Лебеденко Екатерина Николаевна

Личная информация

После окончания МГУ (каф. молекулярной биологии, зав. академик А.С. Спирин)  Лебеденко Е.Н. работает в ИБХ РАН :
1977-1985 гг. в лаборатории химии генов (заведующий лабораторией академик М.Н. Колосов);
1985-2000 гг. в группе генетической инженерии интерлейкинов и лаборатории механизмов генной экспрессии (заведующий профессор Ю.А. Берлин); 2000 г. - по наст. время  старший научный сотрудник лаборатории молекулярной иммунологии (руководитель член-корр. С.М. Деев).

Образование

Период обученияСтрана, городУчебное заведениеДополнительная информация
1959–1961 Россия, Москва Средняя школа №657
1961–1969 Россия, Москва Французская спецшкола № 10
1970–1976 Россия, Москва МГУ им. М.В. Ломоносова, биофак, каф. мол. биологии

Научные интересы

конструирование неприродных антител, противораковые антитела, мультифункциональные молекулярные конструкции наноразмеров

Премии и заслуги

Лауреат Главной премии МАИК «Наука» за лучшую публикацию в издаваемых ею журналах по группе биологических наук за 1998 г. Совместно с Г.В. Шпаковским.

Основные научные результаты

1980-1995. Химико-ферментативный синтез гена валиновой тРНК и серии генов биологически активных пептидов; химико-ферментативный синтез и экспрессия генов интерлейкина-1альфа и его аналогов; разработка метода сплайсинга ДНК путем направленного лигирования; выяснение участка узнавания рестриктазы CfrI; выяснение молекулярной природы мутаций в гене бета-глобина человека, приводящих к бета-талассемии.

1995-2000. Клонирование, секвенирование и бактериальная экспрессия целого ряда новых кДНК и генов, кодирующих субъединицы ядерных РНК-полимераз делящихся дрожжей и человека. Сравнительный геномный анализ клонированных генов.

2000 по настоящее время. Конструирование и бактериальная экспрессия генов противораковых мини-антител и их производных.

Гранты и проекты

ПериодДополнительная информация
2011 Проект РФФИ № 12-04-00757-а "Универсальный принцип самосборки мультифункциональных надмолекулярных комплексов на основе нано- и микрочастиц различной природы для направленного воздействия на опухоли", исполнитель.

Избранные публикации

  1. Grebenik E.A., Generalova A.N., Nechaev A.V., Khaydukov E.V., Mironova K.E., Stremovskiy O.A., Lebedenko E.N., Zvyagin A.V., Deyev S.M. (2014). Specific visualization of tumor cells using upconversion nanophosphors. Acta Naturae 6 (4), 48–53 [+]

    The development of targeted constructs on the basis of photoluminescent nanoparticles with a high photo- and chemical stability and absorption/emission spectra in the "transparency window" of biological tissues is an important focus area of present-day medical diagnostics. In this work, a targeted two-component construct on the basis of upconversion nanophosphors (UCNPs) and anti-tumor 4D5 scFv was developed for selective labeling of tumor cells overexpressing the HER2 tumor marker characteristic of a number of human malignant tumors. A high affinity barnase : barstar (Bn : Bs) protein pair, which exhibits high stability in a wide range of pH and temperatures, was exploited as a molecular adapter providing self-assembly of the two-component construct. High selectivity for the binding of the two-component 4D5 scFv-Bn : UCNP-Bs construct to human breast adenocarcinoma SK-BR-3 cells overexpressing HER2 was demonstrated. This approach provides an opportunity to produce similar constructs for the visualization of different specific markers in pathogenic tissues, including malignant tumors.

    ID:1318
  2. Поляновский О.Л., Лебеденко Е.Н., Деев С.М. (2013). ErbB-онкогены - мишени моноклональных антител. Биохимия 77 (3), 289–311 ID:872
  3. Balalaeva I.V., Zdobnova T.A., Krutova I.V., Brilkina A.A., Lebedenko E.N., Deyev S.M. (2012). Passive and active targeting of quantum dots for whole-body fluorescence imaging of breast cancer xenografts. J Biophotonics 5 (11-12), 860–7 [+]

    Far-red and near-infrared fluorescent quantum dots (QDs) have become advancing contrast agents for efficient whole-body tumor imaging. In this study, we investigated the possibility of the vital fluorescence imaging of tumor using two contrast agents on the basis of QDs: bioinert QDs coated with polyethyleneglycol and QDs bound with anti-HER2/neu scFv antibodies. HER2/neu-positive breast cancer tumor xenografts in nude mice were used as a model. It was shown that both bioinert and tumor-targeted QD probes can be successfully applied for visualization of the tumor using in vivo imaging method, but fluorescent signal of QD-4D5scFv in tumors was considerably stronger than that of QD-PEG. (© 2012 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim).

