Историческая справка - Институт Иммунологии и Физиологии

Оглавление

Основание ИИФ УрО РАН

В 2023 году Институт иммунологии и физиологии УрО РАН, директором-организатором которого является Валерий Александрович Черешнев, отмечает 20-летний юбилей. Первый шаг в формировании коллектива института был сделан в 2000 году, когда согласно постановлению Президиума УрО РАН № 1–9 от 20 января 2000 года с целью дальнейшего развития фундаментальных научных исследований в области физиологии на Урале на базе Екатеринбургского отдела молекулярной и клеточной биомеханики Института физиологии Коми НЦ УрО РАН (заведующий отделом профессор В. С. Мархасин) был создан Екатеринбургский филиал Института экологии и генетики микроорганизмов (ИЭГМ) УрО РАН (директор В. А. Черешнев). В структуре филиала было два отдела: иммунологии (лаборатории иммунологии регенерации, иммуноскрининга и иммунологии воспаления); молекулярной и клеточной биомеханики (лаборатории биофизики и математического моделирования, биомеханики, молекулярных механизмов мышечного сокращения).

Далее уже на базе Екатеринбургского филиала ИЭГМ был сформирован Институт иммунологии и физиологии УрО РАН (постановление Президиума РАН № 39 от 28 января 2003 года). Были утверждены основные направления научных исследований: иммунные механизмы регуляции физиологических функций, молекулярные механизмы мышечного сокращения и биомеханика неоднородного миокарда. Почти 15 лет (до конца 2017-го) институт возглавлял В. А. Черешнев, с 2018 года по настоящее время он является научным руководителем и главным научным сотрудником института. Короткое время заместителем директора по научной работе был профессор Артур Васильевич Осипенко, с 2003 по 2017 год — член-корреспондент РАН Борис Германович Юшков.

В конце 1990-х — начале 2000-х на промышленно-ориентированном Урале фактически не было ни одного академического института, занимающегося биомедицинскими исследованиями, поэтому идея учреждения института была поддержана руководством академии и правительством Российской Федерации. На этапе формирования института единственным сложившимся коллективом сотрудников был отдел Владимира Семеновича Мархасина, занимающийся исследованиями физиологии мышц и сердца, и все новые направления требовалось начинать с нуля, организовать и оборудовать новые лаборатории, привлекать специалистов из различных областей иммунологии и физиологии, мотивировать их сменить место работы. Конечно, главенствующая организаторская роль принадлежит В. А. Черешневу. Одним из первых иммунологическое направление исследований Валерия Александровича поддержал профессор Е. Ю. Гусев, переехавший в Екатеринбург из Перми и вместе с ним разрабатывавший теорию патогенеза системного воспаления. Затем со своими перспективными научными идеями и коллективом учеников присоединился профессор Б. Г. Юшков, перешедший в институт из Уральского государственного университета. Он стал одним из основателей нового направления иммунофизиологии, которое объединяет иммунологические механизмы регуляции физиологических функций в единую систему. Вслед за Борисом Германовичем в институт перешли из Уральского медицинского университета доцент И. Г. Данилова и доцент С. Ю. Медведева, которые открыли новое направление биохимических и морфологических исследований. Коллектив института стал объединять единомышленников, понимающих важность синтеза фундаментальных исследований в области иммунологии и физиологии с практической медициной, что привлекло немало специалистов из разных областей науки. Так, новое клинико-физиологическое направление иммуноофтальмологии привнесено в институт профессором М. В. Черешневой, сформировалась клиническая группа профессора И. А. Тузанкиной с лабораторно-клинической базой в областной клинической детской больнице и направлением иммунологии в онтогенезе, начала работать научная группа профессора Я. Б. Бейкина, руководителя одного из ведущих клинико-диагностических центров Екатеринбурга, образовалась группа профессора П. А. Сарапульцева, в состав института вошла научная группа профессора С. П. Тепловой из Челябинского медуниверситета, последователи которой под руководством профессора А. В. Зурочки продолжают трудиться в институте и сегодня. В различное время здесь работали профессор С. В. Сибиряк из Уфы, ведущий специалист в области иммунофармакологии, профессор Н. Н. Чучкова из Ижевска, специалист в области биомедицины, привнесшие в институт новые направления исследований в области иммунологии.

Новые направления исследований требовали расширения и инструментальной базы. Именно в нашем институте появился единственный на Урале конфокальный микроскоп. Он не только непрерывно востребован сотрудниками всех экспериментальных лабораторий института, но и привлекает многочисленные хоздоговорные работы. Можно смело констатировать, что сегодня институт обладает инфраструктурой, позволяющей выполнять исследования мирового уровня. Здесь создан Центр коллективного пользования, который год за годом наращивает долю привлеченных исследований в различных областях биомедицины.

В 2018 году на пост директора была избрана д.ф.-м.н., профессор Ольга Эдуардовна Соловьёва, под ее руководством институт работает и сегодня. Заместителем директора по научной работе с 2018 по 2023 год была д.б.н., доцент Ирина Георгиевна Данилова, заведующая лабораторией биохимии и морфологии, которую в текущем году сменила с.н.с. лаборатории иммунологии воспаления к.б.н. Наталья Владимировна Зотова.

Сегодня благодаря высокой квалификации сотрудников и востребованности результатов научных исследований Институт сотрудничает с ведущими российскими и зарубежными исследовательскими центрами, включая МГУ, НИМЦ имени Алмазова, ФИЦ «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН, НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера, ФИЦы (Коми НЦ, Пермский, Оренбургский) и институты УрО РАН (ИФМ, ИОС, ИММ), университеты (УрФУ, ЮУрГУ, УГМУ, ПГМУ), Военно-медицинскую академию имени С. М. Кирова, а также Хуачжунский университет науки и технологий, Институт иммунологии и геномики человека АН РУз, университеты Гента, Фрайбурга, институты Словацкой академии наук, IBM Research.

