Разработка комплексных ингибиторов бактериальных биопленок на временных и хронических имплантах на основе производных фуранона и иммобилизованных ферментов

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 15-14-00046

НазваниеРазработка комплексных ингибиторов бактериальных биопленок на временных и хронических имплантах на основе производных фуранона и иммобилизованных ферментов

Руководитель Каюмов Айрат Рашитович, Доктор биологических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" , Республика Татарстан (Татарстан)

Конкурс №6 - Конкурс 2015 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований по приоритетным тематическим направлениям исследований»

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-205 - Клеточная биология, цитология, гистология

Ключевые слова имплантаты, бактериальные биопленки, ингибиторы, бактерицидная обработка поверхностей, антибиотики, фураноны, пирролиноны, иммобилизованные ферменты, шунт инфекция.

Код ГРНТИ34.27.00

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
В клинической практике достаточно часто возникает потребность в замещении поврежденных или удаленных тканей искусственными. При условиях контакта их с внешними покровами, поверхности искусственных элементов являются «воротами» для проникновения инфекции и развития воспаления. Так, многие резидентные бактерии человека, такие как Micrococcus sp, Staphylococcus sp, в большом количестве представлены на поверхности кожи человека и животных и в нормальных условиях не вызывают воспаления. Однако, попадая во внутренние ткани организма, т.е. в благоприятную для размножения среду, они активируют факторы патогенности (факторы инвазии, адгезии, агрессивности, например, токсины и ферменты) и формируют биопленки на имплантах и катетерах. В составе биопленки они становятся неуязвимы для защитной системы организма и являются причиной хронических воспалительных процессов. В проекте предполагается разработка комплексной технологии подавления инфекционных процессов, которая включает 1) Получение релевантной лабораторной модели (поли)микробных биопленок, развивающихся на поверхностях временных и хронических имплантов 2) получение ингибиторов образования биопленок условно-патогенными грамположительными и грамотрицательными бактериями на основе галогенированных фуранонов и пирролинонов и оценку их эффективности и биобезопасности; 3) получение и исследование противомикробного препарата на основе иммобилизованных протеолитических ферментов для разрушения сформировавшихся биопленок, оценку их эффективности, оптимизацию состава 4) разработку методики обработки поверхностей временных и хронических имплантов комплексами подобранных соединений 5) оценку повышения эффективности бактериостатической и бактериоцидной активности противомикробных препаратов 6) оценку подавления биообрастания соединительной тканью хронических имплантов 7) апробацию разработанной технологии на моделях процессов регенерации инфицированного повреждения кожи у крыс, процессов остеоинтеграции зубных имплантатов, предотвращение инфицирования имплантов в структуры головного и спинного мозга и предотвращение шунт инфекции. Разрабатываемая технология представляет интерес для широкого спектра учреждений медицинского и ветеринарного профиля. Особый интерес представляет деятельность, связанная с лечением пациентов, требующих долговременного контакта с различными поверхностями (установка катетеров, перевязка ожогов, пролежней и т.п.).

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Михаил Игоревич Богачев, Владимир Юрьевич Волков, Олег Александрович Маркелов, Елена Юрьевна Тризна, Диана Р.афисовна Байдамшина, Владислав Мельников, Регина Муртазина, Павел Валерьевич Зеленихин, Иршад Султанович Шарафутдинов, Айрат Рашитович Каюмов Fast and simple tool for the quantification of biofilm-embedded cells sub-populations from fluorescent microscopic images PlosOne (год публикации - 2018)
10.1371/journal.pone.0193267

2. Богачев М.И., Маркелов О.А., Каюмов А.Р., Бунде А. Superstatistical model of bacterial DNA architecture Scientific Reports, Sci. Rep. 7, 43034 (год публикации - 2017)
10.1038/srep43034

3. Шарафутдинов И.С., Тризна Е.Ю, Байдамшина Д.Р., Рыжикова М.Н., Сибгатуллина Р.Р., Хабибрахманова А.М., Латыпова Л.З., Курбангалиева А.Р., Рожина Э.В., Клингер-Штробель М., Фахруллин Р.Ф., Плец М., Богачев М.И., Каюмов А.Р., Макаревич О. Antimicrobial Effects of Sulfonyl Derivative of 2(5H)-Furanone against Planktonic and Biofilm Associated Methicillin-Resistant and -Susceptible Staphylococcus aureus Frontiers in Microbiology, Front. Microbiol. 8:2246 (год публикации - 2017)
10.3389/fmicb.2017.02246

