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 22-24-00998

НазваниеМикрофлюидный анализ функционального состояния эритроцитов человека для снижения побочных эффектов при химиотерапии онкологических заболеваний

Руководитель Левдарович Надежда Андреевна,

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное учреждение высшего образования и науки "Санкт-Петербургский национальный исследовательский Академический университет имени Ж.И. Алферова Российской академии наук" , г Санкт-Петербург

Конкурс №64 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-204 - Биофизика

Ключевые слова микрофлюидика, орган-на-чипе, биофизическое фенотипирование, эритроциты, онкология, химиотерапия, анемия

Код ГРНТИ34.17.00

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
Использование высокотоксичных препаратов химиотерапии требует тонкого балансирования между необходимостью максимального подавления пролиферации и метастазирования клеток опухоли и при этом максимального сохранения здоровых клеток. Одним из основных побочных эффектов химиотерапии является анемия, которая происходит как в результате цитотоксического действия препаратов на кроветворные клетки костного мозга, так и при прямой цитотоксической травме при контакте клеток крови с ними. Выражается это в снижении концентрации эритроцитов и уровня гемоглобина в крови. Важно отметить, что удаление старых и поврежденных химиопрепаратами эритроцитов из кровотока осуществляется на основе их геометрических размеров и упругих свойств за счет невозможности поврежденных клеток проходить через синусы селезенки. Кроме того, упругие свойства эритроцитов влияют на эффективность снабжения клеток всех тканей и органов кислородом, поскольку основной газообмен между эритроцитами и клетками сосудистого эпителия осуществляется в микрокапиллярах кровеносной системы, через которые эритроциты в какой-то момент должны буквально протискиваться. Нарушение деформационных характеристик эритроцитов приводит к возникновению локальных зон гипоксемии, что снижает апоптотический потенциал химиотерапии и ухудшает прогноз лечения. Оценка функционального состояния эритроцитов на уровне отдельных субпопуляций клеток с использованием биомиметических микрофлюидных устройств, моделирующих микрокапилляры кровеносной системы, позволит прогнозировать развитие побочных эффектов при химиотерапии (склонность к тромбозам, гемолитический эффект препаратов, усиление анемии) с упреждением развития клинической манифестации. Новые знания о вовлечении эритроцитов в механизмы развития побочных эффектов позволят в дальнейшем совершенствовать схемы/режимы химиотерапии и выполнять индивидуальный подбор препаратов. Основной целью проекта является исследование функционального состояния эритроцитов человека при действии препаратов химиотерапии для оценки их участия в развитии анемий у онкологических больных. Для выполнения проекта авторами предлагается разработать и создать микрофлюидные устройства, позволяющие оценивать биофизические показатели эритроцитов в микропотоке и моделировать их транспорт в микрокапиллярах. Для этого микрофлюидные устройства будут содержать набор микроканалов с поперечным сечением, сопоставимым с сечением микрокапилляров кровеносной системы, в которых будут определяться скорость движения, адгезия к стенкам и вероятность окклюзии эритроцитами микроканалов под действием препаратов химиотерапии. Для оценки влияния препаратов химиотерапии на биофизические свойства эритроцитов предлагается использовать два подхода: оценка реакции здоровых клеток на цитотоксическую травму, вызванную препаратами in vitro, и исследование накопленных функциональных нарушений эритроцитов при курсовой химиотерапии у онкологических больных солидными опухолями, ex vivo. В качестве положительного контроля для исследований микродинамики эритроцитов онкологических больных будет использоваться верифицированная авторами проекта тестовая система окислительного стресса эритроцитов. Результаты биофизического фенотипирования в микрочипах будут проанализированы совместно с данными цитологического анализа трансформации эритроцитов методами проточной цитометрии, конфокальной, атомно-силовой микроскопии и спектрометрии. Сопоставление результатов исследования in vitro с результатами ex vivo и с клиническими данными онкологических больных позволит оценить участие трансформированных эритроцитов в развитии анемии и предложить метод экспресс диагностики состояния эритроцитов для уменьшения побочных эффектов и корректировки химиотерапии.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---