Дисертації (ПБТБ)
Постійне посилання зібрання
У зібранні розміщено дисертації, які захищені працівниками кафедри.
Переглянути
Перегляд Дисертації (ПБТБ) за Назва
Зараз показуємо 1 - 8 з 8
Результатів на сторінці
Налаштування сортування
Документ Відкритий доступ Resistance factors of bacterial nosocomial infections causative agents as background for the modern antimicrobials development(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2023) Wu Lin; Todosiichuk, Tetіana SerhiyivnaWu Lin. Resistance factors of bacterial nosocomial infections causative agents as background for the modern antimicrobials development – qualification scientific work on manuscript rights. Thesis for the degree of Doctor of Philosophy in specialty 091 – Biology. National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute", Kyiv, 2023. The relevance of the research. The era of antibiotics, which began with the discovery of penicillin in the ХХ century, may soon end and humanity will face a challenge to overcome which will have to find new solutions. This challenge is now the "era of antibiotic resistance", caused not only by evolutionary mechanisms of protection of pathogens, but also by many factors of human activity. Particular importance are methods of combating infectious agents when they are in treatment centers and a large number of people can both become infected and be a source of their spread. Such infections are nosocomial (hospital-acquired infection) and are defined by World Organization of Health (WHO) as infections that can infect the patient during treatment in hospital or other health care facilities. The sources of infection in hospitals are not only other patients and staff, but also surfaces, instruments, medical manipulations and operations, which is cause to problems in ensuring proper conditions. However, one of the important factors in the treatment of nosocomial infections is their resistance to many antibiotics used in hospitals at the same time, and as a result “superbug” arise, for which there is no effective counteraction. WHO defines a list of such relevant "superbugs", and almost half of them are included in the already established acronym ESCAPE – Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa and Enterobacter spp. It was found that the natural and induced variability of microorganisms that cause inflammatory processes can lead to increased resistance to the action of previously effective antiseptics due to the acquisition of resistance. In addition, the selection of resistant forms of microbial pathogens, can cause low efficiency of therapy, severe disease, long-term treatment or, in some cases, the inability to overcome the infection at all. The mentioned and many other sources, citing WHO and the Center for Disease Control (CDC, USA), state that the need to develop effective antimicrobials against these and other nosocomial infections is a "need of the hour". Obviously, the solution of the problem of overcoming nosocomial infections has many dimensions, including organizational, educational, medical and so on. But these long-term strategies do not remove the urgent task of finding effective antimicrobials or new combinations to treat these severe, often combined infections, right today. This work currently involves a large number of scientists and practitioners, with different approaches to the solvation of the problem. One of the most effective method is undoubtedly the identification of the most vulnerable sites of infectious agents and their application as targets for new drugs. Such vulnerable points of microbial pathogens mainly determine their resistance and pathogenicity, and therefore these factors should be considered more closely to find the target. Therefore, the systematization of scientific data and results in this regard, the analysis and evaluation of the main factors of pathogenicity and resistance of nosocomial and other infections are relevant to determine modern approaches to the development of the latest antimicrobial agents. The goal of the work was to justify systemic approaches to the development of modern antimicrobials based on the analysis of resistance factors of bacterial pathogens of nosocomial infections. To achieve the goal, it was necessary to solve the following problems: - on the basis of theoretical analysis and research, determine the factors and mechanisms of resistance of microbial pathogens, which can be chosen as targets for the action of antiseptics; - to establish the molecular-genetic characteristics of individual representatives of bacterial pathogens that can be used to counter their distribution and to select strategies for