НИЛ альтернативных антимикробных биопрепаратов

Заведующий лабораторией — д.б.н., член-корреспондент РАН, Шамова Ольга Валерьевна.

Задачи

Лаборатория создана для решения задач современной медицины, связанных с разработкой прототипов новых антибиотиков для персонализированной терапии внутрибольничных инфекций, вызываемых антибиотикорезистентными бактериями, на основе синтетических аналогов природных антимикробных пептидов с различным спектром антибактериальной активности, а также бактериофагов; оценка их эффективности и безопасности в экспериментах in vitro и in vivo.

Разработка структурных аналогов природных АМП, имеющих разный спектр биологической активности их химический синтез.
Оценка антимикробной активности пептидов в отношении антибиотикорезистентых клинических изолятов грамотрицательных и грамположительных бактерий (полученных из инфицированных ран, ротовой полости, мочеполового тракта) в отношении свободно плавающих (планктонных) бактерий и бактериальных биопленок — на моделях in vitro.
Оценка безопасности наиболее активных пептидов для клеток человека в культуре, выбор пептидов, безопасных для исследуемых клеток.
Изучение совместного действия пептидов с применяемыми в клинике антибиотиками и антисептиками, выявление синергических эффектов при использовании пептидов в комбинации с антимикробными соединениями различной природы в отношении антибиотико-устойчивых штаммов бактерий; выбор комбинаций, соединений, применение которых оптимально при инфицировании определенными видами бактерий.
Оценка эффективности и безопасности полученных пептидов в экспериментальных моделях на лабораторных животных.
Формирование коллекции (криобанка) бактериофагов грамположительных бактерий, циркулирующих в условиях стационаров и населяющих естественные биогеоценозы (водные и почвенные экосистемы Арктики и Антарктики).
Изучение биологического разнообразия клинических и природных популяций фагов, активных в отношении возбудителей энтерококковых инфекций, оценка спектров их литической активности и структуры геномов.
Конструирование диагностических тест-систем на основе набора бактерифагов с целью оптимизации персонализированной фаговой терапии.
Отбор штаммов энтерококковых бактериофагов, наиболее перспективных для включения в комбинированные препараты для терапии инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи.

Направления работы

Разработка новых аналогов природных антимикробных пептидов: пролин-богатых пептидов беспозвоночных и млекопитающих (активных преимущественно в отношении грамотрицательных бактерий), пептидов со структурой бета-шпильки (широкий спектр антимикробной активности), проявляющих высокую антимикробную активность в отношении антибитикорезистентных клинических изолятов бактерий, на моделях in vitro и in vivo.
Создание новых антибиотиков на основе бактериофагов, оценка их эффектов на бактерии, вызывающие внутрибольничные инфекции.

Описание проекта

Тематика проекта соответствует направлению «Инфекционные заболевания, микробная и антимикробная терапия».

На основе полученных ранее данных о высокой антимикробной активности ряда природных антимикробных пептидов, открытых авторами данного проекта, проведенного ими структурно-функционального анализа, а также с учетом данных литературы, будет разработан ряд структурных аналогов антибиотических пептидов.

Узнать подробнее о проекте.

Сотрудники

заведующий лабораторией — д.б.н., член-корреспондент РАН Шамова Ольга Валерьевна
ведущий инженер Протасов Евгений Александрович
старший научный сотрудник к.б.н. Жаркова Мария Сергеевна
младший научный сотрудник Сухарева Мария Сергеевна
младший научный сотрудник Владимирова Елизавета Васильевна
младший научный сотрудник Комлев Алексей Сергеевич

Основные публикации сотрудников

P. M. Kopeikin, M. S. Zharkova, A. A. Kolobov, M. P. Smirnova, M. S. Sukhareva, E. S. Umnyakova, V. N. Kokryakov, D. S. Orlov, B. L. Milman, S. V. Balandin, P. V. Panteleev, T. V. Ovchinnikova, A. S. Komlev, A.Tossi, O. V. Shamova. Caprine bactenecins as promising tools for developing new antimicrobial and antitumor drugs. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. 2020. Q2 – WoS, Q1 – SJR (Impact Factor 4.1) doi: 10.3389/fcimb.2020.552905
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fcimb.2020.552905/abstract
E. Eliseev, I. N. Terterov, A. N. Yudenko, O. V. Shamova. Linking sequence patterns and functionality of alpha-helical antimicrobial peptides // Bioinformatics, – 2019. – Vol. 15 (16). – P. 2713-2717. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/bty1048 (Impact factor 5.481, Q1)
Smirnova M. P., Kolodkin N. I., Kolobov A. A., Afonin V. G.; Afonina I. V.; Stefanenko L. I.; Shpen’ V. M.; Shamova O. V., Kolobov A . A. Indolicidin analogs with broad-spectrum antimicrobial activity and low hemolytic activity. Peptides. 2020; 132:170356. doi:10.1016/j.peptides.2020.170356 Q2 Web of Science, SJR.
Orlov D. S., Shamova O. V., Eliseev I. E., Zharkova M. S., Chakchir O. B., Antcheva N., Zachariev S., Panteleev P. V., Kokryakov V. N., Ovchinnikova T. V., Tossi A. Redesigning arenicin-1, an antimicrobial peptide from the marine polychaeta Arenicola marina, by strand rearrangement or branching, substitution of specific residues, and backbone linearization or cyclization. Marine Drugs. 2019 Jun 23;17(6). pii: E376. doi: 10.3390/md17060376. https://www.mdpi.com/1660-3397/17/6/376 Q2 Web of Science, SJR

