Научная тема: «МОЛЕКУЛЯРНАЯ ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ЖИВЫХ СИСТЕМАХ ПРИ ПОМОЩИ БИОСОВМЕСТИМЫХ ЗОНДОВ: НОВЫЕ ПОДХОДЫ»
Специальность: 03.00.02
Год: 2009
Отрасль науки: Биологические науки
Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:

1.      Разработанный макромолекулярный носитель (PGC) является нанобиотехнологической системой, предназначенной для синтеза зондов-носителей диагностических меток, используемых для проведения исследований в живых системах с применением МРТ, радиоизотопных и флуоресцентных методов.

2.      Связывание парамагнитных катионов PGC приводит к 2-3 кратному увеличению молярной спин-спиновой и спин-решеточной релаксации. Визуализация и биораспределение парамагнитного зонда на основе PGC в кровотоке нормальных животных свидетельствует о длительном времени полужизни при отсутствии детектируемой токсичности и иммунногенности.

3.      PGC применим для визуализации и слежения за изменениями перфузируемого объема крови, отражающими особенности кровоснабжения раковой опухоли и ответ на антиангиогенную терапию.

4.      Ковалентное связывание карбоцианиновых красителей с PGC приводит к самотушению флуоресценции, позволяя разрабатывать зонды для визуализации источников протеолитической активности в раковых опухолях с применением флуоресцентной визуализации в интактных животных в ближне-инфракрасном диапазоне длин волн.

5.      Низкомолекулярные конъюгаты парамагнитных хелатов и  соединений, содержащих монофенольные  или триптаминовые остатки, являются эффективными субстратами-восстановителями пероксидаз, катализирующих образование продуктов с высокой релаксивностью парамагнитного Gd(III). Визуализация рецепторов на поверхности клеток может быть достигнута с применением МРТ, пероксидазной амплификации и  парамагнитных зондов пероксидазной активности.

6.      Зонды пероксидазной активности позволяют производить визуализацию локальных очагов тканевой миелопероксидазы в модельных системах. Визуализация миелопероксидазной активности при помощи разработанных зондов позволяет определять наличие нестабильности в атероме и аневризме сосудистой стенки.

Список опубликованных работ
Статьи в научных журналах:

1.Bogdanov A.A. Jr., Weissleder R., Frank H., Bogdanova A.V., Nossiff N., Schaffer B., Tsai E., Papisov M., Brady T.J. (1993) A new macromolecule as a contrast agent for MR angiography: preparation, properties and animal studies. Radiology. v. 187, pp. 701-706.

2.Frank H., Weissleder R., Bogdanov A.Jr., Brady T.J. (1994) Detection of pulmonary emboli by using MR angiography with MPEG-PL-GdDTPA: an experimental study in rabbits. Amer J Roentgenol. v. 162, pp. 1041-1046.

3.Bogdanov A.A., Jr., Callahan R.J., Wilkinson R.A., Martin C., Cameron J.A., Fishman A.J., Brady T.J., Weissleder R. (1994) A synthetic copolymer kit for radionuclide blood pool imaging. J.Nucl. Med. V. 35, pp. 1880-1886.

4.Gupta H., Weissleder R., Bogdanov A.A. Jr., Brady T.J. (1995) Detection of experimental hemorrhage by contrast enhanced MRI and comparison with scintigraphy. Radiology, v. 196, pp. 239-244.

5.Gupta H., Wilkinson R.A., Bogdanov A.A. Jr, Callahan R.J., Weissleder R. (1995) Inflammation imaging: use of a long circulating graft copolymer (MPEG-PL-DTPA) Radiology v. 197, pp. 665-669.

6.Bogdanov A.A. Jr., Martin C., Bogdanova A.V., Brady T.J., Weissleder R. (1996) An adduct of cis-diamminodichlorplatinum(II) and poly(ethylene glycol)-poly(l-lysine)-succinate: synthesis and cytotoxic properties. Bioconjugate Chem. v. 7, pp. 144-149.

7.Donahue K.M., Weisskoff R.M., Chesler D.A., Kwong K.K., Bogdanov A.A. Jr., Mandeville J.B., Rosen B.R. (1996) Improving MR quantification of regional blood volume with intravascular T1 contrast agents: accuracy, precision, and water exchange. Magn Reson Med. v. 36, pp. 858-867.