antimicrobial therapy; - to propose a method of screening antimicrobial substances for selected pathogenesis targets of pathogenic bacteria, which can be applied in research practice; - to show the prospects of creating effective antiseptics based on microbial products - antibiotics and enzymes of the streptomycete Streptomyces albus; - to develop recommendations for the implementation of methods of monitoring the resistance of nosocomial infections and the principles of modern antimicrobials development. Scientific novelty of the obtained results. The following scientific results were obtained for the first time in the dissertation: - on the basis of genome sequencing and gene annotation of the strain Bacteroides thetaiotaomicron DSMZ 2079 isolated from the patient's blood, the presence of a one- and two-component system for recognizing environmental signals and responding to them was shown, the presence of four homologs of the selftransmitted conjugative transposon CTnDOT, which provides the extension of resistance to tetracycline and erythromycin. The rpoB and tuf genes (in the JHR92_RS03155 and JHR92_RS03195 loci, respectively), which determine the strain's resistance to antibiotics, were identified; - based on the results of the analysis of the 16S rRNA sequences of the isolated clinical strain Pseudomonas oryzihabitans JN 873340 and its comparison with 29 other strains of the species from GenBank, a phylogenetic tree was built and the possibility of identifying their geographical origin by two hypervariable regions V4 and V5 was shown; - the minimum inhibitory concentrations of the new streptofungin antibiotic against C. albicans ATCC 10231 (10 μg/ml), B. subtilis ATCC 6633 (200 μg/ml) and P. aeruginosa ATCC 9027 (500 μg/ml) were established, as well as the absence of toxicity in a wide range of concentrations (from 2.5 to 500 μg/ml), which determines its potential as an active pharmaceutical ingredient; Practical significance of the obtained results. The practical significance of the dissertation consists in solving the scientific and practical problem of developing antimicrobial agents that do not cause the resistance development of microbial pathogens. The developed method for screening inhibitors of sortase A, which is distinguished by the use of cheaper substrates and, accordingly, the possibility of wide application, has been implemented in the practice of the Environmental Comprehensive laboratory of the School of Tropical Medicine of Hainan Medical University, China. (Act of implementation dated September 4, 2023). Developed "Recommendations for the implementation of methods of resistance control of nosocomial infections and principles of development of modern antimicrobial drugs", approved (08.25.23) at the Shupyk National Healthcare University of Ukraine, for use in practice. Proposed as a result of the dissertation research the principles and approaches for the creation of preparations based on biologically active substances with different mechanisms of action were used in the production program of LLC "PHARMA INTERNATIONAL GROUP 2" (Kyiv) in the development of functional cosmetics (Instructions for use dated 20.07.2023 r.). The results of the work were implemented in the teaching of the courses "General microbiology and virology" and "Fundamentals of pharmaceutical production" for students of the specialty 162 "Biotechnology and bioengineering" at the department of industrial biotechnology and biopharmacy of KPI named after Igor Sikorskyi (Act of implementation dated 20.09.2023), as well as for students of the specialty "Tropical medicine" within the framework of lectures and laboratory (practical) classes in the disciplines "Medical immunology", "Pathobiology", "Medical microbiology", "Environmental microbiology ", "Hygienic microbiology", "Environment and health" at Hainan Medical University (China) (Act of implementation dated 01.09.2023). The main provisions of the work are presented in 10 scientific papers: 4 scientific articles included in the Scopus scientometric database, including 2 of them in publications assigned to the 2nd quartile (Q2) in accordance with the SCImago Journal and Country Rank classification (equal to two publications that are counted in accordance with the first paragraph of paragraph 11 of the Resolution of the Cabinet of Ministers of Ukraine dated March 6, 2019 No. 167); 4 articles in specialized foreign periodicals; 2 abstracts at all-Ukrainian and international conferences.Документ Відкритий доступ Біотехнологічний алгоритм скринінгу речовин з активністю проти коронавірусів(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2026) Сметюх, Михайло Петрович; Соловйов, Сергій ОлександровичСметюх М.