Развитие современной науки невозможно без распространения знаний, опыта и популяризации полученных результатов исследования. Важной вехой развития биомедицинских исследований на Урале стало основание в 2004 году журнала «Вестник Уральской медицинской академической науки», учредителем которого стал ИИФ УрО РАН совместно с Уральским государственным медицинским университетом. Бессменный главный редактор журнала — В. А. Черешнев, заместитель главного редактора — Б. Г. Юшков, в редколлегию входят ведущие специалисты института.

В Институте с момента основания активно ведется подготовка молодых научных кадров как в аспирантуре, так и в созданных научных школах: «Экологическая иммунология и биотехнология» (научный руководитель — академик РАН В. А. Черешнев), «Физиология и биофизика миокарда» (научный руководитель — член-корреспондент РАН В. С .Мархасин) и «Иммунофизиология и иммунопатофизиология» (научный руководитель — член-корреспондент РАН, д.м.н., профессор, заслуженный деятель науки РФ Б. Г. Юшков). Более того, уже самими молодыми учеными, воспитанниками института, ведется работа по популяризации науки среди школьников и населения города: проводятся экскурсии и лектории по экспериментальной работе и физиологии, на сайте института ведется научный блог, поддерживается сотрудничество с СУНЦ и учреждениями высшего образования региона.

Лаборатории института

Согласно Уставу ИИФ УрО РАН его цели, предмет и виды деятельности включают проведение фундаментальных, поисковых и прикладных научных исследований по следующим направлениям:

иммунные механизмы регуляции физиологических функций;
молекулярные механизмы мышечных сокращений и биомеханика неоднородного миокарда.

Лаборатории института создавались и продолжают работать в рамках этих направлений.

Научное направление «Иммунные механизмы регуляции физиологических функций»

В настоящее время в рамках направления работают следующие лаборатории:

лаборатория иммунофизиологии и иммунофармакологии,
лаборатория иммунологии воспаления,
лаборатория морфологии и биохимии,
лаборатория иммунопатофизиологии.

Лаборатория иммунофизиологии и иммунофармакологии

В 2000 году в Екатеринбургском филиале Института экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН была создана лаборатория иммунологии регенерации, заведующим которой являлся д.м.н., профессор Артур Васильевич Осипенко. В скором времени лаборатория была переименована в лабораторию иммунофизиологии и с 2001 года ее возглавил д.м.н., профессор Борис Германович Юшков.

Первыми сотрудниками лаборатории стали академик В. А. Черешнев, профессор М. В. Черешнева, профессор В. Г. Климин, к.б.н. Е. В. Буторина, М. Н. Сумин.

Были сформулированы ключевые положения нового направления в физиологии — иммунофизиологии (См. Черешнев В. А., Юшков Б. Г., Климин В. Г., Лебедева Е. В. Иммунофизиология. Екатеринбург: УрО РАН, 2002), которая рассматривает иммунную систему в качестве системы, регулирующей физиологические функции организма как в норме, так и патологии, в качестве одного звена единой нейро-иммуно-эндокринной системы. Экспериментальное доказательство этих положений составило основное научное направление лаборатории.

В 2003 году произошло преобразование Екатеринбургского филиала Института экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН в Институт иммунологии и физиологии УрО РАН — и лаборатория стала подразделением нового института.

Одно из исследовательских направлений лаборатории — иммунологическая регуляция кроветворения. В процессе изучения такого феномена, как значительные изменения количественных характеристик эритропоэза на фоне блокады либо стимуляции системы фагоцитирующих мононуклеаров, на животных был описан процесс качественной перестройки эритропоэза при действии на организм экстремальных факторов. В наших исследованиях было показано, что при гипоксических состояниях различного генеза (гипоксическая гипоксия, кровопотеря, фенилгидразиновая анемия), а также у старых животных повышается уровень продукции крупных эритроцитов, содержащих фетальные фракции гемоглобина. Блокада макрофагов каррагинаном угнетает количественную реакцию эритрона на фенилгидразиновую анемию, но не влияет на качественную перестройку эритропоэза.

Были проведены работы по моделированию адоптивного переноса лимфоцитов от лабораторных крыс с измененной регенерацией нормальным животным. В качестве воздействий, стимулирующих регенерацию, была использована резекция печени. У нормальных животных после адоптивного переноса как тимоцитов, так и спленоцитов отмечалась в одинаковой степени стимуляция регенераторных процессов в печени. Введение иммуномодулятора тималина донорам лимфоцитов потенциирует их морфогенетический эффект, за счет чего происходит усиление восстановительных процессов в резецированном органе. Кроме того, под действием тималина изменяется величина пула лимфоцитов, обладающих морфогенетической функцией (Ю. С. Храмцова).

В механизмах адаптации организма к действию экстремальных факторов и репаративных процессах существенное место занимает взаимодействие между такими элементами иммунной системы, как макрофаги, тучные клетки и тромбоциты. Для оценки этого взаимодействия были проведены эксперименты по сравнению реакции моноцитарного, мегакариоцитарного ростков кроветворения и тучных клеток (О. С. Арташян) на кровопотерю и гипоксию. Показано, что в большинстве случаев экстремальных воздействий реакция всех трех ростков носит однонаправленный характер, взаимодействие между тремя системами обеспечивается через гистамин, гепарин и кислые гликозаминогликаны.

В 2006 году в лабораторию пришел д.м.н. (1996), профессор (2000) Сергей Владимирович Сибиряк (1955–2009) и работал в ней вплоть до своей кончины. Его научная деятельность была посвящена изучению проблем фармакологии, иммунорегуляции и адаптации иммунной системы к воздействию факторов окружающей среды, роли «химического микроокружения» и цитохром Р450-зависимой монооксигеназной системы в регуляции активности клеточного иммунитета, иммунологическим аспектам апоптоза, разработке методов оценки иммунного статуса и др. Сергей Владимирович — автор 240 с лишним научных трудов и 7 изобретений. Появление новых научных направлений привело к необходимости переименования лаборатории в лабораторию иммунофизиологии и иммунофармакологии.

