Номинант №1- Шагдарова Б.Ц.


НОМИНАНТ № 1 на ПРЕМИЮ имени П.П. ШОРЫГИНА 2016 г.

 Шагдарова Бальжима Цырендоржиевна

1

Место работы и должность: Институт биоинженерии, ФИЦ Биотехнологии РАН, лаборатория инженерии биополимеров, аспирант.
Адрес: г. Москва, Проспект 60-летия Октября, д. 7, к. 1.

Получение производных и композитов хитозана, исследование их биологической активности.

Целью работы является получение производных и биокомпозитов на основе хитозана, определение их основных физико-химических характеристик и исследование биологических свойств.

Существенным недостатком хитозана является плохая растворимость << 1 мг/мл при физиологических значениях рН 7.2-7.4. Для преодоления этой проблемы методом химической деполимеризации получен низкомолекулярный хитозан с молекулярной массой (ММ) 20 кДа, степенью дезацетилирования (СД) 98%, индексом полидисперсности (ИП) 1.4 и растворимостью 6 мг/мл при рН 5.0. Далее на основе полученного хитозана исчерпывающим алкилированием первичных аминогрупп глицидилтриметиламмоний хлоридом был синтезирован ряд кватернизированных производных (ГТХХ) со степенью замещения (СЗ) 9, 40, 58, 98 %. Данные производные хитозана благодаря лучшей растворимости (от 2 до ≥ 100 мг/мл, рН 7.0) и за счет большего положительного заряда заместителя оказывают антибактериальное действие на клетки микроорганизмов. Было определено, что увеличение СЗ от 9 до 98% способствует снижению минимальной ингибирующей концентрации (МИК) более чем на порядок и на два порядка по сравнению с исходным хитозаном (ММ) 20 кДа, (СД) 98%. Растворимые при рН 7.2 — 7.4 и обладающие антибактериальным действием, большим положительным зарядом производные ГТХХ, в перспективе можно использовать для нейтрализации антикоагулянтной активности гепарина (НФГ). Проблема нейтрализации избыточной активности НФГ при хирургических манипуляциях, актуальна. Для этой цели в настоящее время используют сульфат протамина, который приводит к побочным эффектам, вплоть до летального исхода, что связано с его иммуногенностью. Проведенные нами in vitro исследования по оценке прокоагулянтного действия (появление фибринового сгустка), показали что, максимально замещенное производное так же, как и СПТ, эффективно нейтрализовало антитромбиновую активность НФГ. Так для полной нейтрализации 0.143 aIIa ед./мл НФГ требовалось 0.0014 мг/мл производного ГТХХ со СЗ 98%. Исследовано влияние производных хитозана на лизис эритроцитов. Показано, что и СПТ и ГТХХ со СЗ от 9 до 98% в концентрациях 0.001 – 0.01 мг/мл влияли одинаково и не приводили к гемолизу. Также исследовали нейтрализацию производным ГТХХ со СЗ 98% антикоагулянтной активности плазмы морских свинок после внутривенного введения НФГ. Выявлено, что он эффективно, как и сульфат протамина, нейтрализует антитромбиновую активность НФГ.

Таким образом, синтезированные производные хитозана с различной степенью замещения, содержащие N-[(2-гидрокси-3-триметиламмоний)пропил]хлорид-группы могут быть перспективными биосовместимыми полимерами для применения в качестве нового антидота гепарина.

Список работ:

Статьи:

  1. Шагдарова Б.Ц., Левов А.Н., Варламов В.П., Получение низкомолекулярного хитозана и его производных // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2013. Т. 15. №3 (5). c. 1694-1696.
  2. Balzhima Ts. Shagdarova, Alla V. Ilyina, Sergey A. Lopatin, Vladimir P. Korobov, Larisa M. Lemkina, Valery P. Varlamov Formation and characterization of succinoyl chitosan particles loaded with warnerin // Progress in the Chemistry and Application of Chitin and its Derivatives. 2015. V. XX. P. 246-253. DOI: 10.15259/PCACD.20.24
  3. Шагдарова Б.Ц., Куликов С.Н., Варламов В.П. Изучение совместного действия производных хитозана с лизостафином и варнерином на клетки стафилококков // Известия Уфимского научного центра РАН. 2015. №4 (1). с. 177-180
  4. Шагдарова Б.Ц., Ильина А.В., Варламов В.П. Антибактериальная активность алкилированных, ацилированных производных низкомолекулярного хитозана // Прикладная биохимия и микробиология. 2016. T №2. с 237-241
  5. Anastasia A. Zubareva, Balzhima Ts. Shagdarova, Valery P. Varlamov, Elena V. Svirshchevskaya Cell binding and penetration of quaternized chitosan derivatives // Progress in the Chemistry and Application of Chitin and its Derivatives. 2016. V. XXI. (in press)
  6. Шагдарова Б.Ц., Дрозд Н.Н., Ильина А.В., Логвинова Ю.С., Варламов В.П. Нейтрализация антикоагулянтной активности гепарина N-[(2-гидрокси-3-триметиламмоний)пропил] хлорид-производными хитозана // Прикладная биохимия и микробиология. 2016. T (в печати)

Тезисы докладов:

  1. Шагдарова Б.Ц., Курек Д.В., Дружинина А.В., Левов А.Н., Антибактериальная активность хитозана и некоторых его производных в отношении микроорганизма Mycobacterium smegmatis // Материалы XI Международной Конференции Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана, Мурманск 2012. с. 434-437.
  2. Шагдарова Б.Ц., Варламов В.П. Получение композитов на основе кватернизированного хитозана с усниновой кислотой и изучение их антибактериального действия // Сборник тезисов XXVI зимней молодежной научной школы «Перспективные направления физико-химической биологии и биотехнологии». Москва 10-14 февраля 2014 г. с. 137.
  3. Шагдарова Б.Ц., Лемкина Л.М., Коробов В.П., Варламов В.П., Ингибирующее действие хитозана и его кватернизированных производны х на рост бактерий Staphylococcus epidermidis GISK 33 // Материалы XII Международной Конференции Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана. Пермь 2014. с. 366-368.
  4. Шагдарова Б.Ц., Куликов С.Н., Левов А.Н., Варламов В.П., Влияние производных хитозана на лизирующую активность лизостафина // Материалы XII Международной Конференции Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана. Пермь 2014. с. 362-365.
  5. Шагдарова Б.Ц., Ильина А.В., Куликов С.Н., Варламов В.П., Получение олигомеров хитозана и исследование их действия на лизис лизостафином клеточных стенок стафилококков // Материалы XII Международной Конференции Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана. Пермь 2014. с. 355-361.
  6. Shagdarova B., Preparation and characterization of varnerin delivery system based on succinoyl chitosan // Abstracts XX Conference «New aspects on chemistry and application of chitin and its derivatives». Lodz. Poland. 24-26 сентября 2014 г.
  7. Шагдарова Б.Ц., Ильина А.В., Куликов С.Н., Варламов В.П. Получение модифицированных форм хитозана с повышенной растворимостью и антибактериальной активностью // Сборник тезисов докладов XIV Международной конференции молодых ученых «Пищевые технологии и биотехнологии». Казань 2015. с. 88.
  8. Шагдарова Б.Ц., Куликов С.Н. Действие производных хитозана на антибактериальную активность лизостафина и варнерина // X Молодежная школа-конференция с международным участием «Актуальные аспекты современной микробиологии» Москва 2015. с. 168-170.
  9. Зубарева А.А., Лялина Т.С., Шагдарова Б.Ц., Варламов В.П., Свирщевская Е.В. Анализ вне- и внутриклеточной локализации хитозана и его производных// Материалы XXVIII зимней научной школы «Перспективные направления физико-химической биологии и биотехнологии», Москва 8-11 февраля 2016 г.
  10. Дрозд Н.Н., Шагдарова Б.Ц., Ильина А.В., Варламов В.П. Нейтрализация кватернизированными производным хитозана антикоагулянтной активности плазмы морских свинок // III Конгресс гематологов России. Москва 14-16 апреля 2016 г.