    ID:741
  4. Polanovski O.L., Lebedenko E.N., Deyev S.M. (2012). ERBB oncogene proteins as targets for monoclonal antibodies. Biochemistry Mosc. 77 (3), 227–45 [+]

    В обзоре рассмотрены свойства семейства тирозин-киназных ERBB-рецепторов, их роль в генерации каскадных процессов передачи сигнала в живой клетке в норме и патологии. Пронализированы причины возникновения у рецепторов свойств онкогенов и их роль в развитии различных онкологических заболеваний. Подробно описаны  моноклональные антитела, специфичные к ERBB-рецепторам, используемые в терапии рака; рассмотрены механизмы их действия и причины возникновения резистентности к ним. Обсуждаются применяемые и наиболее перспективные стратегии создания и применения моноклональных антител и их производных  для терапии  онкологических заболеваний.

    ID:740
  5. Zdobnova T.A., Stremovskiy O.A., Lebedenko E.N., Deyev S.M. (2012). Self-Assembling Complexes of Quantum Dots and scFv Antibodies for Cancer Cell Targeting and Imaging. PLoS ONE 7 (10), e48248 [+]

    Semiconductor quantum dots represent a novel class of fluorophores with unique physical and chemical properties which could enable a remarkable broadening of the current applications of fluorescent imaging and optical diagnostics. Complexes of quantum dots and antibodies are promising visualising agents for fluorescent detection of selective biomarkers overexpressed in tumor tissues. Here we describe the construction of self-assembling fluorescent complexes of quantum dots and anti-HER1 or anti-HER2/neu scFv antibodies and their interactions with cultured tumor cells. A binding strategy based on a very specific non-covalent interaction between two proteins, barnase and barstar, was used to connect quantum dots and the targeting antibodies. Such a strategy allows combining the targeting and visualization functions simply by varying the corresponding modules of the fluorescent complex.

    ID:742
  6. Zdobnova T.A., Lebedenko E.N., Deyev S.М. (2011). Quantum dots for molecular diagnostics of tumors. Acta Naturae 3 (1), 29–47 [+]

    Квантовые точки – это относительно новый класс флуорофоров с уникальными физико-химическими свойствами, которые позволяют существенно расширить возможности современных методов флуоресцентной визуализации и оптической диагностики. В обзоре рассмотрены перспективы применения квантовых точек для молекулярной диагностики опухолей от определения онкомаркеров на микропланшетах до неинвазивной визуализации новообразований in vivo, обозначены проблемы, которые необходимо решить для внедрения квантовых точек в клиническую практику, и намечены инновационные подходы в онкологии, осуществимые с применением квантовых точек.

    ID:739
  7. Deyev S.M., Lebedenko E.N. (2009). Modern Technologies for Creating Synthetic Antibodies for Clinical application. Acta Naturae 1 (1), 32–50 [+]

    Модулярная структура и многофункциональность антител позволяет модифицировать природные иммуноглобулины различными способами для всевозможных клинических применений. Рациональный компьютерный дизайн и методы молекулярной инженерии дают возможность направленно модифицировать размер, аффинность, специфичность, иммуногенность и эффекторные функции антител, а также комбинировать их с другими действующими агентами. В обзоре рассмотрены современные методы инженерии иммуноглобулинов, ориентированных на применение в диагностике и терапии различных заболеваний, в том числе новые технологии, направленные на оптимизацию эффекторных функций терапевтических антител.

    ID:743
  8. Zdobnova T.A., Dorofeev S.G., Tananaev P.N., Vasiliev R.B., Balandin T.G., Edelweiss E.F., Stremovskiy O.A., Balalaeva I.V., Turchin I.V., Lebedenko E.N., Zlomanov V.P., Deyev S.M. (2009). Fluorescent immunolabeling of cancer cells by quantum dots and antibody scFv fragment. J Biomed Opt 14 (2), 021004 [+]

    Semiconductor quantum dots (QDs) coupled with cancer-specific targeting ligands are new promising agents for fluorescent visualization of cancer cells. Human epidermal growth factor receptor 2/neu (HER2/neu), overexpressed on the surface of many cancer cells, is an important target for cancer diagnostics. Antibody scFv fragments as a targeting agent for direct delivery of fluorophores offer significant advantages over full-size antibodies due to their small size, lower cross-reactivity, and immunogenicity. We have used quantum dots linked to anti-HER2/neu 4D5 scFv antibody to label HER2/neu-overexpressing live cells. Labeling of target cells was shown to have high brightness, photostability, and specificity. The results indicate that construction based on quantum dots and scFv antibody can be successfully used for cancer cell visualization.

    ID:332
  9. Deev S.M., Lebedenko E.N. (2009). [Antibody engineering: barnase-barstar module as a molecular constructor]. Bioorg. Khim. 35 (6), 761–78 [+]

    В обзоре рассмотрены современные методы инженерии иммуноглобулинов, ориентированных на применение в диагностике и терапии различных заболеваний, в том числе новые технологии, направленные на оптимизацию эффекторных функций терапевтических антител.

