Лаборатория протеомики метаболомики репродукции человека

Задачи лаборатории

Основной задачей лаборатории протеомики является создание методов диагностики и мониторинга лечения наиболее тяжелых патологических состояний в области акушерства, гинекологии и перинатологии. В частности, проводится поиск белковых и пептидных биомаркеров преэлампсии, синдрома задержки роста плода, преждевременных родов, рака шейки матки, рака молочной железы, респираторных осложнений у новорожденных, новой коронавирусной инфекции (Covid-19) в различных биологических образцах (крови, моче, тканях, клетках, амниотической жидкости).

Для решения данных задач в лаборатории проводятся методологические протеомные исследования по идентификации, характеристике, полуколичественной и количественной оценке белков, а также биоинформатический и статистический анализ масс-спектрометрических данных:

  1. Полуколичественный анализ - ESI-MS, HPLC-MS и HPLC-MS/MS
  2. Таргетный анализ белков– HPLC-SRM (PRM)-MS/MS
  3. Количественный протеомный анализ набора белков с использованием изотопномеченных меток и/или стандартов
  4. De-novo секвенирование белков и пептидов
  5. MS/MS и HPLC-MS/MS анализ целых белков и их комплексов с определением пострансляционных модификаций
  6. Адаптация методов пробоподготовки для последующего протеомного анализа различных биологических образцов (выделение, фракционирование, удаление высокопредставленных белков в плазме/сыворотке крови, гидролиз белков, мечение и др.)
  7. Идентификация белков в сложных смесях (динамический порядок до 105), определение пост-трансляционных модификаций, полуколичественный (label-free), статистический анализ с использованием как программных пакетов, так и собственных разработок.

 

 

Достижения лаборатории

Лаборатория клинической протеомики была создан в ФГБУ «НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова» Минздрава России в марте 2013 г. Лаборатория располагает всем необходимым оборудованием для проведения широкого спектра масс-спектрометрических измерений в области протеомики, позволяя проводить как скриниговые, так и таргетные исследования белков. Приборная база для выполнения работ представлена высокоточными хромато-масс-спектрометрами высокого разрешения - Waters Q-TOF с системой имиджинга тканей, Q-TOF Maxis (Bruker) c дополнительным источником ионов для анализа тканей и выдыхаемого воздуха (EESI), и высокопроизводительными хромато-масс-спектрометрами на базе тройных квадрупольных масс-анализаторов для таргетного анализа методом множественных реакций (MRM) - Agilent 6460 и SCIEX 5500 QTRAP, а также все необходимое лабораторное оборудование для проведения пробоподготовки и программное обеспечение для анализа результатов.

Коллектив лаборатории имеет большой опыт работы со сложными биологическими жидкостями (моча, кровь, ЦВЖ, слюна, слезная жидкость, семенная жидкость, амниотическая жидкость, конденсат выдыхаемого воздуха, ткани) (Kononikhin AS et al., 2015; Kononikhin AS et al., 2017; Starodubtseva NL, et al., 2016; Kononikhin AS et al., 2016; Kukaev EN et al., 2016; Chingin K et al., 2016; Chagovets VV et al., 2015; Starodubtseva N et al., 2019; Starodubtseva N et al., 2020; Kononikhin AS et al., 2020; Nikolaev EN et al., 2020) и тканями (как в норме, так и при различных патологиях) (Adamyan L et al., 2018; Chagovets VV et al., 2017; Chagovets V., 2018; Frankevich V et al., 2019; Tokareva AO et al., 2019; Tonoyan N et al., 2021). Коллективом разработаны протоколы работы с различными биологическими образцами для протеомных исследований как общего поискового (скрининг) характера, так и таргетных (Kononikhin AS et al., 2015; Kononikhin AS et al., 2017; Starodubtseva NL, et al., 2016; Kononikhin AS et al., 2016; Silachev DN et al., 2019; Kononikhin AS et al., 2020; Nikolaev EN et al., 2020). Методы таргетного количественного анализа включают определение концентрации конкретных белков в моче, крови и выдыхаемом воздухе (Chagovets VV et al., 2015; V. Chagovets, M. Lísa, M. et al, 2015; Chagovets VV et al., 2019; Starodubtseva N et al., 2020; Nikolaev EN et al., 2020; Nikolaeva M et al., 2021; Sukhikh GT et al., 2021). Кроме того, имеется более чем 20 летний опыт исследований в области молекулярной биологии, в частности - динамика комплексообразования белков с металлами, определение молекулярной динамики методом мечения тяжелой водой, исследование пострансляционного процессинга и фолдинга белков при болезни Альцгеймера и при преэклампсии (Starodubtseva N et al., 2020; Kononikhin AS et al., 2016; Sergeeva VA et al., 2019; Kononikhin AS et al., 2020) методом масс-спектрометрии сверхвысокого разрешения.

