МЕГАГРАНТЫ

Лаборатория “Наноконструирование мембранно-белковых комплексов для контроля физиологии клетки"

О лаборатории

Наименование проекта Нано-конструирование мембранно-белковых комплексов для контроля физиологии клетки

Ссылка на официальный сайт

№ договора:
11.G34.31.0015

Наименование ВУЗа:
ГОУ ВПО "Московский физико-технический институт" (Государственный университет)

Имя ведущего ученого:
Агладзе Константин Игоревич

Область научных исследований:
Биотехнологии

Цель проекта:
Исследование тканевой инженерии сердца

Основные задачи проекта:
1. Создание искусственных патчей сердечной ткани, пригодных в перспективе для имплантации и замены поврежденных участков сердца;
2. Исследование патологических процессов, приводящих к возникновению опасных сердечных аритмий, таких как вращающиеся волны возбуждения ("реентри"), вызывающих дезорганизацию сердечной мышцы с потерей способности поддерживать циркуляцию крови;
3. Создание имплантируемого патча, полностью иммунно совместимого с организмом донора-реципиента.

Ведущий учёный

vu mini 15 

ФИО: Агладзе Константин Игоревич

 

Ученые степень и звание:
Кандидат физико-математических наук, профессор.

Занимаемая должность:
Заведующий лабораторией в университете г. Киото (Япония)

Области научных интересов:
1. Биофизика.
2. Процессы самоорганизации.
3. Нелинейная динамика.

Основные научные достижения:
Основные труды посвящены биофизике возбудимых сред, теоретическому и экспериментальному обоснованию низковольтной дефибрилляции, а также тканевой инженерии сердечной ткани. В своих работах одним из первых использовал реакцию Белоусова-Жаботинского в качестве "химического компьютера". Было показано, в частности, что волновая среда может использоваться для обработки изображений и решения задач оптимизации. Автор более 80 научных работ, опубликованных в том числе в Nature и Science.

Научное признание:

Обладатель грантов в следующих областях:
- исследование систем обработки изображений с помощью реакции Белоусова-Жаботинского от японского Общества содействия науке (1993 г.);
- исследование возможности компьютерного расчета химических сред от Министерства образования Японии (1994-1995 гг.);
- исследование химических диодов от японского агентства информации и технологии (1995 г.);
- разработка компьютерно управляемой радиочастотной катетерной аблации от итальянского Фонда А. Вольта (1997-1998 гг.);
- происхождение возбуждений и их распространение на границе возбужденных сред от Российского Фонда фундаментальных исследований (1998-2000 гг.);
- тестирование компьютерно управляемого катетера при проведении операций на сердце животных от НАТО (1999 г.);
- изучение образования биопленок и дисперсных механизмов от Национального института здравоохранения США (2003-2005 гг.);
- механизм образования спиральных волн под воздействием эффекта искривления в тканевых культурах “cardiomyocyte” от японского Общества содействия науке (2009-2013 гг.).

Основные публикации

Agladze K, Wang X, Romeo T “Spatial Periodicity of Escherichia coli K-12 Biofilm Microstructure Initiates during a Reversible, Polar Attachment Phase of Development and Requires the Polysaccharide Adhesin PGA” J Bacteriol. 187(24):8237-46, 2005.

Agladze K, Kay MW, Krinsky V, Sarvazyan N. “Interaction between Spiral and Paced Waves in Cardiac Tissue” Am J Physiol Heart Circ Physiol. 293(1), H503-H513, 2007.

Tanaka, M., Nagahara, H., Kitahata, H., Krinsky, V., Konstantin Agladze, K. and Yoshikawa, K. “Survival versus collapse: Abrupt drop of excitability kills the traveling pulse, while gradual change results in adaptation.” Physical Review E 76(1), 2007.

Pumir A., Nikolski V., Horning M., Isomura A., Agladze K., Yoshikawa, K., Gilmour, R., Bodenschatz, E., Krisky, V. “Wave emission from heterogeneities opens a way to controlling chaos in the heart” PHYSICAL REVIEW LETTERS 99 (20) Article Number: 208101, 2007.

