Наукова робота

Харківська геронтологічна школа О.В. Нагорного 

Однією з найбільших таємниць і загадок, що постають перед людством, є процес розвитку живих систем. Як з однієї клітини формується зрілий організм, наділений свідомістю і органами відчуттів? Чому все живе старіє, чи можна загальмувати або скасувати ці процеси? Ці питання були в центрі уваги науковців Харківського університету з перших років його організації. Так, у 1818 році професор анатомії та фізіології Л.О. Ванотті, дійшов висновку, що «життя завжди занадто рано, не досягаючи ще призначеної природою мети, переривається насильницькими хворобами ...» . Ідея Л.О. Ванотті співзвучна з сучасними поглядами регенеративної медицини. Поряд з Л.О. Ванотті, плеяда професорів: В.Я. Данилевський та О.Я. Данилевський; І.М. Буланкін,  І.П. Щелков та  І.І. Мечников, підготували ґрунт до експериментального вивчення механізмів розвитку та  старіння біологічних систем.

У рамках геронтологічної школи О.В. Нагорного проводять дослідження вік–залежних механізмів адаптації біологічних систем до різноманітних токсикогенних факторів середовища та виконують розробку нових біотехнологічних субстанцій, здатних усувати хронічні патології.

      Протягом багатьох років в університеті було проведено численні дослідження  механізмів розвитку та старіння на різних біологічних об'єктах (комахи, птахи, ссавці) на різних кафедрах. О.В. Нагорному вдалось сформувати колектив науковців, сформулювати основні завдання експериментальної геронтології, що були спрямовані на вирішення одного з найактуальніших питань—збереження здоров'я та подовження тривалості життя.

Для вирішення цих завдань О.В. Нагорним у 1944 році було організовано наукову установу, метою якої було проведення комплексних наукових досліджень механізмів старіння—НДІ біології при Харківському національному університеті.

На початку 30–х років О.В. Нагорний обґрунтував необхідність вивчення онтогенезу і складність цього наукового напрямку. Він писав «незважаючи на важливість індивідуальної еволюції, ми про неї знаємо дуже мало».

           Фундаментальні відкриття у біології вплинули на дослідження механізмів старіння. Після О.В. Нагорного у 1953 році наукову школу геронтології очолив академік В.Н. Нікітін. Він створив унікальний лабораторний корпус (віварій), де розмістив лабораторних тварин. У 1957 році співробітниками НДІ біології було розроблено модель збільшення тривалості життя лабораторних тварин на 40—50%, що отримала назву калорійно–обмежена дієта. На даний час це єдина модель значного збільшення життя тварин в експерименті, яка активно використовується в усьому світі. Дослідження, проведені в цей час, показали, що тривалість життя може регулюватися.  Наукову роботу, що проводилась під керівництвом професора В.Н. Нікітіна було продовжено під керівництвом професора В.В. Лемешко. Під керівництвом В.В. Лемешко було проведено низку досліджень молекулярних механізмів старіння, вік–залежної дисфункції клітин, прискореного старіння, обумовленого впливом різних факторів, і пошук засобів поліпшення якості життя і потенційного збільшення тривалості життя.

       Важливим результатом цих досліджень був висновок про генетично запрограмовані зміни популяцій мітохондрій з віком, і, в цілому, генетичну запрограмованість старіння. Було розроблено низку критеріїв для пошуку нових потенційних геропротекторів. Зокрема, було показано, що найбільш інформативними є зміни вмісту гідроперекисів ліпідів і активності Se–залежної глутатіонпероксидази.

Для впровадження  фундаментальних наукових досліджень механізмів старіння у практичну медицину професор В.В. Лемешко став ініціатором організації факультету фундаментальної медицини у Харківському університеті.

На даний час дослідження механізмів старіння у школі О.В. Нагорного спрямовані на встановлення ролі епігенетичних механізмів у формуванні вік–залежних патологій і шляхів їх подолання. Розроблено кілька нових експериментальних моделей зміни тривалості життя, проводяться випробування біологічно активних сполук як  геропротекторів. Дослідження співробітників інституту мають міжнародне визнання і спрямовані на узагальнення отриманих результатів. За час існування геронтологічної наукової школи опубліковано десятки монографій, збірок наукових праць і статей, захищено 10 докторських і понад 50 кандидатських дисертацій. На даний час ідеї О.В. Нагорного активно розвиваються під керівництвом проф. А.І. Божкова у Науково–дослідному інституті біології та на кафедрі молекулярної біології та біотехнології Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна.

