НАУЧНАЯ БИОГРАФИЯМесто получения высшего образования, специальность – Нижегородская государственная медицинская академия, педиатрический факультет, специальность «педиатрия» Год окончания ВУЗа – 1995 Ученая степень, год присвоения – Доктор медицинских наук, 2007 Звание, год присвоения – без звания Должность – зам директора по науке НИИ ПФМ, руководитель научной проблемной группы «Биофотоника» НИИ ПФМ Тема докторской диссертации – «Диагностическая ценность оптической когерентной томографии в эндоскопии» ОБЛАСТЬ НАУЧНЫХ ИНТЕРЕСОВОптический биоимиджинг, нанобиомедицина, биоинженерия тканей НАПРАВЛЕНИЯ НАУЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИВозможности биоимиджинга нормальных и патологических тканей. Применение наноматериалов для задач биомедицины – диагностика и лечение опухолей. Создание эквивалентов человеческих тканей на основе клеточных технологий. НАУЧНЫЙ СТАТУССотрудничество: С 1998 года сотрудничает с Институтом прикладной физики РАН, исследования в области биофотоники, флуоресцентного биоимиджинга, разработки методик in vivo наблюдения опухолей. Участие в совместных научно-исследовательских работах с Нижегородским государственным университетом им. Н.И. Лобачевского, Институтом биохимии им. А.Н. Баха РАН (Москва), Институтом металлоорганической химии им. Г.А. Разуваева РАН (Нижний Новгород), Институтом химической физики им. Н.Н.Семенова РАН (Москва), Институтом биоорганической химии им. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН, Институт биологии гена РАН. 8 действующих российских патентов, более 130 научных публикаций, соавторство в 6 монографиях, членство в SPIE. Участие в программных комитетах международных конференций SPIE, LALS, TPB. Председательствование секциями по нанобиофотонике, выступления с приглашенными докладами на международных конференциях (10). Рецензент РФФИ, ФЦП. Ученый секретарь журнала «Современные технологии в медицине». ГРАНТЫ И ПРОЕКТЫ:Руководство 19 программами и проектами, в том числе: ФЦП: Договор № 26 от «24» мая 2007г. в рамках государственного контракта от «27» апреля 2007 г. № 02.522.11.2002 в рамках ФЦНТП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники» на 2007-2012 годы». «Методы векторной доставки плазмонно-резонаннсных наночастиц для контрастирования злокачественных новообразований и стимуляции апоптоза методом селективной лазерной гипертермии» «Разработка способа локального разрушения опухолей путем контролируемого нагрева биологической ткани энергией сверхвысоких частот и лазерного излучения с потенцированием эффекта гипертермии присутствием в ткани металлических наночастиц» «Получение высокоафинных верблюжьих антител, специфически связывающихся с рецепторами эпидермальных факторов роста, с целью создания новых лекарственных средств» ОФИ-м «Разработка локальной управляемой лазерной гипертермии опухолей на основе металлических наночастиц и оптического биоимиджинга» РФФИ проекты ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫАвтор более 130 публикаций, которые являются пионерными в области интерпретации клинического использования оптической когерентной томографии в урологии и эндоскопии желудочно-кишечного тракта, нанотехнологий в биомедицине. Является международным экспертом в области эндоскопической ОКТ, при ее активном участии проводилось внедрение метода оптической когерентной томографии в клиническую практику в области урологии и эндоскопии ЖКТ. Руководитель приоритетного научного направления НижГМА: «Разработка новых методов диагностики и терапевтического воздействия при социально-значимых заболеваниях на основе комплексов наночастиц». 2008-2013 гг. За период с 2008 по 2013 гг. По реализации приоритетного научного направления было представлено 53 доклада (в том числе 15 – за рубежом). Опубликовано 67 работ. Получено 4 патента на изобретение. Привлечено финансирование из 21 источника внебюджетных средств (программы ФЦП, РФФИ, договоры и т.д.). Получены следующие основные результаты: Проведена отладка методик синтеза Au наночастиц c требуемыми спектральными (с максимальным поглощением и рассеянием в видимом и ближнем ИК-диапазонах) и физико-химическими свойствами. Наночастицы синтезированы химическим способом и фотоэлектрохимическим способом, которые обеспечили наиболее высокий выход наночастиц золота с поглощением в области прозрачности биологической ткани. Полученные частицы имеют максимум экстинкции в области от 855 нм до 950 нм. Частицы имеют разную форму: округлую, палочкообразную, по типу веток (нанобрэнчи) и бипирамид. Разработаны методики синтеза наночастиц типа ядро-оболочка с силикатным ядром, изучены их оптические свойства. Синтезированы принципиально-новые наночастицы с