4. Хафизова Ф.А., Миргазизов Р.М., Хафизов Р.Г., Миргазизов А.М., Цыплаков Д.Э., Хафизов И.Р., Азизова Д.А., Сергеев М.А., Каюмов А.Р., Миргазизов М.З. Exploring the Integration of Threaded Implants: the Chemical Deep Etching Approach BioNanoScience, BioNanoScience (2017): 1-6 e-publication (год публикации - 2017)
10.1007/s12668-017-0468-1

5. Гарипов М.Р., Павельев Р.С., Лисовская В.А., Никитина Е.В., Каюмов А.Р., Замальдинова А.Э., Бондарь О.В., Маланьева А.Г., Аймалетдинов А.М., Иксанова А.Г., Балакин К.В,, Штырлин Ю.Г. Fluconazole-pyridoxine bis-triazolium compounds with potent activity against pathogenic bacteria and fungi including their biofilm-embedded forms Hindawi Journal of Chemistry (год публикации - 2017)

6. Богачев М.И., Маркелов О.А., Тризна Е., Байдамшина Д., Зеленихин П., Муртазина Р., Каюмов А.Р. Fast and simple tool for the quantification of biofilm-embedded cells sub-populations from fluorescent microscopic images Biorxiv (год публикации - 2018)
10.1101/181495

7. Кириллова А.В., Данилушкина А.А., Ирисов Д.С., Бруслик Н.Л., Фахруллин Р.Ф., Захаров Ю.А., Бухмин В.С., Яруллина Д.Р. Assessment of Resistance and Bioremediation Ability of Lactobacillus Strains to Lead and Cadmium International Journal of Microbiology, Hindawi International Journal of Microbiology, V.2017, 7 pages (год публикации - 2017)
10.1155/2017/9869145

8. Бруслик Н.Л., Салахутдинова А.И., Яруллина Д.Р. Involvement of Iron in BiofilmFormation by Lactobacillus rhamnosus BioNanoScience, BioNanoScience, 7: 70-72 (год публикации - 2017)
10.1007/s12668-016-0290-1

9. Бабынин Э.В., Глазкова Р.М., Курбангалиева А.Р. Оценка потенциальной генотоксичности новых производных фуранона - QS-ингибиторов Ученые записки Казанского университета. Серия естественные науки, Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Естеств. науки. 2017, Т. 159, кн. 2, С. 283–292 (год публикации - 2017)

10. Чернова Л.С., Шарафутдинов И.С., Каюмов А.Р. Гиперпродукция белка HtrA повышает выживаемость клеток Bacillus subtilis в условиях стресса и стимулирует формирование биопленки Ученые записки Казанского университета. Серия естественные науки, Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Естеств. науки. 2017, Т. 159, кн. 2, С. 262–271 2017, Т. 159, кн. 2, С. 283–292 (год публикации - 2017)

11. Чернова Л.С., Павлова А.С., Каюмов А.Р. Гиперпродукция Протеазы HtrA повышает выживаемость клеток Bacillus subtilis в условиях температурного стресса и стимулирует образование биопленки Материалы Международной научной конференции «Молодежь и наука XXI века», Материалы Международной научной конференции «Молодежь и наука XXI века», 2017. Том 2. 162-165 (год публикации - 2017)

12. Каюмов А.Р., Байдамшина Д.Р., Тризна Е.Ю., Холявка М.Г., Рожина Э.В., Ахметов Н.Ф., Балтин М.Э., Балтина Т.В., Фахруллин Р.Ф. Fighting with staphylococcal biofilms using ficin, a nonspecific plant protease 2nd International Caparica Conference in Antibiotic Resistance Proceedings Book, 2017, IC2AR 2017 Proceedings Book, P. 190 (год публикации - 2017)