Ichino T, Asahi T, Kitahata H,. Magome, N., Agladze, K., Yoshikawa, K.
“Microfreight delivered by chemical waves “ J PHYS CHEM C, 112(8), 3032-3035, 2008.

Isomura A, Horning M, Agladze K, Yoshikawa, K. “Eliminating spiral waves pinned to an anatomical obstacle in cardiac myocytes by high-frequency stimuli” PHYS REV E 78(6) Article Number: 066216 Part: Part 2, 2008.

Horning M, Isomura A, Agladze K, Yoshikawa, K. “Liberation of a pinned spiral wave by a single stimulus in excitable media” PHYS REV E 79(2) Article Number: 026218 Part: Part 2 2009.

Magome N., Agladze K. “Patterning and excitability control in cardiomyocyte tissue culture” Physica D: Nonlinear Phenomena 239, pp. 1560-1566, 2010.

Результаты исследований

Публикации

Frolova SR, Gaiko O, Tsvelaya VA, Pimenov OY, Agladze KI. Photocontrol of Voltage-Gated Ion Channel Activity by Azobenzene Trimethylammonium Bromide in Neonatal Rat Cardiomyocytes. PLoS ONE 2016; 11(3): e0152018. doi:10.1371/journal.pone.0152018.
Kazbanov IV, ten Tusscher KHWJ, Panfilov AV. Effects of Heterogeneous Diffuse Fibrosis on Arrhythmia Dynamics and Mechanism. Sci. Rep. 2016; 6: 20835. doi:10.1038/srep20835.
Erofeev IS, Agladze KI. Formation of virtual isthmus: new scenario of spiral wave death after decrease of excitability. JETP Lett. 2015; 102(10): 780-784. doi:10.1134/S002136401522004X.
Kudryashova NN, Kazbanov IV, Panfilov AV, Agladze KI. Conditions for Waveblock Due to Anisotropy in a Model of Human Ventricular Tissue. PLoS ONE 2015; 10(11): e0141832. doi:10.1371/journal.pone.0141832.
Kudryashova NN, Teplenin AS, Orlova YV, Agladze KI. Excitation Wave Propagation in a Patterned Multidomain Cardiac Tissue. JETP Lett. 2015; 101(11): 772-775. doi:10.1134/S0021364015110089.
Zimik S, Vandersickel N, Nayak AR, Panfilov AV, Pandit R. A Comparative Study of Early Afterdepolarization-Mediated Fibrillation in Two Mathematical Models for Human Ventricular Cells. PLoS ONE 2015; 10(6): e0130632. doi:10.1371/journal.pone.0130632.
Dierckx H, Arens S, Li BW, Weise LD, Panfilov AV. A theory for spiral wave drift in reaction-diffusion-mechanics systems. New J. Phys. 2015; 17: 043055. doi:10.1088/1367-2630/17/4/043055.
Teplenin A, Krasheninnikova A, Agladze N, Sidoruk K, Agapova O, Agapov I, Bogush V, Agladze K. Functional Analysis of the Engineered Cardiac Tissue Grown on Recombinant Spidroin Fiber Meshes. PLoS ONE 2015; 10(3): e0121155. doi:10.1371/journal.pone.0121155.
Guria KG, Guria GTh. Spatial aspects of blood coagulation: two decades of research on the self-sustained traveling wave of thrombin. Thromb Res. 2015, 135(3): 423-433. doi:10.1016/j.thromres.2014.12.014.
Kudryashova NN, Teplenin AS, Orlova YV, Selina LV, Agladze K. Arrhythmogenic role of the border between two areas of cardiac cell alignment. J Mol Cell Cardiol. 2014, 76: 227-34. doi:10.1016/j.yjmcc.2014.09.003.
Kazbanov IV, Clayton RH, Nash MP, et al. Effect of Global Cardiac Ischemia on Human Ventricular Fibrillation: Insights from a Multi-scale Mechanistic Model of the Human Heart. PLoS Comput Biol. 2014; 10(11): e1003891. doi:10.1371/journal.pcbi.1003891.
Majumder R, Pandit R, Panfilov AV. Turbulent electrical activity at sharp-edged inexcitable obstacles in a model for human cardiac tissue. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2014; 307(7): H1024-35. doi:10.1152/ajpheart.00593.2013.