8.Bogdanov A. Jr., Wright S.C., Marecos E.M., Bogdanova A., Martin C., Petherick P., Weissleder R. (1997) A long-circulating co-polymer in “passive targeting” to solid tumors. J.Drug Targeting, v. 4, pp. 321-330.

9.Marecos E., Wiessleder R., and Bogdanov A. Jr. (1998) Antibody-mediated versus nontargeted delivery in a human lung carcinoma model. Bioconj. Chem. v. 9, pp. 184-191.

10.Callahan R.J., Bogdanov A. Jr., Fischman A.J., Brady T.J., Weissleder R. (1998) Preclinical evaluation and phase I clinical trial of a 99mTc-labeled synthetic polymer used in blood pool imaging. Amer. J. Roentgenol, v. 171, pp. 137-144.

11. Weissleder R., Cheng H.C., Marecos E., Kwong K., Bogdanov A. Jr. Non-invasive in vivo mapping of tumour vascular and interstitial volume fractions. (1998) Eur. J. Cancer, v.34, pp. 1448-1454.

12. Zaharchuk G., Bogdanov A. Jr., Marota J. J. A., Shimizu-Sasamata M., Weisskoff R.M., Kwong K.K., Jenkins B.G., Weissleder R., Rosen B.R. (1998) Continous assesment of perfusion by tagging including volume and water extraction (CAPTIVE): A steady-state contrast agent technique for measuring blood flow, relative blood volume fraction, and the water extraction fraction. Magn. Res. Med. v. 40, pp. 666-678.

13. Weissleder R., Mahmood U., Tung C., Bogdanov A. Jr. (1999) In vivo imaging of tumors with protease-activated near infrared fluorescent probes. Nature Biotechnology, v. 17, pp. 375-378.

14. Bogdanov A. Jr., Marecos E., Cheng H.-C., Chandrasekaran L., Krutzsch H.C., Roberts D.D., and Weissleder R. (1999) Treatment of experimental brain tumors with thrombospondin-1 derived peptides: an in vivo imaging study. Neoplasia, v. 1, pp. 438-445.

15. Zaharchuk G. , Mandeville J.B., Bogdanov A.Jr., Weissleder R., Rosen B.R., Marota J.J., Iadecola C., Kim S.G. (1999) Cerebrovascular dynamics of autoregulation and hypoperfusion. An MRI study of CBF and changes in total and microvascular cerebral blood volume during hemorrhagic hypotension. Stroke, v. 30, pp. 2197-2204.

16. Mahmood U., Tung C.-H., Bogdanov A.Jr., Weissleder R. (1999) Near-infrared optical imaging of protease activity for tumor detection. Radiology, v. 213, pp. 866-870.

17.Lewin M., Bredow S., Sergeyev N., Marecos E., Bogdanov A. Jr., Weissleder R. (1999) In vivo assessment of vascular endothelial growth factor-induced angiogenesis. Int J Cancer, v. 83, pp. 798-802.

18.Bogdanov A.Jr, Matuszewski L., Bremer C., Petrovsky A., Weissleder R. (2002) Oligomerization of paramagnetic substrates results in signal amplification and can be used for MR imaging of molecular targets. Mol Imaging, v. 1, pp. 16-23.

19.Bogdanov A.Jr., Lin C.P., Matuszewski L., Simonova M., Weissleder R. (2002) Cellular activation of self-quenched fluorescent reporter probe in tumor microenvironment. Neoplasia, v. 4, pp. 3 228-236.

20.Bremer C., Tung C.H., Bogdanov A. Jr., Moore A., Weissleder R. (2002) Imaging of differential protease expression in breast cancers for detection of aggressive tumor phenotypes. Radiology, v. 222, pp. 814-818.

21.Kang H.W., Weissleder R., Bogdanov A. Jr. (2002) Targeting of MPEG-protected polyamino acid carrier to human E-selectin in vitro. Amino Acids, v. 23, pp. 301-308.

22.Kim Y.R., Savellano M.D., Weissleder R., Bogdanov A. Jr. (2002) Steady-state and dynamic contrast MR imaging of human prostate cancer xenograft tumors: a comparative study. Techn Cancer Res Treat., v. 1, pp. 1-7.

23.Bremer C., Mustafa M., Bogdanov A. Jr., Ntziachristos V., Petrovsky A., Weissleder R. (2003) Steady-state blood volume measurements in experimental tumors with different angiogenic burdens- a study in mice. Radiology, v. 226, pp. 214-220.