13. Тризна Е.Ю., Рыжикова М.Н., Мухаметзянова С.Р., Курбангалиева А.Р., Хабибрахманова А.М., Рожина Э.В., Фахруллин Р.Ф., Каюмов А.Р. Staphylococcus aureus survives in Pseudomonas aeruginosa biofilm under antimicrobial treatment conditions 2nd International Caparica Conference in Antibiotic Resistance Proceedings Book, 2017, IC2AR 2017 Proceedings Book, P. 190 (год публикации - 2017)

14. Шарафутдинов И.С., Курбангалиева А.Р., Макаревич О., Каюмов А.Р. Bactericidal action of a furanone derivative against Staphylococcus aureus 2nd International Caparica Conference in Antibiotic Resistance Proceedings Book, 2017, IC2AR 2017 Proceedings Book, P. 190 (год публикации - 2017)

15. Каюмов А.Р., Тризна Е.Ю., Шарафутдинов И.С., Байдамшина Д.Р., Рыжикова М.Н. Биопленки как фактор патогенности Staphylococcus aureus: подходы к терапии Издательство КФУ, Казань, 124 с (год публикации - 2017)

16. Шарафутдинов И.С., Шигапова З.Р., Балтин М.Э., Ахметов Н.Ф., Богачев М.И., Каюмов А.Р. HtrA Protease from Bacillus subtilis Suppresses the Bacterial Fouling of the Rat Skin Injuries Journal of Bionanoscience, BioNanoScience. - 2016.- V.6. - P.564–567 (год публикации - 2016)
10.1007/s12668-016-0281-2

17. Латыпова Л.З., Сайгитбаталова Е.Ш., Курбангалиева А.Р., Лодочникова О.А., Чмутова Г.А. Новые сульфоны на базе дитиопроизводных 2(5Н)-фуранона Бутлеровские сообщения, Бутлеровские сообщения. – 2016. – Т. 46. – № 4. – С. 89–96 (год публикации - 2016)

18. Байдамшина Д.Р., Тризна Е.Ю., Холявка М.Г., Богачев М.И., Артюхов В.Г., Ахатова Ф.С.,Рожина Э.В., Фахруллин Р.Ф., Каюмов А.Р. Targeting microbial biofilms using Ficin, a nonspecific plant protease Scientific Reports (год публикации - 2017)

19. Лодочникова О.А., Хоанг Л.Т., Зарипова А.Р., Каюмов А.Р., Литвинов И.А., Курбангалиева А.Р. Сокристаллизация диастереомеров в ряду бистиоэфиров 2(5Н)-фуранона на основе 1,2-фенилендиметантиола Известия Академии наук. Серия химическая, Известия Академии наук. Серия химическая. - 2016. - № 11. - С.2672-2677 (год публикации - 2016)

20. Хоанг Т.Л., Курбангалиева А.Р., Ежова А.С., Лодочникова О.А., Чмутова Г.А. О новых продуктах реакции мукохлорной кислоты с этан-1,2-дитиолом в основной среде Бутлеровские сообщения, Бутлеровские сообщения. – 2016. – Т. 45. – № 2. – С. 52–58. (год публикации - 2016)

21. Чернова Л.С., Каюмов А.Р. Значение белка htra bacillus subtilis в адаптации клеток бацилл к стрессовым условиям Тихоокеанский медицинский журнал, Тихоокеанский мед. жур. - №3. - С.122-123 (год публикации - 2016)

22. Багачев М.И., Каюмов А.Р., Маркелов О.А., Бунде А. Statistical prediction of protein structural, localization and functional properties by the analysis of its fragment mass distributions after proteolytic cleavage Scientific Reports, Sci Rep. - 2016. - V.6. - P.22286 (год публикации - 2016)
10.1038/srep22286

23. Байдамшина Д.Р., Тризна Е.Ю., Холявка М.Г., Логинова О.О., Сазыкина С.М., Артюхов В.Г., Каюмов А.Р. Оценка генотоксичности и цитотоксичности препаратов иммобилизованного на матрице хитозана трипсина Вестник Воронежского государственного университета, Вестник вгу, серия: химия. биология. фармация.- 2016. - № 3. - С.53-57 (год публикации - 2016)

