ОТДЕЛ МЕДИЦИНСКОЙ МИКРОБИОЛОГИИ

Руководитель отдела - доктор биологических наук Н.А.Зигангирова.

Отдел создан в 1979 г. на основе ряда лабораторий, объединенных общим направлением - исследованием процесса персистенции возбудителей инфекционных заболеваний и механизмов, определяющих его роль в генезе острой, латентной, хронической и медленной форм инфекции. Исследования проводятся на возбудителях различных таксономических групп: бактериях, хламидиях, микоплазмах и вирусах.

Отличительной чертой последних лет работы отдела является, с одной стороны, разработка фундаментальных проблем патогенеза инфекционного процесса, с другой - все более широкое использование в клинике результатов исследований, связанных с совершенствованием диагностики, профилактики и лечения различных инфекционных заболеваний.

Лаборатория микоплазм и Л-форм бактерий

Руководитель лаборатории - доктор биологических наук И.В.Раковская.

Основные направления исследований посвящены изучению механизмов патогенности и длительной персистенции микоплазм в зараженном организме. Для этого созданы экспериментальные модели урогенитального и респираторного микоплазмозов, ревматоидного артрита микоплазменной этиологии, смешанных микоплазма-вирусных инфекций. Изучены некоторые иммунологические механизмы "ускользания" микоплазм от иммунного надзора хозяина. В настоящее время изучаются молекулярно-генетические механизмы персистенции микоплазм.

Показано, что при хроническом респираторном микоплазмозе происходит выключение экспрессии ряда генов, в том числе гена, кодирующего адгезин PI - основной фактор патогенности микоплазм. Изучен механизм и динамика этого процесса. Разработан метод, позволяющий выявлять при хроническом течении инфекции персистирующие микоплазмы, не выявляемые рутинными методами, в том числе и ПЦР при общепринятом способе выделения ДНК. Проводятся исследования сравнительной патогенности различных сероваров М.urealyticum.

На базе лаборатории функционирует Центр Минздравсоцразвития России по микоплазмозам, выполняющий следующие практические задачи:

• проведение анализа заболеваемости населения;
• разработка и совершенствование методов диагностики;
• разработка методических документов по диагностике;
• оказание консультативно-методической помощи сотрудникам Госсанэпиднадзора и различных организаций Минздравсоцразвития России.

В ходе выполнения этих задач в лаборатории разработан комплекс диагностических методов, проведена их сравнительная оценка и создан ряд диагностических наборов для выявления микоплазм методом иммунофлюоресценции:

• "МикогомоФлюоскрин",
• "УреагениФлюоскрин",
• "МикопневмоФлюоскрин".

Кроме того, созданы диагностикумы для выявления антител к М.hominis и М.pneumoaiae с помощью иммуноферментного анализа, а также - для выявления урогенитальных микоплазм методом ПЦР.

С помощью указанных диагностикумов и комплекса диагностических методов в лаборатории ежегодно обследуются не менее 7000-8000 больных с воспалительными заболеваниями урогентитального тракта и органов дыхания. Лаборатория постоянно принимает участие в расшифровке вспышек пневмоний среди различных контингентов больных в разных регионах России.

Лаборатория располагает музеем микоплазм и набором гипериммунных сывороток, которые постоянно пополняются. Лаборатория ежегодно проводит семинары для работников здравоохранения. В лаборатории постоянно проходят обучение врачи-лаборанты и научные сотрудники из разных учреждений страны. Выпускаются методические рекомендации по диагностике микоплазменных инфекций и практические руководства для врачей.

Лаборатория легионеллеза

Руководитель лаборатории - доктор биологических наук, профессор И.С.Тартаковский.

Основные направления исследований - изучение регуляторных механизмов, контролирующих экспрессию факторов патогенности на разных стадиях взаимодействия внутриклеточного бактериального паразита с клеткой-хозяином. Основными моделями, используемыми в исследованиях лаборатории, являются факультативные внутриклеточные паразиты - Legionella pneumophila и Listeria monocytogenes.

На модели легионелл в лаборатории впервые были выделены и охарактеризованы: цитолизин (главный секреторный белок легионелл с выраженной цитотоксической и гемолитической активностью) и УДФ-глюкозилтрансфераза, активность которой коррелирует с клинической значимостью выделяемых штаммов. Установлено, что выявленные ферменты специфически инактивируют компоненты сигнал-проводящих путей эукариотических клеток. УДФ-глюкозилтрансфераза модифицирует 40-45 кД актин-подобные белки цитоскелета макрофагоподобных клеток путем ковалентного присоединения к мишеням остатка глюкозы. Цитолизин воздействует на протеинкиназную активность эукариотов путем специфического расщепления фосфорилируемых эукариотических белков.

