Farmakoloģija

drug_cycle_lv

Farmakoloģija

Latvijas Organiskās sintēzes institūta zinātniekiem ir pieredze jaunu zāļu mērķu atklāšanā, vielu bioloģiskās aktivitātes testēšanā un jaunu zāļu kandidātvielu preklīniskajās pārbaudēs. Farmakoloģiskie testi aptver bioķīmisko un fizioloģisko efektu mērījumus, darbības mehānismu, absorbcijas, metabolisma un izvadīšanas pētījumus. Vielu aktivitātes tiek pārbaudītas eksperimentālajos modeļos, kas ietver farmakoloģijas, fizioloģijas, bioķīmijas un molekulārās bioloģijas metodikas. Pētījumi tiek veikti in vitro molekulārā, šūnu un orgānu sistēmu līmenī, kā arī dažādu saslimšanu in vivo modeļsistēmās:

  • Vielu aktivitātes pārbaudes dažādos in vitro un in vivo modeļos
  • Jaunu terapeitisko indikāciju vielu skrīninga metožu izstrāde
  • Vielu darbības mehānisma pētījumi
  • Eksperimenti šūnu kultūrās un orgānu sistēmās
  • Metabolisma un farmakokinētikas pētījumi
  • Toksikoloģija

Farmaceitiskās farmakoloģijas laboratorijā izmanto in vivo, ex vivo un in vitro modeļus, lai pārbaudītu vielu kardioprotektīnas, neirotropās, pretiekaisuma un endokrīnās aktivitātes, kā arī izvērtētu ADME un toksikoloģisko profilu.

farmakologija_2

Kardiovaskulārās metodes: Asinsspiediena mērījumi, Sirds infarkts in vivo un in vitro, Sirds mazspēja un aritmiju modeļi, ateroskleroze, izolēti orgāni.

CNS metodes: Atmiņas procesu pētījumi, Insulta modelis, Asins plūsma un skābekļa piesātinājums smadzenēs, iekaisums un sāpes, antidepresanti, dažādi uzvedības testi.

Molekulārā farmakoloģija un bioķīmija: Receptoru saistīšanās pētījumi, enzīmu aktivitātes pārbaudes, Proteīnu un gēnu ekspresija, Imūnhistoķīmija, ELISA, Mitohondriju bioķīmija.

In vivo 3D attēlu veidošana: InSyTe FLECT/CT 360º sistēma – fluorescences un rentgena tomogrāfijas aparatūra ļauj vizualizēt tuvā infrasarkanā diapazona zondes anatomisko lokalizāciju in vivo.

laser_mouse laser_mouse2

Eksperimentālās ķīmijas terapijas grupasgalvenie pētījumu virzieni un darba metodes:

  • Ģenētiski modificētu šūnu līniju veidošana
  • Vēža šūnu multirezistences analīze
  • Šūnu citotoksiskie testi dzīvotspējas noteikšanai in vitro
    • Kristālvioletais tests
    • MTT šūnu dzīvotspējas tests
    • Coomassie proteīnu tests
    • Bazālās citotoksicitātes tests (alternatīvā LD50 noteikšana)
    • Laktātdehidrogenāzes tests
  • Angioģenēzes pētījumi in vitro un in vivo
  • Apoptozes un nekrotisko šūnu noteikšana
  • Kalcija tests iekšūnu Ca2+ daudzuma noteikšanai
  • Adipoģenēzes pētījumi
  • Matriksa metāloproteināžu inhibitoru noteikšana
  • Savienojumu pretvēža īpašību noteikšana in vivo izmantojot audzēju implantus pelēm; audzēja augšanas, dzīves ilguma, metastazēšanās procesu izpēte

Aparatūra

Farmakoloģiskajiem pētījumiem pieejamas telpas aptuveni 300m2 platībā ar nepieciešamo aparatūru vielu in vitro un in vivo pētījumiem. Izmēģinājumu dzīvnieku telpas un labturība atbilst ES likumdošanai.

Apraksts

Farmaceitiskās farmakoloģijas laboratorijas (FFL) rīcībā ir bioķīmijas un molekulārās bioloģijas laboratorijas aprīkojums, kas nodrošina iespējas veikt enzīmu attīrīšanu un aktivitātes noteikšanu, specifisku proteīnu daudzuma noteikšanu, atsevišku, bioķīmiski svarīgu, mazmolekulāru savienojumu daudzuma noteikšanu ar ķīmiskām un enzimātiskām reakcijām, enzīmu imunosorbentu reakcijas (ELISA), mRNS attīrīšanu un daudzuma noteikšanu ar reālā laika polimerāzes ķēdes reakcijas metodi, histoloģisko un imunohistoloģisko proteīnu krāsošanu šūnās un audu griezumos. Tam piejama šāda aparatūra:

