Исследовательские подразделения ИИХР представлены тремя основными отделениями.

ОТДЕЛ КОМПЬЮТЕРНО-МЕДИЦИНСКОЙ ХИМИИ

Лаборатория компьютерного моделирования занимается компьютерным дизайном молекул, построением фармакофорных гипотез, исследованиями лиганд-рецепторного взаимодействия, а также использованием полученной информации для виртуального скрининга библиотек химических соединений с использованием методов трехмерного молекулярного моделирования. Лаборатория оснащена современными компьютерными системами, работающими на платформах Windows и Silicon Graphics.

Лаборатория методов анализа данных занимается разработкой и применением специальных методов анализа мультипараметрических данных (QSAR-моделирование, нейронно-сетевой анализ, снижение размерности многомерных пространств и пр.) с целью рационального отбора соединений и генерации новых химических структур на стадии планирования синтеза.

Лаборатория систем управления базами данных занимается разработкой и поддержкой специальных программных систем, предназначенных для хранения, обработки и управления структурными базами данных соединений, а также базы данных коллекции химических соединений (свыше 8 млн структур).

ОТДЕЛ ОРГАНИЧЕСКОГО СИНТЕЗА

Основные направления деятельности лабораторий органического синтеза включают:

Высокопроизводительный твердо- и жидкофазный синтез органических соединений;
Реакции под действием микроволнового излучения;
Металлоорганическая химия и химия гетероциклов;
Синтез, разделение и идентификация оптически активных соединений;
Разработка современных методик органического синтеза;
Разработка лабораторных регламентов на производство фармацевтических субстанций;
Пилотно-промышленный синтез реактивов, полупродуктов, фармацевтических субстанций;
Реакции под давлением, каталитическое гидрирование;
Препаративная флеш-хроматография

Лаборатории оснащены самым современным оборудованием, позволяющим проводить химические процессы практически любой сложности. В них присутствуют как простые и уже давно используемые учеными всего мира приборы и аппараты, так и сложнейшие современные автоматизированные системы, с помощью которых можно при минимальном участии человека проводить разнообразные процессы органического синтеза.

Микроволновые реакторы INITIATOR фирмы BIOTAGE, предназначены для автоматизации проведения химических превращений в интервале температур 40-250°С (2-5°С/сек) и давлении до 20 атм. Высокотехнологичные разработки, положенные в основу данного оборудования обеспечивают безопасное, воспроизводимое и масштабируемое осуществление многообразных превращений органических соединений как в гомогенных, так и гетерогенных условиях. Использование подобного оборудования для микроволнового синтеза, позволяет увеличивать скорость реакций в десятки-сотни раз, что многократно ускоряет научную работу по созданию новых химических соединений.

Градиентные флеш-хроматографические системы BIOTAGE, комплектующиеся коллекторами фракций и УФ-детекторами, автоматизируют и существенно облегчают процессы выделения и разделения биологически активных веществ, а также позволяют проводить пилотно-промышленные процессы очистки субстанций и химических соединений.

Высокоэффективные выпарные системы, разработанные фирмой GENEVAC специально для фармацевтических научно-исследовательских лабораторий, позволяют проводить одновременное удаление растворителей из более, чем 1000 микропробирок с абсолютно разными химическими веществами.

В отделе органического синтеза имеется подразделение лабораторного производства реактивов и полупродуктов, а также лаборатория для производства малых партий субстанций фармакопейной чистоты, построенные и оборудованные в соответствии с международными стандартами GMP.

Химические реакторы «СHEMGLASS», которыми оснащено данное подразделение, позволяют проводить пилотно-промышленные химические процессы с объемом реакционной массы более 30 литров, при температурах до 120 0С и давлении до 10 psi. В лабораториях отдела используются роторно-пленочные испарители максимальной загрузки 20 литров, а для разделения взвесей и суспензий применяются охлаждаемые центрифуги производительностью до 3кг с частотой вращения ротора до 10000 об/мин.

В отдельной лаборатории укомплектованной стальными реакторами фирмы PARR, возможно проводить процессы под давлением до 350 атм., температуре до 350 0С и объемом реакционной массы до двух литров. В основном, лаборатория используется для каталитического гидрирования водородом.

В лаборатории высокопроизводительного синтеза на твердой фазе для синтеза комбинаторных библиотек гетероциклических соединений используется технология, изначально применявшаяся для синтеза пептидов. Во многих случаях она позволяет повысить эффективность синтеза в десятки раз.

Наличие собственных патентованных разработок в области высокотехнологичного оборудования для комбинаторного синтеза – уникальный мультиреакторный синтезатор COMBISYN – позволяет проводить до 12 типовых органических реакций одновременно. Не имеющий аналогов в индустрии, COMBISYN защищен российским и международным патентами (WO 02/087740 A1 и патент РФ 2183135).

Лаборатория аналитических исследований занимается исследованиями структур и подтверждением качества синтезированных соединений.

Лаборатория располагает широким набором аналитических приборов и средств, обеспечивающих комплексный контроль качества исследуемых образцов соединений: шесть автоматизированных LCMS-систем, включающих: Analytical HPLC Shimadzu SCL10Avp, автосамплер Gilson 215, ELSD Sedex 75 и масс-спектрометр PE SCIEX API 150, которые обеспечивают проведение анализа многокомпонентных смесей органического происхождения с производительностью до 30000 анализов в месяц.