24.Kim Y.R., Savellano M.D., Savellano D., Weissleder R., Bogdanov A.Jr. (2004) Measurement of tumor interstitial volume fraction: method and implication for drug delivery. Magn. Reson.Med. v. 52, pp. 485-494.

25.Metelev V., Weissleder R., Bogdanov A. Jr. (2004) Synthesis and properties of fluorescent NF-kB recognizing hairpin oligodeoxynucleotide decoys. Bioconj Chem., v. 15, pp. 1481-1487.

26.Chen J.W., Pham W., Weissleder R., Bogdanov A.Jr. (2004) Human myeloperoxidase: a potential target for molecular MR imaging in atherosclerosis. Magn Reson Med., v. 52, v. 1021-1028.

27.Querol M., Chen J.W., Weissleder R., Bogdanov A. Jr. (2005) DTPA-bis-amide based MR sensor agents for peroxidase imaging. Org Lett, 17, pp. 1719-1722.

28.Reichardt W., Hu-Lowe D., Torres D., Weissleder R., Bogdanov A. Jr. (2005) Imaging of VEGF receptor kinase inhibitor – induced anti-angiogenic effects in drug-resistant human adenocarcinoma model. Neoplasia, v. 7, pp. 847-853.

29.Kim Y.R., Petrovsky A., Reichardt W., Hu-Lowe D., Kang H.W., Torres D., Weissleder R., Bogdanov A.Jr. (2005) Detection of early anti-angiogenic effects: in vivo changes of tumor blood volume in response to the experimental VEGF-receptor tyrosine kinase inhibitor. Cancer Res. v. 65, pp. 9223-9260.

30.Querol M., Chen J.W., Weissleder R., Bogdanov A. Jr. (2005) Myeloperoxidase activity imaging using 67-Ga labeled substrate. Molecular Imaging Biol., v. 7, pp. 403-410.

31.Querol M., Chen J.W., Bogdanov A. Jr. (2006) A paramagnetic contrast agent with myeloperoxidase-sensing properties. Org Biomol Chem, v. 4, pp. 1887-1895.

32.Chen J.W., Querol M., Bogdanov A. Jr., Weissleder R. (2006) Imaging myeloperoxidase in mice using novel amplifiable paramagnetic substrates. Radiology, v. 240, pp. 473-481.

33.Runnels J.M., Zamitri P., Spencer J.A., Veilleux I., Wei X., Bogdanov A., Lin C.P. (2006) Imaging molecular expression on vascular endothelial cells by in vivo immunofluorescence microscopy. Mol Imaging, v. 5, pp. 31-40.

34.Bogdanov A.A., Jr., Lin C.P., Kang H.W. (2007) Optical Imaging of the Adoptive Transfer of Human Endothelial Cells in Mice Using Anti-Human CD31 Monoclonal Antibody. Pharm Res, v. 24, pp. 1186-1192.

35.Laguillier C., Hbibi A.T., Baran-Marszak F., Metelev V., Cao A., Cymbalista F., Bogdanov A. Jr., Fagard R. (2007) Cell death in NF-kappaB-dependent tumour cell lines as a result of NF-kappaB trapping by linker-modified hairpin decoy oligonucleotide. FEBS Lett., v. 581, pp. 1143-50.

36.Bogdanov A. Jr., Kang H.W., Querol M., Pretorius P.H., Yudina A. (2007) Synthesis and testing of a binary catalytic system for imaging of signal amplification in vivo. Bioconjug Chem, v. 18, pp. 1123-1130.

37.Querol M., Bennett D.G., Sotak C., Kang H.W., Bogdanov A. Jr. (2007) A paramagnetic contrast agent for detecting tyrosinase activity. ChemBioChem., v. 8, pp. 1637-1641.

38.Medarova Z., Castillo G., Dai G., Bolotin E., Bogdanov A., Moore A. (2007) Non-invasive Magnetic Resonance Imaging of Microvascular Changes in Type 1 Diabetes. Diabetes, v. 56, pp. 2677-2682.

39.Богданов А.А. мл., Куерол М., Чен Д. (2007) Визуализация ферментативной активности в живых системх при помощи активируемых ЯМР контрастных агентов. Биофизика, т. 52, с. 389-400.

40.Tabatadze D., Zamecnik P., Yanachkov I., Wright G., Pierson K., Zhang S., Bogdanov A.Jr., Metelev V. (2008) A novel thymidine phosphoramidite synthon for incorporation of internucleoside phosphate linkers during automated oligodeoxynucleotide synthesis. NN&NA, v. 27, pp. 157–172.