В те годы сотрудниками лаборатории были академик В. А. Черешнев, профессоры Б. Г. Юшков, М. В. Черешнева, В. Г. Климин, доктора медицинских наук А. Б. Блохин, Ю. Ф. Кузьмин, старший научный сотрудник М. Н. Сумин, научные сотрудники кандидаты биологических наук Ю. С. Храмцова, О. С. Арташян, Н. В. Тюменцева, старшие лаборанты А. А. Казанцев и В. В. Ким, лаборант А. Кириллова, аспирант А. С. Файзрахманов.

Основные направления исследований были сконцентрированы на иммунологической регуляции физиологических функций, иммунологических механизмах адаптивных реакций и методах их модуляции, на роли иммунной системы в формировании неоднородности эритроцитов в норме и при экстремальных состояниях организма, на механизмах апоптоза, на изучении тепловидения как метода физиологических и патофизиологических исследований.

Активно проводились исследования по регуляции тромбоцитопоэза и функциональному состоянию тромбоцитов в норме и при экстремальных состояниях, которые в 2008 году были отмечены премией имени В. В. Парина Академии медицинских наук, а также исследования влияния микроокружения (прежде всего макрофагов) на пролиферацию и дифференцировку стволовых клеток, роли слуха в физиологическом контроле процесса речепродукции (С. В. Янович), роли немышечных миозинов в подвижности клеток (Т. А. Ненашева).

Был теоретически обоснован и разработан метод аутопластики органов и тканей (Н. В. Тюменцева и сотрудники кафедры общей хирургии Уральского медицинского университета Д. И. Крохин, В. В. Ходаков).

С 2009 года центральное место в исследованиях лаборатории занимает роль иммунной системы в адаптации организма к экстремальным воздействиям и в регенерации. Изучаются состояние тучных клеток в различных органах при иммобилизационном стрессе (Е. А. Мухлынина), система фагоцитирующих макрофагов при регенерации костной ткани (В. В. Котомцев, И. А. Казакова, М. В. Улитко), влияние иммуномодуляторов на иммунную систему при проникающем ранении глаза (М. В. Черешнева), исследуются характеристики морфофункционального состояния системы «мать — плацента — плод» у экспериментальных животных в процессе адаптации к гипоксиям различного генеза (Н. А. Пятышкина).

С этого же времени наряду с фундаментальными исследованиями выполняются и прикладные: исследование рентгеноконтрастных веществ (совместно с Институтом химии твердого тела УрО РАН — М. Г. Зуев), магнитных металл-углеродных наночастиц (совместно с Институтом физики металлов УрО РАН — И. В. Бызов, М. А. Уймин, А. Е. Ермаков), разрабатываются антисептическое средство и способ его применения для промывания гнойных полостей (С. А. Забокрицкий совместно с Институтом прикладной механики УрО РАН — Ижевск и Институтом экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН — Пермь).

Отдельное направление составили исследования физиологии и патологии миокарда, в частности структурно-функциональных и метаболических изменений в возникновении различных типов нарушений возбудимости миокарда при сахарном диабете (А. П. Сарапульцев).

С 2010 года в научной тематике лаборатории появляется еще одно направление — исследование патогенеза эпилепсии и обоснование ее терапии путем воздействия на резидентные стволовые клетки мозга (С. А. Кривопалов).

В 2012 году сотрудниками лаборатории получены премия Правительства Российской Федерации в области образования за учебник «Патологическая физиология» (В. А. Черешнев, Б. Г. Юшков, М. В. Черешнева). В 2017 году продемонстрирована физиологическая роль повреждения в физиологической регуляции функций, адаптивных реакциях и регенерации , представлен анализ работы иммунной системы на принципах теории функциональных систем П. К. Анохина . В 2019 году сформулирована концепция структурного гомеостаза.

Лаборатория иммунологии воспаления

На переднем плане Е. Ю. Гусев, во втором ряду слева направо: Т. Э. Зубова, Н. В. Зотова, Ю. А. Журавлёва, Л. В. Соломатина

Лаборатория иммунологии воспаления, так же как и другие лаборатории института, была создана в 2000 году еще на базе Екатеринбургского филиала Института экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН. Руководителем, настоящим вдохновителем и идеологом проводимых исследований с момента ее основания стал д.м.н. Евгений Юрьевич Гусев. С 2003 года лаборатория иммунологии воспаления вошла в структуру ИИФ УрО РАН, а в 2008 году в связи с реорганизацией института к лаборатории присоединилась лаборатория иммунологии онтогенеза (заведующая лабораторией д.м.н., профессор И. А. Тузанкина).

Научная тематика лаборатории была предопределена тесным сотрудничеством и научными интересами Евгения Юрьевича, переехавшего из Перми в Екатеринбург, и академика РАН, д.м.н., профессора В. А. Черешнева. В совместных работах были систематизированы и теоретически обоснованы современные представления о воспалении и типовых патологических процессах. Эти работы были представлены в виде многочисленных научных статей и выступлений на научных форумах российского и международного уровня, а также в десятках монографий, учебников и учебных пособий по патофизиологии и иммунологии, в пяти изобретениях, непосредственно связанных с проблемой системного воспаления и практической реализацией этого направления. Результаты этих исследований, а именно разработка и апробация шкалы оценки системного воспаления, вошли в несколько исследовательских проектов под руководством В. А. Черешнева, в частности в актуальную для отечественной медицины работу «Фундаментальные механизмы иммунорегуляции, инновационные технологии в диагностике и комплексном лечении иммуноассоциированных заболеваний», удостоенную премии Правительства Российской Федерации в области науки и техники за 2020 год.

Сегодня результаты работ, посвященные иммунологии воспаления и типовым патологическим процессам воспаления, интегрированы с другими исследованиями, проводимыми в ИИФ УрО РАН и в других научных учреждениях России, работающих в области иммунофизиологии, клинической и экспериментальной иммунологии, экологии, микробиологии, цитологии, инфекционных заболеваний, включая COVID-19 и инфекцию, вызванную ВИЧ.

