Проведен глубокий анализ теории глимфатической системы, активно обсуждаемой сейчас в международном сообществе (Iliff, J.F.; Wang, M.; Liao, Y.; Nedergaard, M.A. Paravascular pathway facilitates CSF flow through the brain parenchyma and the clearance of interstitial solutes, including amyloid β. Sci Transl. Med. 2012, 4, 147ra111.; Iliff, J.J.; Goldman, S.; Nedergaard, M. Clearing the mind: Implications of dural lymphatic vessels for brain function. Lancet Neurol. 2015, 14, 977–979; Iliff, J.J.; Nedergaard, M. Is there a cerebral lymphatic system? Stroke 2013, 44, 93–95).
С применением физиологических и биофизических расчетов на основе математического моделирования было доказано, что движение макромолекул невозможно через глию. Учитывая быстрые скорости движения трейсеров из различных областей мозга, очевидными путями их выведения являются периваскулярные пространства и наличие анатомической связи между церебральной, менингеальной и периферической лимфатической системами (Blood–Brain Barrier, Lymphatic Clearance, and Recovery: Ariadne’s Thread in Labyrinths of Hypotheses / Journal: Int. J. Mol. Sci., 2018. Vol. 19. No. 3818. doi: 10.3390/ijms19123818; M. Klimova; E. Duarte Torres ; E. Saranceva; T. Chukalina; T. Iskra; O. Semyachkina-Glushkovskaya; Ju. Kurths. Lymphatic or glymphatic systems: opposite conceptions in fundamental understanding of the brain clearing / Proceedings Volume 11067, Saratov Fall Meeting 2018: Computations and Data Analysis: from Nanoscale Tools to Brain Functions; 110670G (2019) https://doi.org/10.1117/12.2524687).
В предварительных исследованиях показано, что блокада оттока спинномозговой жидкости из мозга по лимфатическим путям провоцирует развития инсульта у гипертензивных мышей (Патент РФ 2688798. Способ моделирования внутримозговых геморрагий у гипертензивных крыс / О.В. Семячкина-Глушковская, А.В. Терсков, М.М. Климова, А.П. Хороводов, Н.А. Наволокин, Д.Е. Брагин, А.И. Дубровский, Ю.Г. Куртц, Опубл. 01.02.2019. Бюл. № 4). В рамках проектов коллектива под руководством руководителя проекта (РНФ: № 14-15-00128 (2014-2016); № 16-15-10252 (2016-2018); № 17-15-01263 (2017-2019); № 17-75-20069 (2017-2019); № 18-15-00172 (2018-2020)) были проведены исследования по изучению проницаемости ГЭБ при развитии инсульта, что легко в основу идея изучения взаимосвязи между открытием ГЭБ и немедленной активацией лимфатической системы мозга (OxanaSemyachkina-Glushkovskaya, Ekaterina Borisova, LatchezarAvramov, Ivan Fedosov, Anton Namykin, ArkadyAbdurashitov, Sergey Serov, Alexey Pavlov, Ekaterina Zinchenko, Vlad Lichagov, Nikita Navolokin, Galina Maslyakova, Dan Zhu, Qingming Luo, Valery Tuchin, Jürgen Kurths. The stress and vascular catastrophes in newborn rats: mechanisms preceding and accompanying the brain hemorrhages // Frontiers in Physiology. Vol. 7. 2016 doi:10.3389/fphys.2016.00210;
В рамках совместных исследований с партнерами из университета Западной Австралии был разработан диагностический компьютерный комплекс для оценки активности эндотелиальных и вегетативных механизмов управления микроциркуляцией мозговых сосудов ( Alexey N. Pavlov, Arkady S. Abdurashitov, Olga N. Pavlova, Valery V. Tuchin, Olga S. Sindeeva, Sergey S. Sindeev and Oxana V. Semyachkina-Glushkovskaya. Hidden stage of intracranial hemorrhage in newborn rats studied with laser speckle contrast imaging and wavelets // Journal of Innovative Optical Health Sciences Vol. 8, No. 5 (2015) 1550041 (8 pages); A.N. Pavlov, O.V. Semyachkina-Glushkovskay, V.V. Lychagov, A.S. Abdurashitov, O.N. Pavlova, O.A. Sindeeva, S.S. Sindeev. Multifractal characterization of cerebrovascular dynamics in newborn rats // Chaos, Solitons and Fractals. 2015 77. 6-10).