ядром из диоксида циркония и диоксида титана с золотой оболочкой. Методом электронной микроскопии выявлено, что частицы стабильны, практически не образуют агрегатов, размером простых частиц составляет 50-70 нм. Размер наношелл – с силикатным ядром составляет 300 нм, других до 50 нм. Разработаны методы стабилизации наночастиц в растворах, безопасных для живых организмов. Оптимизированы экономические затраты по трем способам синтеза составных наночастиц: восстановление соединений Au(III) на затравке в среде детергента, синтез структур оболочка – ядро по специальной многостадийной методике, анодное растворение в среде детергента. Последний синтез является экономически более выгодным. Численное моделирование оптических характеристик наночастиц показало, что оптимально для биомедицинской диагностики использование наночастиц SiO2/Au с размерами ядра 70ё100 нм и толщиной оболочки 10ё40 нм, поскольку такие частицы обладают значительным обратным рассеянием. Нанооболочки увеличивают контрастность структурных элементов ткани на ОКТ-изображениях. Были отработаны методики получения иммуноконъюгатов, состоящих из золотых наностержней и нанобрэнчей и специфических (противораковые мини-антитела 4D5 scFv к рецептору HER2/neu) и неспецифических (БСА) белков. Были созданы векторные противораковые миниантител 4D5 scFv, специфически связывающихся с HER2/neu-положительными опухолями, и получен 1 мл суспензии биоконъюгатов составных частиц золота с противораковыми миниантителами. Показано, что полученные иммуноконъюгаты стабильны в течение 3 месяцев и не подвержены десорбции белка. Верификация векторной доставки комплексов наночастиц с биомолекулами осуществлена на культурах клеток опухолей человека методами высокоразрешающей микроскопии. С помощью темнопольной микроскопии было показано, что полученные в настоящей работе конъюгаты наночастиц золота с противораковыми мини-антителами 4D5 scFv специфически связываются с раковыми клетками SKOV3 и SKBR3, гиперэкспрессирующими онкомаркер HER2, и не взаимодействуют с контрольными клетками CHO. В то же время, наночастицы золота, не конъюгированные с мини-антителами, неспецифически взаимодействуют как HER2-негативными клетками (СНО), так и с HER2-позитивными (SKOV3, SKBR3). Разработаны подходы визуализации клеточных культур с коньюгированными наночастицами методом многофотонной микроскопии. Выполнена прижизненная визуализация оптическими методами опухолей меченных плазмонно-резонансными наночастицами на уровне целого организма. Для визуализации поверхностных опухолей использовали метод ОКТ, показано, что ОКТ может быть использована для прижизненного наблюдения опухолей с разным типом опухолевого роста: подкожного и врастающего в кожу, меченных плзмонно-резонансными наночастицами. ОКТ изображения опухолей с плазмонно-резонансными наночастицами обладают более высоким уровнем сигнала, чем опухоли без наночастиц. Самый высокий уровень сигнала отмечен через 4 часа после внутривенного введения золота. Для визуализации накопления наночастиц в глубокорасположенных опухолях применяли метод ОДТ, позволяющий получить изображение объекта на глубине до 8 см. Проведено исследование накопления золотых наночастиц при пассивной доставке в опухоль и при направленной (коньюгированные с антителами). Показано, что интенсивность ОДТ сигнала в опухоли меняется уже через два часа и при пассивной доставке через 4 часа возвращается к норме, при направленной доставке сигнал в опухоли так еже меняется через два часа, однако контрастное изображение опухоли визуализируется до 90 часов непрерывного наблюдения. Разработана методика лазерной гипертермии опухоли на основе векторной доставки наночастиц и стимуляции апоптоза высокоэнергетическим лазерным воздействием. Селективность накопления исследуемых наночастиц была определена методом оптической когерентной томографии. Подобраны оптимальные параметры лазерного воздействия, которые оказывают выраженный противоопухолевый эффект. Проведена количественная оценка пространственного распределения лазерного излучения в биотканях уникальным методом термоакустометрии, который измеряет внутреннюю температуру в различных участках опухолевой ткани. Было показано, что новый метод акустотермометрии является перспективным для осуществления контроля внутренней температуры биоткани при гипертермии. Выполнена верификация гибели опухолевых клеток в результате воздействия лазерным излучением методами световой и электронной микроскопии через 1, 7 и 14 сутки после гипертермии. Однократное локальное нагревание опухолевого узла лазерным излучением влияет на структуру опухоли, наибольший уровень апоптотической гибели наблюдается на 7 сутки. Исследована фагоцитарная активность нейтрофилов и уровень свободнорадикальной активности лимфоцитов при лазерном воздействии. Получено, что популяция Т-лимфоцитов достоверно сокращается в 1,18 раза к 7 суткам, а к 14 суткам численность популяции и функциональная активность лимфоцитов не отличается от контрольных значений. Проведена оценка рыночной стоимости объектов исследования проекта. Разработанная в ходе данного проекта методика селективной лазерной гипертермии на основе биоконъюгированных плазмонно-резонансных наночастиц, демонстрирует ряд существенных преимуществ перед стандартным методом гипертермии опухолей. ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬПрофессор кафедры хирургии ФОИС. Курс лекций “Nursing surgery”. Зав. Кафедрой биомедицины ННГУ. Читает курс лекций по нанобиомедицине, биологии стволовых клеток, современным проблемам биологии для студентов биологического факультета Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского ПРЕМИИ И ЗАСЛУГИПочетная грамота за достижение значительных успехов в научной работе. Министерство образования Нижегородской области, 2009 г. В 2009 году получен Грант президента РФ. ИЗБРАННЫЕ ПУБЛИКАЦИИ
Sirotkina M.A., Shirmanova M.V., Bugrova M.L., Elagin V.V., Agrba P.D., Kirillin M.Yu., Kamensky V.A., Zagaynova E.V. Continuous optical coherence tomography monitoring of nanoparticles accumulation in biological tissues. Journal of Nanoparticles research. 2011. 13(1): 283-291 (импакт-фактор 2,478) Стрельцова О.С., Гладкова Н.Д., Киселева Е.Б., Карабут М.М., Тарарова Е.А., Юнусова К.Э., Крупин В.Н., Загайнова Е.В. Неинвазивная диагностика рака мочевого пузыря методом кросс-поляризационной оптической когерентной томографии (слепое статистическое исследование). Онкоурология. 2011. 2: 29-34 (импакт-фактор 0,162) Сироткина М.А., Елагин В.В., Субочев П.В., Денисов Н.Н., Ширманова М.В., Загайнова Е.В. Лазерная гипертермия опухолей с золотыми наночастицами под контролем оптической когерентной томографии и акустотермометрии // Биофизика. 2011. Т.56, вып.6. 1142-1146. Ширманова М.В., Леканова Н.Ю., Балалаева И.В., Мысягин С.А., Клапшина Л.Г., Загайнова Е.В. Разработка нового фотосенсибилизатора на основе порфиразинового комплекса иттербия // Биофизика. 2011. Т.56, вып.6., стр. 1117-1124 Shirmanova М, Zagaynova E, Sirotkina M, Snopova L, Balalaeva I, Krutova I, Lekanova N, Turchin I, Orlova A, Kleshnin M, "In vivo study of photosensitizers pharmacokinetics by fluorescence transillumination imaging", // J. Biomed. Opt., Vol. 15 (2), 048004-1-8 (2010). (impact factor 2,97). Larisa G. Klapshina, William E. Douglas, Ilya S. Grigoryev, Elena Yu Ladilina, Marina V. Shirmanova, Sergey A. Mysyagin, Irina V. Balalaeva and Elena V. Zagaynova Novel PEG-organized biocompatible fluorescent nanoparticles doped with an ytterbium cyanoporphyrazine complex for biophotonic applications // Chem. Commun., 2010, Advance Article, DOI: 10.1039/C0CC02842H (impact factor 5,504). М.A. Sirotkina, V.V. Elagin, M. V. Shirmanova, M. L. Bugrova, L. B. Snopova, V. A. Kamensky, V. A. Nadtochenko, N. N. Denisov, and E. V. Zagaynova OCT-guided laser hyperthermia with passively tumor-targeted gold nanoparticles // Jornal of Biophotonics, 2010, Vol.3 (N10-11), P 718-723 ) (impact 1,558). Zagaynova EV, Gladkova ND, Streltsova OS, Gelikonov GV, Tresser N, Feldchtein FI, et al. Optical Coherence Tomography in Urology. Optical Coherence Tomography. Editors: Wolfgang Drexler, James Fujimoto. Berlin Heidelberg: Springer 2008. p. 1241-68. E V Zagaynova, M V Shirmanova, M Yu Kirillin, B N Khlebtsov, A G Orlova, I V Balalaeva, M A Sirotkina, M L Bugrova, P D Agrba and V A Kamensky Contrasting properties of gold nanoparticles for optical coherence tomography: phantom, in vivo studies and Monte Carlo simulation// Phys. Med. Biol. 53 (2008) 4995–5009 (impact factor 2,784) Compact optical coherence microscope / V.M. Gelikonov, G.V. Gelikonov, S.U. Ksenofontov, A.N. Morosov, A.V. Maykov, Y.P. Potapov, V.V. Sapozhnikova, N.M. Shakhova, E.V. Zagaynova // Handbook of Coherent Domain Optical Methods. – Kluwer Academic Publishers, 2004. – P. 345–363. In vivo Optical Coherence Tomography feasibility for bladder disease / E.V. Zagaynova, N.D. Gladkova, O.S. Streltsova, L.B. Snopova, G.V. Gelikonov, F.I. Feldchtein, A.N. Morozov // J Urology. – 2002. – V.167. – P.1492–1496 (impact factor – 3,952). Complementary use of cross polarization and standard OCT for differential diagnosis of pathological tissues / R.V. Kuranov, V.V. Sapozhnikova, I.V. Turchin, E.V. Zagainova, V.M. Gelikonov, V.A. Kamensky, L.B. Snopova, N.N. Prodanetz // Optics Express. – 2002. – V.10 (15). – P.707–713 (impact 3,278) ПАТЕНТЫ
|
 |