41.Zhang S., Metelev V., Tabatadze D., Zamecnik P., Bogdanov A.A..Jr. (2008) Fluorescence resonance energy transfer in near-infrared fluorescent oligonucleotide probes for detecting protein-DNA interactions. Proc Natl Acad Sci USA, v. 105, pp. 4156-61.

42.Zhang S., Metelev V., Tabatadze D., Zamecnik P., Bogdanov A. Jr. (2008) Near-infrared fluorescent oligodeoxyribonucleotide reporters for sensing NF-kappaB DNA interactions in vitro. Oligonucleotides, v. 18, pp. 235-43.

43. Kim Y.R., Tejima E., Huang S., Atochin D.N., Dai G., Lo E.H., Huang P.L., Bogdanov A. Jr., Rosen B.R. (2008) In vivo quantification of transvascular water exchange during the acute phase of permanent stroke. Magn Reson Med., v. 60, pp. 813-821.

44.Deleo M., Gounis M., Hong B., Wakhloo A., Bogdanov A. Jr. (2009) In vivo мolecular еnzyme-сpecific MR imaging of аctive inflammation in a pilot аnimal мodel of carotid аrtery аneurysm. Radiology, в печати.

Главы и монографии:

1. Bogdanov A.A., Jr., Weissleder R., Brady T.J. Protected angiopolymers and their use in blood pool imaging. In: Torchilin VP, ed. Handbook of Targeted Delivery of Imaging Agents. CRC Press, Boca Raton FL, 1995, pp. 502-522.

2.Bogdanov A. Jr., Petrovsky A., Schellenberger E., Simonova M., Pham W., Josephson L., Weissleder R MRI contrast agents of the future. In: MRI: From current knowledge to new horizons. J. Debatin, H.Hricak, H.P.Niendorf, eds. Experta Medica Int. Amsterdam, 2003, pp. 227-234.

3.Bogdanov A.A. Jr., Chen J.W., Kang H.W., and Weissleder R. Magnetic resonance signal amplification probes. In: Ernst Schering Research Foundation Workshop 49: Molecular Imaging, Bogdanov A.A. Jr., Licha K., Eds., Springer-Verlag GmbH, Heidelberg, 2005 pp. 147-157.

4.Bogdanov A.A. Jr. “Molecular probes, delivery”: in Encyclopedic Reference of Imaging, Baert, A.L., Editor, 2008 Springer-Verlag, Heidelberg, p. 1966.

5.Querol M., Bogdanov A.A. Jr. Environment-sensitive and enzyme-sensitive MR contrast agents. In: “Handbook of Experimental Pharmacology. Molecular Imaging II”W. Semmler and M. Schwaiger, eds. Springer-Verlag, Heidelberg, 2008, pp. 37-56.

6.Bogdanov A.A. Jr. Optical Imaging Probes. In: “Molecular Imaging in Oncology” M.G.Pomper and J.G.Gelovani, Eds. Informa Healthcare, NY,London, 2008, pp. 245-260.

7.Юдина А.Ю., Богданов А.А. мл., Пирогов Ю.А. Магнитно-резонансная томография в изучении ангиогенеза и его молекулярных маркеров. Под ред. Ю.А. Пирогова. Изд. Физического факультета МГУ, Москва, 2008, 143 стр.

Патенты:

1. Bogdanov A.A. Jr., Brady T.J. Medical Compositions. US Patent 5,593,658.

2.Bogdanov A.A. Jr., Weissleder R., Brady T.J., Callahan R. Blood pool imaging composition and method of its use. US Patent 5,605,672.

3.Bogdanov A.A. Jr., Weissleder R., Brady T.J. Graft copolymer adducts of platinum(II) compounds. US Patent 5,871,710.

4.Bogdanov A.А. Jr., Tung C.-H., Weissleder R. Noninvasive imaging of nucleic acid vectors. US Patent 6,284,220.

5.Weissleder R., Tung C.-H., Mahmood U., Josephson L., Bogdanov A.A. Jr., Intramolecularly-quenched near infrared fluorescent probes. US Patent 6,083,486.

6.Bogdanov A.А. Jr., Weissleder R. Imaging of enzymatic activity. US Patent 6,737,247.

7.Weissleder R., Tung C.-H., Mahmood U., Josephson L., Bogdanov A.A. Jr., Intramolecularly-quenched near infrared fluorescent probes. US Patent 6,592,847.