Кафедра молекулярної біології та біотехнології

         Кафедру молекулярної біології та біотехнології Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна було організовано у 2006 році з ініціативи проф. А.І. Божкова. На кафедрі працюють 7 професорів та 9 доцентів. Особливість навчально–освітнього процесу студентів–біотехнологів на кафедрі полягає у тому, що процес навчання, починаючи з 1-го курсу, базується на виконанні наукових та виробничих завдань під керівництвом співробітників кафедри та Науково–дослідного інституту біології. Результати наукової та практичної діяльності оформлюються у вигляді наукових публікацій, курсових робіт, наукових доповідей на конференціях різного рівня.

Напрями наукової діяльності кафедри, сумісно з НДІ біології:

On the Inheritance of Induced Resistance to Toxic Concentrations of Sulfur Acid of Copper by Subsequent Cell Generations of Dunaliella viridis Teodoresco. Bozhkov A. I., Goltvyanskiy A. V., Kovaleva M. K., & Menzyanova N. G. (2018). International Journal on Algae, 20(4).

Preliminary Adaptation of Dunaliella viridis Strains to Copper Sulfate Affects the Thermal Stability of the Culture. Bozhkov A. I., Kovaleva M. K., Goltvyanskiy A. V., Ushakova E. O., Tsapko H. Y., & Gavrish A. O. (2020). International Journal on Algae, 22(1).

Characteristics of the Response of the Microalga (Dunaliella Viridis) to Cerium Compounds in Culture. Klimova E. M.; Bychenko E. A.; Lavinskaya E. V.; Bozhkov A. I.; Korobov A. M.; Zholobak N. M. Biosyst. Divers. 2019, 27 (2), 142–147.

Effects of Pre-Sowing Seed Treatment on the Growth Rate of Seedlings and the Activity of the Excretory System of the Wheat Root in Aquatic Culture. Azeez Z.; Kovalova M.; Bozhkov A. Int. J. Agric. Environ. Biotechnol. 2018, 11 (3), 589–599.

Klimova EM, Bozhkov AI, Lavinska OV, Drozdova LA, Kurhuzova NI (2023) Low molecular weight cytotoxic components (DAMPs) form the post-COVID-19 syndrome. Immunobiology 228:152316

Bozhkov A, Ionov I, Kurhuzova N, Novikova A, Katerynych О, Akzhyhitov R (2022) Vitamin A intake forms resistance to hypervitaminosis A and affects the functional activity of the liver. Clin Nutr Open Sci 41:82–97

Bozhkov AI, Novikova AV, Klimova EM, Ionov IA, Akzhyhitov RA, Kurhuzova NI, Bilovetska SG, Moskalov VB, Haiovyi SS (2023) Vitamin A Reduces the Mortality of Animals with Induced Liver Fibrosis by Providing a Multi-level Body Defense System. J Clin Exp Hepatol 13:48–63

Bozhkov AI, Bozhkov AA, Ponomarenko IE, Kurguzova NI, Akzhyhitov RA, Goltvyanskii AV, Klimova EM, Shapovalov SO (2021) Elimination of the toxic effect of copper sulfate is accompanied by the normalization of liver function in fibrosis. Regul Mech Biosyst 12:655–663

Bozhkov A, Ivanov I, Klimova E, Kurguzova N, Bozhkov А, Goltvyanskiy A, Nikitchenko Y (2021) “Mix-Factor” is involved in the regulation of the organism’s redox systems in the late stages of ontogenesis and affects the lifespan of animals. Ageing Longev 2:24–36

Kozheshkurt V, Bozhkov A, Ohiienko S, Bondar A, Katrych V, Novikova A, Antonenko Y, Haiovyi S, Kot Y (2021) Electrical Conductivity of Bone Marrow Cell Cultures and Their Connection with Proliferative Activity: Age Aspect. Trends Sci 18:5–5

 Ivanov I, Kozheshkurt V, Bozhkov A, Goltvjansky A, Katrich V, Sidorov V, Gromovoy T (2021) Low-molecular components of colostrum as a regulator of the organism redox-system and biological antidote. EUREKA Life Sci 56–64

The Toxic Effects of Low Molecular Weight Components of Cow Colostrums: The Short-Term and Long-Term Effects. Bozhkov, A. I., Ivanov, E. G., Kurguzova, N. I., Alsardia, M. M., Akzhigitov, R. A., Baranikova, S. Y., ... & Chuprikova, A. S. (2018). Journal of Nutritional Therapeutics, 6(4), 84-91.

