Лаборатория устойчивости биологических систем

Направление деятельности лаборатории – исследование физиологических, биофизических, биохимических и биофизических процессов в организме в условиях воздействия техногенных факторов различной природы, в том числе источников ионизирующего и неионизирующего излучений. Разработка методов повышения адаптационных возможностей организма.

В лаборатории проводится:

• изучение на моделях in vivo и in vitro радиационно-индуцированной патологии;
• исследование влияния ионизирующих и неионизирующих излучений на спонтанный и индуцированный канцерогенез;
• изучение молекулярно-клеточных механизмов радиочувствительности биологических систем;
• поиск новых лекарственных средств, обладающих радиомодифицирующими свойствами;
• изучение формирования адаптативных возможностей организма в условиях хронического воздействия низкоинтенсивного электромагнитного воздействия устройств беспроводной связи (сотовый телефон, Wi-Fi);
• изучение наномеханических свойств клеток при различных патофизиологических процессах;
• исследование структурных и механических свойств наночастиц в биологических жидкостях (внеклеточные везикулы, липопротеины, и др.).

История лаборатории

Лаборатория сформирована в 2020 году на базе трех лабораторий:

1. Лаборатории экспериментальных биологических моделей;
2. Лаборатории эндокринологии и биохимии;
3. Лаборатории комбинированных воздействий.

Основная информация

В настоящее время научно-исследовательские работы лаборатории направлены на решение следующих задач, соответствующих приоритетным направлениям научно-технической и инновационной деятельности на 2021-2025 гг.:

– исследование структурных и механических свойств поверхностного слоя клеток, постклеточных структур и наноразмерных органических и неорганических объектов с помощью методов атомно-силовой и флуоресцентной микроскопии для разработки теоретических основ новых методов диагностики патологических состояний организма на клеточном и субклеточном уровнях и углубления знаний о патогенезе различных заболеваний, включая радиационно-индуцированную патологию;

– разработка прогностических тестов для оценки клинического радиационного эффекта при лучевой терапии;

– моделирование на лабораторных животных радиационно-индуцируемых патологических состояний и апробация новых способов их коррекции;

– исследование генетически обусловленной радиочувствительности для биодозиметрической оценки;

– исследование канцерогенеза в экспериментальных моделях invitro и invivo на разных уровнях организации живых организмов при влиянии излучения разных спектров (ионизирующее излучение, УФ и др.), а также изучение клеточных механизмов реализации эффектов нормальных и опухолевых клеток;

– оценка и прогноз отдаленных медико-биологических последствий воздействия низкоинтенсивного электромагнитного поля, создаваемое современными средствами коммуникаций;

– изучение геронтологических эффектов влияния на организм стресс-факторов различной природы (радиационно-индуцированные факторы, стресс, применение ксенобиотиков) для разработки мероприятий, направленных на повышение качества жизни в измененных условиях пребывания.

Сотрудники лаборатории

Чуешова Наталья Владимировна – заведующий лабораторией, к. б. н.
Стародубцева Мария Николаевна – главный научный сотрудник, д. б. н., доцент
Кадукова Елена Михайловна – старший научный сотрудник
Челнокова Ирина Александровна – научный сотрудник
Щурова Елена Александровна –  научный сотрудник
Щемелев Владислав Михайлович – научный сотрудник
Шклярова Анастасия Николаевна – научный сотрудник
Пилотович Анастасия Станиславовна – младший научный сотрудник
Новицкая Снежана Петровна – младший научный сотрудник
Медведева Елена Анатольевна – младший научный сотрудник
Мокроус Тамара Васильевна – лаборант
Сюськина Елена Борисовна – техник-лаборант

Оснащение лаборатории современным оборудованием

В 2019 году в рамках соглашения по оказанию безвозмездной помощи с компанией Mission Support and Test Services, LLC, США была поставлена рентгеновская установка биологического назначения X-RAD 320, которая представляет собой автономную рентгеновскую систему для облучения биологических образцов и мелких лабораторных животных.
Наличие данного оборудования позволяет проводить экспериментальные работы с облучением всего организма, так и отдельных выделенных областей тела животного. Так же большим преимуществом данного оборудования является возможность проведения облучения клеточных культур и суспензий в экспериментах in vitro.
Установка биологического облучения X-RAD 320 оснащена системой визуализации OptiMAX для радиационно-терапевтических исследований с применением опто-молекулярных и рентгеновских изображений.

Использование данного оборудования позволяет не только моделировать патологические состояния, вызываемые ИИ, исследовать механизмы влияния ИИ на разных уровнях организации биологических систем, но и разрабатывать способы коррекции соматических и онкологических заболеваний, а также проводить оценку эффективности новых лекарственных средств и изделий медицинского назначения.