В настоящее время штат лаборатории состоит из 10 сотрудников (9 научных сотрудников), включая трех докторов наук (О. В. Бердюгина, профессор Е. Ю. Гусев, профессор, заслуженный деятель науки Российской Федерации И. А. Тузанкина) и шесть кандидатов наук.

Исторически в лаборатории сохраняется два основных научных направления.

Первое — характеристика системного воспаления как общепатологического процесса. Руководитель — заведующий лабораторией д.м.н., профессор Е. Ю. Гусев. В научную группу данного направления входят сотрудники: в.н.с., д.б.н. О. В. Бердюгина, с.н.с., к.б.н. Н. В. Зотова, с.н.с., к.м.н. Л. В. Соломатина, с.н.с., к.б.н. Ю. А. Журавлёва, инженер-лаборант Т. Э. Зубова. Значительный вклад в развитие этого научного направления сделала к.м.н. Л. Н. Юрченко, возглавлявшая лабораторию в 2003–2008 годах.

Коллектив научной группы ведет работы по теории типовых патологических процессов и системного воспаления как самостоятельного вида общепатологического процесса, отличного от системных проявлений воспаления классического типа. В рамках этого направления разработаны шкалы оценки патогенеза и верификации фаз острого системного воспаления, позволяющие диагностировать и прогнозировать развитие критических состояний у человека. Для реализации научных исследований были подписаны договоры о сотрудничестве и совместной научной работе между ИИФ УрО РАН и 8 лечебными учреждениями Екатеринбурга.

В рамках научного направления были защищены 2 докторские и 7 кандидатских диссертаций; изданы 2 монографии; опубликованы более 100 научных статей в рецензируемых журналах; зарегистрированы 5 изобретений; получены награды (золотая и серебряная медали) на двух международных выставках инновационных технологий: Интерполитех-2004 (Interpolitex 2004) и Архимед-2004 (Archimedes 2004); получены две премии: премия Правительства Российской Федерации в области науки и техники за 2020 год и премия имени В. Н. Татищева и Г. В. де Геннина за 2021 год в номинации «За заслуги в области науки, техники, охраны окружающей среды и медицины».

Второе направление научной работы лаборатории — исследование иммунологических механизмов онтогенеза человека и их роли в формировании патологических состояний. Руководитель темы — г.н.с., д.м.н., профессор, заслуженный деятель науки РФ Ирина Александровна Тузанкина. Сотрудники лаборатории, входящие в эту группу: с.н.с., к.м.н. М. А. Болков, с.н.с., к.м.н. О. Ю. Санникова, с.н.с., к.б.н. С. С. Дерябина.

Область научных интересов весьма обширна и включает вопросы диагностики, лечения, реабилитации и профилактики иммунозависимых болезней; врожденные ошибки иммунитета и болезни, ассоциированные с ними; первичные, вторичные и ятрогенные иммунодефициты; генетические аспекты иммунозависимой патологии; моногенные и геномные исследования, вопросы летальности при болезнях, ассоциированных с врожденными ошибками иммунитета; социально-правовая помощь пациентам с иммунодефицитами; фундаментальные вопросы формирования иммунозависимой патологии; разработка лекарственных препаратов и терапевтических композиций иммунотропной направленности для лечения болезней, ассоциированных с врожденными ошибками иммунитета и вторичными нарушениями иммунных функций; доклинические исследования и клинические испытания иммунотропных лекарственных препаратов.

За 20-летний период выполнены и защищены 20 диссертационных работ, из них 4 докторские, в настоящее время выполняются еще 2 кандидатские и 2 докторские диссертации.
В составе научной группы в разные годы работали: д.б.н. И. А. Пашнина, д.м.н. М. Ю. Якушева, д.м.н. Н. Г. Саркисян, д.м.н. И. А. Мальчиков, к.б.н. Е. В. Власова, к.б.н. И. М. Криволапова, к.м.н. Е. А. Басс, к.м.н. Е. Ю. Осинцева, к.м.н. Т. Н. Тарасевич, к.ф.-м.н. В. Н. Шершнев, к.м.н. Д. А. Черемохин, к.б.н. Лю Гоцзюнь, аспиранты Хайбер Шинвари и М. А. Долгих, заместитель главного врача ОДКБ № 1 Л. А. Уфимцева. Сотрудники научной группы находились в активной коллаборации с коллегами из Екатеринбургского института вирусных инфекций, Института органической химии УрО РАН, Уральского государственного медицинского университета, Уральского федерального университета имени первого Президента России Б. Н. Ельцина, Уральского юридического университета, с коллегами из других городов и стран.

Результаты работ сотрудников регулярно представляются на съездах и конгрессах различного уровня, в том числе в США, Японии, Филиппинах, Бразилии, Австрии, Швейцарии, Венгрии, Португалии, Беларуси, Узбекистане, Кыргызстане, Казахстане, Таджикистане, Китае и др. Группа является организатором и активным участником областных и региональных конференций, российских и международных съездов и конгрессов: только за период 2008–2022 годов представители направления участвовали в организации более 165 конференций, съездов и форумов, способствуя объединению специалистов России для получения новейшей информации о закономерностях формирования патологии, современных эффективных методах терапии, своевременного выявления патологии, повышения выживаемости пациентов при редких и тяжелых заболеваниях, улучшения качества их жизни.

Широта научных интересов отражена полученными результатами, в виде более 700 опубликованных работ, в их числе 16 монографий, учебное пособие, 5 методических рекомендаций, информационные письма, подготовлен учебник. Получено 15 патентов на изобретения.

Основной клинической базой для научных исследований группы стал созданный в 1994 году под руководством И. А. Тузанкиной региональный Центр иммунологии при областной детской клинической больнице № 1 (Екатеринбург). В 2013 году на базе центра совместно с ИИФ УрО РАН организован Центр диагностики и изучения первичных иммунодефицитов имени Джеффри Моделла. Сотрудники группы разработали и внедрили программы помощи пациентам, первыми приняли участие в пилотном проекте скрининга новорожденных на первичные иммунодефициты.