Defauw A, Vandersickel N, Dawyndt P, Panfilov AV. Small size ionic heterogeneities in the human heart can attract rotors. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2014; 307(10): H1456-H1468. doi:10.1152/ajpheart.00410.2014.
Pravdin SF, Dierckx H, Katsnelson LB, Solovyova O, Markhasin VS, Panfilov AV. Electrical wave propagation in an anisotropic model of the left ventricle based on analytical description of cardiac architecture. PLoS One. 2014; 9(5): e93617. doi:10.1371/journal.pone.0093617.
Erofeev IS, Agladze KI. Two models of anisotropic propagation of cardiac excitation wave. JETP Lett. 2014; 100(5): 390-393. doi:10.7868/S0370274X14170123.
Kadota S, Minami I, Morone N, Heuser JE, Agladze K & Nakatsuji N. Development of a reentrant arrhythmia model in human pluripotent stem cell-derived cardiac cell sheets. Eur. Heart J. 2013, 34 (15): 1147-1156. doi:10.1093/eurheartj/ehs418.
Wang L, Liu L, Magome N, Agladze K, Chen Y. Influence of patterned topographic features on the formation of cardiac cell clusters and their rhythmic activities. Biofabrication 2013, 5(3): 035013. doi:10.1088/1758-5082/5/3/035013.
Wang L, Liu L, Li X, Magome N, Agladze K, Chen Y. Multi-electrode monitoring of guided excitation in patterned cardiomyocytes. Microelectronic Engineering 2013, 111: 267-271. doi:10.1016/j.mee.2012.11.018.
Kadota S, Kay MW, Magome N & Agladze KI. Curvature-dependent excitation propagation in cultured cardiac tissue. JETP Lett. 2012, 94: 824–830. doi:10.1134/S0021364011230044.
Orlova Y, Magome N, Liu L, Chen Y, Agladze K. Electrospun nanofibers as a tool for architecture control in engineered cardiac tissue. Biomaterials 2011, 32: 5615-5624. doi:10.1016/j.biomaterials.2011.04.042.
Magome N, Kanaporis G, Moisan N, Tanaka K & Agladze KI. Photo-control of excitation waves in cardiomyocyte tissue culture. Tissue engineering. Part A 2011, 17: 2703-11. doi:10.1089/ten.tea.2010.0745.
Erofeev IS, Magome N & Agladze KI. Digital photocontrol of the network of live excitable cells. JETP Lett. 2011, 94: 477-480. doi:10.1134/S0021364011180056.
Муругова Т.Н., Иваньков О., Осина Н.К., Исламов А.Х., Куклин А.И., Агладзе К.И. «Исследования мицеллообразования азобензен триметиламмоний бромида методом малоуглового рассеяния нейтронов» // Труды МФТИ, 2013, т.5, N1, 122-128.
Тепленин А.С., Ерошенко Л.В., Ерофеев И.С., Агладзе К.И. «Использование полимерных нановолокон для исследования структурной анизотропии культуры иммортализованных сердечных клеток» // Труды МФТИ, 2013, т.5, N1, 140-149.
Барсков К.В., Ерофеев И.С., Агладзе К.И. «Исследование влияния АЗОТАБа на фототаксис Planaria torva» // Труды МФТИ, 2013, т.5, N1, 84-93.
Галайдыч О.В., Ерофеев И.С., Агладзе К.И. «Оптическое картирование волн возбуждения в светочувствительной иммортализованной культуре кардиомиоцитов» // Труды МФТИ, 2013, т.5, N1, 94-102.
Селина Л.В., Мотовилов К.А., Ягужинский Л.С., Агладзе К.И. «Восстановление сократительной активности первичной культуры кардиомиоцитов крысы, подавленной ингибиторами митохондриальной NADH-дегидрогеназы, под влиянием гидрофильных хинонов» // Труды МФТИ, 2013, т.5, N1, 129-139.
Исмайлова Ш.Р., Мотовилов К.А., Ягужинский Л.С., Агладзе К.И. «Взаимодействие цепи окислительного фосфорилирования митохондрий с катионным производным азобензола, обладающим фотоконтролируемой структурой» // Труды МФТИ, 2013, т.5, N1, 112-121.

 

Back to top