    ID:335
  10. Shilova O.N., Proshkina G.M., Lebedenko E.N., Deyev S.M. (2009). Internalization and Recycling of the HER2 Receptor on Human Breast Adenocarcinoma Cells Treated with Targeted Phototoxic Protein DARPinminiSOG. Acta Naturae 7 (3), 126–32 [+]

    Design and evaluation of new high-affinity protein compounds that can selectively and efficiently destroy human cancer cells are a priority research area in biomedicine. In this study we report on the ability of the recombinant phototoxic protein DARPin-miniSOG to interact with breast adenacarcinoma human cells overexpressing the extracellular domain of human epidermal growth factor receptor 2 (HER2). It was found that the targeted phototoxin DARPin-miniSOG specifically binds to the HER2 with following internalization and slow recycling back to the cell membrane. An insight into the role of DARPin-miniSOG in HER2 internalization could contribute to the treatment of HER2-positive cancer using this phototoxic protein.

    ID:1319
  11. Deyev S.M., Lebedenko E.N. (2008). Multivalency: the hallmark of antibodies used for optimization of tumor targeting by design. Bioessays 30 (9), 904–18 [+]

    High-precision tumor targeting with conventional therapeutics is based on the concept of the ideal drug as a "magic bullet"; this became possible after techniques were developed for production of monoclonal antibodies (mAbs). Innovative DNA technologies have revolutionized this area and enhanced clinical efficiency of mAbs. The experience of applying small-size recombinant antibodies (monovalent binding fragments and their derivatives) to cancer targeting showed that even high-affinity monovalent interactions provide fast blood clearance but only modest retention time on the target antigen. Conversion of recombinant antibodies into multivalent format increases their functional affinity, decreases dissociation rates for cell-surface and optimizes biodistribution. In addition, it allows the creation of bispecific antibody molecules that can target two different antigens simultaneously and do not exist in nature. Different multimerization strategies used now in antibody engineering make it possible to optimize biodistribution and tumor targeting of recombinant antibody constructs for cancer diagnostics and therapy.

    ID:333
  12. Shpakovski G.V., Gadal O., Labarre-Mariotte S., Lebedenko E.N., Miklos I., Sakurai H., Proshkin S.A., Van Mullem V., Ishihama A., Thuriaux P. (2000). Functional conservation of RNA polymerase II in fission and budding yeasts. J. Mol. Biol. 295 (5), 1119–27 [+]

    Ранее нами была впервые продемонстрирована функциональная взаимозаменяемость in vivo отдельных субъединиц эукариотических РНК-полимераз между эволюционно далекими организмами (Г. В. Шпаковский и др.: Gene, 1994, 147: 63–69; Mol. Cell. Biol., 1995, 15: 4702–4710) и и установлено функциональное родство малых субъединиц РНК-полимераз архей и эукариот (Биоорган. химия, 1997, 23: 110–117; J. Biol. Chem., 1999, 274: 8421–8427). В данной итоговой работе было проведено первое систематическое исследование взаимозаменяемости in vivo всех двенадцати субъединиц ядерной РНК-полимеразы II между эволюционно далекими видами дрожжей, Schizosaccharomyces pombe и Saccharomyces cerevisiae, а также завершены клонирование и функциональная характеристика всех компонентов РНК-полимеразы II делящихся дрожжей.

    ID:57
  13. Shpakovskiĭ G.V., Lebedenko E.N. (1999). [Molecular evolution and structure of eukaryotic nuclear RNA polymerase subunits in light of the exon-intron organization of their genes]. Bioorg. Khim. 25 (11), 828–37 [+]

    Analysis of literary data (for Saccharomyces cerevisiae, Caenorhabditis elegans, Arabidopsis thaliana, Homo sapiens, and some other Eucarya) and our data (for Schizosaccharomyces pombe) on the exon-intron organization of the genes encoding subunits of nuclear RNA polymerases showed that introns in the orthologous genes from different organisms are arranged nonrandomly, namely, their positions, if projected on the map of the comparison of the amino acid sequences of the orthologous subunits, not infrequently coincide in evolutionarily distant species. As a rule, intron positions correspond to the boundaries of the structurally conserved regions (domains) or to the sites of possible turns of the polypeptide chain. For example, introns flank the secondary structure elements in the Rpb8 subunit with the known three-dimensional structure or the structure-function modules in subunits Rpb10 and Rpc10. These facts are in agreement with the idea of the ancient origin of introns, and with the notion of evolution of ancient protein sequences through the assembly of their genes from short protoexons selected by the nature as far back as the RNA world times. Comparative analysis of the primary structures of the subunits of eukaryotic RNA polymerases allowed us to reveal a nuclear localization signal in subunit Rpb10 and some hypothetical archaeal homologues of subunit Rpc10.

    ID:334