В настоящее время сотрудники научной группы являются членами пяти международных организаций: IUIS (Международный союз иммунологических обществ; с 2004), EFIS (Европейская федерация иммунологических обществ), IPOPI (Международная организация пациентов с первичными иммунодефицитами), ESID (Европейское общество по первичным иммунодефицитам), J Project (международный просветительский проект по первичным иммунодефицитам; г.н.с. И. А. Тузанкина и с.н.с. М. А. Болков являются членами управляющего комитета этого проекта, руководя дочерним проектом J Project по странам Центральной Азии, Уралу, Сибири и Дальнему Востоку: в этих регионах регулярно проводятся организованные сотрудниками группы обучающие школы, семинары, проходит консультирование пациентов, публикуется совместная литература, в том числе статьи и монографии).

Профессор И. А. Тузанкина является членом редакционной коллегии журналов, входящих в перечень изданий, рекомендованных ВАК РФ, в том числе «Российского иммунологического журнала», электронного «Medline.ru», международного «Journal of Theoretical and Clinical Medicine», работает в качестве приглашенного редактора специализированного выпуска журнала «Frontiers in Immunology», является членом редакционных советов журналов «Эффективная фармакотерапия» и «Траектория исследований — человек, природа, технологии».

С 2006 года по настоящее время сотрудники научной группы активно работают в созданной в институте проблемной комиссии по патофизиологии, аллергологии и иммунологии. Не менее активное участие они принимают в качестве членов секретариата Российского научного общества иммунологов (с 2004) и Уральского общества иммунологов и аллергологов (с 2002), объединяющих научных и практических работников регионов России и почетных членов из зарубежья. Президентом обществ по настоящее время является академик В. А. Черешнев, генеральным секретарем — профессор И. А. Тузанкина, членом секретариата — к.м.н. М. А. Болков.

Высокая квалификация сотрудников этой научной группы подтверждена рядом образовательных сертификатов. В частности, будучи обладателями международного сертификата «GСP: Goods Clinical Practices» (И. А. Тузанкина, М. А. Болков, О. Ю. Санникова, Е. В. Власова, И. А. Пашнина), коллеги активно участвуют в международных клинических исследованиях, в междисциплинарных грантах РФФИ и др.

Результаты исследований научной группы отмечены различными наградами: почетными грамотами Министерства здравоохранения Свердловской области, Законодательного собрания Свердловской области, Уральского отделения Российской Академии наук, Почетным знаком Законодательного собрания Свердловской области, благодарственным письмом Законодательного собрания Свердловской области, почетными грамотами Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации, Министерства образования и науки Российской Федерации, нагрудным знаком «Орден В. И. Вернадского», медалью Российского общества иммунологов и дипломом «За выдающиеся достижения в области иммунологии», дипломом лауреатов премии имени М. В. Ломоносова и дипломом за научно-исследовательскую работу «Нейро-иммуно-эндокринная регуляция жизнеобеспечения у людей в условиях Арктического региона», медалью «За вклад в организацию государственной политики в области научно-технологического развития» Министерства науки и высшего образования Российской Федерации; профессор, д.м.н. И. А. Тузанкина удостоена звания «Заслуженный деятель науки Российской Федерации».

Многие сотрудники лаборатории совмещают научную работу в лаборатории с преподавательской деятельностью в высших учебных заведениях Екатеринбурга (УрФУ, УГМУ, УрГЮУ) и в аспирантуре ИИФ УрО РАН, а также на многочисленных всероссийских обучающих мероприятиях (школах, семинарах, симпозиумах и конференциях) в рамках постдипломного образования врачей различных специальностей (д.м.н., профессор, заслуженный деятель науки РФ И. А. Тузанкина, д.м.н., доцент Н. Г. Саркисян, к.м.н. М. А. Болков, к.б.н. С. С. Дерябина, аспирант Д. А. Черемохин, к.б.н. Н. В. Зотова, к.б.н. Л. В. Соломатина).

С целью проведения научных исследований сотрудники лаборатории используют приборную базу Центра коллективного пользования ИИФ УрО РАН.

Лаборатория морфологии и биохимии

Лаборатория морфологии и биохимии в составе Института иммунологии и физиологии УрО РАН была образована в 2008 году при объединении двух ранее существовавших подразделений — лаборатории морфологии (под руководством к.м.н., доцента С. Ю. Медведевой) и лаборатории биохимии (под руководством д.б.н., доцента И. Г. Даниловой). С начала существования и до сегодняшнего дня заведующей лабораторией является д.б.н., доцент Ирина Георгиевна Данилова, которая до 2003 года работала доцентом кафедры биохимии и биоорганической химии и зам. декана Уральской медицинской академии, а в настоящее время также является заведующей кафедрой медицинской биохимии и биофизики Уральского федерального университета имени первого Президента России Б. Н. Ельцина (УрФУ) и членом научного сообщества Society for Experimental Biology and Medicine (SEBM).

Сотрудниками лаборатории в разные годы были к.м.н., доцент С. Ю. Медведева, к.б.н. И. Ф. Гетте, к.м.н. Н. Б. Блинкова, к.б.н. Е. А. Мухлынина, к.б.н. С. В. Ломаева, к.б.н. И. А. Брыкина, к.б.н. З. А. Шафигуллина, к.б.н. К. В. Соколова, М. А. Чиши, Н. Е. Шарапова, Т. С. Булавинцева, С. Е. Смирных, В. А. Поздина, Т. Р. Султанова.
Лаборатория проводит исследования совместно с коллегами из УрФУ, Уральского государственного экономического университета, Уральского государственного медицинского университета (УГМУ), Института клеточных технологий, с коллегами из других городов и стран.