П. Біотехнологічний алгоритм скринінгу речовин з активністю проти коронавірусів. - Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії з галузі знань 16 Хімічна та біоінженерія за спеціальністю 162 Біотехнології та біоінженерія. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, 2026. Робота присвячена розробці біотехнологічного алгоритму до швидкого виявлення та обґрунтованого відбору перспективних протикоронавірусних сполук в умовах постійної еволюції SARS-CoV-2. Актуальність дослідження зумовлена появою нових варіантів вірусу з підвищеною трансмісивністю та здатністю частково уникати імунної відповіді, а також ризиком розвитку резистентності до наявних препаратів. Крім того, перевірка великої кількості кандидатів на доклінічному етапі потребує значних ресурсів і часу. У зв’язку з цим у роботі запропоновано інтегрований алгоритм скринінгу, який поєднує in silico-аналіз, оцінку ADME-показників, експериментальні in vitro дослідження цитотоксичності й противірусної активності з використанням клітинних технологій. Такий підхід дозволяє системно відбирати найбільш перспективні сполуки та раціонально спрямовувати ресурси на їх подальшу доклінічну розробку. Запропонований алгоритм передбачає поетапну інтеграцію результатів комп’ютерного моделювання, фармакокінетичного прогнозування та експериментальних біологічних досліджень, що забезпечує підвищення обґрунтованості відбору кандидатних молекул. Реалізація такого підходу дозволяє зменшити кількість сполук, що потребують подальшого експериментального тестування, та оптимізувати процес пошуку нових противірусних агентів. Отримані результати формують методичну основу для більш ефективного проведення доклінічних досліджень та переходу до клінічних досліджень потенційних протикоронавірусних препаратів. Метою роботи є розробка біотехнологічного алгоритму скринінгу речовин з активністю проти коронавірусів. Результатом роботи є розроблений, теоретично обґрунтований та експериментально апробований біотехнологічний алгоритм скринінгу сполук із потенційною активністю проти коронавірусів. Створено та апробовано безпечну біотехнологічну систему для оцінки противірусної дії, проведено молекулярне моделювання кандидатів із визначенням їх афінності до ключових вірусних мішеней і прогнозуванням ADME-профілю, виконано in vitro дослідження цитотоксичності та противірусної активності, а також визначено індекси селективності досліджуваних речовин. На основі отриманих даних сформовано підхід до пріоритизації кандидатів і розроблено біотехнологічний алгоритм скринінгу потенційних протикорона вірусних засобів. Вперше розроблено та науково обґрунтовано інтегрований поетапний біотехнологічний алгоритм відбору сполук з потенційною активністю проти коронавірусів, який поєднує результати молекулярного докінгу, оцінку ADMEпоказників, експериментальні дослідження цитотоксичності та противірусної активності in vitro, а також елементи математичного моделювання клінічної ефективності в єдину систему прийняття рішень. Запропонований алгоритм забезпечує раннє відсіювання малоперспективних кандидатів та оптимізацію переходу до наступних етапів доклінічної розробки. Удосконалено підхід до пріоритизації досліджуваних сполук шляхом впровадження комплексної критерійної оцінки, що інтегрує показники афінності зв’язування з вірусними мішенями, цитотоксичності, противірусної активності. Такий підхід підвищує обґрунтованість відбору порівняно з аналізом окремих параметрів і зменшує ймовірність помилкової інтерпретації результатів. Отримано експериментальне підтвердження узгодженості між результатами моделювання in silico та показниками противірусної активності in vitro, що свідчить про практичну придатність запропонованої стратегії для прискореного скринінгу сполук і можливість її адаптації до нових варіантів коронавірусів та змін молекулярних мішеней. Практичне значення роботи полягає у розробці та впровадженні біотехнологічного алгоритму скринінгу й обґрунтованої пріоритизації потенційних противірусних сполук на доклінічному етапі досліджень. Запропонований підхід поєднує in silico аналіз, визначення цитотоксичності та противірусної активності, а також систему прийняття рішень щодо доцільності їх подальшої доклінічної розробки. Його застосування дозволяє зменшити кількість додаткових експериментів, підвищити селективність відбору сполук, оптимізувати використання лабораторних і фінансових ресурсів та адаптувати процедуру скринінгу до нових вірусних варіантів і молекулярних мішеней. Результати роботи впроваджено (додаток 1): 1. У медичну практику впроваджено підходи до математичного моделювання зниження інфекційного титру вірусу, прогнозування змін якості життя пацієнтів та моделювання динаміки зникнення клінічних симптомів — у Державній установі «Національний науковий центр фтизіатрії, пульмонології та алергології імені Ф. Г. Яновського НАМН України». 