Были разработаны оригинальные оптические подходы для исследования макро и микроциркуляции мозга (Arkady Abdurashitov, Sergey Sindeev, Olga Sindeeva, Oxana V. Semyachkina- Glushkovskaya, Valery V. Tuchina. Off-axis holographic laser speckle contrast imaging of blood vessels in tissues / Journal Biomedical Optics. 2017.22(9): :91514. doi: 10.1117/1.JBO.22.9.091514).
Раскрыты новые возможности применения фотодинамического лечения глиомы и показано, что классические протоколы взаимодействия лазера и фотосесибилизатора также могут быть использованы для доставки лекарственных препаратов в мозга за счет фотодинамического повышения проницаемости ГЭБ (Semyachkina-Glushkovskaya O., Kurths J., Borisova E., Sokolovsky S., Mantareva N., Angelov I., Shirokov A., Navolokin N., Shushunova N., Khorovodov A., Ulanova M., Sagatova M., Ahranovich I., Sindeeva O., Gekalyuk A., Bordova A., Rafailov E. Photodynamic opening of blood-brain barrier / Biomedical Optics Express. 2017. 8(11): https://doi.org/10.1364/BOE.8.005040; Chao Zhang, Wei Feng, Elena Vodovozova, Daria Tretiakova, Ivan Boldyrevd, Yusha Li, Jurgen Kürths, Tingting Yu, Oxana Semyachkina-Glushkovskaya, and Dan Zhu. Photodynamic opening of the blood-brain barrier to high weight molecules and liposomes through an optical clearing skull window / Biomedical Optics Express. 2018. V. 9. № 10, pp. 4850–4862 https://doi.org/10.1364/BOE.9.004850).
Установлены возрастные различия в фотодинамическом открытии ГЭБ (Chao Zhang, Wei Feng, Yusha Li, Jurgen Kürths, Tingting Yu, Oxana Semyachkina-Glushkovskaya, Dan Zhu. Age differences in photodynamic opening of blood-brain barrier through optical clearing skull window in mice / Lasers in Surgery and Medicine. 2019 Sep;51(7):625-633. doi: 10.1002/lsm.23075).
Разработаны новые методы количественной оценки проницаемости ГЭБ (Wei Feng, Chao Zhang, Tingting Yu, Oxana Semyachkina-Glushkovskaya and Dan Zhu. In vivo monitoring blood-brain barrier permeability using spectral imaging through optical clearing skull window / J Biophotonics. 12(4):e201800330. doi: 10.1002/jbio.201800330).
Разработан метод неинвазивного открытия ГЭБ с помощью громкой музыки и звука (Semyachkina-Glushkovskaya O. et a. Loud music/sound opens the blood-brain barrier: a readily available approach to brain drug delivery and therapy of brain diseases. Scientific Reports (under review, 2019);
Разработано ноу хау и получена лицензия на метод эффективного подавления роста глиомы за счет стимуляции иммунных и лимфодренажных механизмов мозга на основе воздействия лазера новой генерации 1268 нм, способного стимулировать образование синглетного кислорода напрямую без применения фотосенсибилизаторов (Ноу-Хау 547-В от 15.10.2019 «Способ транскраниального фотодинамического подавления роста глиомы»; O.V.Semyachkina-Glushkovskaya, S.G. Sokolovski, A. Goltsov, A.S. Gekaluyk, O.A. Bragina, E.I. Saranceva, V.V. Tuchin, E.U. Rafailov. Laser-induced generation of singlet oxygen and its role in the cerebrovascular physiology / Progress in Quantum Electronics. 2017, Vol. 55, P.112-128 (IF=11,0). DOI: 10.1016/j.pquantelec.2017.05.001 ).
Получен патент на неинвазивной открытие ГЭБ с помощью фотодинамического воздействия (Патент РФ 2688013. Способ неинвазивного повышения проницаемости гематоэнцефалического барьера / Ю.Г. Куртц, Э.У. Рафаилов, В.В. Тучин, Д.Е. Брагин, А.Б. Салмина, В.В. Салмин, А.А. Широков, Н.А. Наволокин, Е.Г. Борисова, М.В. Уланова, А.В. Моргун, А.А. Бодрова, А.П. Хороводов, А.А. Шушунова, А.Э. Шариф, М.М. Климова, А.В. Терсков, Дубровский А.А.; Опубл. 17.05.2019. Бюл. №14).
