Выбор языка |
Главная О КНТС Новости Программы Направления исследований Эксперименты Результаты Информационные ресурсы Приём заявок
Шифр эксперимента: ФАГЕН
Направление НПИ: 4. Космическая биология и биотехнология
Секция КНТС: 1. Космическая биология и физиология
Наименование эксперимента: Изучение влияния мутационных сдвигов на жизнедеятельность терапевтических бактериофагов в условиях космоса
Цель эксперимента:

Определение влияния совокупного солнечного и галактического излучения на генетический аппарат бактериофагов в условиях космического полета.

 

Описание эксперимента:

Бактериофаги являются вирусами бактерий, лизируя бактерии, они активно участвуют в регуляции микробного популяционного состава окружающей среды.

Хорошо известно, что, несмотря на все профилактические стерилизующие мероприятия, на космические станции могут попасть и попадают, как микроорганизмы живущие на человеке (патогенные, условно патогенные, непатогенные), так и микроорганизмы, расселяющиеся на материалах и оборудовании станций.

Микроорганизмы, паразитирующие на человеке, расселяются по станции, создавая эффект внутриобъектового очага (внутрибольничные инфекции). Остается высокая вероятность появления на орбитальной стации мультирезистентных штаммов, штаммов к которым будут высокочувствительны отдельные члены экипажа в силу особенности иммунитета, который подвергается депрессивному влиянию физических и химических условий полета.

Вместе с тем, микроорганизмы, расселяющиеся на оборудовании и поверхностях, могут приводить к биологической деструкции последних, приводя к их негодности и поломкам.

Использование препаратов на основе бактериофагов является наиболее эффективным и экологически чистым способом защиты в этих условиях.

В космических экспериментах по изучению влияния ФКП на живую материю в экспериментах с бактериофагами (КЭ «Бактериофаг») с использованием укладки «Биоэкология» установлен факт ускоренной инактивации бактериальных вирусов. Экспозиция лиофилизированных фагов на МКС в течение 3-х месяцев снижает концентрацию активных вирусов на один порядок, за 6 месяцев – на 6-7 порядков. Особенно быстро идет процесс инактивации в жидкой среде. Микроскопические исследования жидкой культуры фагов показали серьезные повреждения вирусных частиц, вплоть до отрыва головки.

Определение и сравнение геномных последовательностей исходных терапевтических фагов с препаратами, подвергшимися космическому облучению, позволит оценить скорость накопления и характер мутационных изменений, приводящих к необратимым изменениям в геноме, а также позволит определить возможные подходы к повышению жизнеспособности препаратов бактериофагов.

Создается коллекция охарактеризованных терапевтических бактериофагов, активных в отношении микроорганизмов с множественной лекарственной устойчивостью. Предлагается также проведение экспериментов по моделированию жесткого космического излучения на FRMII нейтронном реакторе для оценки воздействия дозируемого облучения на геномы бактериофагов и отбора бактериофагов с повышенной устойчивостью к облучению. Селекционированные таким образом терапевтические бактериофаги могут быть в дальнейшем апробированы в условиях космической станции.

 

Новизна эксперимента:

Работы по изучению мутационных сдвигов у терапевтических бактериофагов после пребывания в условиях космического полета и оценка влияния совокупного солнечного и галактического излучения на генетический аппарат бактериофагов в условиях космического полета в России и за рубежом не проводилось.

Естественные фаги, которые попадают на станцию вместе с микробами и поддерживают микробиологическое равновесие, под воздействием космического излучения подвергаются мутациям. КЭ «Фаген» предоставляет возможность зафиксировать изменения в генетическом аппарате бактериофагов в зависимости от времени и условий экспозиции в условиях космоса.

Это важно для выявления направленности мутаций ДНК под воздействием условий космического полета для предотвращения развития на борту инфекционных заболевания и исключения потери эффективности бактериофагальных препаратов, находящихся на борту в качестве лек. средств.

В реализуемом в настоящее время КЭ «Бактериофаг» отсутствует возможность фиксации изменений в генетическом аппарате фагов, происходящие в условиях Космоса.

 

Научная аппаратура:

Конструкция аппаратуры «ФАГЕН» должна иметь в составе емкости, объемом не менее 2 мл, и приспособления для передавливания фиксирующей или стабилизирующей жидкости в камеру смешения с культурой бактериофага.

Аппаратура должна предусматривать возможность дезинфекционной обработки всех внешних поверхностей и отвечать требованиям по герметичности.

 

Ожидаемые результаты:

Основными результатами КЭ будут следующие:

- данные о влиянии условий воздействия космического излучения на геном терапевтических бактериофагов;

- данные об изменении свойств терапевтических бактериофагов в зависимости от полученных изменений генома;

- отбор бактериофагов с повышенной устойчивостью к облучению для возможного использования в условиях космической станции.

 

Полученные результаты:

 

Сроки проведения: с 2014 года
Состояние эксперимента: Реализуется
Организация постановщик: Открытое акционерное общество «Биопрепарат»
Организации участники:
Научный руководитель: Евстигнеев В.И., ОАО «Биопрепарат», первый зам. ген. директора, к.м.н., профессор
Публикации по эксперименту:

1. Шлегель Г. Общая Микробиология изд. «Мир» М., 1987;

2. Стейниер P., Эдельберг Э. и Ингрэм Дж. Мир микробов, т. 2, М., 1979;

3. Хейс У. Генетика бактерий и бактериофагов. М., 1965;

4. Стент Г. Молекулярная биология вирусов бактерий. М., 1965;

5. Б. Филдс, Д. Найп Вирусология, т. 1 1989г.

6. Б.В. Дж.Мейхи Вирусология: Методы , 1988.

7. Камышева К. С. Основы микробиологии, вирусологии и иммунологии, Москва, изд-во «Феникс» 2012г

8. Воробьев А.А., Быков А.С. Атлас по медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии, Москва, 2003 г.

9. Клинико-иммунологическая эффективность иммунобиологических препаратов (Под ред. М.П.Костинова и И.В.Медуницына). М.: Миклош, 2004; 195-206.

10. Микрофлора пищеварительного тракта (Под ред. А.И.Хавкина). М.: Фонд социальной педиатрии, 2006; 195-196, 351-355.

11. Государственный реестр лекарственных средств. - М.: МЗиСР (интернет версия www.drugreg.ru).

12. Мвале К.Дж. Автореферат «Бактериофаги» Астраханский Государственный технический университет, 2007 г.

13. Грачев В.И. Новые аспекты в профилактике и лечении острых респираторных и вирусных инфекций, Вестник АМТН, № 1, 2009 г.

14. Логинова С.Я. и соавт. Разработка способа моделирования заболевания, вызываемого вирусом тяжелого острого респираторного синдрома… Молекулярная медицина, .№5, 2009 г.

15. Ткаченко Е.А., Дзагурова Т.Г., Ткаченко П.Е. Хантывирусы: экология, молекулярная биология, морфология, патогенез и диагностика, Молекулярная медицина, .№5, 2009 г.

16. Логунов Д..Ю. Народицкий Б.С. Гинцбург А.Л. Молекулярно-генетические технологии защиты от патогенов, Ремедиум, №2, 2008 г.

 

Последнее обновление: 17.11.2017

Информационная справка

Программы

Изображения