На модели листерий впервые установлено, что экспрессия факторов патогенности L.monocytogenes находится под негативным контролем, осуществляемым низкомолекулярным аутокринным сигналом, продуцируемым листериями и накапливающимся в культуральной среде в процессе роста. Получена коллекция мутантных штаммов листерий с дефектами с системе негативной ауторегуляции, с конститутивной гиперпродукцией факторов патогенности в результате точечных аминокислотных замен в последовательности регуляторного белка PrfA, с нарушениями отдельных функций внутриклеточного размножения. Открыт феномен внутриклеточного накопления синтезированных факторов патогенности с последующей массированной их секрецией. Разработаны методические подходы, позволяющие оценить уровень экспрессии отдельных факторов патогенности листерий.

Наряду с фундаментальными, в лаборатории ведутся и прикладные исследования. Так, в связи с введением Минздравом РФ гигиенических нормативов, строго регламентирующих содержание патогенных листерий в продуктах питания, в лаборатории разрабатываются для санитарно-эпидемиологической службы страны быстрые и недорогие методы идентификации и типирования возбудителей. Показано, что ПЦР с праймерами, направляющими амплификацию фрагмента гена р1сА, и оригинальный бактериологический метод, основанный на сравнении лецитиназной активности культуры в присутствии активированного угля, в значительной степени повышают надежность и эффективность быстрой идентификации L.monocytogenes.

По заданию Правительства Москвы для снижения риска контакта с возбудителем и возможного заражения легионеллами населения разрабатываются принципы микробиологического мониторинга, санитарно-гигиенической оценки и дезобработки технических средств централизованной очистки и кондиционирования воздуха помещений в г.Москве.

Лаборатория является Центром Минздравсоцразвития России по легионеллезу, активно сотрудничает с ВОЗ, входит в Европейскую рабочую группу по легионеллезу под эгидой ЕЭС, объединяющую лаборатории 25 стран и осуществляющую эпидемиологический мониторинг болезни легионеров в Европе.

По проблеме листериоза лаборатория участвует в международном проекте ЕЭС (INTAS-2000-0471) "Основы рационального контроля пищевого листериоза: паневропейская инициатива".

Лаборатория бруцеллеза

Ведущий научный сотрудник - кандидат медицинских наук Ю.К.Кулаков.

Основные направления исследований - эпидемиология бруцеллеза, изучение возбудителя инфекции, разработка и усовершенствование методов лабораторной диагностики, профилактики и лечения бруцеллеза.

В лаборатории проводится систематический анализ заболеваемости людей бруцеллезом, слежение за эпидемиологической ситуацией в Российской Федерации и на отдельных ее территориях на основе существующей системы отчетности и получаемых в лаборатории собственных данных. Проводится мониторинг временной и пространственной динамики этиологической структуры бруцеллеза с целью прогноза эпидситуации и своевременной коррекции системы контроля.

По проблеме совершенствования диагностики бруцеллеза основное внимание уделяется изучению эффективности использования метода ПЦР в диагностике различных форм бруцеллеза людей и эпидемиологической практике. Исследования проводятся на различных контингентах - больные острой и хронической формами бруцеллеза, контактирующие с культурами возбудителей бруцеллеза сотрудники лабораторий, рабочие предприятий по переработке продуктов животноводства. В результате исследования изучена корреляционная зависимость ПЦР и серологических тестов.

С целью повышения информативности критериев в идентификации и дифференциации представителей рода Brucella в лаборатории используется сравнительный анализ профилей белков в полиакриламидном геле (ДСН-ПААГЭ), а также анализ антигенов бруцелл, реагирующих с IgG антителами в иммуноблоте с набором специфических S- и R-антисывороток. Исследования показали сходство белковых профилей у видов бруцелл в отличие от близкородственных бактерий, а иммуноблот-анализ позволил проводить видовую идентификацию штаммов бруцелл. При этом использование S-антисывороток позволило дифференцировать штаммы видов В.melitensis, В.suis, В.abortus, В.neotomae, находящиеся в S-форме, от видовых штаммов В.canis и В.canis, находящихся в R-форме. Практическое значение этих методов было показано при сравнительном изучении в комплексе с традиционными методами идентификации бруцелл 10 полевых штаммов, выделенных от больных собак. У всех выделенных штаммов проявлялась идентичность картины белковых профилей и иммунодоминантных антигенов с референтным штаммом B.canis RM6/66. Это позволило уточнить таксономическую принадлежность штаммов к виду В.canis.

Проводится также сравнительное изучение чувствительности к кислотному шоку (рН ниже 4,0) у референтных и вакцинных штаммов бруцелл, различающихся по видовой принадлежности и патогенным свойствам, а также определение способности повышать устойчивость к кислотному шоку после предварительной адаптации в мягких рН-5,6 (феномен, известный в литературе как ATR-адаптивный ответ). Полученные результаты показали, что высокопатогенные виды В.suis (1 биовар) и В.melitensis (3 биовар) более чем в 100 раз устойчивы к кислотному шоку по сравнению со слабопатогенным видом В.canis и непатогенным для человека В.neotomae.

Видовые своеобразия бруцелл в их чувствительности к кислотному шоку и способности к ATR-адаптивному ответу необходимо учитывать при паспортизации штаммов бруцелл и прежде всего вакцинных, у которых отмечается повышенная чувствительность к кислотному (рН 3,0-3,3) шоку.