Область научных интересов сотрудников лаборатории составляют иммунологические механизмы регуляции регенерации тканей с разной восстановительной способностью. Особое внимание уделяется изучению восполнения утраченной или сниженной в условиях диабета инсулин-продуцирующей функции поджелудочной железы. Модифицированная в лаборатории модель аллоксанового диабета у крыс отличается от большинства используемых в общей исследовательской практике моделей повышенной выживаемостью лабораторных животных и стабильностью воспроизводимых биохимических и морфологических изменений, характерных для диабета 1-го типа. Исследования проводятся на различных экспериментальных моделях, таких как модели сахарного диабета 1-го и 2-го типа, стресса, частичной гепатэктомии и нефрэктомии, токсического гепатита и др. Ряд работ был посвящен оценке восстановительных процессов в поджелудочной железе, печени, почках, миокарде на фоне фармакологической коррекции производным аминофталгидразида (АФГ), которая показала перспективность данного синтетического иммуномодулятора с антиоксидантными свойствами.

Получены уникальные данные о механизмах клеточной регенерации поджелудочной железы за счет внеостровковых инсулин-продуцирующих клеток. Впервые дана характеристика субпопуляций инсулин-позитивных клеток (ИПК) в эпителии ацинусов и протоков поджелудочной железы крыс; показано, что увеличение количества ИПК в эпителии ацинусов и протоков железы происходит на фоне увеличения количества Pdx1-позитивных клеток в паренхиме неэндокринной части железы и роста содержания TGF-β1 в ткани железы.

Совместно с сотрудниками других лабораторий ИИФ УрО РАН проведены исследования на моделях экспериментального инфаркта миокарда, сахарного диабета, овариоэктомии. Было установлено, что экспериментальная фармакологическая коррекция инфаркта миокарда у крыс задерживает экссудативно-альтеративную фазу воспаления и снижает уровень IL-1 и TNFα. Модель овариоэктомии показала, что дефицит эстрогенов вызывает снижение сократимости одиночных кардиомиоцитов левого желудочка, но увеличивает сократимость миоцитов левого предсердия.

В лаборатории используются современные методы исследования: иммуногистохимические, проточной цитометрии, иммуноферментного анализа, биохимические методы оценки антиоксидантной активности и др.

В рамках сотрудничества с УрФУ (Химико-технологический институт, кафедра иммунохимии) выполнены исследования антидиабетического действия синтетических антиоксидантов (производные из ряда 1,3,4-тиадиазинов, соединения L17 и L14) и природных антиоксидантов (липоевая кислота, аскорбиновая кислота). Определена функциональная активность одиночных и кластерных внеостровковых инсулин-продуцирующих клеток (ИПК) в ацинарной и перидуктальной частях поджелудочной железы при моделировании сахарного диабета 2-го типа у крыс и при воздействии соединения L-17. Показана способность соединения L-17 стимулировать образование внепанкреатических инсулин-продуцирующих клеток в тимусе, селезенке, печени у крыс с сахарным диабетом 2-го типа, а также повышать их функциональную инсулин-продуцирующую активность в печени. Изучались особенности экспрессии продуктов гомеобоксных генов (Pdx1, MafA, Ngn3) в поджелудочной железе крыс с экспериментальным СД2 под влиянием соединения L-17. Показано, что препарат вызывал усиление экспрессии транскрипционных факторов Pdx1 и MafA+ в ацинарной и перидуктальной частях у животных с диабетом 2-го типа.

Исследование изофлавоноидов (ИФ), экстрагированных из растительного сырья методом «зеленых» биотехнологий с применением природных глубоких эвтектических растворителей, проведенное совместно с сотрудниками кафедры технологии органического синтеза Института естественных наук УрФУ, показало проявление антиоксидантной активности ИФ in vitro, снижение гипергликемии и оксидативного стресса, предотвращение потери массы β-клеток in vivo, что определяет перспективность использования ИФ для разработки функциональных антидиабетических продуктов питания.

Совместно с сотрудниками кафедры физической и неорганической химии Института естественных наук УрФУ дана оценка безопасности полиоксометаллатов (железо-молибденовых наночастиц), предназначенных для направленной доставки лекарственных средств.

Коллектив лаборатории участвовал в выполнении успешно завершенных проектов РФФИ и РНФ, руководителем которых являлась д.м.н. И. Г. Данилова:

проект РФФИ № 19-315-90012 «Разработка и экспериментальное обоснование нового метода коррекции токсического повреждения печени» (годы реализации 2019–2021);
проект РНФ 16-15-00039 «Поиск средств фармакологической коррекции регенераторных процессов при экспериментальном моделировании сахарного диабета» (годы реализации 2019–2020);
проект РНФ 16-15-00039 «Поиск средств фармакологической коррекции регенераторных процессов при экспериментальном моделировании сахарного диабета» (годы реализации 2016–2018).

Всего сотрудниками лаборатории опубликовано 98 работ, цитируемых в Russian Science Citation Index, Web of Science Core Collection и Scopus, выпущена монография, получено 5 патентов на изобретения.

Сотрудниками лаборатории морфологии и биохимии выполнены и защищены 5 диссертационных работ, из них одна докторская, в настоящее время выполняются еще 4 кандидатские диссертации. Кроме того, при их активном участии планировались и были выполнены еще 6 диссертационных работ, успешно защищенных.
Результаты работ коллектива лаборатории регулярно представляются на съездах и конгрессах различного уровня в России, в странах Европы и Азии, в том числе в Италии, Греции, Франции, Чехии, Узбекистане. Также сотрудники принимают участие в организационных комитетах областных и региональных конференций, российских и международных съездов и конгрессов.

Многие сотрудники лаборатории осуществляют учебно-педагогическую деятельность в вузах Екатеринбурга (кафедра биохимии УГМУ, кафедра физиологии человека и животных и кафедра медицинской биохимии и биофизики УрФУ), являются руководителями курсовых и дипломных работ студентов. Ириной Георгиевной Даниловой разработаны и читаются курсы «Нанотехнологии в биологии медицине», «Биомедицинские нанотехнологии», «Клиническая биохимия», осуществляется руководство работами аспирантов.

