Мы используем cookie файлы.
Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности.

Лаборатория омиксных технологий и больших данных для персонализированной медицины и здоровья

Номер договора
075-10-2019-083, 075-10-2022-090
Период реализации проекта
2019-2023
Приглашенный ученый
с декабря 2022 Николаев Евгений Николаевич Россия
2019 - 2022 Борхерс Кристоф Германн Германия

По данным на 01.11.2022

19
Количество специалистов
25
научных публикаций
3
Объектов интеллектуальной собственности
Общая информация

Протеомика – это масштабное изучение белков. Белки прекрасно отражают картину состояния организма. Именно поэтому исследование протеома важно для диагностики многих заболеваний. Сотрудники лаборатории занимаются разработкой абсолютных количественных методов для исследования протеома, что является одной из основных задач современной клинической протеомики.

Название проекта: Протеомика нового поколения для улучшения персонализированной медицины и здравоохранения


Цели и задачи
Цель проекта:

Разработка современного, надежного, точного, быстровыполнимого и доступного метода количественной оценки протеома человека и внедрение его в клиническую практику для объективизации критериев персонализированной медицины

Направление исследований: клиническая биохимия

Практическое значение исследования

Научные результаты:

  • Продемонстрировано, что новый метод prm-PASEF, используемый в масс-спектрометре (МС) нового поколения timsTOF Pro, может эффективно использоваться для таргетной абсолютной количественной протеомики с высоким уровнем специфичности и чувствительности. Был создан и валидирован метод/набор для количественного определения 125 белков в одном образце плазмы крови для использования на масс-спектрометре timsTOF Pro с значительно более быстрым временем анализа (в 5-6 раз быстрее доступного стандартного метода: 5-10 минут против 60 минут). Также была продемонстрирована способность данного МС-прибора определять более 1000 пептидов в одном образце крови.
  • Разработан метод протеомного анализа образцов сухой капли крови (СКК) с помощью масс-спектрометра timsTOF Pro, что облегчит обеспечение организации популяционного скрининга и индивидуализированной оценки здоровья населения.
  • Разработан и протестирован метод детекции вируса SARS CoV-2 в эпителиальных мазках из носоглотки, основанный на масс-спектрометрическом обнаружении вирусного N-белка. Метод позволяет надежно обнаруживать вирус даже у пациентов с низкой вирусной нагрузкой. Результат был опубликован в Q1-журнале «Journal of Proteome Research», и получен патент на изобретение.
  • Продемонстрировано, что сочетание технологий абсолютной количественной мультиомики с машинным обучением является высокоточным прогностическим инструментом для оценки летальных исходов у пациентов с COVID-19 при анализе образцов крови, полученных на момент поступления больного в стационар. Идентифицировано 10 белковых биомаркеров плазмы крови с высоким прогностическим значением летальности при COVID-19. Результат был опубликован в Q1-журнале «Molecular & Cellular Proteomics». 
  • Определен набор ассоциированных белков для разработки количественного метода для изучения патогенеза болезни Альцгеймера и потенциального диагностического теста заболевания, способного оценить риск развития болезни Альцгеймера в течение последующих 3-х лет у пациентов с синдромом мягкого когнитивного снижения. Результат был опубликован в Q1-журнале «International Journal of Molecular Science».
  • Выявлены потенциальные белковые биомаркеры периферической крови для оценки воздействия факторов космического полета на организм человека. 
  • Было проведено и опубликовано несколько исследований, подтверждающих целесообразность внедрения масс-спектрометрических количественных протеомных технологий в клиническую практику, особенно в области прецизионной онкологии.

Внедрение результатов исследования:

  • Метод масс-спектрометрического обнаружения SARS-CoV-2 на основе вирусного белка был успешно апробирован в Национальном медицинском исследовательском центре акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В. И. Кулакова Министерства здравоохранения Российской Федерации.
  • В медицинских центрах г. Москвы (Городская клиническая больница имени И.В. Давыдовского Департамента здравоохранения города Москвы, Научно-исследовательский институт пульмонологии Федерального медико-биологического агентства) проводятся пилотные исследования технологии прогнозирования исходов у пациентов с COVID-19 по анализу протеома плазмы крови.
  • Технология оценки риска развития болезни Альцгеймера по анализу протеома плазмы крови проходит пилотные испытания в Психиатрической клинической больнице №1 им. Н.А. Алексеева Департамента здравоохранения г. Москвы.

Образование и переподготовка кадров:

  • Созданы и внедрены два учебных курса для магистрантов и аспирантов Сколтеха по программам «Науки о жизни» и «Вычислительные системы и анализ данных в науке и технике»: «Омиксные Технологии» и «Постгеномные технологии для прецизионной медицины».
  • Подготовлены и защищены 4 магистерские и 2 кандидатские диссертации.
  • На базе лаборатории проведено 2 тренинга для всех студентов и аспирантов Сколтеха по основам количественной протеомики.   

Организационные и инфраструктурные преобразования:

  • На базе лаборатории создано подразделение химического синтеза пептидов для обеспечения развития протеомных технологий.
  • Создана дочерняя компания Сколтеха - ООО «МРМ Протеомикс Р» - для коммерциализации разработок.