S. Zharkova, D. S. Orlov, O. Yu. Golubeva, O. B. Chakchir, I. E. Eliseev, T. M. Grinchuk, O. V. Shamova. Application of antimicrobial peptides of the innate immune system in combination with conventional antibiotics – a novel way to combat antibiotic resistance? // Front. Cell. Infect. Microbiol. – 30 April 2019. https://doi.org/10.3389/fcimb.2019.00128 Q2 – WoS, Q1 – SJR (Impact Factor 4/1) Web of Science.
Panteleev P. V., Bolosov I. A., Kalashnikov A. A., Kokryakov V. N., Shamova O. V., Emelianova A.A., Balandin S.V., Ovchinnikova T.V. Combined antibacterial effects of goat cathelicidins with different mechanisms of action // Front. Microbiol., Vol. 9, Article 2983, P. 1-19. DOI: 10.3389/fmicb.2018.02983, (Impact Factor 4.019, Q2 – WoS, Q1 – SJR), https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2018.02983/full
Umnyakova E. S., Zharkova M. S., Berlov M. N., Shamova O. V., Kokryakov V. N.. Human antimicrobial peptides in autoimmunity . Autoimmunity. 2020. Т. 53. № 3. С. 137-147 doi:10.1080/08916934.2020.1711517 Q3 Web of Science, SJR.
N. Chernov, D. A. Alaverdian, O. S. Glotov, M. V. Talabaev, S.P. Urazov, S. G. Shcherbak, A. Renieri, E. Frullanti, O. Shamova Related expression of TRKA and P75 receptors and the changing copy number of MYC-oncogenes determine the sensitivity of brain tumor cells to the treatment of the nerve growth factor in combination with cisplatin and temozolomide . Drug Metabol Pers Ther 2020. https://doi.org/10.1515/dmpt-2020-0109 published online. Q3 Web of Science, Q2 – SJR.
Yu. Ulyanova, L. N. Kurylenko, O. V. Shamovа, D. S. Orlov, O. Yu. Golubeva. Hemolitic Activity and Sorption Ability of Beta Zeolite Nanoparticles // Glass Physics and Chemistry, 2020, Vol. 46, No. 2, pp. 155–161). Scopus, WoS, Q4.
Golubeva O. Y., Ulyanova N. Y., Zharkova M. S., Shamova O. V. Synthesis and study of zeolites modified by silver nanoparticles and clusters: biological activity // Glass Physics and Chemistry. – 2018. – Т. 44, № 6. – С. 586-590). DOI 10.1134/S108765961806007X Scopus, WoS Q4
Golubeva O. Yu., Golubkov V. V., Yukhnev V. A., O. V. Shamova. Synthesis of silver nanoparticles modified with lysozyme and sodium dioctyl sulfosuccinate and comparison of their biological activities // Glass. Phys. Chem. 2017.V.43. N 1. P. 63-69. Scopus, Web of Science. Q4 DOI 10.1134/S1087659617010060

Müller A., Grein F., Schneider T., Sahl H.-G., Otto A., Becher D., Gries K., Orlov D., Shamova O., Zarubaev V., Girard M., François P., Sher X., Roemer T. Differential daptomycin resistance development in Staphylococcus aureus strains with active and mutated gra regulatory systems // International Journal of Medical Microbiology. 2018. Т. 308. № 3. С. 335-348. DOI: 10.1016/j.ijmm.2017.12.002 (Impact factor 3.3, Q2 – WoS, Q1 – SJR) https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1438422117303958
Golubeva O. Y., Brazovskaya E. Y., Shamova O. V. Biological activity and sorption ability of synthetic montmorillonite modified by silver/lysozyme nanoparticles // Applied Clay Science. 2018. Т. 163. С. 56-62 DOI: 10.1016/j.clay.2018.07.015 (Impact Factor: 3.35, Q1). http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1387181116000081

Патенты и изобретения