Синтез и применение нанозимов в иммуноанализе
В современной клинической лабораторной диагностике основным методом количественного анализа биомаркеров является иммуноферментный анализ. Такие ферменты, как пероксидаза хрена и щелочная фосфатаза, превращают бесцветные субстраты в окрашенные продукты, что делает их эффективными метками в иммуноферментных иммуноанализах. Нанозимы - это наноматериалы, обладающие ферментоподобной активностью, хотя механизм действия нанозимов и ферментов может быть различным. Нанозимы, имитирующие пероксидазу хрена (наночастицы переходных металлов, углеродные наноматериалы), обладают некоторыми преимуществами по сравнению с ферментами:
-
Лучшая физико-химическая стабильность
-
Настраиваемая активность
-
Более дешевый синтез
Белковые нано- и микрочастицы
Белковые молекулы являются отличными строительными блоками для синтеза наночастиц, поскольку они нетоксичны, биоразлагаемы и содержат разнообразные функциональные группы, пригодные для кросс-сшивки и функционализации. Белковые наночастицы могут содержать в себе различные соединения, включая лекарства или люминесцентные индикаторы, что делает их многообещающими носителями для адресной доставки лекарств и биовизуализации.
Наша исследовательская группа применяет белковые наночастицы в области диагностики in vitro. Мы работаем с альбуминовыми и желатиновыми наночастицами, синтезированными методом десольватации. Метод подразумевает добавление смешиваемого с водой органического растворителя к раствору белка. При определенной концентрации плохого растворителя растворимость белка снижается, и его молекулы агрегируют, образуя сферические нано- или микрочастицы, размер которых зависит от рН, ионной силы, концентрации белка, природы растворителя и т.д.
Поиск химических стимуляторов роста и продуктивности микроводорослей
Биомасса и метаболиты одноклеточной зеленой водоросли Chlorella vulgaris применяются или имеют перспективы применения в различных отраслях хозяйства: пищевой промышленности, сельском хозяйстве, рыбоводстве, производстве косметических и лекарственных средств (см. таблицу ниже).
Задачей наших исследований является поиск малых органических молекул (молекулы с молекулярной массой менее 1 кДа), которые влияют на рост хлореллы и выработку ее клетками ценных метаболитов. Для решения этой задачи мы используем метод скрининга: мы добавляем к культуре водоросли различные химические молекулы (главным образом из группы гетероциклических соединений) и спустя несколько дней оцениваем прирост биомассы в контрольных и опытных образцах. Вещества, которые повышают прирост биомассы, мы подвергаем дальнейшему, более подробному изучению.
Иммунотоксичность фуллеренола
Мы проведем всеобъемлющее исследование иммуномодулирующих эффектов фуллеренола С60(ОН)22-24 на дифференцировку, продукцию цитокинов, функции и метаболизм нормальных человеческих клеток врожденного и приобретенного иммунитета. Поскольку фуллеренолы, благодаря своим цитостатическим эффектам, могут быть применены в терапии рака [Qin, Y., et al. 2018], мы проведем аналогичные исследования на опухолевых линиях клеток THP-1 и Jurkat и сопоставим эффекты этих наночастиц на здоровые и злокачественные клетки. Результаты проекта расширят наши представления об иммуносовместимости перспективного аллотропа углерода фуллеренола С60(ОН)22-24 и дадут исчерпывающий ответ о целесообразности его применения в биомедицине и нанофармакологии.
