Семячкина-Глушковская Оксана

Семячкина-Глушковская Оксана Валерьевна является российским лидером по изучению лимфатической системы мозга, заместитель директора по коммерциализации научных разработок научного медицинского центра СГУ, заведующая кафедрой физиологии и животных биологического факультета СГУ. 

Молодой научный коллектив под руководством Семячкиной-Глушковской О.В. является первым, кто заложил начало исследований функций лимфатической системы мозга в России. В пионерских работах ее молодого коллектива было показано, что церебральная лимфатика является "туннелем" выведения токсинов (бета-амилоида, продуктов крови) и ненужных молекул, попадающих в его ткани через открытый гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) (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 (2019); Oxana Semyachkina-Glushkovskaya, Vladimir Chehonin, Ekaterina Borisova, Ivan Fedosov, Anton Namykin, ArkadyAbdurashitov, Alexander Shirokov, Boris Khlebtsov, Yelena Lyubun, Nikita Navolokin,Mariya Ulanova, Natalia Shushunova, Alexander Khorovodov, Ilana Agranovich,Anastasia Bodrova, Madina Sagatova, Ali Esmat Shareef, Elena Saranceva, Tatyana Iskra, MariyaDvoryatkina, Ekaterina Zhinchenko, Olga Sindeeva, Valery Tuchin, and Jurgen Kurths. Photodynamic opening of the blood-brain barrier and pathways of brain clearing pathways/ J Biophotonics. 2018 11(8):e201700287. doi: 10.1002/jbio.201700287; Semyachkina-Glushkovskaya O., Abdurashitov A., Dubrovsky A., Bragin D., Bragina O., Shushunova N., Maslyakova G., Navolokin N., Bucharskaya A., Tuchin V., Kurths J. Application of optical coherent tomography for in vivo monitoring of the meningeal lymphatic vessels during opening of blood-brain barrier: mechanisms of brain clearing. Journal of Biomedical Optics 2017 Dec;22(12):1-9. doi: 10.1117/1.JBO.22.12.121719; Duarte Torres E.N. , Abdurashitov A.S. , Namykin A.A., Shirokov A.A. , Shushunova N.A., Khorovodov A.P. , Sarantsev E.I. , and Semyachkina-Glushkovskaya O.V. Optical monitoring of the meningeal lymphatic clearance after opening of blood-brain barrier / Proceedings Volume 11067, Saratov Fall Meeting 2018: Computations and Data Analysis: from Nanoscale Tools to Brain Functions; 1106713 (2019) https://doi.org/10.1117/12.2524427; 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; Klimova M/; A. Dubrovsky; E. Duarte Torres ; A. Abdurashitov; A. Shirokov; A. Terskov; A. Khorovodov; E. Sarantseva; T. Iskra; O. V. Semyachkina-Glushkovskaya. The role of the meningeal lymphatic in the brain clearing / Proceedings Volume 11067, Saratov Fall Meeting 2018: Computations and Data Analysis: from Nanoscale Tools to Brain Functions; 110670Z (2019) https://doi.org/10.1117/12.2524451).

Разработаны оригинальные экспериментальные подходы для прижизненного изучения лимфодренажной функции мозга на основе применения оптической когерентной томографии (Oxana Semyachkina-Glushkovskaya, Vladimir Chehonin, Ekaterina Borisova, Ivan Fedosov, Anton Namykin, ArkadyAbdurashitov, Alexander Shirokov, Boris Khlebtsov, Yelena Lyubun, Nikita Navolokin,Mariya Ulanova, Natalia Shushunova, Alexander Khorovodov, Ilana Agranovich,Anastasia Bodrova, Madina Sagatova, Ali Esmat Shareef, Elena Saranceva, Tatyana Iskra, MariyaDvoryatkina, Ekaterina Zhinchenko, Olga Sindeeva, Valery Tuchin, and Jurgen Kurths. Photodynamic opening of the blood-brain barrier and pathways of brain clearing pathways/ J Biophotonics. 2018 11(8):e201700287. doi: 10.1002/jbio.201700287; Semyachkina-Glushkovskaya O., Abdurashitov A., Dubrovsky A., Bragin D., Bragina O., Shushunova N., Maslyakova G., Navolokin N., Bucharskaya A., Tuchin V., Kurths J. Application of optical coherent tomography for in vivo monitoring of the meningeal lymphatic vessels during opening of blood-brain barrier: mechanisms of brain clearing. Journal of Biomedical Optics 2017 Dec;22(12):1-9. doi: 10.1117/1.JBO.22.12.121719).

Получен патент на разработку технологии прижизненного изучения очистительной функции лимфатической системы мозга (Патент РФ 2703393. Способ визуализации лимфатической системы мозга методом оптической когерентой томографии in vivo / А.С. Абудрашитов, О.В. Семячкина-Глушковская; Опубл. 16.10.2019. Бюл. № 29.).

Разработаны теоретические основы направлений изучения функций церебральных лимфатических сосудов с применением специальных маркеров лимфатического эндотелия ( 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; Семячкина-ГлушковскаяО.В.Лимфатическая система в оболочках мозга: новые открытия в нейрофизиологии / Сибирское медицинское обозрение. Т.6, С.39-50 (2017)).

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; 1. 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.IF=3.648doi:  10.1364/BOE.6.004088; Oxana Semyachkina-Glushkovskaya, Vladimir Chehonin, Ekaterina Borisova, Ivan Fedosov, Anton Namykin, ArkadyAbdurashitov, Alexander Shirokov, Boris Khlebtsov, Yelena Lyubun, Nikita Navolokin,Mariya Ulanova, Natalia Shushunova, Alexander Khorovodov, Ilana Agranovich,Anastasia Bodrova, Madina Sagatova, Ali Esmat Shareef, Elena Saranceva, Tatyana Iskra, MariyaDvoryatkina, Ekaterina Zhinchenko, Olga Sindeeva, Valery Tuchin, and Jurgen Kurths. Photodynamic opening of the blood-brain barrier and pathways of brain clearing pathways/ J Biophotonics. 2018 11(8):e201700287. doi: 10.1002/jbio.201700287).

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); Semyachkina-Glushkovskaya O., A. Abdurashitov, A. Pavlov, A. Shirokov, N. Navolokin, O. Pavlova, A. Gekalyuk,M. Ulanova, N. Shushunova, A. Bodrova, E. Saranceva, A. Khorovodov, I. Agranovich, V. Fedorova, M. Sagatova, A. E. Shareef, C. Zhang, D. Zhu and V. Tuchin. Laser speckle imaging and wavelet analysis of cerebral blood flow associated with the opening of the blood–brain barrier by sound. Chinesse Optical Letters. 2017. 15(9), 090002(2017)).

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); 9. 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).

Image