The composition of the scientific group: Head of the project: Ph.D. in Chemistry, Assistant Professor Olga Dotsenko; Principal investigator: Ph.D. in Biology, Assistant Professor Zoryna Boyarska; Investigators: Yermyshev Oleh, Ph.D. in Biology, Assistant Professor, Shtofel Dmytro, Ph.D. in Technology, Assistant Professor
Основними напрямками діяльності групи є
- експериментальна оцінка активностей ферментів, вмісту метаболітів в еритроцитах за різних умов їх функціонування;
- дослідження in silico, шляхом створення моделей метаболічних мереж клітин.
Short description of the projectЕритроцити людини (RBC) – це легкодоступні клітини, що легко аналізуються. У зв’язку з тим, що це найпоширеніші клітини організму, їх метаболом відображує стан організму. Не дивно, що традиційні клінічні біохімічні аналізи націлені на дослідження крові. Однак, незважаючи на прогрес у галузі сполученої з кров’ю протеоміки, жодні нові біомаркери не були переведені в клінічну практику протягом останніх 20 років розвитку омічних технологій.
Організм референтної людини (вага 70 кг, ріст 175 см) містить ~ 30 або 37 трлн (3,0–3,7 × 1013) RBC, що складає ~ 67,6–83,3% від загальної кількості клітин в організмі людини. З середньою тривалістю життя 120 днів щодня утворюється та виводиться з кров’яного потоку 0,2 трлн еритроцитів, що означає, що значна кількість щоденних енергетичних надходжень витрачається на гомеостаз RBC. Зараз відомо, що зрілі еритроцити містять приблизно 2000 різних генних продуктів, кількість яких збільшується до ~ 2800 з урахуванням мітохондрій, що присутні у незрілих RBC – ретикулоцитах. По мірі старіння RBC зазнають морфологічних змін, що частково пояснюється прогресивним накопиченням окисного пошкодження структурними білками та ліпідами, що в кінцевому рахунку призводить до порушення білкового та метаболічного гомеостазу. Слід зазначити, що ці процеси посилюються завдяки збереженню упакованих RBC з метою трансфузійного застосування.
Перспективи:
‑ виявлення, перевірка та підтвердження нових білків та малих молекулярних маркерів здоров’я та захворювань, особливо раку.
‑відповіді RBC на фармакологічне лікування пропонується пов’язати із системними реакціями на лікарські засоби, і таким чином моніторинг RBC у поєднанні з in silico дослідженнями можна використовувати для прискорення розробки та розробки нових препаратів.
‑ відслідковуючи вміст метаболітів в одному аналізі та інтегруючи їх у багатовимірні in silico моделі, можна перевести омічні технології з лабораторних інструментів виявлення в персоналізовані засоби лікування хворих.
Розроблені математичні моделі, що дозволяють проводити дослідження in silico, моделювати стани, які не можна отримати in vitro і зменшити кількість випробувань на тваринах. Самі моделі є базою даних кінетичної поведінки (кінетичні параметри, параметри алостеричної регуляції та ін.) метаболічних циклів еритроцитів, що постійно оновлюється. Моделі застосовані для аналізу наслідків окисного стресу в еритроцитах, аналізу проявів ензимопатій у людини з рекомендаціями, які можуть застосовуватися для терапії, аналізу участі фолатів і метіоніну у процесах подовження життєздатності RBC при їх функціонуванні і зберіганні.
Сфера застосування результатів
Персоналізована медицина,
‑ Розробка стратегії лікування хворих з ензимопатіями,
‑ Розробка та тестування лікарських засобів,
‑ Зберігання крові.
Наявне обладнання.
Обладнання для біохімічних досліджень метаболому відсутнє
Найбільш вагомі публікації
Olga Dotsenko, Dmytro Shtofel. In silico prediction of metabolic fluxes in cancer cells with altered of S-adenosylmethionine decarboxylase activity. // Cell Biochemistry and Biophysics. Under Review
- I. Dotsenko. In silico study of peculiarities of metabolism of erythrocytes with glucosephosphate isomerase deficiency // Regulatory Mechanisms in Biosystems.‑ 2019.‑ 10(3), 306 –313. doi:10.15421/021947 Indexing: Web of Science
- I. Dotsenko, G. V. Taradina, M. V. Voronych. Erythrocytes’ enzymes protection systems in conditions of ascorbate recirculation and oxidative loading // Regulatory Mechanisms in Biosystems. 2018.9(№4)-Р.584-590. doi https://doi.org/10.15421/021887 Indexing: Web of Science
Доценко О.И. Активность системы глутатиона крови мышей, находящихся в условиях вибрационного стресса. ScienceRise – Том 11 №6 (16). – 2015. – C. 39 – 46. DOI: http://dx.doi.org/10.15587/2313-8416.2015.54809
Olga Dotsenko. In silico modeling of the redox metabolism in human erythrocytes. // EUREKA: Life Sciences.‑ 2016.‑ N 1.‑ Р. 39-46. doi: http://dx.doi.org/10.21303/2504-5695.2016.00053
Доценко О.І. Математична модель для дослідження процесів регуляції редокс-метаболізму в еритроцитах // Вісник Львівського університету, серія біологічна, 2014, випуск 68, с. 269-278. ISSN 0206-5657.
Доценко Ольга Іванівна, o.dotsenko@donnu.edu.ua , 093 724 66 10