---

Атомно-силовой микроскоп «Bioscope Resolve» и инвертированный флуоресцентный световой микроскоп AxioObserver 3, позволяющий изучать с высоким разрешением структурные, механические и др. свойства клеток, включая живые клетки в жидкости и наночастицы.

Планшетные фотометры-флуориметры-хемилюминометры: Tecan Safire 2 и Tecan Infinite M200Многорежимные планшетные ридеры позволяют реализовывать различные комбинации фотометрического (измерение светопоглощения/оптической плотности), флуоресцентного (измерение интенсивности флуоресценции) и хемилюминесцентного методов анализа.	Автоматический биохимический анализатор EUROLyser CCA 180Анализатор на 180 фотометрических тестов в час со свободно формируемым ротором проб и реагентов.
Препаративная ультрацентрифуга Beckman L8-50 ME позволяет решать различные задачи в области молекулярной биологии и цитологии, при ускорении до 226000 g.	Рефрижераторная центрифуга ЦР-01, позволяющая фракционировать кровь и её компоненты: плазма, сыворотка, лимфоциты и эритроциты при ускорении – до 2500 g.

Настольные рефрижераторные центрифуги Centurion K-220R и MPW-350R Настольные компактные центрифуги универсального применения

В распоряжении отдела имеется проточная система Cytomics FC 500 (Beckman Coulter, США), укомплектованная аргонно-ионным лазером с длиной волны 488 нм, которая позволяет выполнять пятицветный анализ образцов, что дает возможность увеличить информативность метода за счет анализа большего числа антител (например, иммунофенотипирование лимфоцитов), мониторинга данных изменений в диспергированных тканях (например, тестикулярная) и т.д. путем последовательного анализа большого числа образцов.

Комплекс оборудования для работы с клеточными культурами: Ламинарный бокс, углекислотный инкубатор и инвертированный микроскоп Комплекс используется при микробиологических, молекулярно-биологических работах, работах с культурой клеток, тканей и органов

Отдельное внимание уделено возможности использования высокоэффективной жидкостной хроматографии для разделения сложных биологических смесей. В настоящее время в отделе ведутся работы на высокоэффективном жидкостном хроматографе фирмы Agilent серии 1100 для определения концентраций биогенных аминов в различных отделах головного мозга, а также стероидных гормонов в надпочечниках и сыворотке крови.

Книги, монографии, энциклопедии

1. Конопля Е.Ф., Верещако Г.Г., Ходосовская А.М. Радиобиология. Энциклопедический словарь. Гомель. 2005. 252 с.
2. Морозова А.А., Конопля Е.Ф. Средства и способы защиты организма от повреждающих факторов внешней среды. – Мн.: РУП «Издательский дом «Беларускаянавука», 2010. 395 с.
3. Верещако Г.Г. Влияние электромагнитного излучения мобильных телефонов на состояние мужской репродуктивной системы и потомства. Минск: Беларускаянавука, 2015. 190 с.
4. Верещако Г.Г., Ходосовская А.М. Энциклопедический справочник «Радиобиология». Минск: Беларускаянавука, 2016. – 339 с.