Сотрудничество:

  • Университет Шарджи (Объединенные Арабские Эмираты): совместные проекты в области прецизионной онкологии.
  • Bruker Daltonics (Германия), Городская клиническая больница имени И.В. Давыдовского Департамента здравоохранения города Москвы, кафедра кардиологии Московского государственного медико-стоматологического университета им. А. И. Евдокимова, Государственный научный центр Российской Федерации Институт медико-биологических проблем Российской академии наук, Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н Ореховича, Научный центр психического здоровья, Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В. И. Кулакова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Россия): совместные исследования.
Скрыть Показать полностью
Kashirina DN, Brzhozovskiy AG, Pastushkova LK, Kononikhin AS, Borchers CH, Nikolaev EN, Larina IM.
Semiquantitative Proteomic Research of Protein Plasma Profile of Volunteers in 21-Day Head-Down Bed Rest. Front Physiol. 2020 Jul 24;11:678. – Q1.
Nikolaev EN, Indeykina MI, Brzhozovskiy AG, Bugrova AE, Kononikhin AS, Starodubtseva NL, Petrotchenko EV, Kovalev GI, Borchers CH, Sukhikh GT
Mass-Spectrometric Detection of SARS-CoV-2 Virus in Scrapings of the Epithelium of the Nasopharynx of Infected Patients via Nucleocapsid N Protein. J Proteome Res. 2020 Nov 6;19(11):4393-4397. – Q1.
Ibrahim S, Lan C, Chabot C, Mitsa G, Buchanan M, Aguilar-Mahecha A, Elchebly M, Poetz O, Spatz A, Basik M, Batist G, Zahedi RP, Borchers CH.
Precise Quantitation of PTEN by Immuno-MRM: A Tool To Resolve the Breast Cancer Biomarker Controversy. Anal Chem. 2021 Aug 10;93(31):10816-10824. - Q1
Laselva O, Qureshi Z, Zeng ZW, Petrotchenko EV, Ramjeesingh M, Hamilton CM, Huan LJ, Borchers CH, Pomès R, Young R, Bear CE.
Identification of binding sites for ivacaftor on the cystic fibrosis transmembrane conductance regulator. iScience. 2021 May 15;24(6):102542. – Q1
Froehlich BC, Popp R, Sobsey CA, Ibrahim S, LeBlanc A, Mohammed Y, Buchanan M, Aguilar-Mahecha A, Pötz O, Chen MX, Spatz A, Basik M, Batist G, Zahedi RP, Borchers CH.
A multiplexed, automated immuno-matrix assisted laser desorption/ionization mass spectrometry assay for simultaneous and precise quantitation of PTEN and p110α in cell lines and tumor tissues. Analyst. 2021 Oct 25;146(21):6566-6575. – Q1
Brzhozovskiy A, Kononikhin A, Bugrova AE, Kovalev GI, Schmit PO, Kruppa G, Nikolaev EN, Borchers CH.
The Parallel Reaction Monitoring-Parallel Accumulation-Serial Fragmentation (prm-PASEF) Approach for Multiplexed Absolute Quantitation of Proteins in Human Plasma. Anal Chem. 2022 Feb 1;94(4):2016-2022. - Q1
Pastushkova LK, Goncharov IN, Koloteva MI, Goncharova AG, Kashirina DN, Nosovsky AM, Glebova TM, Kononikhin AS, Borchers CH, Nikolaev EN, Larina IM.
Characteristics of blood plasma proteome changes associated with the hemorrhagic purpura of cosmonauts on the first day after long-term space missions. Life Sci Space Res (Amst). 2022 May;33:7-12. - Q3.
Zakharova NV, Bugrova AE, Indeykina MI, Fedorova YB, Kolykhalov IV, Gavrilova SI, Nikolaev EN, Kononikhin AS.
Proteomic Markers and Early Prediction of Alzheimer's Disease. Biochemistry (Mosc). 2022 Aug;87(8):762-776. - Q2.
Richard VR, Gaither C, Popp R, Chaplygina D, Brzhozovskiy A, Kononikhin A, Mohammed Y, Zahedi RP, Nikolaev EN, Borchers CH
Early Prediction of COVID-19 Patient Survival by Targeted Plasma Multi-Omics and Machine Learning. Mol Cell Proteomics. 2022 Aug 3;21(10):100277. - Q1.
Kononikhin AS, Zakharova NV, Semenov SD, Bugrova AE, Brzhozovskiy AG, Indeykina MI, Fedorova YB, Kolykhalov IV, Strelnikova PA, Ikonnikova AY, Gryadunov DA, Gavrilova SI, Nikolaev EN.
Prognosis of Alzheimer's Disease Using Quantitative Mass Spectrometry of Human Blood Plasma Proteins and Machine Learning. Int J Mol Sci. 2022 Jul 18;23(14):7907. - Q1
Другие лаборатории и ученые
Лаборатория, принимающая организация
Область наук
Город
Приглашенный ученый
Период реализации проекта
Лаборатория сверхэластичных биоинтерфейсов

Томский государственный университет (НИУ) - (ТГУ)

Медицинские биотехнологии

Томск

Волынский Алексей Александрович

США, Россия

2021-2023

Лаборатория молекулярного имиджинга

Федеральный исследовательский центр «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН - (ФИЦ Биотехнологии РАН)

Медицинские биотехнологии

Москва

Богданов Алексей Алексеевич

США, Россия

Жердева Виктория Вячеславовна

Россия

2018-2020

Лаборатория молекулярной аллергологии

Государственный научный центр «Институт иммунологии» ФМБА России - (ГНЦ Институт иммунологии ФМБА России)

Медицинские биотехнологии

Москва

Валента Рудольф

Австрия

2018-2022