На майданчиках Академпарку та НГУ три дні відбуваються наукові заходи Всеросійської конференції з міжнародною участю «Біотехнологія – медицина майбутнього».
Вона об'єднала близько 230 фахівців – від академіків до аспірантів – із 14 міст Росії, а також з Австралії, Білорусі, Німеччини, США та Японії. Як зазначив у вітальному слові голова оргкомітету конференції науковий керівник Інституту хімічної біології та фундаментальної медицини СО РАН академік Валентин Вікторович Власов, «…захід змінив формат та розширив свої рамки».
«Першу таку конференцію було проведено ще 17 років тому, – уточнив В. Власов, – і довгий час вона була суто сибірською. Йшла загальноакадемічна програма «Фундаментальні науки в медицині», інститути та групи отримували по ній гранти, а на конференції учасники з Сибіру звітували про результати: у Москві проводилася своя для центральної частини РАН. Зараз ми зробили конференцію всеросійської за масштабом та більш прогностичної за тематикою».
Пленарну частину конференції відкрили виступи двох запрошених експертів – академіків Олександра Габібовича Габібова та Вадима Марковича Говоруна. Обидві доповіді спираються на працю великих наукових колективів: Олександр Габібов керує московським Інститутом біоорганічної хімії ім. М.М. Шемякіна та Ю.А. Овчиннікова РАН, Вадим Говорун очолює Федеральний науково-клінічний центр фізико-хімічної медицини Федерального медико-біологічного агентства. Ці організації активно співпрацюють з академічними установами Сибіру – зокрема, з ФІЦ Інститут цитології та генетики СО РАН та з ІХБФМ СО РАН.
Академік А. Габібов описав широкий напрямок досліджень, метою яких є отримання надспецифічних молекул. Були показані конкретні додатки: наприклад, знищення певних типів клітин – як ракових (лімфоми), так і тих, що дезактивують нейронні зв'язки при застосуванні нервово-паралітичних газів на основі фосфорорганічних речовин (зарін, зоман, V-гази). «Принципово важлива розробка Олександром Габібовим та його колегами програм та приладів для високопродуктивного пошуку молекул та мікроорганізмів із певними властивостями, це принципово новий підхід до знаходження наступних поколінь антибіотиків», – прокоментував академік В. Власов. Академік В. Говорун присвятив свій виступ не менш широкому колу питань, пов'язаних з мікробіомом людини – всією сукупністю мікроорганізмів, що населяють нас, хвороботворних і корисних, частина яких ще навіть не відома. Особливу увагу вчений приділив мікрофлорі шлунково-кишкового тракту, де невивчена частина, на його думку, становить близько 40%, а впливи на організм цієї «фабрики імунітету» знаходяться в широкому діапазоні - від діабету до передчасних пологів і таке інше.
«З доповідями виступають й інші чудові вчені, – наголосив академік В. Власов. – Зокрема, це член-кореспонденти РАН Марія Андріївна Лагарькова, Сергій Михайлович Дєєв та багато інших. Загалом же конференція тепер має на меті насамперед постановку перспективних завдань та встановлення нових контактів». Після трьох днів пленарних, секційних та постерних доповідей у НГУ пройде спеціалізована частина, присвячена стартапам у біомедичних технологіях, та ділова гра «Стартап-Біотех».
Намагаючись відповісти на запитання “Хто ми? Звідки ми? Куди йдемо?», вчені висувають різні гіпотези. Насамперед вчених цікавить процес виникнення Всесвіту, включаючи виникнення планети Земля та людства. Проте загадка походження Всесвіту не розгадана досі. Усі існуючі на...(Людина та суспільство)
Майбутнє людства
Росія в світі, що змінюєтьсяПочаток третього тисячоліття характеризується глибокою кризою світоглядних основ західноєвропейської культури. Екологічна, демографічна та інші глобальні проблеми, що постали перед людством, підтверджують той факт, що західна цивілізація вичерпала...(Філософія)
Феномен глобалізації та майбутнє людства
У соціально-гуманітарних науках міцно утвердилося уявлення, що сучасне суспільство живе в епоху глобалізації. Слід розрізняти глобалізацію як об'єктивний процес, який обумовлений запитами розвитку людства як цілого, а також дії суб'єктів, акторів, які рухаються відмінностями...(Основи філософії)
МАЙБУТНЄ ЛЮДИНИ
Роль науки і техніки у житті сучасного суспільства важко переоцінити. Науково-технічна революція різко підвищила добробут народів, які насамперед скористалися її результатами (переважно у розвинених країнах). У цих країнах було суттєво знижено дитячу смертність і одночасно...(Філософія)
Біотехнології.
До біотехнологій належать: біогазові технології; виробництво етанолу, бутанолу, ізо-бутанолу; одержання біодизельних палив, жирних кислот, рослинних вуглеводнів; виробництво біоводню, одержання теплової енергії. Біогазові технології. Біогаз - суміш метану та вуглекислого газу -продукт метанового...(Біоенергетика в сучасному та майбутньому сільськогосподарському виробництві. Продовольча безпека)
Медичні біотехнології
Медичні біотехнології поділяються на діагностичні та лікувальні. Діагностичні медичні біотехнологіїу свою чергу поділяють на хімічні (визначення діагностичних речовин та параметрів їх обміну) та фізичні (визначення особливостей фізичних процесів організму). Хімічні...Сільськогосподарські та екологічні біотехнології
У XX ст. відбулася «зелена революція» - за рахунок використання мінеральних добрив, пестицидів та інсектицидів вдалося досягти різкого підвищення продуктивності рослинництва. Але зараз зрозумілі і її негативні наслідки, наприклад, насичення продуктів харчування нітратами та отрутохімікатами. Основна...(Концепції сучасного природознавства)
18–19 вересня у Москві відбулася конференція «Постгеномні технології», присвячена 100-річчю від дня народження академіка Г.К. Скрябіна. Організаторами заходу виступили Російська Академія наук, наукова рада з біотехнологій РАН, ФІЦ «Фундаментальні засади біотехнологій» РАН, Інститут біохімії та фізіології мікроорганізмів ім. Г.К. Скрябіна РАН.