Лаборатория хламидиозов

Руководитель лаборатории - доктор биологических наук Н.А.Зигангирова.

Основные направления исследований - изучение биологии хламидий - облигатных внутриклеточных патогенных микроорганизмов прокариотной природы и вызываемой ими инфекционной патологии, а также разработка новых и усовершенствование существующих методов индикации возбудителей и диагностики хламидийной инфекции.

Разработан и широко используется прямой микроиммунофлюоресцентный метод определения хламидий с помощью моноклональных антител; разработаны и используются микроиммунофлюоресцентный и микроиммуноферментный методы на стеклах для определения IgG, IgM и IgA антител. Производится выпуск коммерческих тест-систем, основанных на этих методах; разрабатываются новые молекулярно-биологические методы определения чувствительности хламидий к антибиотикам.

Разрабатывается новая методология биочипов - для одновременного определения антител к различным хламидийным антигенам. Биочип представляет собой предметное стекло, в лунки которого нанесено множество разных точек с антигенами хламидий, которые в случае положительной реакции приобретают специфическую окраску.

Помимо указанных выше разработок, в лаборатории постоянно проводится диагностическая работа по определению хламидий в материале от больных методом заражения клеточных культур (золотой стандарт).

Лаборатория клеточной микробиологии

Руководитель лаборатории - член-корреспондент РАН Д.Ю.Логунов.

Лаборатория создана в 2012 г. на основании решений Президента Российской Федерации по сосредоточению научно-исследовательской работы в рамках Приоритетных направлений развития науки на создании лекарственных и иммунобиологических препаратов, которые будут определять разработку средств профилактики (вакцины), терапии и диагностики патогенов, вызывающих хронические и социально значимые инфекции.

Приоритетным направлением исследований лаборатории определена разработка вакцин против патогенов, вызывающих социально значимые заболевания, в частности - разработка противотуберкулезных вакцин.

Лаборатория генетики бактерий

Руководитель - доктор биологических наук Г.И.Каратаев.

Лаборатория основана академиком В.Д.Тимаковым в 1964 г. с целью изучения фундаментальных проблем генетики микроорганизмов, важных для медицинской микробиологии.

Со времени основания до 2000 г. лабораторию возглавляла академик РАМН, профессор А.Г.Скавронская. Основным научным направлением являлось изучение молекулярно-генетических закономерностей индуцированного мутагенеза у бактерий и механизмов SOS-мутагенеза. Получен ряд важных фундаментальных результатов, касающихся молекулярных механизмов репарации ДНК у патогеннных и непатогенных бактерий, индукции мутаций аналогами оснований ДНК. Сконструирован гибридный штамм S.typhimurium для более эффективного определения мутагенов и потенциальных канцерогенов в тесте Эймса. С 1974 г. в лаборатории изучались фундаментальные механизмы патогенности и иммуногенности возбудителей бруцеллеза и туляремии, в результате чего разработаны генетически обоснованные методики конструирования аттенуированных бактерий – потенциально вакцинных штаммов, созданы коллекции вирулентных и аттенуированных мутантов.

С 2000 г. лабораторией руководил доктор медицинских наук Г.И.Алешкин. Под его руководством проводились исследования по функционированию ДНК-полимераз Y в SOS-мутагенезе и антимутагенезе у патогенных и непатогенных бактерий, начаты работы по молекулярно-генетическим механизмам антимутагенеза, связанным с функциональным взаимодействием SOS-системы мутагенеза и регуляторной ФТС-системы транспорта и утилизации углеводов бактериальной клеткой. Это исследование позволило получить приоритетные генетические данные о поступлении в бактериальную клетку канцерогенов и мутагенов, углеводов, фаговой и хромосомной ДНК, об особенностях экспрессии генов мобильных генетических элементов у патогенных бактерий. Результаты позволили приступить к изучению закономерностей приобретения бактериями E.coli, S.typhimurium и Y.pseudotuberculosis генов патогенности за счет межродовой горизонтальной передачи плазмид и бактериофагов и роли образующихся гибридов в формировании геномов новых патогенных микроорганизмов. В рамках этого исследования была впервые описана возможность лизогенизации патогенных микроорганизмов родов Escherichia, Salmonella и Yersinia самыми распространенными в мире бактериофагами семейства Microviridae.

С 2012 г. в лаборатории под руководством доктора Г.И.Каратаева проводится изучение роли мобильных генетических элементов в изменчивости и регуляции вирулентности возбудителя коклюша B.pertussis. Изучаются механизмы формирования персистирующих бактерий в процессе развития инфекции и их роль в распространении заболевания. Разрабатываются тест-системы для лабораторной диагностики коклюша, характеристики вирулентности популяции бактерий на разных стадиях инфекционного процесса и персистенции возбудителя в организме человека.

Основное направление прикладных исследований – разработка и испытание живой вакцины для профилактики коклюша, основанной на использовании сконструированных в лаборатории аттенуированных бактерий B.pertussis. Полученная живая противококлюшная вакцина для интраназального применения находится на стадии доклинических исследований.