Лаборатория аналитических исследований имеет в распоряжении современные системы препаративной очистки органических соединений: PrepHPLC Shimadzu LC8A, Varian PrepStar 218 и Varian PrepStar SD-1. Данные технологические системы позволяют проводить выделение целевых компонентов из многокомпонентных смесей в количествах от 5 мг с чистотой более 98%.

Два современных ЯМР спектрометра BRUKER AVANCE DPX 300 и DPX 400 с программным обеспечением TOPSPIN позволяют в режиме экспресс анализа получить исчерпывающую информацию о химической структуре веществ, а также с достаточной точностью оценить их чистоту. Высокая производительность этих приборов позволяет анализировать более 1000 образцов в сутки.

ОТДЕЛ БИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Лаборатория высокопроизводительного скрининга занимается тестированием активности химических соединений на различных биологических мишенях (киназы, протеазы и другие типы ферментов, ионные каналы, мембранные рецепторы различных классов). Скрининг ведется как на клеточных моделях, так и на очищенных рекомбинантных белках, в зависимости от типа эссея.

Оборудование лаборатории: рабочие станции высокопроизводительного скрининга BIOMEK 2000, NX, FX с мультимодальными ридерами для 96/384-луночных плат, мультимодальные ридеры для 96/384/1536-луночных плат VICTOR2V, мультимодальные ридеры для 96/384-луночных плат SPECTRAMAX Plus, проточный цитометр в 96 /384-луночном формате, FLIPR 384 - позволяет тестировать до 10 тысяч соединений в день.

Лаборатория биоаналитики позволяет ответить на вопросы, что может происходить с тестируемым веществом в организме животного, как быстро и насколько хорошо оно всасывается и распределяется в органы, насколько стабильно и как долго может циркулировать в крови. Для решения этих задач в лаборатории проводятся исследования фармакокинетики соединений, их растворимости, проницаемости через клеточные мембраны, метаболизма. Основными объектами исследования являются органы и ткани животных, чаще всего плазма крови, а также мозг, цереброспинальная жидкость, печень.

Для определения тестируемых веществ лаборатория оснащена системами LC-MS/MS, состоящими из хроматографа AGILENT и масс-спектрометрического детектора APPLIED BIOSYSTEMS.

Кроме того, лаборатория оснащена биохимическим анализатором и гистологическим оборудованием, которые используется при исследовании токсичности веществ. С их помощью определяют основные биохимические показатели в крови, характеризующие состояние печени и почек, а также состояние органов и тканей.

Биоаналитическая лаборатория также выполняет большой набор тестов in vitro, необходимых в предклинической разработке лекарственных канидатов и позволяющих ответить на вопросы, относящиеся к их растворимости, стабильности, связыванию с белками плазмы, мембранной проницаемости, способности ингибировать метаболические ферменты печени, возможной мутагенности и т.п.

Лаборатория экспериментальной онкологии создана с целью реализации комплексной программы доклинических исследований физиологически активных соединений нового поколения. Основные усилия лаборатории сосредоточены на активной поддержке проектов по разработке оригинальных противоопухолевых препаратов, в настоящее время осуществляемых на базе ИИХР.

Одним из ключевых направлений деятельности лаборатории является конструирование экспериментальных онкологических моделей – ксенографтов, использующих привитые мышам опухоли человека.

Лаборатория оснащена современным, высокотехнологичным научным оборудованием, которое дает возможность с высокой точностью контролировать ключевые процессы роста и развития модельной опухоли, а также оценивать эффективность исследуемых соединений in vivo. Одним из основных приборов лаборатории является новейшая система визуализации результатов экспериментов KODAK 4000FX.

Лаборатория экспериментальной фармакологии занимается выявлением действия на ЦНС и оценкой безопасности потенциальных лекарственных соединений в экспериментах на животных. В лаборатории также производится подготовка и отбор проб тканей животных для фармакокинетических и биохимических исследований, которые выполняются другими лабораториями отдела. Кроме того, лаборатория занимается постановкой новых моделей и проведением экспериментов на животных в дополнительных терапевтических областях, например, воспаление, гипертензия и другие.

Выявление действия потенциальных лекарственных соединений на ЦНС в экспериментах на животных проводится по следующим направлениям:

Оценка транквилизирующего (анксиолитического) действия;
Оценка антидепрессивного действия;
Оценка ноотропного действия;
Оценка антипсихотического действия;
Оценка анорексигенного действия;
Поиск средств лечения зависимости от алкоголя и других психоактивных веществ;
Поиск средств лечения нейродегенеративных и неврологических заболеваний (болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, синдром гиперактивности с нарушением внимания).

При оценке безопасности потенциальных лекарственных соединений используются следующие тесты и критерии:

Оценка острой токсичности (ЛД50);
Оценка подострой токсичности (максимально переносимой дозы и 2-х недельной токсичности);
Оценка хронической токсичности (1-месячная и 6-месячная токсичность);
Оценка аддиктивного потенциала.

Лаборатория располагает набором современного оборудования, необходимого для выполнения исследований в указанных направлениях.

Лаборатория экспериментальных животных предоставляет животных для проведения биологических экспериментов. В распоряжении лаборатории имеется виварий, спроектированный в соответствии с требованиями AAALAC и GLP общей площадью 87 м², который предназначен для содержания мелких грызунов (лабораторные мыши, крысы, морские свинки, хомяки). Сотрудники лаборатории контактируют с питомниками – поставщиками лабораторных животных, контролируют содержание и состояние здоровья животных до, во время и после эксперимента. Современные условия содержания позволяют использовать стандартные биологические модели, принятые во всем мире.