Preculture of Pleurotus ostreatus increases the yield of yeast biomass.  Goltvianskiy, A., Ielchishcheva, I., Stachowiak, B., Szwengiel, A., & Bozhkov, A. (2015). Int. J. Curr. Microbiol. App. Sci, 4(3), 124-133.

Growth and carotenogenesis in Rhodosporidium diobovatum IMB Y-5023: effects of culture medium and illumination intensity. Ielchishcheva, I., Stachowiak, B., Szwengiel, A., & Bozhkov, A. (2017). FEMS microbiology letters, 365(1), fnx261.

Ріст і вміст каротиноїдів дріжжів RHODOSPORIDIUM DIOBOVATUM IMB Y-5023 на натуральних і синтетичних живильних середовищах. Ielchishcheva, I., & Goltvianskiy, А. (2015).  Вісник Львівського університету. Серія біологічна, (70).

Carbohydrate components of culture media as determinants of the Rhodosporidium diobovatum IMB Y-5023 yeast metabolism. Ielchishcheva, Iu., Stachowiak, B., Szwengiel, A., Bozhkov, A. (2017). Nauka Przyr. Technol., 11, 3, 291–303. 

Wheat and pea seedlings as producers of biologically active compounds. Kovalova Marina Konstantinovna, Azeez Zaid Ali, Bozhkov Anatoliy Ivanovich and Kuznetsova Yuliya Aleksandrovna. Plant Archives Vol. 20, Supplement 1, 2020 pp. 3041-3049

The effect of pre-sowing seed treatment on seedlings growth rate and their excretory activity.  Bozhkov, A. I., Kovalova, M. K., Azeez, Z. A., & Goltvjansky, А. V. (2020). Regulatory Mechanisms in Biosystems, 11(1), 60-66.

Root exudates of wheat seedlings express antibacterial and antioxidant activity and stimulate proliferation of liver cells. Yu, K. A., Bozhkov, A., Nataliia, M., Anatoly, G., & Azeez, Z. A. (2019). Indian Journal of Natural Products and Resources (IJNPR)[Formerly Natural Product Radiance (NPR)], 9(4), 303-310.

Root exudates of wheat seedlings express antibacterial and antioxidant activity and stimulate proliferation of liver cells. Yu A Kuznetsova, A I Bozhkov, N G Menzyanova, A V Gotlvyansky, Zaid Ali Azeez. (2018). Indian Journal of Natural Products and Resources. Vol. 8, Issue 4, pp 303 – 310.

Effects of Pre-Sowing seed treatment on the growth rate of seedlings and the activity of the excretory system of the wheat root in aquatic culture. Azeez, Z., Kovalova, M., & Bozhkov, A. (2018). International Journal of Agriculture, Environment and Biotechnology, 11(3), 573-583.

Planting density and culture time of wheat seedlings affect their growth rate and exometabolite production.  Kuznetsova, Y. A., Bozhkov, A. I., & Menzyanova, N. G. (2018). Indian Journal of Plant Physiology, 23(3), 557-563.

Age-Related Effects of Orthovanadate Nanoparticles Involve Activation of GSH-Dependent Antioxidant System in Liver Mitochondria. Nikitchenko, Y. V., Klochkov, V. K., Kavok, N. S., Karpenko, N. A., Yefimova, S. L., Nikitchenko, I. V., & Bozhkov, A. I. Biological Trace Element Research. 

Characteristics of the response of the microalga (Dunaliella viridis) to cerium compounds in culture. E. M. Klimova, A. I. Bozhkov, E. A. Bychenko, E. V. Lavinskaya, N. M. Zholobak, A. M. Korobov. Biosystems Diversity, 27(2), 142–147. 

Ontogenetic Approach to the Study of Mechanisms of Copper-Induced Liver Fibrosis.  Anatoliy I Bozhkov, Olena M Klimova, Yuriy V Nikitchenko, Natalia I Kurguzova and Eugene G Ivanov. Top 5 Contributions in Aging: 2nd Edition.

