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 14-14-00195

НазваниеМеханизмы регуляции контактного пути свертывания крови активированными тромбоцитами

РуководительПантелеев Михаил Александрович, Доктор физико-математических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр детской гематологии, онкологии и иммунологии имени Дмитрия Рогачева" Министерства здравоохранения Российской Федерации, г Москва

Период выполнения при поддержке РНФ 2014 г. - 2016 г. 

Конкурс№1 - Конкурс 2014 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами».

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни, 04-203 - Общая биохимия

Ключевые словаТромбоз, гемостаз, свертывание крови, тромбоциты крови, субпопуляции активированных тромбоцитов, фактор XII, контактный путь свертывания, фосфатидилсерин, математическое моделирование, проточная цитометрия, ферментативная кинетика, компьютерная системная биология

Код ГРНТИ34.15.47


СтатусУспешно завершен


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
ВВЕДЕНИЕ. Свертывание крови — сложный каскад ферментативных реакций в плазме крови, задачей которого является формирование фибринового сгустка для остановки кровотечений. Это жизненно важная защитная система организма, неправильное функционирование которой угрожает тромбозами и является ведущей непосредственной причиной смертности и инвалидности в современном мире. Контактный путь активации каскада свертывания — активация зимогена сериновой протеиназы фактора XII на отрицательно заряженных поверхностях — долгое время считался не играющем физиологической роли. Лишь в последнее годы новые открытия заставили рассматривать его как центральный механизм развития тромбоза. Однако, источник активации фактора XII in vivo остается неясным. Данные литературы и наши собственные (Lipets et al. PLoS One 2014; 9(1): e87692) указывают, что основную роль в этом может играть поверхность активированных тромбоцитов. ЦЕЛИ. Целью данного проекта является исследование взаимодействия фактора XII и главных кандидатов на роль физиологического активатора фактора XII — активированных тромбоцитов — на биохимическом уровне. Для этого будет использован широкий спектр современных подходов, от классических методов спектрофотометрии и ферментативной кинетики до конфокальной микроскопии и системно-биологического моделирования отдельных шагов сложной и многокомпонентной реакции активации фактора XII. АКТУАЛЬНОСТЬ И НАУЧНАЯ НОВИЗНА. В настоящий момент загадка механизма (пато)физиологической активации фактора XII является центральной в биохимии крови. Разные аспекты этой проблемы активно исследуются во всем мире, но количество вопросов и противоречий крайне велико. Решение поставленной задачи крайне востребовано, так как оно позволит пересмотреть и прояснить фундаментальные представления о регуляции свертывания крови, а также будет иметь критическое прикладное значение для терапии тромбозов. НАУЧНАЯ ГРУППА. Руководителем проекта, М.А. Пантелеевым, опубликовано свыше 60 статей по механизмам свертывания крови и тромбоцитам в ведущих профессиональных журналах, включая J Biol Chem, Biochem J, FEBS J, Proc Natl Acad Sci USA, Biophys J, PLoS ONE, BMC Systems Biology, J Thromb Haemost, Br J Haematol, Arterioscler Thromb Vasc Biol, Blood Coagul Fibrinolysis, Thromb Res и других, в том числе свыше 30 — за последние пять лет. Под его руководством выполнялись 10 грантов, включая гранты РФФИ, Президиума РАН, ФАНИ, Минобрнауки РФ. Его работа отмечена премией Р.В. Хохлова и премией Европейской академии для молодых русских ученых. Коллектив проекта является молодежным (только один исполнитель старше 35) и его ядро связано предыдущими проектами и публикациями. Организация выполнения проекта — Центр детской гематологии им. Д. Рогачева — является ведущим научным центром РФ по исследованиям в области гематологии и располагает как широким арсеналом оборудования, так и доступом к образцам крови уникальных пациентов, позволяющим решить поставленные в работе задачи.