За активную работу и научно-исследовательские достижения представителям лаборатории присуждены награды и почетные грамоты:

благодарность Министерства науки и высшего образования Российской Федерации за значительный вклад в развитие научной сферы и многолетний добросовестный труд (2021) (Даниловой И. Г.);
почетная грамота администрации Кировского района г. Екатеринбурга (2012) (Гетте И. Ф.);
диплом за I место на конкурсе устных докладов (Всероссийская научно-практическая конференция студентов и молодых ученых с международным участием «Актуальные вопросы медицинской науки», Ярославль, 2012) (Мухлыниной Е. А.);
диплом за II место на конкурсе устных докладов (Всероссийская молодежная научная конференция ИФ Коми НЦ «Физиология человека и животных: от эксперимента к клинической практике», Сыктывкар, 2012) (Мухлыниной Е. А.);
почетная грамота Уральского отделения РАН за многолетний добросовестный труд, большой вклад в развитие фундаментальной науки в области биологии и медицины, содействие в реализации научных разработок в здравоохранении (2012) (Мухлыниной Е. А.);
премия имени академика В. В. Парина за серию работ «Реакция волокнистой соединительной ткани при действии на организм экстремальных факторов» (2015) (Мухлыниной Е. А.);
диплом II степени за лучший устный доклад на Х Всероссийском конгрессе студентов и аспирантов-биологов с международным участием «Симбиоз Россия 2017» (Россия, Казань, 2017) (Соколовой К. В.).

Лаборатория иммунопатофизиологии

В год учреждения Института иммунологии и физиологии УрО РАН была организована и лаборатория иммунологического скрининга, работу которой возглавлял до последних дней своей жизни заслуженный врач РФ, д.м.н., профессор Яков Борисович Бейкин (1949–2023). Главным научным сотрудником лаборатории на момент ее становление стал заслуженный деятель науки РФ, д.м.н., профессор Виталий Васильевич Фомин, сыгравший огромную роль в разработке основного научного направления деятельности лаборатории, которое было сформулировано как «комплексная оценка параметров гомеостаза при воздействии на макроорганизм антигенов инфекционной и неинфекционной природы».

Позднее, в 2008 году, лаборатория была преобразована в лабораторию иммунопатофизиологии путем слияния с лабораторией иммунофизиологии обменных процессов (под руководством профессора, д.м.н. Петра Алексеевича Сарапульцева). Данное объединение послужило основой для формирования магистральных направлений деятельности лаборатории — вопросов иммунопатогенеза инфекционных заболеваний и стрессорных нарушений.

Инструментальной базой для проведения исследований стал городской Центр лабораторной диагностики ВИЧ, инфекционной патологии и болезней матери и ребенка, переименованный позднее в Клинико-диагностический центр (КДЦ). Научное взаимодействие коллектива КДЦ с лабораторией иммунологического скрининга легло в основу работ, посвященных изучению процессов нарушения репродуктивной функции в человеческом организме. Результатом стала монография «Иммунологические и генетические факторы нарушения репродуктивной функции» (В. А. Черешнев, И. В. Рыбина, Я. Б. Бейкин, Т. А. Обоскалова), изданная под редакцией действительного члена Российской академии естественных наук А. А. Ярилина в 2005 году. Результаты проведенных исследований легли в основу проекта «Разработка иммуногенетических подходов к диагностике, лечению и профилактике региональной патологии на примере Екатеринбурга», получившего премию имени Татищева и де Геннина в 2005 году.

Тема репродуктивного здоровья нашла свое развитие и в вышедшей в 2013 году с участием коллектива авторов (В. А. Черешнев, С. В. Пичугова, Л. Г. Тулакина, А. В. Клейн, Т. Л. Савинова, Я. Б. Бейкин) монографии «Ультраструктура сперматозоидов в норме и патологии».

Продолжением серии работ, посвященных причинам формирования мужского бесплодия, послужила диссертация Светланы Владимировны Пичуговой на соискание ученой степени кандидата медицинских наук «Роль иммунологических, гормонально-метаболических, инфекционных и генетических факторов в развитии астенозооспермии у мужчин с бесплодием». В последующем была запланирована диссертация С. В. Пичуговой на соискание ученой степени доктора медицинских наук «Роль левостороннего варикоцеле в нарушении репродуктивной функции у подростков и сравнительная характеристика патологических изменений при II и III степени варикоцеле, в зависимости от давности оперативной коррекции», представленная в настоящее время к защите.

Диапазон научных интересов лаборатории иммунопатофизиологии включающий в себя в том числе вопросы инфекционной иммунологии, нашел отражение в исследовании иммунопатогенетических механизмов нейроинфекций вирусной этиологии, проведенном Юлией Геннадьевной Лагеревой. Полученные результаты внесли вклад в изучение иммунологических детерминант чувствительности к нейроинфекциям с позиций возрастных, ассоциированных с полом и полиморфизмом HLA особенностей дифференцировки различных эффекторных субпопуляций Т-лимфоцитов. В 2016 году исследование завершилось защитой диссертации Ю. Г. Лагеревой «Эффекторные субпопуляции Т-лимфоцитов и иммунопатогенез менингитов вирусной этиологии», представленной на соискание ученой степени доктора биологических наук (научные консультанты В. А. Черешнев, Я. Б. Бейкин). Продолжением данной работы стал выход в 2018 году монографии «Иммунологические аспекты энтеровирусной инфекции центральной нервной системы» (Ю. Г. Лагерева, Я. Б. Бейкин, В. А. Черешнев).

Еще одним направлением работы лаборатории явилось изучение этиологии септических состояний, вызванных оппортунистической госпитальной флорой. Эти исследования выполнялись Софьей Марковной Розановой. Анализ динамики микробного пейзажа за период с 1994 по 2020 год выявил увеличение доли неферментирующих грамотрицательных бактерий — НГОБ (в первую очередь Acinetobacter baumanniae).