Статьи в рецензируемых журналах

1. Верещако Г.Г., Ходосовская А.М., Конопля Е.Ф. Противолучевая защита мужской репродуктивной системы: состояние вопроса и проблемы, возникшие после аварии на Чернобыльской АЭС // Успехи современ. биологии. 2011. Т. 131. № 1. С. 16-29.
2. Конопля Е.Ф., Верещако Г.Г., Горох Г.А., Маленченко А.Ф., Сушко С.Н., Федосенко О.Л., Гунькова Н.В., Козлов А.Е., Савин А.О., Кадукова Е.М., Наумов А.Д., Тимохина Н.И. // Влияние радиоэкологических условий зоны отчуждения ЧАЭС на морфофункциональное состояние и реактивность органов и тканей лабораторных животных // Радиац. биология. Радиоэкология. 2011. Т. 51. № 1. С. 1-11.
3. Верещако Г.Г., Горох Г.А., Федосенко О.Л., Гунькова Н.В., Якушев Д.Л., Конопля Е.Ф. Влияние анаболика феноболина на кровь, репродуктивную систему и уровень гормонов в сыворотке крови крыс-самцов, облученных фракционированно // Радиац. биология. Радиоэкология. 2011. Т. 51, № 3. С. 337-344.
4. F. Konoplya, G.G. Vereshchako, G.A. Goroh et al. The effect of chronic radiation exposure of ChNNP exclusion zone on the morfofunctional state and reactivity of organs and tissues of laboratory animals. // The lessons of Chernobyl. 25 years later. Elena B. Burlakova, Valeria I. Naydich / Chapter XIV. Nuclear materials and disaster research. Nova science publishers, Inc., New York, 2012. P 173-186.
5. Морозова А.А., Наумов А.Д., Тимохина Н.И., Ананьева Н.В. Новые бальнеологические средства растительного происхождения // Доклады НАН Беларуси. – 2013. – Т. 57, № 2. – С. 91-97.
6. Верещако Г.Г. Проблемы репродукции у мужчин, вызванные использованием мобильного телефона // Проблемы репродукции, 2014. – N 4. – С. 73–78.
7. Верещако Г.Г., Чуешова Н.В., Горох Г.А., Наумов А.Д. Состояние репродуктивной системы крыс-самцов 1-го поколения, полученных от облученных родителей и подвергнутых воздействию ЭМИ (897 МГц) в период эмбриогенеза и постнатального развития // Радиац. биология. Радиоэкология. – 2014. – Т. 54, № 2. – С. 186–192.
8. Тимохина, Н. И. Биологически-активные свойства водных экстрактов культивированных грибов Hericiumerinaceus / Н. И. Тимохина, С. Н. Сушко, Н. Н. Веялкина, С. В. Гончаров, В. В. Трухоновец // Проблемы здоровья и экологии. –2017. – № 2. – Т. 52. – С. 71-74.
9. Верещако, Г. Г. Реакция органов репродуктивной системы и эпидидимальных сперматозоидов крыс на электромагнитное излучение от мобильного телефона (1800 МГц) различной продолжительности / Г. Г. Верещако, Н. В. Чуешова // Радиац. биология. Радиоэкология. – 2017. – Т. 57, № 1. – С. 71–76
10. Тимохина Н.И. Генетически-обусловленное образование опухолей в легких мышей линии Af при влиянии радиационного, и химического факторов, и старении / Н.И. Тимохина, Э.А. Надыров, Н.Н. Веялкина, С.Н. Сушко, С.В. Гончаров, К.М. Фабушева // Журнал анатомии и гистопатологии, Воронеж.– 2018. – № 3. – С. 56-60.
11. Трухоновец В.В., Интродукция лекарственного гриба Ganodermalucidum (Curt.: Fr.) P. Karst. в культуру и перспективы его практического использования в условиях радиоактивного загрязнения / В.В. Трухоновец, Е.М. Кадукова, Н.Н. Веялкина, С.Н. Сушко, Т.А. Пучкова, Н.А. Бисько, О.В. Шаховская, А.Е. Козлов, Е.А. Медведева, Т.А. Колодий // Журнал Белорусского государственного университета. Экология – № 4. – С. 62-70.
12. Starodubtseva, M.N. Nano- and microscale mechanical properties of erythrocytes in hereditary spherocytosis / M.N. Starodubtseva, I.A. Chelnokova [et. all] // J. of Biomechanics. – 2019. –Vol. 83. – Р. 1–8.
13. Assessment of population radiation exposure at the edge of the exclusion zone 32 years after the Chernobyl accident: methods and preliminary results /J.-M. Bertho, M. Maître, N. Shkliarava [et. all] // Radioprotection. – 2019. – №54 (4). – P. 247–257.
14. Чуешова, Н. В. Последствия длительного воздействия электромагнитного излучения частоты мобильного телефона (1745 МГц) на морфофункциональное состояние репродуктивной системы крыс-самцов и их потомство / Н. В. Чуешова, Ф. И. Висмонт // Доклады нац. акад. наук Беларуси. – 2019. – Т. 63, № 2. – С. 198–203.
15. Чуешова, Н. В. Влияние электромагнитного излучения от мобильного телефона (1745 МГц) на состояние репродуктивной системы крыс-самцов в период их постнатального развития / Н. В. Чуешова, Ф. И. Висмонт, И. А. Чешик // Вес. нац. акад. навукБеларусi. Cep. мед. навук. – 2019. – Т. 16, № 2. – С. 216–225.

Разработки, изобретения, патенты:

1. Верещако Г.Г., Ходосовская А.М., Солдатов В.С., Куваева З.И., Книжников В.А., Пильченко Н.В. Радиопротекторное средство. Патэнт на вынаходства № 16556 // Заявка № а20101403 2012.04.30
2. Патент №15492 Республика Беларусь, МПК А 23 L 1/30, А 23 L 1/304. «Биологически активная добавка к пище и способ ее получения», авторы: Морозова А.А., Конопля Е.Ф., Ананьева Н.В.
3. Патент №17766 Республика Беларусь, МПК А 23 L 1/30, А 23 L 1/304, А 23 L 1/305. «Композиция для получения биологически активной добавки к пище и способ получения биологически активной добавки», авторы: Морозова А.А., Наумов А.Д., Ананьева Н.В.
4. Патент №17826 Республика Беларусь, МПК А 23 L 1/311, А 23 L 1/212. «Биологически активная добавка к пище и способ ее получения», авторы: Морозова А.А., Наумов А.Д., Тимохина Н.И., Ананьева Н.В.
5. Патент №15715 Республика Беларусь, МПК А 61 К 36/15, А 61 К 36/72, А 61 К 36/73, А 61 Р 9/00, А 61 Р 17/00, А 61 Р 19/00, А 61 Р 25/00. «Бальнеологическое средство и способ его получения», авторы: Морозова А.А., Гаранович И.М., Наумов А.Д., Тимохина Н.И., Ананьева Н.В.
6. Патент №17961 Республика Беларусь, МПК А 61 К 36/14, А 61 К 36/21, А 61 К 36/28, А 61 К 36/534, А 61 К 36/537, А 61 Р 3/00, А 61 Р 9/00, А 61 Р 17/00, А 61 Р 19/00. «Бальнеологическое средство и способ его получения», авторы: Морозова А.А., Наумов А.Д., Титок В.В., Кухарева Л.В., Ставровская Л.А., Ананьева Н.В.
7. Патент № 23292 Республика Беларусь, МПК А 61Р 39/06 «Радиопротекторное средство», авторы: Н.В. Чуешова, А.Е. Козлов, И.А. Чешик.

Разработаны радиозащитные препараты, полученные на основе дереворазрушающих грибов, сукцината натрия, биотина, антиоксидантного комплекса витаминов с β-каротином, селенметионина с метионином, экзогенной ДНК и др.

Созданы пищевые добавки, содержащие йод в органической форме (Допинат) в хлебобулочных изделиях и молочных продуктах (йогурт, обогащенный йодированным белком, майонез «Бодрость», обогащенный йодированным белком и др.).

На 20 предприятиях Республики выпущено около 9 тыс. тонн молочной продукции, обогащенной йодказеином по разработанным в отделе нормативно-техническим документам и полученным гигиеническим удостоверениям МЗ РБ.

Выполняемые проекты:

• «Особенности развития возраст-ассоциированных морфофункциональных изменений в отдельных органах при облучении грудной полости» (ГПНИ 10 «Природные ресурсы и окружающая среда», подпрограмма 10.3 «Радиация и биологические системы»).
• «Разработать критерии оценки радиационно-индуцированных изменений ткани внутренней среды, основанной на анализе структуры и механических свойств клеточного компонента на моделях in vitro и in vivo» (ГПНИ 10 «Природные ресурсы и окружающая среда», подпрограмма 10.3 «Радиация и биологические системы»).
• «Оценить дозовые нагрузки и эффекты ионизирующих излучений в сочетании со стрессом различной природы на биоту в зоне хронического радиационного воздействия» (ГПНИ 10 «Природные ресурсы и окружающая среда», подпрограмма 10.3 «Радиация и биологические системы»).
• «Анализ процессов адаптации в популяциях животных разных систематических групп к хроническому действию повышенного уровня ионизирующих излучений» (ГПНИ 11 «Конвергенция 2025», подпрограмма «Междисциплинарные исследования и новые зарождающиеся технологии»)
• «Эффекты хронического воздействия низкоинтенсивного электромагнитного излучения оборудования Wi-Fi (2450 МГц) на организм экспериментальных животных на протяжении их постнатального развития. Поиск БАВ для коррекции выявленных патологических изменений» (ГПНИ 10 «Природные ресурсы и окружающая среда», подпрограмма 10.3 «Радиация и биологические системы»).
• «Механизмы реализации, управление и коррекция жизнеспособности стабильных и опухолевых клеток человека при облучении ультрафиолетом с использованием экстрактов из лишайников» (ГПНИ 10 «Природные ресурсы и окружающая среда», подпрограмма 10.3 «Радиация и биологические системы»).
• «Изучить физиологическое состояние и воспроизводительную функцию лошадей, содержащихся на территории Полесского государственного радиационно-экологического заповедника» по научному обеспечению Государственной программы по преодолению последствий катастрофы на Чернобыльской АЭС на 2021-2025 годы.
• Проект БРФФИ № М20КИ-026 от 03.02.2020 г. «CD109-регулируемые механические свойства эндотелиальных клеток», № ГР 20200360
• Проект БРФФИ № Б20Р-427 «Механические характеристики экзосом и экзомеров, определяющие их взаимодействие с эукариотическими клетками, в норме и при патологии» № ГР 20201344

Контактная информация

E-mail: biochemistry@irb.basnet.by