  • ūdens attīrīšanas iekārta Millipore Milli-Q Advantage A10 attīrīta ūdens iegūšanai;
  • BIOSAN Thermo Shaker PST-60HL-4 apsildāmais platīšu maisītājs bioķīmisko reakciju veikšanai noteiktas temperatūras un maisīšanas apstākļos;
  • BioTek µQuantTM mikroplatīšu spektrofotometrs, bioķīmisko analīžu veikšanai;
  • Liofīlās žāvēšanas iekārta LABCONCO FreeZone 2.5 proteīnu iekoncentrēšanai;
  • Centrifūgas Heraeus Biofuge stratos un BECKMAN COULTER OptimaTM L-100 XP;
  • Cole Parmer 130-Watt ultraskaņas homogenizators audu homogenātu iegūšanai;
  • ultracentrifūga, kas paredzēta šūnu, organellu un proteīnu izdalīšanai;
  • kriostats Leica CM1850 audu griezumu iegūšanai histoķīmisko analīžu veikšanai;
  • gelu elektroforēzes aparāts Amersham Biosciences Owl Separation System P8DS proteīnu sadalīšanai un Millipore SNAP i.d. Protein Detection System proteīnu imunodetekcijas veikšanai;
  • Biosan Termostats CH-100;
  • Applied Biosystems 7500 Real Time PCR System gēnu ekspresijas noteikšanai un kvantificēšanai;
  • mikroskops Leica DMIL, kas aprīkots ar digitālo kameru Leica DFC490 audu griezumu digitālo attēlu ieguvei.

FFL rīcībā ir arī šūnu laboratorijas aprīkojums, kas nodrošina iespējas veikt šūnu audzēšanu, primāro šūnu izdalīšanu, kā arī dažādus pētījumus šūnās, kuriem nepieciešami specifiski eksperimenta apstākļi (kontrolēta temperatūra, gāzu sastāvs, tajā skaitā hipoksija). Tam piejama šāda aparatūra:

  • Kojair Biowizard laminārs eksperimentiem ar šūnu kultūrām aseptiskos apstākļos;
  • Binder termostats CB150 šūnu inkubēšanai 37ºC un konstantā CO2 atmosfērā;
  • Hethich Centrifūga Universal 320 centrifūga;
  • Biosan Ependorfu maisītājs Multi-spin MSC-6000.

Fizioloģijas laboratorijas aprīkojums nodrošina iespējas veikt neinvazīvos ehokardiogrāfiskos izmeklējumus, invazīvos un neinvazīvos asinsspiediena, sirds ritma mērījumus, reģistrēt un analizēt EKG, veikt izolēto orgānu, tajā skaitā sirds, priekškambaru, aortas, muskuļu, tievo zarnu eksperimentus, sirds un smadzeņu infarkta eksperimentus, enerģijas metabolisma pētījumus. Tam piejama šāda aparatūra:

  • ADInstruments Langendorfa izolētās sirds sistēma ML870B2;
  • Radnoti 120101BEZ/X-V Working heart sistēma;
  • datu reģistrēšanas sistēma PowerLab 8/30 in vivo un in vitro sirdsdarbības fizioloģisko parametru digitālai reģistrācijai;
  • Oxford Optronix perifēro asinsvadu asins plūsmas mērītājs OXYFLO 2000 un skābekļa parciālā spiediena piesātinājuma mērītājs OxyLab pO2;
  • Ugo Basile 7025 mazo dzīvnieku elpināmais aparāts;
  • Kent Scientific Corporation žurku un peļu anestēzijas iekārta ACV-1220, kas paredzēta izoflurāna (Vaporizer Sales & Service, Inc iztvaikotājs) kā narkozes līdzekļa lietošanai;
  • B.Braun Thermomix 1420 izolēto orgānu vanna-sildītājs.

FFL ir pieejams aprīkojums darbam ar radioaktīviem savienojumiem, kas nodrošina iespējas veikt radioligandu saistīšanās eksperimentus, radioimunosaistīšanās reakcijas (RIA), enerģijas metabolisma pētījumus. Tam izmanto Wallac MicroBeta Trilux šķidruma scintilācijas un luminescences skaitītāju un atbilstošu papildaprīkojumu.

Neirozinātnes pētījumiem FFL ir aprīkojums, kas nodrošina smadzeņu operāciju veikšanu: specializēti operāciju galdi (Scanbur, Zviedrija) un Kent Scientific Corporation (ASV) žurku un peļu izoflurāna anestēzijas iekārta ACV-1220. Dzīvnieku uzvedības izvērtēšanai FFL ir sekojoša aparatūra:

  • „Cold-plate” (UgoBasile, Itālija),
  • pletizmometrs (Stoelting Co, ASV),
  • „paw pressure” aparāts (UgoBasile, Itālija),
  • „passive avoidance – step through” (UgoBasile, Itālija),
  • EthoVision 3.1. (Noldus, Netherland) video novērošanas un reģistrēšanas sistēma.