Разработана новая модель флуоресцентной глиомы (Патент РФ 2699754. Флуоресцентная клеточная линия глиомы и способ ее получения / А.А. Широков, А.С. Фомин, О.В. Семячкина-Глушковская.; Опубл. 09.09.2019. Бюл. №25).
Разработаны математические подходы для диагностики нарушений вегетативного управления мозговым кровотоком при развитии инсульта (Pavlov A., Abdurashitov A, Pavlova P., Ulanova M., Bodrova A., Shushunova N., Khorovodov A., Semyachkina-Glushkovskaya O. Characterization of cerebral blood °ow dynamicswith multiscale entropy / Journal of Innovative Optical Health Sciences. 10(5) (2017) 1743005 (9 pages)).
Разработаны новые методы стимуляции регенеративных процессов мозга на основе применения метода транскраниальной анодной стимуляции и фотобиомодулирования (Bragina O., Lara D., Nemoto E., Shuttleworth C., Semyachkina-Glushkovskaya О., Bragin D. Anodal tDCS improves cerebral blood flow, tissue oxygenation and neurologic outcome in mice after traumatic brain injury // Brain Stimulation – 2017. –Vol. 10, no. 4. –P. 75-76. (Scopus, WoS, IF= 6,120, DOI: 10.1016/j.brs.2017.04.115;
Bragina O., Semyachkina-Glushkovskaya O., Yang Y., Nemoto E., Shuttleworth C., Bragin D. Repetitive anodal transcranial direct current stimulation improves outcome at three weeks but not one week after TBI in mice // Journal of Neurotrauma – 2017 – 34(13), P.71-72; Zhinchenko, E., Navolokin, N., Shirokov, A., Khlebcov, B., Dubrovsky, A., Saranceva, E., Abdurashitov A., Khorovodov, A., Terskov A., Mamedova, A., Klimova, M., Agranovich, I., Martinov, D., Tuchin, V., Semyachkina-Glushkovskaya, O., Kurths, J. Pilot study of transcranial photobiomodulation of lymphatic clearance of beta-amyloid from the mouse brain: breakthrough strategies for nonpharmacologic therapy of Alzheimer’s disease. Biomedical Optics Express. 10(8): doi.org/10.1364/BOE.10.004003;
Брагина О.А., Семячкина-Глушковская О.В., Рузавина А.И., Трофимов А.О., Брагин Д.Е. Анодная транскраниальная стимуляция постоянным током увеличивает церебральный кровоток, оксигенацию тканей и снижает неврологические нарушения у мышей после черепно-мозговой травмы // Медиаль. – 2017. – no. 1. – С. 189-190).
На основе применения междисциплинарного подхода с использованием методов фотоакустики, гистологии, оптической когерентной томографии и спекл-визуализации сосудов мозга, а также изучения сложности сигналов кровяного давления было установлено, что церебральные вены являются важной информативной платформой для изучения механизмов пред-инсультного состояния и новых терапевтических и прогностических подходов в лечении стресс-индуцированных интракраниальных кровотечений в первые дни после рожденья (OxanaSemyachkina-Glushkovskaya, Alexey Pavlov, Jürgen Kurths, Ekaterina Borisova, Alexander Gisbrecht, Olga Sindeeva, ArkadyAbdurashitov, Alexander Shirokov, Nikita Navolokin, Ekaterina Zinchenko, ArtemGekalyuk, Maria Ulanova, Dan Zhu, Qingming Luo, and Valery Tuchin. Optical monitoring of stress-related changes in the brain tissues and vessels associated with hemorrhagic stroke in newborn rats // Biomed Opt Express. 2015 Oct 1; 6(10): 4088–4097;
A.N. Pavlov, O.V. Semyachkina-Glushkovskay, V.V. Lychagov, A.S. Abdurashitov, O.N. Pavlova, O.A. Sindeeva, S.S. Sindeev. Multifractal characterization of cerebrovascular dynamics in newborn rats // Chaos, Solitons and Fractals. 2015 77. 6-10; Alexey N. Pavlov, Arkady S. Abdurashitov, Olga N. Pavlova, Valery V. Tuchin, Olga S. Sindeeva, Sergey S. Sindeev and Oxana V. Semyachkina-Glushkovskaya. Hidden stage of intracranial hemorrhage in newborn rats studied with laser speckle contrast imaging and wavelets // Journal of Innovative Optical Health Sciences Vol. 8, No. 5 (2015) 1550041 (8 pages);