Ожидаемые результаты
Результатом работы будет выявление и детальная характеризация биохимического механизма регуляции активации фактора XII активированными тромбоцитами. Эти реакции имеют ключевое значение для понимания тромбоза и гемостаза, и их исследование неизбежно приведет к пересмотру и прояснению самых фундаментальных представлений о регуляции системы гемостаза. Поскольку фактор XII влияет на тромбоз, но не на гемостаз (нормальную остановку кровотечения), понимание его механизмов активации может также привести к созданию новых методов диагностики и — самое главное — антитромботических препаратов нового поколения, способных предотвращать патологический тромбоз без подавления нормального гемостаза, что является крайне значимым и социально, и экономически. Таким образом, в настоящий момент проблематика данного проекта находится на переднем крае мировой науки в силу своего фундаментального и прикладного значения. Результаты проекта будут опубликованы в виде серии статей в профессиональных рецензируемых журналах.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2014 году
Показаны связывание и активация фактора XII активированными тромбоцитами крови. Этот процесс требует сильной активации тромбоцитов и проходит на поверхности фосфатидилсерин-положительной субпопуляции. Секреция тромбоцитов ингибирует фактор XIIa. Разработана и проанализирована математическая модель активации фактора XII в очищенной системе. Созданы методы и инструменты для второго этапа работы.

 

Публикации

1. Zakharova N.V., Artemenko E.O., Podoplelova N.A., Sveshnikova A.N., Demina I.A., Ataullakhanov F.I., Panteleev M.A. Platelet surface-associated activation and secretion-mediated inhibition of coagulation factor XII PLoS ONE, n/a (год публикации - 2015)

2. Elena N. Lipets, Mikhail A. Panteleev, Fazoil I. Ataullakhanov Global assays of hemostasis in the diagnostics of hypercoagulation and evaluation of thrombosis risk Thrombosis Journal, n/a (год публикации - 2015)

3. Mikhail A. Panteleev, Coenraad H. Hemker Global/integral assays in hemostasis diagnostics: promises, successes, problems and prospects Thrombosis Journal, n/a (год публикации - 2015)


Аннотация результатов, полученных в 2015 году
Активация фактора XII является (пато)физиологически значимой даже в отсутствие тромбоцитарного секрета (в том числе в отсутствие полифосфатов). Ассоциированные с мембраной компоненты альфа-гранул необходимы для активации фактора XII на поверхности тромбоцитов. Кинетика активации фактора XII характеризуется авто-ингибирующим механизмом. Секретируемый тромбоцитами С1-ингибитор блокирует активированный фактор XII в жидкой фазе и таким образом нивелирует возможную активацию несвязанного фактора.

 

Публикации

1. A.N. Sveshnikova, F.I. Ataullakhanov, M.A. Panteleev Compartmentalized calcium signaling triggers subpopulation formation upon platelet activation through PAR1 Molecular BioSystems, v. 11, pp. 1052--1060 (год публикации - 2015) https://doi.org/10.1039/c4mb00667d

2. A.V. Belyaev, M.A. Panteleev, F.I. Ataullakhanov Threshold of Microvascular Occlusion: Injury Size Defines the Thrombosis Scenario Biophysical Journal, v. 109, pp. 450-456 (год публикации - 2015) https://doi.org/10.1529/biophysj.106.090944

3. E.O. Artemenko, A.O. Yakimenko, A.V. Pichugin, F. I. Ataullakhanov, M.A. Panteleev Calpain-controlled detachment of major glycoproteins from cytoskeleton regulates adhesive properties of phosphatidylserine-positive activated platelets Biochemical Journal, - (год публикации - 2015) https://doi.org/10.1042/BJ20150779

4. E.S. Babushkina, N.M. Bessonov, F.I. Ataullakhanov, M.A. Panteleev Continuous Modeling of Arterial Platelet Thrombus Formation Using a Spatial Adsorption Equation PLOS One, v. 10, No 10, e0141068 (год публикации - 2015) https://doi.org/10.1371/journal.pone.0141068

5. S.S. Shakhidzhanov, V.I. Shaturny, M.A. Panteleev, A.N. Sveshnikova Modulation and pre-amplification of PAR 1 signaling by ADP acting via the P 2 Y 12 receptor during platelet subpopulation formation Biochimica et Biophysica Acta, v. 1850, pp. 2518-2529 (год публикации - 2015) https://doi.org/10.1016/j.bbagen.2015.09.013

6. S.S. Surov, R. Ovsepyan, I. Vysochin, E. Kobzeva, V. Khvatov, M. Panteleev, T. Vuimo Procoagulant impact of the plasmapheresis procedure on coagulation state of collected plasma Blood Transfusion, v.13, No 4, pp. 651-655 (год публикации - 2015) https://doi.org/10.2450/2015.0315-14.