Коллектив лаборатории имеет значительный опыт исследований по поиску белковых биомаркеров для диагностики и прогноза течения различных гиперпролиферативных состояний (в том числе, рака шейки матки) (Н.Л. Стародубцева и др., 2017; Adamyan L et al., 2018; Chagovets VV et al., 2017; Chagovets, V., 2018; Frankevich V et al., 2019; Tokareva AO et al., 2019; Tonoyan N et al., 2021; Tokareva AO et al., 2021; Tokareva A.O., Chagovets V.V. et al., 2021) и тяжелых патологий в акушерстве (в частности, преэклампсии и синдроме задержки роста плода) (Kononikhin AS et al., 2016; Starodubtseva N et al., 2020; Kononikhin AS et al., 2020), неонатологии (дифференциальная диагностика респираторных патологий) (Starodubtseva NL, et al., 2016; Kononikhin AS et al., 2015; Kononikhin AS et al., 2017). Следует также отметить более чем десятилетний опыт работы с клиническим материалом, разработкой дизайна и протокола исследования совместно с практикующими врачами. В частности, создан неинвазивный подход для дифференциальной диагностики неоплазий шейки матки на базе протеомного анализа цервиковагинальной жидкости; создан подход к ранней неинвазивной молекулярной диагностике преэклампсии на основе анализа пептидного профиля мочи методом масс-спектрометрии сверхвысокого разрешения (чувствительность и специфичность разработанного метода диагностики, определения степени тяжести и прогноза течения преэклампсиипревышает существующие на данный момент, в том числе, определение отношения sFl-1 и PlGF); создан подход для неинвазивного мониторинга состояния новорожденных путем анализа мочи и конденсата выдыхаемого воздуха, показано, что метод позволяет отличить дыхательные нарушения инфекционного (врожденная пневмония) и неинфекционного (транзиторное тахипноэ новорожденных, респираторный дистресс синдром) генеза у новорожденных; проводятся исследования прокоагулянтной активности мезенхимальных стволовых клеток и их экзосом с целью снижения риска тромбозов при клеточной терапии.

В лаборатории проводятся исследования в рамках государственных заданий ФГБУ «НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова» Минздрава России, грантов РНФ и Министерства образования РФ, аспирантских и докторских работ, совместных исследований с другими лабораториями Центра, а также в рамках сотрудничества со сторонними организациями (РУДН, МФТИ (ГУ), МГУ им. М.В.Ломоносова, ИБХФ им. Н.М. Эмануэля, ИХФ им. Н.Н. Семенова, ИБХ им. академиков М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова, Первым МГМУ им. И.М. Сеченова, СибГМУ и другими крупными государственными научными и образовательными организациями).

Состав лаборатории

Стародубцева Наталия Леонидовна, зав. лаб., к.б.н., доцент

Попов Игорь Алексеевич, с.н.с., к.ф.-м.н., доцент

Кононихин Алексей Сергеевич, с.н.с., к.ф.-м.н.

Бугрова Анна Евгеньевна, с.н.с., к.б.н.

Кукаев Евгений Николаевич, с.н.с., к.ф.-м.н.

Киндышева Светлана Викторовна, с.н.с., к.ф.-м.н.

Токарева Алиса Олеговна, специалист, к.ф.-м.н.

Салимова Динара Фаильевна, специалист

Юрова Мария Владимировна, специалист

 

Приборы лаборатории

  1. Анализатор лекарственных средств на базе жидкостного хроматографа с масс-селективным детектором Agilent 6460
  2. Аналитический комплекс на базе жидкостного хроматомасс-спектрометра SCIEX 5500 QTRAP
  3. Масс-спектрометр "maXis impact" с принадлежностями
  4. Газовый хроматомасс-спектрометр Agilent 7890B с масс-селективным детектором 5977B
  5. Устройство для высушивания образцов, Labconco, FreeZone 2.5
  6. Центрифужный испаритель с насосом и принадлежностями, Eppendorf, Concentrato Plus
  7. Испаритель высокотемпературный OrganomationAssociates Inc, Multivap
  8. Центрифуга медицинская с принадлежностями MPW, MPW-260R

 

Публикации лаборатории

  1. Kononikhin AS, Fedorchenko KY, Ryabokon AM, Starodubtseva NL, Popov IA, Zavialova MG, Anaev EC, Chuchalin AG, Varfolomeev SD, Nikolaev EN. Proteomic analysis of exhaled breath condensate for diagnosis of pathologies of the respiratory system. Biomed Khim. 2015 Nov;61(6):777-780
<>2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.23.24.25.26.27.28.Timofeeva AV, Fedorov IS, Brzhozovskiy AG, Bugrova AE, Chagovets VV, Volochaeva MV, Starodubtseva NL, Frankevich VE, Nikolaev EN, Shmakov RG, Sukhikh GT. miRNAs and Their Gene Targets-A Clue to Differentiate Pregnancies with Small for Gestational Age Newborns, Intrauterine Growth Restriction, and Preeclampsia. Diagnostics (Basel). 2021 Apr 20;11(4):729. doi: 10.3390/diagnostics11040729