Induced Liver Fibrosis Is Accompanied in Young and Old Animals by Age-Dependent Changes in Bone Marrow Cells. Bozhkov, A. I., Ohiienko, S. L., Bondar, A. Y., Klimova, E. M., & Ivanov, E. G. (2019). Advances in Gerontology, 9(3), 289-297.

Liver fibrosis has a different effect on the “lifespan” of lymphocytes and neutrophils in the in vitro system isolated from the bone marrow of young and old rats. Ohiienko SL, Bondar AYu, Ivanov EG, Bozhkov AI. MOJ Gerontol Ger. 2019; 4(1): 36‒40.

Young and old animals use different strategies for forming an immune response to infectious agents (Pseudomonas aeruginosa and Escherichia coli).  E. M. Klimova, A. I. Bozhkov, T. I. Kovalenko, V. V. Minukhin, and I. V. Belozerov. (2018). Advances in Gerontology, 8(4), 284-291.

Donor Age Affects Behavior and Sensibility of Bone Marrow Cells to Copper Ions in Primary Culture  A. I. Bozhkov, S. L. Ohiienko, Yu. A. Kuznetsova, A. Yu. Bondar’, V. P. Marchenko, and M. S. Gumennaya // Advances in Gerontology, 2017, Vol. 7, № 4,  pp. 336–344.

Copper induced liver fibrosis affects the “behavior” of bone marrow cells in primary culture  Anatoliy I. Bozhkov, Eugeniy G. Ivanov, Yuliya A. Kuznetsova, Svetlana L. Ohiienko, Anastasiya Yu. Bondar’ // Front.biol. 

Bozhkov AI, Ohiienko SL, Bondar AY, Katrich VO, Kozheshkurt VO, Antonenko YO, Haiovyi SS, Kot YH (2021) The Electrical Conductivity of Bone Marrow Cells Suspension Associated with Proliferative Activity and Depends on the Donor’s Age and the Functional Activity of the Liver. Cell Biochem Biophys 79:823–831

CeO2 nanoparticles improve prooxidant/antioxidant balance, life quality and survival of old male rats Yuri V Nikitchenko, Vladimir K Klochkov, Nataliya S Kavok, Nina A Karpenko, Svetlana L Yefimova, Vladimir P Semynozhenko, Irina V Nikitchenko, Anatoly I Bozhkov  Biogerontology 24 (1), 47-66

Comparative studies of orthovanadate nanoparticles and metformin on life quality and survival of senile wistar rats Yuri V Nikitchenko, Vladimir K Klochkov, Nataliya S Kavok, Nina A Karpenko, Irina V Nikitchenko, Svetlana L Yefimova, Anatoly I Bozhkov  Biological Trace Element Research 200 (3), 1237-1247

Anti-aging effects of antioxidant rare-earth orthovanadate nanoparticles in wistar rats Yuri V Nikitchenko, Vladimir K Klochkov, Nataliya S Kavok, Kateryna A Averchenko, Nina A Karpenko, Irina V Nikitchenko, Svetlana L Yefimova, Anatoly I Bozhkov  Biological trace element research, 1-10 2021

Age-related effects of orthovanadate nanoparticles involve activation of GSH-dependent antioxidant system in liver mitochondria Yuri V Nikitchenko, Vladimir K Klochkov, Nataliya S Kavok, Nina A Karpenko, Svetlana L Yefimova, Irina V Nikitchenko, Anatoly I Bozhkov  Biological trace element research 199 (2), 649-659

Cerium oxide nanoparticles and metformin increase the reliability of the prooxidant/anti oxidant balance and the survival of ageing rats Nikitchenko, Yu.V. ; Klochkov, V.K. ; Kavok, N.S. ; Karpenko, N.A. ; Sedyh, O.O. ; Nikitchenko, I.V. ; Bozhkov, A.I. ; Yefimova, S.L. ; Seminozhenko, V.P.  Доповіді НАН України 2020 

Cerium oxide nanoparticles and metformin increase the reliability of the prooxidant/anti oxidant balance and the survival of ageing rats Nikitchenko, Yu.V. ; Klochkov, V.K. ; Kavok, N.S. ; Karpenko, N.A. ; Sedyh, O.O. ; Nikitchenko, I.V. ; Bozhkov, A.I. ; Yefimova, S.L. ; Seminozhenko, V.P.  Доповіді НАН України 2020