7. V.A. Terentyeva, A.N. Sveshnikova, M.A. Panteleev Kinetics and mechanisms of surface-dependent coagulation factor XII activation Journal of Theoretical Biology, v. 382, pp. 235–243 (год публикации - 2015) https://doi.org/10.1016/j.jtbi.2015.07.001

8. V.N. Kolyadko, S.V. Lushchekina, T.A. Vuimo, S.S. Surov, R.A. Ovsepyan, V.A. Korneeva, I.I. Vorobiev, N.A. Orlova, L. Minakhin, K. Kuznedelov, K.V. Severinov, F.I. Ataullakhanov, M. A. Panteleev New Infestin-4 Mutants with Increased Selectivity against Factor XIIa PLOS One, - (год публикации - 2015)

9. Я.Н. Котова, А.А. Абаева, В.Н. Колядко, А.О. Якименко, Ф.И. Атауллаханов, М.А. Пантелеев РОЛЬ ТРАНСГЛУТАМИНАЗ В РЕГУЛИРОВАНИИ ФОРМИРОВАНИЯ ФОСФАТИДИЛСЕРИНПОЛОЖИТЕЛЬНОЙ СУБПОПУЛЯЦИИ ТРОМБОЦИТОВ ПРИ ИХ АКТИВАЦИИ Биологические мембраны, том 32, No 4, с. 245–252 (год публикации - 2015) https://doi.org/10.7868/S0233475515040052


Аннотация результатов, полученных в 2016 году
Показано, что фактор XII активируется мембранно-связанными компонентами альфа-гранул тромбоцитов, а не плотных гранул. Выявлен белок, связывающий фактор XII и являющийся наиболее вероятным кандидатом на эту роль. Открыт гистерезисный эффект во взаимодействии белков свертывания крови с субпопуляциями активированных тромбоцитов. Открыто, что мембранно-связанные белки свертывания сосредоточены в небольшой области - "шапке" - на поверхности прокоагулянтного тромбоцита, что ускоряет реакции свертывания крови на порядки.

 

Публикации

1. Обыденный С.И., Свешникова А.Н., Атауллаханов Ф.И., Пантелеев М.А. Dynamics of calcium spiking, mitochondrial collapse and phosphatidylserine exposure in platelet subpopulations during activation Journal of Thrombosis and Haemostasis, 14: 1867–1881 (год публикации - 2016) https://doi.org/10.1111/jth.13395

2. Подоплелова Н. А., Свешникова А. Н., Курасава Д., Сарафанов А. Г., Чамбост Х, Васильев С. А., Демина И. А., Атауллаханов Ф. И., Алесси М-К., Пантелеев М. А. Hysteresis-like binding of coagulation factors X/Xa to procoagulant activated platelets and phospholipids results from multistep association and membrane-dependent multimerization Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes, 1858(6):1216-27 (год публикации - 2016) https://doi.org/10.1016/j.bbamem.2016.02.008

3. Подоплелова Н.А., Свешникова А.Н., Котова Я.Н., Экли А., Ресевьюр Н., Нечипуренко Д.Ю., Обыденный С.И., Киреев И.И., Гашет К., Атауллаханов Ф.И., Манжин П., Пантелеев М. А. Coagulation factors bound to procoagulant platelets concentrate in cap structures to promote clotting Blood, 29;128(13):1745-55 (год публикации - 2016) https://doi.org/10.1182/blood-2016-02-696898

4. - Тромбам дадут по шапке газета.ru, - (год публикации - )

5. - To stop the bleeding, the platelet have to "die" Science Daily, - (год публикации - )

6. - Biophysicists develop a model for arterial thrombus formation Science Daily, - (год публикации - )


Возможность практического использования результатов
не указано