24. Тризна Е.Ю., Байдамшина Д.Р., Холявка М.Г., Шарафутдинов И.С., Хаирутдинова А.Р., Хафизова Ф.А., Закирова Е.Ю., Хафизов Р.Г., Богачев М.И., Каюмов А.Р. Растворимые и иммобилизованные папаин и трипсин- деструкторы бактериальных биопленок Гены и клетки, Т.10, №3/4 (год публикации - 2015)

25. Курбангалиева А.Р., Хоанг Л. Т., Лодочникова О.А., Кузьмичева М.Ю., Прадипта А.Р., Танака K., Чмутоваа Г.А. Первый пример синтеза S,O-макрогетероцикла на основе 2(5Н)-фуранона и 2,2'-оксидиэтантиола Известия Академии наук. Серия химическая, Известия Академии наук. Серия химическая. - 2016. - № 5. - C. 1278-1284 (год публикации - 2016)

26. Михаил Игоревич Богачев, Владимир Юрьевич Волков, Олег Александрович Маркелов, Елена Юрьевна Тризна, Диана Р.афисовна Байдамшина, Владислав Мельников, Регина Муртазина, Павел Валерьевич Зеленихин, Иршад Султанович Шарафутдинов, Айрат Рашитович Каюмов Fast and simple tool for the quantification of biofilm-embedded cells sub-populations from fluorescent microscopic images PLoS One, Bogachev MI, Volkov VY, Markelov OA, Trizna EY, Baydamshina DR, Melnikov V, et al. (2018) Fast and simple tool for the quantification of biofilm-embedded cells sub-populations from fluorescent microscopic images. PLoS ONE 13(5): e0193267 (год публикации - 2018)
10.1371/journal.pone.0193267

27. Каюмов А.Р., Тризна. Е.Ю., Рыжикова М.Н., Мухаметзянова С.Р., Курбангалиева А.Р. The modelling of the polymicrobial communities using the species-specific biofilm inhibition by furanones Biofilm7 - Microbial Works of Art, Biofilms7. - 2016. - P.96. (год публикации - 2016)

28. А.И. Коновалов, И.С. Антипин, В.А. Бурилов, Т.И. Маджидов, А.Р. Курбангалиева, А.В. Немтарев, С.Е. Соловьева, И.И. Стойков Современные тенденции органической химии в университетах России Журнал органической химии (год публикации - 2018)

29. Байдамшина Д.Р., Тризна Е.Ю., Ахатова Ф.С., Холявка М.Г., Рожина Э.В., Фахруллин Р.Ф., Богачев М.И., Каюмов А.Р. The effect of ficin,a non-specific plant protease, on staphylococcal biofilms disruption FEBS Journal Supplement, FEBS Journal. – 2016. – V.283 (Suppl. 1). – P.289. (год публикации - 2016)
10.1111/febs.13808

30. Шарафутдинов И.С., Каюмов А.Р., Тризна. Е.Ю., Курбангалиева А.Р., Макаревич О. Effect of new derivative of 2(5H)-furanone (F105) on biofilm formation by Staphylococcus aureus Biofilm7 - Microbial Works of Art, Biofilms7 - 2016 - P.151. (год публикации - 2016)

31. Тризна. Е.Ю., Латыпова Л.З., Курбангалиева А.Р., Богачев М.И., Каюмов А.Р. 2(5H)-Furanone Derivatives as Inhibitors of Staphylococcal Biofilms Journal of Bionanoscience, BioNanoScience. - 2016.- V.6. - P.423-426. (год публикации - 2016)
10.1007/s12668-016-0258-1

32. Шарафутдинов И.С., Тризна. Е.Ю., Рыжикова М.Н., Мухаметзянова С.Р., Латыпова Л.З., Курбангалиева А.Р., Рожина E.B., Макаревич О., Каюмов А.Р. The antimicrobial activity of 2 (5H)-furanone derivative on Staphylococcus aureus FEBS Journal Supplement, FEBS J. - 2016. - Supplement V.283. - P.200-201. (год публикации - 2016)
10.1111/febs.13808

33. Тризна Е.Ю., Байдамшина Д.Р., Холявка М.Г., Королёва В.К., Каюмов А.Р. Soluble ficin disrupt bacterial biofilm Biofilm7 - Microbial Works of Art, Biofilms7. - 2016. - P.163-164. (год публикации - 2016)

Публикации