Arkady S. Abdurashitov, Vladislav V. Lychagov, Olga A. Sindeeva, Oxana V. Semyachkina-Glushkovskaya, Valery V. Tuchina. Histogram analysis of laser speckle contrast image for cerebral blood flow monitoring// Fronties of Optoelectronics, 2015. DOI 10.1007/s12200-015-0493-z; A.N. Pavlov, O.V. Semyachkina-Glushkovskaya, O.A. Sindeeva, O.N. Pavlova, E.P. Shuvalova, Q. Huang, D. Zhu, P. Li, V. Tuchin, Q. Luo. Cerebral venous dynamics in newborn mice with intracranial hemorrhage studied using wavelets // Proc. of SPIE. Vol. 9322-932214-1. 2015).
Гранты, реализуемые на кафедре физиология человека и животных:
1. Грант РНФ ""Окно" лимфатической системы в ткани мозга: пилотные технологии повышения дренажных, очистительных и иммунных процессов в центральной нервной системе" 20-15-00090 (2020-2022)
2. Грант благотворительного фонда В. Потанина на создание он-лайн учебный курс для магистров "Лимфа-сон: прорывные открытия в нейробиологии" № ГСГЛ-58/20 от 15.06.2010 г.
3. Грант РНФ "Ахиллесова пята гематоэнцефалического барьера»: дирижирующая роль глимфатической системы в управлении барьерной функцией мозга, новые информативные платформы для фармакологической коррекции проницаемости церебральных сосудов", № 17-15-01263 (2017-2019)
4. Грант РФФИ "Пилотные исследования функций лимфатической системы мозга и его оболочек" 20-015-00308-а (2020-2022) Руководитель
5. Грант РФФИ "Фотомодуляция очищения тканей мозга от бета-амилоида во время сна: новые неинвазивные технологии лечения болезни Альцгеймера" 19-515-55016-Китай-а (2019-2021).
6. Мега грант Министерства науки и высшего образования РФ № 075-15-2019-1885 на тему «Открытие фундаментальных механизмов сна для прорывных технологий нейрореабилитационной медицины» (2019-2021).
7. Грант РНФ "«Ворота» гематоэнцефалического барьера: механизмы регуляции, их зависимость от состояния организма и возраста, способы коррекции с помощью супрамолекулярных транспортных систем ", № 14-15-00128 (2014-2016)
8. Грант РФФИ (Болг_а Конкурс проектов фундаментальных научных исследований, проводимый совместно РФФИ и Национальным научным фондом Болгарии). Проект "Развитие новых оптических технологий повышения качестве ранней диагностики рака желудка" № 17-54-18063 (2018-2019)
9. Грант национального научного фонда Китая "Развитие технологий оптического просветления черепа": NSFC No. 61860206009, 812111313, 30911120074 (2018-2022).
10. Гранты с научно-исследовательским отделом компании "Самсунг" «Исследование вариабельности глюкозного обмена у здоровых людей при потреблении пищи с различной энергетической ценностью и вариабельности параметров пульсовой волны» и «Сбор обезличенной базы изображений лиц и обезличенной базы изображений человека» (18/2202-1 от 22.02.2018; 28/06/19 от 28.06.19 г.).
11. Грант РНФ "Разработка технологии мониторинга проницаемости васкулярных барьеров на основе мульти-масштабного анализа переходных процессов по данным оптических методов визуализации", № 16-15-10252 (2016-2018)
12. Грант РНФ "Комплексное исследование механизмов транспорта веществ в паренхиме и жидкостях мозга в динамике цикла «сон-бодрствование» как новое направление в разработке фармакологических воздействий на мозг", № 19-15-00201 (2019-2022).