Publikācijas:

farm_logo_1

Kardiovaskulārā farmakoloģija

 

  • Liepinsh E, Makrecka-Kuka M, Kuka J, Vilskersts R, Makarova E, Cirule H, Loza E, Lola D, Grinberga S, Pugovics O, Kalvinsh I, Dambrova M. Inhibition of L-carnitine biosynthesis and transport by methyl-γ-butyrobetaine decreases fatty acid oxidation and protects against myocardial infarction. British Journal of Pharmacology, 2015,172(5):1319-1332.
  • Vilskersts R, Kuka J, Liepinsh E, Makrecka-Kuka M, Volska K, Makarova E, Sevostjanovs E, Cirule H, Grinberga S, Dambrova M. Methyl-γ-butyrobetaine decreases levels of acylcarnitines and attenuates the development of atherosclerosis. Vascul Pharmacol. 2015 doi: 10.1016/j.vph.2015.05.005.
  • Liepinsh E, Makrecka M, Kuka J, Cirule H, Makarova E, Sevostjanovs E, Grinberga S, Vilskersts R, Lola D, Loza E, Stonans I, Pugovics O, Dambrova M. Selective inhibition of OCTN2 is more effective than inhibition of Gamma-butyrobetaine dioxygenase to decrease the availability of L-carnitine and to reduce myocardial infarct size. Pharmacological Research, 2014; 85:33-38. doi: 10.1016/j.phrs.2014.05.002.
farm_logo_2

CNS farmakoloģija

 

  • Zvejniece L, Vavers E, Svalbe B, Vilskersts R, Domracheva I, Vorona M, Veinberg G, Misane I, Stonans I, Kalvinsh I, Dambrova M. The cognition-enhancing activity of E1R, a novel positive allosteric modulator of sigma-1 receptors. Br. J. Pharmacol. 2014, 171(3): 761-771. DOI: 10.1111/bph.12506.
  • Zvejniece L, Svalbe B, Liepinsh E, Pulks E, Dambrova M. The sensorimotor and cognitive deficits in rats following 90- and 120-min transient occlusion of the middle cerebral artery. J Neurosci Methods. 2012; 208(2):197-204. doi: 10.1016/j.jneumeth.2012.05.018.
  • Zvejniece L, Svalbe B, Veinberg G, Grinberga S, Vorona M, Kalvinsh I, Dambrova M, Investigation of stereoselective pharmacological activity of phenotropil, Basic & Clinical Pharmacology & Toxicology, 2011;109(5):407-12.
farm_logo_3

Molekulārā farmakoloģija un bioķīmija

  • Liepinsh E, Makrecka M, Kuka J, Makarova E, Vilskersts R, Cirule H, Sevostjanovs E, Grinberga S, Pugovics O, Dambrova M, The heart is better protected against myocardial infarction in the fed state compared to the fasted state, Metabolism Clinical and Experimental, 2014, 63:127-136. doi: 10.1016/j.metabol.2013.09.014
  • Makrecka M, Kuka J, Volska K, Antone U, Sevostjanovs E, Cirule H, Grinberga S, Pugovics O, Dambrova M, Liepinsh E. Long chain acylcarnitine content determines the pattern of energy metabolism in cardiac mitochondria. Molecular and Cellular Biochemistry, 2014, 395(1-2):1-10. doi:10.1007/s11010-014-2106-3.
  • Liepinsh E, Skapare E, Kuka J, Makrecka M, Cirule H, Vavers E, Sevostjanovs E, Grinberga S, Pugovics O, Dambrova M. Activated peroxisomal fatty acid metabolism improves cardiac recovery in ischemia-reperfusion. Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol. 2013; 386(6):541-50. doi: 10.1007/s00210-013-0849-0.
farm_logo_4

Eksperimentālā ķīmijterapija

  • Jaudzems K, Tars K, Maurops G, Ivdra N, Otikovs M, Leitans J, Kanepe-Lapsa I, Domraceva I, Mutule I, Trapencieris P, Blackman M.J, Jirgensons A. Plasmepsin inhibitory activity and structure-guided optimization of a potent hydroxyethylamine-based antimalarial hit. ACS Med. Chem. Lett.  2014vol.5 (No.4), 373-377.
  • Arsenyan P, Paegle E, Domracheva I, Gulbe A, Kanepe-Lapsa I, Shestakova I. Selenium analogues of raloxifene as promising antiproliferative agents in treatment of breast cancer. Eur. J. Med. Chem. 2014(87), 471-483.
  • Ignatovich L, Romanovs V, Muravenko V, Sleiksha I, Popelis Y, Shestakova I. Synthesis and Cytotoxic Activity of 1-{3-[1-(5-Organylsilylfuran-2-yl)silinan-1-yl]propyl}amines and Some Trimethylgermyl Analogues. Chem.-Eur. J. 2014(20), 12786-12788.