1.     Основное направление фундаментальных и фундаментально-ориентированных исследований

• Молекулярная паразитология
• Молекулярная медицина 

2.     Задачи, решаемые в настоящее время в рамках базового бюджетного проекта 

VI.60.1.1. (молекулярные механизмы патологических  процессов: роль описторхид в канцерогенезе), № гос. регистрации 01201280335. Руководитель д.б.н. Мордвинов В.А.

• Молекулярная генетика описторхид, описание генетического разнообразия в популяциях и видов в целом;
• Молекулярная биология описторхид, включая определение качественного и количественного состава белков и транскриптов O. felineus на разных стадиях онтогенеза;
• Идентификация генов и их транскриптов, как компонентов молекулярно-генетической системы, вовлеченных во взаимодействие «паразит-хозяин» на примере некоторых видов трематод (паразит) и млекопитающих (дефинитивный хозяин);
• Выявление молекулярных механизмов паразитирования и канцерогенеза, индуцированного описторхидами, на модели описторхоза в хомячках;
• Определение типов развития иммунного ответа при описторхозе в системе ex vivo на клеточных линиях макрофагов человека;
• Идентификация генов биотрансформации и выведения ксенобиотиков, оценка фармакологических и токсикологических аспектов применения противопаразитарных препаратов.

3.     Прикладные разработки

Рекомбинантная плазмидная днк pmaltev-legumain, кодирующая полипептид, обладающий антигенными свойствами белка легумаин Opisthorchis felineus, и штамм E.coli bl 21(de3)plyss-pmaltev-legumain - продуцент рекомбинантного полипептида, обладающего антигенными свойствами белка легумаин Opisthorchis felineus.

4.     Иллюстрированное описание лучших результатов, полученных подразделением за последние 5 лет

Для реконструкции митогеномов, выявления и описания генетического разнообразия описторхид был применен ПЦР-анализ с помощью разработанных наборов праймеров. Последовательности полностью просеквенированных митогеномов  зарегистрированы в GenBank с номерами NC_011127 для O.felineus (Зап. Сибирь, НСО) и NC_012147 для C. sinensis (Хабаровский край). С помощью метода глубокого пиросеквенирования по технологии «454  Life Science» идентифицировано 45 однонуклеотидных полиморфизмов в митохондриальном геноме  O.felineus из популяции на севере Новосибирской области (Рис.1).

Рисунок 1. Однонуклеотидные полиморфизмы, обнаруженные в митогеноме O. felineus

Для реконструкции филогеографии вида O.felineus было изучено генетическое разнообразие по маркерам ITS1, cox1 и cox3 в популяциях из Западной и Восточной Сибири, Казахстана, Европейской Территории России. Характер распределения незначительной   генетической гетерогенности между образцами не позволяет предположить наличие подвидов или какой-либо значимой внутривидовой структурированности на обширной территории ареала вида (Рис. 2).  На основе анализа такого распределения выдвинуто предположение о недавнем взрывообразном распространении паразита.

Рисунок 2. Медианные сети гаплотипов по маркерам ITS1, cox1 и cox3, построенные для трех условных метапопуляций O.felineus.

В целях более глубокого исследования генома и транскриптома O. felineus была проанализирована библиотека кДНК этого гельминта. Проведено концевое секвенирование для 2560 клонов (генерация ESTs) (номера в GenBank JK624271–JK626790, JK006511–JK006547 и JK649790–JK649792). Проведена функциональная аннотация в терминах Gene Onthology (GO) выведенных аминокислотных последовательностей для 283 контигов, сформированных из EST (Рис. 3).

Рисунок 3. Распределение терминов классификации пептидов, выведенных из ESTs по терминам GO (А - молекулярная функция, Б - биологический процесс, В - клеточные компоненты).

С целью выявления механизмов формирования лекарственной устойчивости у паразитов семейства Opisthorchiidae была определена специфичность ферментативной активности CYP450 - представителя 1 фазы биотрансформации ксенобиотиков паразита O. felineus. Исследования функциональной активности in vivo и in situ показали, что CYP может участвовать в метаболизме экзогенных соединений, в частности субстратов, характерных для CYP2E1 (хлорзоксазон) и CYP2B (пентоксирезоруфин). Активность CYP почти полностью ингибировалась кетоконазолом (Рис. 4), известным ингибитором микросомальных цитохромов, что свидетельствует о консервативном строении фермента.

Получены предварительные данные по спектру метаболитов антипаразитарных препаратов (альбендазола) методом высокоэффективной хроматографии при инкубации O. felineus ex vivo, что в дальнейшем позволит выявить ключевые этапы биотрансформации препаратов внутри O. felineus.

Рисунок 4. Исследование in situ функциональной активности CYP.

В рамках выполнения проекта опробованы различные экспериментальные модели описторхидозов, в частности описторхоза, вызванного O. felineus, с использованием лабораторных животных (хомячки вида Mesocricetus auratus, лабораторные мыши линии Severe Combined Immunodeficiency (SCID)).

По результатам гистологического анализа печени показано, что у хомячков вида M. auratus, зараженных O. felineus в дозе 50 метацеркарий, начиная с 5 недели заражения появляются воспалительные изменения печени и утолщение стенок желчных протоков за счет перидуктального фиброза, с 10 недели заражения появляются полипозные разрастания эпителия, которые полностью или частично обтурируют просвет желчных протоков (Рис. 5).   В группе животных, подвергшихся сочетанному воздействию диметилнитрозамина и O. felineus, индуцируется  формирование злокачественных опухолей желчевыводящих путей. 

Рисунок 5. Полипы в просвете желчного протока. Окраска г – э. Ув. 100. OF - группа животных, зараженных O. felineus; ДМН + OF - группа животных с сочетанным воздействием диметилнитрозамина и O. felineus.

5.     Задачи, планируемые на перспективу

• исследование микробиоты в паразитах и изменений микробиоты в инфицированных  хозяевах;
• продолжение оценки генетического разнообразия семейства Opisthorchiidae;
• глубокое секвенирование белок-кодирующего и микроРНК-кодирующего транскриптома паразитов семейства Opisthorchiidae;
• разработка фундаментальных основ для высокочувствительной и видоспецифичной иммуно- и ДНК-диагностики паразитов семейства Opisthorchiidae.

Совместители