13. DAAD по программе "Research Stays for University Academics and Scientists 2015" (50015559). Тема: "Бета2-адренорецепторы как универсальная диагностическая платформа для изучения стресс-индуцированных переходных процессов от нормы к патологии на мозгового и периферического кровообращения".
14. DAAD по программе Forschungsaufenthalte für Hochschullehrer und Wissenschaftler (2012) Тема «The study of mechanisms underlying of deleterious effect of hypertension on brain circulation» «Исследование механизмов, лежащих в основе повреждающих эффектов гипертензии на мозговое кровообращение»
15. Грант Президента РФ для молодых докторов наук. Тема «Сосудистые эффекты андрогенов: системные и молекулярные механизмы, их зависимость от физиологического состояния организма, особенности проявления в мужском и женском организме». МД-2216.2014.4, (2014-2015)
16. Грант Министерства образования и науки на выполнение научно-исследовательской работы в рамках проектной части государственного задания в сфере научной деятельности. Тема «Разработка технологий оптического «открытия» гематоэнцефалического барьера и персонифицированного лечения агрессивных форм глиальных опухолей». Задание № 12.1223.2017/ПЧ (2017-2019).
17. Грант Министерства образования и науки на выполнение научно-исследовательской работы в рамках проектной части государственного задания в сфере научной деятельности. Тема «Рак желудка и инновационные решения: модель трансформации язвенных поражений в онкологию, механизмы воздействия провоцирующих биоэкологических факторов, оптическая диагностика, сигнальные системы и методы предотвращения развития метастазов, профилактика в группах риска». Задание № 17.488.2014/K (2014-2016)
18. ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 – 2013 годы, мероприятие 1.2.2 «Проведение научных исследований научными группами под руководством кандидатов наук». Тема «Межсистемные механизмы регуляции сосудистого тонуса и их зависимость от физиологического состояния организма». Государственный контракт № НК-1063П» (2010-2012)
19. ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 – 2013 годы, мероприятие 1.2.2 «Проведение научных исследований научными группами под руководством кандидатов наук», Государственный контракт № 441-П, 2009-2011 гг. Тема «Кардиоваскулярная стресс-реактивность как индикатор сердечно-сосудистой устойчивости к стрессу и ключевое звено в механизмах развития гипертонии»
20. ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 – 2013 годы, мероприятие 1.2.2 «Проведение научных исследований научными группами под руководством кандидатов наук» направления. Тема «Механизмы кардиоваскулярных эффектов андрогенов». Соглашение 14.B37.21.0216. (2012-2013)
Патенты:
1. Патент РФ 210873 на полезную модель “Устройство высокоточного измерения внутричеперного давления” / И.В. Федосов, А.Б. Агеев, И.А. Блохина, Г.А. Карандин. Опубл. 12.05.2022. № 14.
2. Патент РФ 2766527. Патент РФ. Способ стимуляции очистительной функции лимфатической системы мозга / О.В. Семячкина-Глушковская, Ю.Г. Куртц, А.А. Широков, А.П. Хороводов, А.В. Терсков, А.И. Дубровский, В.В. Тучин, А.Н. И.В. Федосов, Башкатов, Е.А. Генина, А.Т. Мамедова, М.М. Климова, И.А. Блохина, Н.Д. Лежнев. Опубл. 15.03.2022. № 8.
3. Патент РФ 2740123. Способ лазерной биомодуляции и повышения проницаемости гематоэнцефалического барьера / В.В. Тучин, О.В. Семячкина-Глушковская, Э.А. Генина, А.Н. Башкатов; Опубл. 11.01.2021. Бюл. № 2
4. Патент на полезную модель “Устройство высокоточного измерения внутричеперного давления” / И.В. Федосов, А.Б. Агеев, И.А. Блохина, Г.А. Карандин. Заявка № 2021136798/14(077497) (получено решение о выдаче патента 14.12.2021 г.)
5. Патент РФ 2703393. Способ визуализации глимфатической системы мозга методом оптической когерентой томографии in vivo / А.С. Абудрашитов, О.В. Семячкина-Глушковская; Опубл. 16.10.2019. Бюл. № 29.
6. Ноу-Хау 662-В от 04.12.2019 «Способ неинвазивный стимуляции лимфатического очищения тканей мозга открови».
