В Лаборатории изучаются процессы активации и регуляции естественного иммунитета, исследуется роль экзотоксинов стафилококков при заболеваниях, вызываемых стафилококками, разрабатываются мультипараметрические диагностические системы обнаружения патогенов на основе иммунохимических методов с использованием моноклональных и рекомбинантных антител.

Патогенные микроорганизмы и их бактериальные токсины

Один из наиболее распространенных патогенов человека и животных – микроорганизм Staphylococcus aureus (золотистый стафилококк). Стафилококки быстро эволюционируют, приспосабливаясь к изменениям окружающей среды. У человека и животных обнаружены штаммы, резистентные к широкому спектру антибиотиков. Стафилококки способны продуцировать набор белковых и пептидных токсинов, часть которых стабильна при термической обработке, устойчивы к действию протеолитических ферментов  и при экстремальных значениях рН. Прежде всего, эти токсины вызывают отравления у человека, а их многократное воздействие является причиной ряда серьезных осложнений и приводит к развитию аутоиммунных заболеваний и аллергий. Иммунохимические методы анализа используются при обнаружении токсинов в секретах человека, пищевых продуктах и окружающей среде. В Лаборатории получены представительные панели моноклональных антител мыши к токсинам, продуцируемым Staphylococcus aureus. На основе этих антител созданы системы обнаружения токсинов, как с использованием инструментальных методов, так и без приборов в полевых условиях.

Помимо стафилококков интерес вызывают токсины, продуцируемые микроорганизмами Clostridium botulinum (возбудитель ботулизма) и Bacillus anthrax (возбудитель сибирской язвы). Получены моноклональные антитела к наиболее опасным бактериальным токсинам ботулиническим и сибирской язвы, с помощью которых разработаны селективные и чувствительные методы детекции на основе «сэндвич»-метода.

Исследования стафилококк-ассоциированного мастита

Мастит является наиболее важной причиной потерь при производстве молока даже в благополучных странах, как Голландия или Швейцария. В РФ около 30% причин заболевания маститом связаны со стафилококками. Токсины стафилококков могут присутствовать в молоке и получаемых из него продуктов. В Лаборатории исследуется токсигенность стафилококков при маститах в РФ и продукция токсинов токсикогенными штаммами, выделенными из больных маститом животных, изучается иммунный ответ животных на токсины стафилококков.

Роль ГМДП – RN пептида в реакциях естественного иммунитета

Исследование активации естественного иммунитета и роли в этом процессе фрагмента клеточной стенки бактерий глюкозаминилмурамоилдипептида (ГМДП) занимает важное место в проводимых в Лаборатории исследованиях. Используя антитела к ГМДП, полученные в Лаборатории иммунохимии ИБХ, а также технологию пептидного фагового дисплея, сотрудники открыли 15-мерный пептид – миметик ГМДП, названный по концевым аминокислотным остаткам RN пептидом. Исследование роли аминокислот в узнавании антителами пептида и способности влиять на иммунную систему показали следующие эффекты: на уровне организма – адъювантный в дозах 1-3 нг и 1-1,5 мкг; на уровне клеток – увеличение экспрессии NFκB2, регуляция экспрессии NFκB2 в зависимости от концентрации YB-1 в культуральной среде; на молекулярном уровне – связывание с YB-1 с Kd=4∙10-9, конкуренция с ГМДП за сайт связывания YB-1. На основании полученных в результате исследования данных предложена модель активации естественного иммунитета ГМДП – RN пептидом, с участием NOD2 и белка холодового шока Yb-1.

Получение рекомбинантных антител животных и человека

Проводится работа по получению рекомбинантных антител, в основном в формате одноцепочных миниантител, разрабатываются способы стабилизации – рефолдинга и направленной эволюции миниантител. В Лаборатории получены представительная библиотека миниантител человека в формате фагового дисплея, разработан способ аффинного обогащения антител на родственных антигенах. Получены и охарактеризованы миниантитела к энтеротоксинам стафилококков. Исследована роль формата антител на  сп ецифичность в ряду энтеротоксинов.

Анализ токсичности энтеротоксинов и токсин-нейтрализующего потенциала антител

В Лаборатории совместно с лабораторией биологических испытаний на животных моделях разрабатываются методы оценки токсичности токсинов стафилококков и оценки токсин-нейтрализующего потенциала антител к энтеротоксинам. В качестве модельных животных используются линейные мыши, выращенные в НПП «Питомник лабораторных животных» Филиала ИБХ.  Используемые подходы описаны в этой работе.

По исследованиям патогенных микроорганизмов и их бактериальных токсинов Лаборатория сотрудничает с Институтом молекулярной биологии РАН (Москва), Институтом общей физики им. А.М. Прохорова РАН (Москва), Институтом теоретической и экспериментальной биофизики РАН (Пущино), Институтом эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф. Гамалеи Минздрава РФ (Москва), Институтом прикладной микробиологии Роспотребнадзора РФ (Оболенск). Исследования стафилококк-ассоциированного мастита проводятся совместно со Всероссийским институтом животноводства им. Л.К. Эрнста (Дубровицы, Московская область). Работа по изучению RN пептида ведется с лабораторией химии пептидов ИБХ РАН и лабораторией регуляцией биосинтеза белка Института белка РАН. Рекомбинантные антитела животных и человека получают совместно с НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф. Гамалеи РАМН, Институтом прикладной микробиологии Роспотребнадзора РФ и лабораторией физики белка Института белка РАН.

Избранные публикации

Бровко Федор Александрович

• Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10 — На карте
• ИБХ РАН, корп. ФИБХ, комн. Переход/437
• Тел.: +7(4967)73-08-53#3157
• Эл. почта: brovko@bibch.ru