеза этого заболевания.
Для этого будут проанализированы протеомы и пептидомы плазмы крови, СМЖ и периферической нервной ткани группы пациентов с демиелинизирующей формой СГБ и контрольной группы пациентов без неврологических заболеваний. На основе масс-спектрометрических данных будут установлены кластеры взаимодействующих генов/белков специфичных для демиелинизирующей формы СГБ. Для идентификации антител в сыворотке крови и СМЖ, исследуемые группы пациентов будут проанализированы с использованием доступных баз данных иммуноглобулинов человека.
С помощью набора реагентов будет проведено транскрипционное профилирование групп пациентов плазмы крови и СМЖ с ОВДП и без неврологических заболеваний для выявления нейроспецефических вирусов.
Массивы антител с определенными антигенными детерминантами, выявленные по результатам протеомного и транскриптомного анализа физиологических жидкостей и нервной ткани, будут проанализированы с точки зрения выявления общих для СГБ закономерностей иммунного ответа.
Основной задачей данной работы является выяснение возможных механизмов патогенеза СГБ, в особенности его демиелинизирующей формы ОВДП, на основании чего можно будет разработать биологические модели, а также предположить механизмы, позволяющие дальнейшее полное восстановление функциональности нервной системы. При этом самым интересным вопросом является механизм подавления аутоиммунной атаки на периферические нервные окончания. Помимо решения фундаментальных задач, у этой работы есть и прикладной аспект. Одной из проблем СГБ (и ОВДП в частности) является отсутствие надёжного метода выявления патологии, особенно дифференцировки отдельных форм, что с учётом скоротечности развития и тяжести этого заболевания может приводить к летальному исходу в случае несвоевременного или некорректного диагноза. Одним из ожидаемых результатов проекта будет набор пептидно-белковых маркеров для дифференциальной диагностики СГБ в клинических условиях.
План исследований
2018 год
Пробоподготовка образцов плазмы крови и СМЖ пациентов с ОВДП и пациентов без неврологических заболеваний для последующего масс-спектрометрического анализа. Масс-спектрометрический анализ образцов плазмы крови и СМЖ. Анализ масс-спектромертических данных с использованием баз данных KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes), GO (Gene Ontology). Анализ массивов масс-спектрометрических данных по базе данных IMGT (International ImMunoGeneTics) с целью выявления антител против бактерий и вирусов потенциальных триггеров развития заболевания. Выделение свободной РНК из плазмы крови пациентов с ОВДП. Транскрипционное профилирование образцов плазмы крови и СМЖ. Биоинформатический анализ транскриптов с целью выявления вирусных РНК пациентов с ОВДП и пациентов без неврлологических заболеваний.
год
Цитокиновое профилирование образцов пациентов с ОВДП. Анализ цитокиновых профилей больных с ОВДП и пациентов без неврологических заболеваний. Оптимизация метода экстракции белков из нервной ткани. Пробоподготовка образцов периферической нервной ткани для последующего масс-спектрометрического анализа. Масс-спектрометрический анализ белковых препаратов образцов нервной ткани пациентов с ОВДП и без неврологических заболеваний. Биоинформатический анализ результатов протеомов периферической нервной ткани, плазмы крови и СМЖ больных СГБ и пациентов без неврологических заболеваний. Поиск пептидно-белковых маркеров для диагностики СГБ.
Научные достижения
- Участие в разработке новой теории развития синдрома Гийена-Барре (Ziganshin, Azarkin et al.)
- Разработаны новые протеомные подходы идентификации биомаркеров сыворотки крови при аутоиммунных заболеваниях (Ziganshin, Azarkin et al.)
- Создан новый метод десорбции пептидов из плазмы/сыворотки крови (Ziganshin, Azarkin et al.)
- Оптимизированы условия масс-спектрометрического количественного анализа белков сыворотки крови (Kovalchuk, Ziganshin, Azarkin et al.)
Публикации
Ziganshin R, Arapidi G, Azarkin I, Zaryadieva E, Alexeev D, Govorun V, Ivanov V. «New method for peptide desorption from abundant blood proteins for plasma-serum peptidome analyses by mass spectrometry», Journal of Proteomics – 2011; 74(5): 595-606. R. H. Ziganshin, G. P. Arapidi, I. V. Azarkin, I. P. Balmasova, O. L. Timchenko, Yu. A. Fedkina, E.A. Morozova, M. A. Piradov, N. poneva, N. D. Yuschuk, and V. M. Govorun «Proteomic Technologies for Identification of Serum Biomarkers of Potential Autoimmune Demyelinating Polyneuropathies» , Russian Journal of Bioorganic Chemistry – 2011; 37(1): 30-38. Ivanova, O. M., Ziganshin, R. H., Arapidi, G. P.; Kovalchuk, S. I. ; Azarkin, I. V. ; Sorokina, A. V.; Govorun, V. M.; Radzinsky, V. E.; Ivanov, V. T.. «Scope and limitations of MALDI-TOF MS blood serum peptide profiling in cancer diagnostics », Russian Journal of Bioorganic Chemistry – 2016; 42(5) 497-505. Ziganshin, R. H. Ivanova, O. M. Lomakin, Y. A. Belogurov, A. A., Jr. Kovalchuk, S. I. Azarkin, I. V. Arapidi, G. P. Anikanov, N. A. Shender, V. O. Piradov, M. poneva, N. A. Vorobyeva, A. A. Gabibov, A. G. Ivanov, V. T. Govorun, V. M «The Pathogenesis of the Demyelinating Form of Guillain-Barre Syndrome (GBS): Proteo-peptidomic and Immunological Profiling of Physiological Fluids », MCP – 2016; 15(7) 2366-2378 Kovalchuk, S; Ziganshin, R; Ivanova, O; Anikanov, N; Azarkin, I; Arapidi, G; Govorun, V «Peptidome and proteome analysis of cerebrospinal fluid and serum in guillain-barre syndrome », Journal of Neurochemistry-2015; 134 200-200 Azarkin, I; Arapidi, GP; Ziganshin, R; Kovalchuk, S; Shender, V; Govorun, V ; Ivanov, V «Comparative analyses of peptidome and proteome of CSF samples from patients with Guillain-Barre syndrome and with non-neurological diseases » FEBS Journal – 2013; 280 480-481 Azarkin, I; Ziganshin, R; Kovalchuk, S; Arapidi, GP; Anikanov, N; Ivanova, O; Shender, V; Govorun, V ; Ivanov, V «Search and identification of peptide biomarkers of colorectal cancer in sera » FEBS Journal – 2014; 281 165-165 Ziganshin, R. H.; Arapidi, G.; Azarkin, I; Govorun, V.; Ivanov, V. «Peptidomic analysis of human blood serum for specific disease markers» Journal of Peptide Science - 2010; 16 107-107