Дальнейшее сотрудничество учреждений и научных школ КДЦ и ИИФ УрО РАН ознаменовалось появлением уникального издания — «Атласа ультраструктурных изменений органов и тканей человека при различных заболеваниях» (В. А. Черешнев, Л. Г. Тулакина, С. В. Пичугова, А. В. Клейн, Т. Л. Савинова, Я. Б. Бейкин), систематизировавшего данные по ультраструктурной патологии при различных нозологических формах, которое в рамках проекта «Коррекция нарушений иммунной системы в условиях воздействия химических факторов различного генеза» было удостоено диплома победителя на XV конкурсе «Национальная экологическая премия имени В. И. Вернадского» в номинации «Глобальная экология» в 2018 году.

Кроме того, лаборатория приняла участие в проекте «Разработка инновационных методов профилактики, диагностики, лечения инфекционных и соматических заболеваний на основе комплексного системного изучения механизмов развития воспаления», удостоенного в 2021 году в номинации «За заслуги в области науки, техники, охраны окружающей среды и медицины» премии имени Татищева и де Генина.

Под руководством П. А. Сарапульцева в лаборатории продолжались работы, инициированные им в Уральской медицинской академии, исследовались этиопатогенетические механизмы возникновения функциональной патологии сердца, механизмы возникновения и клинические проявления патологии сердечно-сосудистой системы при анкилозирующем спондилоартрите, была разработана методика выявления генетической предрасположенности к различным формам сахарного диабета, выявлены особенности изменения сердечно-сосудистой системы при развитии диабетической кардиопатии и метаболическом синдроме. В 2011 году П. А. Сарапульцев был удостоен почетного звания «Заслуженный деятель науки Российской Федерации». В 2010–2011 годах группа сфокусировалась на междисциплинарных исследованиях (под руководством академика РАН О. Н. Чупахина) — на изучении свойств новых классов химических соединений, синтезированных в Институте органического синтеза УрО РАН и обладающих широким спектром биологической активности. Особо интересные результаты были получены по центральному действию химических соединений группы замещенных тиадиазинов, которые проявили себя в качестве мультитаргетных соединений, обладающих свойствами атипичных нейролептиков. В ходе совместных исследований с российскими и словацкими партнерами были установлены молекулярные мишени для этих соединений, что дает предпосылки позиционировать их в качестве основы для создания новых классов лекарственных веществ. Полученные в рамках этих исследований материалы вошли в докторскую диссертацию П. А. Сарапульцева «Патофизиологические механизмы развития дистресса и обоснование поиска фармакологических препаратов стресс-лимитирующего действия (теоретико-экспериментальное исследование)».

Группа активно взаимодействовала с группой профессора, д.м.н., заслуженного деятеля науки РФ Александра Владимировича Зурочки, являющегося одним из основоположников развития проточной цитометрии в России. Им была основана первая в России школа ученых, применивших проточную цитометрию для диагностики нарушений иммунной системы при различных патологических состояниях. Был предложен многоцветный анализ лейкоцитов при различных патологических состояниях и разработана стандартизованная технология оценки рецепторного аппарата лейкоцитов, утвержденная Минздравом Российской Федерации. Разработка стандартизованной технологии позволила унифицировать методы оценки клеток иммунной системы как для научных исследований, так и для практического здравоохранения. На основании совместных исследований участниками коллектива за цикл работ «Теоретико-экспериментальное обоснование поиска фармакологических препаратов и диагностических критериев иммунопатологии, в том числе и при воздействии стрессорных факторов» в 2019 году был получен почетный диплом имени В. Н. Черниговского в области медицинских наук.

Параллельно под руководством академика РАН В. А. Черешнева и его учеников (д.б.н. М. В. Комелькова) осуществляются фундаментальные и клинические исследования основных иммунопатофизиологических механизмов развития дистрессорных состояний при тяжелых заболеваниях и психогенной нагрузке. К основным результатам можно отнести выделение дистинктных фенотипов животных, различающихся по типу используемой при хроническом стрессе адаптационной стратегии, а также формулирование концепции о формировании гипокортикоидного состояния на фоне хронического стресса как следствия действия провоспалительных цитокинов на фоне системного воспаления низкой градации.

С 2020 года фокус исследований сместился в сторону иммунопатогенеза и эпидемиологии новой коронавирусной инфекции и ее осложнений. Началось выполнение международного российско-китайского проекта РФФИ 20-515-55003 «Иммуноопосредованные механизмы SARS-CoV-2 инфекции: новые направления и новые вызовы» (совместно с А. В. Зурочкой). В ходе клинических и лабораторных исследований была показана значимость и прогностическая ценность изменения функционального состояния NK и Т-клеток крови у больных; выявление РНК SARS-CoV-2 и характерного комплекса относительных изменений в протеоме спинномозговой жидкости больных с COVID-19 позволило расширить представления о патогенезе инфекции. Особое внимание коллектива направлено на изучение «постковидного синдрома иммунопатологии». Так, выявлено, что у постковидных пациентов формируются несколько новых, неизвестных ранее фенотипов повреждения иммунной системы. Также под непосредственным руководством А. В. Зурочки проводятся широкомасштабные исследования активных центров цитокинов (наиболее значимые данные были получены по активным центрам ИЛ1-бетта и ГМ-КСФ). В фокусе — изучение найденного в ходе этих исследований активного центра гранулоцитарно-макрофагального колониестимулирующего фактора (ГМ-КСФ). Была выявлена минимальная структура пептида, обладающая максимальными свойствами, что позволило наладить синтез данного соединения и в конечном итоге выйти на создание косметического лечебного средства. Был получен и запатентован пептид химической формулы из 12 аминокислот.

В 2023 году группа А. В. Зурочки вошла в состав лаборатории, что позволило в полной мере раскрыть потенциал и обеспечило проведение совместных исследований на качественно новом уровне.

С 2023 года руководителем объединенной лаборатории стал д.б.н. Алексей Петрович Сарапульцев.

История Института иммунологии и физиологии УрО РАН (часть 1)