7. Ноу-Хау 547-В от 15.10.2019 «Способ транскраниального фотодинамического подавления роста глиомы».
8. Лицензионный договор 19-07 от 05.12.2019 г. с ООО НПП «Лазма» на право пользования Ноу-Хау «Способ неинвазивный стимуляции лимфатического очищения тканей мозга от крови».
9. Лицензионный договор 19-04 от 20.09.2019 г. с ООО НПП «Лазма» на право пользования патента РФ 2688013 «Способ неинвазивного повышения проницаемости гематоэнцефалического барьера».
10. Лицензионный договор 19-06 от 16.10.2019 г. с ООО НПП «Лазма» на право пользования Ноу-Хау «Способ транскраниального фотодинамического подавления роста глиомы».
11. Патент РФ 2688798. Способ моделирования внутримозговых геморрагий у гипертензивных крыс / О.В. Семячкина-Глушковская, А.В. Терсков, М.М. Климова, А.П. Хороводов, Н.А. Наволокин, Д.Е. Брагин, А.И. Дубровский, Ю.Г. Куртц, Опубл. 01.02.2019. Бюл. № 4.
12. Патент РФ 2688013. Способ неинвазивного повышения проницаемости гематоэнцефалического барьера / Ю.Г. Куртц, Э.У. Рафаилов, В.В. Тучин, Д.Е. Брагин, А.Б. Салмина, В.В. Салмин, А.А. Широков, Н.А. Наволокин, Е.Г. Борисова, М.В. Уланова, А.В. Моргун, А.А. Бодрова, А.П. Хороводов, А.А. Шушунова, А.Э. Шариф, М.М. Климова, А.В. Терсков, Дубровский А.А.; Опубл. 17.05.2019. Бюл. №14.
13. Патент РФ 2699754. Флуоресцентная клеточная линия глиомы и способ ее получения / А.А. Широков, А.С. Фомин, О.В. Семячкина-Глушковская.; Опубл. 09.09.2019. Бюл. №25.
14. Патент РФ 2680915. Способ определения жизнеспособности кишки и оптимальных грани резекции при страгуляционной кишечной непроходимости во время хирургической операции / П.В. Сигачев, С.В. Капралов, А.С. Толстокарев, О.В. Семячкина-Глушковская.; Опубл. 28.08.2019. Бюл. №7.
15. Патент 2612021 РФ. Способ прогнозирования риска развития аденокарциномы желудка при хронических процессах язвообразования органа / О.В. Семячкина-Глушковская, Семячкин-Глушковский И.А., Агранович И.М.; Опубл. 01.03.2017; Бюл. №7.
16. Патент 2506805 РФ. Способ моделирования развития мелкоочаговых мозговых геморрагий в коре головного мозга у новорожденных крыс / О.В. Семячкина-Глушковская, Бибикова О.А., Зинченко Е.М., Синдеев С.С., Семячкин-Глушковский И.А., Тучин В.В, Лычагов В.В., Заявл. 2012145191 от 24.10.2012; Опубл. 27.01.2014; Бюл. № 3. http://www.findpatent.ru/patent/250/2505865.html
17. Патент РФ 2469330. Способ прогнозирования рецидива кровотечения из острой гастродуоденальной язвы / О.В. Семячкина-Глушковская, С.В. Капралов, Ю.Г. Шапкин, И.А. Фролов, Семячкин-Глушковский И.А., Тучин В.В. Заявл. 2011121945 от 01.06.2011; Опубл. 10.12.2012; Бюл. № 34.
18. Патент РФ 2472231. Способ экспериментального моделирования стресс-индуцированного развития язвенного кровотечения / О.В. Семячкина-Глушковская, С.В. Капралов, Ю.Г. Шапкин, И.А. Фролов, Семячкин-Глушковский И.А., Тучин В.В. Заявл. 2011124711 от 16.06.2011; Опубл. 10.01.2013; Бюл. № 1.
19. Патент РФ 2409872. Способ моделирования стресс-индуцированной гипертонии / О.В. Семячкина-Глушковская, Т.Г. Анищенко, В.А. Бердникова и др.; Заявл. 20091333550 от 07.09.2009; Опубл. 20.01.2011; Бюл. №2.