2. У лабораторну практику впроваджено створену біотехнологічну систему «клітина–вірус–сполука» та підходи до адаптації вірусу до умов культивування — у ДУ «Київський обласний центр контролю та профілактики хвороб МОЗ України». 3. У навчальний процес впроваджено матеріали та методичні підходи, розроблені в межах дисертаційного дослідження, — у Національному університеті охорони здоров’я України імені П. Л. Шупика МОЗ України. 4. У науково діяльність впроваджено біотехнологічний алгоритм скринінгу потенційних противірусних засобів — у ТОВ «БІОПРО СТЕМ ТЕХНОЛОДЖІ». У першому розділі розглянуто біологічні особливості коронавірусів, їх еволюцію та роль у виникненні епідемічних і пандемічних спалахів. Проаналізовано молекулярні механізми реплікації вірусу та визначено ключові вірусні мішені, що можуть використовуватися для розробки противірусних препаратів, зокрема головну протеазу. Також узагальнено сучасні підходи до пошуку та скринінгу сполук із противірусною активністю. У другому розділі наведено характеристику матеріалів та методів, використаних у дослідженні. Описано підходи до проведення in silico-аналізу, експериментальних досліджень у клітинних культурах, а також методи визначення цитотоксичності та противірусної активності досліджуваних сполук. Третій розділ присвячено створенню безпечної біотехнологічної системи для дослідження потенційних протикоронавірусних сполук. Проведено біоінформаційне обґрунтування вибору модельного коронавірусу та доведено структурну подібність його основної протеази до ферментів патогенних коронавірусів людини. Описано процес адаптації вірусу до стабільного культивування у клітинних системах. У четвертому розділі наведено результати експериментального дослідження амінокарбонових сполук. Проведено оцінку їх цитотоксичності та противірусної активності у клітинних системах, а також досліджено взаємодію сполук із вірусними білковими мішенями методами молекулярного докінгу. За сукупністю отриманих показників визначено найбільш перспективні кандидати для подальшого вивчення. У п’ятому розділі експериментальні результати інтегровано в модель клінічної ефективності із застосуванням математичного моделювання. На основі отриманих даних оцінено можливий вплив досліджуваних сполук на динаміку вірусного навантаження та швидкість елімінації вірусу з організму людини. Також змодельовано потенційні зміни клінічного перебігу інфекції та якості життя пацієнтів. У шостому розділі розроблено алгоритм прийняття рішень для відбору перспективних кандидатів на подальші доклінічні дослідження. Алгоритм поєднує результати експериментальних досліджень, експертні оцінки та методи машинного навчання для об’єктивного зіставлення переваг і ризиків досліджуваних сполук. Запропонований підхід дозволяє системно визначати найбільш перспективні сполуки для подальшої розробки противірусних препаратів. Усі основні результати, представлені в дисертаційній роботі, отримані здобувачем особисто. Автором самостійно проведено аналіз наукових джерел, сформульовано мету та завдання дослідження, сплановано експериментальну частину роботи та розроблено алгоритм скринінгу. Здобувачем виконано in silico аналіз, організовано та проведено експериментальні дослідження, здійснено обробку, інтерпретацію й узагальнення отриманих результатів.Документ Відкритий доступ Біотехнологічні аспекти вирощування короткоротаційних плантацій Populus та Salix в Україні(2019) Худолєєва, Лідія Вікторівна; Дуган, Олексій Мартем’яновичДокумент Відкритий доступ Біотехнологія препаратів рекомбінантного інтерлейкіну-7 людини та їх стандартизація(2018) Луценко, Тетяна Миколаївна; Галкін, Олександр ЮрійовичДокумент Відкритий доступ Біотехнологія субстанції рекомбінантного інтерлейкіну-7 людини(2020) Мотроненко, Валентина Василівна; Галкін, Олександр Юрійович; Ружинська, Людмила ІванівнаДокумент Відкритий доступ Поліваріантна біотехнологія препаратів-антисептиків на основі мікробних бактеріолізинів(2016) Тодосійчук, Тетяна Сергіївна; промислової біотехнології; біотехнології і біотехніки; Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут"Документ Відкритий доступ Розробка технології виробництва рибофлавіну і ефірної олії, що продукуються Eremothecium ashbyi Guill.(2018) Поліщук, Валентина Юріївна; Дуган, Олексій Мартем’яновичДокумент Відкритий доступ Технологічні аспекти біофортифікації м'якої пшениці геном Gpc-B1 від Triticum turgidum ssp. dicoccoides(2018) Похилько, Світлана Юріївна; Моргун, Богдан Володимирович