Orthovanadate nanoparticles delay the accelerated aging in rats via the prevention of oxidative disturbances Nikitchenko, Yu.V. ; Klochkov, V.K. ; Kavok, N.S. ; Karpenko, N.A. ; Sedyh, O.O. ; Bozhkov, A.I. ; Malyukin, Yu.V.; Seminozhenko, V.P.  Доповіді НАН України 2020

Gadolinium orthovanadate nanoparticles increase survival of old rats Nikitchenko, YV, Klochkov, VK, Kavok, NS, Karpenko, NA, Sedyh, OO, Bozhkov, AI, Malyukin, YV, Semynozhenko, VP  2020

Preliminary Adaptation of Dunaliella viridis Strains to Copper Sulfate Affects the Thermal Stability of the Culture AI Bozhkov, MK Kovaleva, AV Goltvyanskiy, EO Ushakova, HY Tsapko, AO Gavrish  International Journal on Algae 22 (1) 2020

Characteristics of the response of the microalga (Dunaliella viridis) to cerium compounds in culture                 EM Klimova, EA Bychenko, EV Lavinskaya, AI Bozhkov, AM Korobov Biosystems Diversity 27 (2), 142-147 2019

Bozhkov AI, Sidorov VI, Alboqai OK, Akzhyhitov RA, Kurguzova NI, Malyshev AB, Albegai MAY, Gromovoi TY (2021) The role of metallothioneins in the formation of hierarchical mechanisms of resistance to toxic compounds in young and old animals on the example of copper sulfate. Transl Med Aging 5:62–74

 Наразі кафедра проводить розробку пілотних проектів та установок, спрямованих на реалізацію зазначених напрямків та зацікавлена у співпраці.

Учбово-дослідною базою кафедри молекулярної біології та біотехнології є діагностична лабораторія з імуноферментним та імунофлуоресцентним аналізом (ДУ «Інститут загальної та невідкладної хірургії НАМН України»). 

Завідуюча лабораторією професор Клімова Олена Михайлівна
Телефон лабораторії +380 (57) 349 41 15

Лабораторія оснащена обладнанням, яке дозволяє виконувати сучасні дослідження методами спектрофотометрії, турбідиметрії, імуноферментного аналізу, імунофлуоресцентного аналізу, темнопольної мікроскопії, фазово-контрастної мікроскопії, проточної цитометрії.

• Дослідження регуляторних білків у біологічних рідинах (визначення цитокінового та хемокінового профілю, нейропептидів), які забезпечують міжклітинні взаємодії імунокомпетентних клітин.

• Оцінка експресії різних клітинних рецепторів на імунних клітинах (СD-рецептори) методами імунофлуоресцентного аналізу та проточної цитометрії.

• Визначення гуморальних та клітинних факторів вродженого імунітету.

• Використання різних методів для визначення  кисень-залежного та кисень-незалежного фагоцитозу.

• Визначення показників адаптивного імунітету (функціональний стан Т- і В-лімфоцитів).

• Визначення спектру органоспецифічних, антинуклеарних (ANA) та антинейтрофільних (ANCA) антитіл.

• Вивчення поведінки клітин в культурі після різних впливів.

• Використання методів визначення цитотоксичності для визначення різних цитотоксичних фракцій DAMP за допомогою спектроскопії та мікроскопії за допомогою клітинної тест-системи Dunaliella viridis.

• Оцінка природи цитотоксичних факторів при різних хірургічних патологіях методом клиноподібної дегідратації сироватки крові.

За результатами багаторічних досліджень клінічних фенотипів міастенії було представлено доповідь: «Myasthenogenic markers in different types of self-tolerance loss in patients with myasthenia gravis» на міжнародній конференції «Disease Biomarkers and Precision Medicine», Х'юстон, США.

Результати роботи діагностичної лабораторії відображено у провідних вітчизняних та закордонних фахових виданнях.

   Кристалограми сироватки пацієнтів з тимус-залежною міастенією із високим ступенем цитотоксичності: загальний вигляд дегідратованої краплі; наявні специфічні структурні утворення – "бите скло" та дрібнопетлисті структури в крайовій зоні 

Наукові видання