Академік В.А. Тутельян, головний науковий співробітник ФДБУН «ФІЦ Харчування та біотехнологій» зробив доповідь на тему «Сучасна біотехнологія у виробництві їжі: проблема біобезпеки». В.А. Тутельян нагадав присутнім, що наша країна свого часу стояла біля витоків промислової біотехнології та була світовим лідером у цій частині. У галузі медицини цей напрямок очолював академік А.А. Покровський, у галузі сільського господарства та тваринництва – академік Л.К. Ернст, у галузі виробництва та створення виробничих потужностей - академік В.А. Биків. А академіку Г.К. Скрябіну вдалося об'єднати всі зусилля та створити колосальний прорив у розвитку промислової біотехнології у Радянському Союзі.
«В Інституті харчування, де я практично все життя працюю, за вказівкою академіка Скрябіна було створено спеціальну лабораторію, яка об'єднувала близько 70 осіб, – розповів В.О. Тутельян. - Це був дуже масштабний проект, який можна порівняти, не побоюсь сказати, з атомним проектом, тому що понад 70 науково-дослідних інститутів усіх відомств об'єдналися для вирішення цього завдання, і керував усією цією роботою Георгій Костянтинович Скрябін».
У період із 1964 по 1990 роки відбувався інтенсивний розвиток промислової біотехнології. Працювали 11 заводів, що дають 1,5 млн. тонн кормового білка. Це забезпечувало 100% потреби, насамперед птахівництва та тваринництва. Виробництво амінокислот, вітамінів, інших інгредієнтів також забезпечувало 100% потребу Радянського Союзу. При цьому на чільному місці завжди стояли проблеми безпеки, тому всі науково-дослідні інститути медичного профілю працювали в цьому напрямі, зокрема, Інститут харчування.
«Зараз важко сказати, яка кількість досліджень була проведена, – розповів В.О. Тутельян, - скільки тварин і людей брало участь у роботі з доказу безпеки. Один із них - це я, коли, будучи аспірантом, із задоволенням переходив із будівлі інституту на інший бік, де тоді була їдальня (зараз її вже немає), і нас півроку годували продукцією мікробіологічного синтезу, трансформованою через тварин - курей, свиней і так далі далі. При цьому нас детально вивчали, вивчали біохімічні та інші параметри для того, щоб довести абсолютну безпеку. Поки що, як бачите, живий».
Вправи з граблями. Захід третій
Але на початку 90-х, за словами доповідача, ми настали на граблі вдруге. Перший раз – у 1948-му році, коли генетику оголосили лженаукою, вдруге – у 1994 році, коли було знищено власну біотехнологію. «До чого ми дійшли вже найближчим часом? – нагадав академік. - Кормовий білок - нуль, і відразу впало все птахівництво, і ми почали закуповувати «ніжки Буша». Цілком припинилося виробництво вітамінів, і нині жодного грама своїх субстанцій у нас не виробляється. Це злочин! Немає амінокислот – ми їх повністю закуповуємо у Китаї та Японії. А це що таке? Це насамперед парентеральне харчування, необхідне при катастрофах, військових конфліктах - без цього ми просто не виживемо. Варто лише санкціями чи іншими заходами перекрити ці поставки, і ми залишимося без усіх цих життєво необхідних продуктів».
Проте зараз, за словами академіка В.А. Тутельяна, ми переживаємо епоху Відродження. Засновано Комісія РАН з генно-інженерної діяльності. Сформовано законодавчу та нормативну базу, прийнято цілу низку законів, які дозволяють проводити дослідження та намагатися наздогнати закордонних лідерів. «Авторські колективи, які брали активну участь у розробці цих законів, – послідовники та учні Г.К. Скрябіна», - наголосив В.А. Тутелян.
Багато технологій сьогодні видаються фантастикою. Так, починаються інтенсивні дослідження зі створення ГМ-тварини, птиці, риби із заданими корисними властивостями. Інститут біології гена вирощує ГМ-коз, що виробляють людський лактоферин, а в Інституті тваринництва створюються гібриди тварин, здатні запобігати багатьом людським захворюванням. При цьому на першому місці за важливістю стоїть біологічна оцінка безпеки ГМО-тварини.
«Є ризик, що шляхом заборон такого роду розробок ми втретє настанемо на ті ж самі граблі, - підсумував В.А. Тутелян. - Чи потрібно це робити? Ми активно працюємо на рівні Державної думи, там є чимало здорових людей, які розуміють, що якщо ми зараз відстанемо, то ми відстанемо вже назавжди, і це буде злочин перед народом. Розвиток сучасного сільського господарства, тваринництва, медицини без використання біотехнологій є безперспективним. Це багато кроків тому, і ми їх не повинні робити».
Харчуватися, щоб вижити
Академік В.А. Биков зробив доповідь на тему «Метаболоміка та ліпідоміка у постгеномній біотехнології». Валерій Олексійович нагадав присутнім, що біотехнологія у всьому цивілізованому світі - це пріоритетний напрямок науково-технічного прогресу, який використовує біооб'єкти та біопроцеси для цілеспрямованого впливу на навколишнє середовище та отримання корисних для людини продуктів, а також забезпечення контролю якості та оцінки їхньої безпеки.
«У базові показники якості життя входить не лише харчування, а й повітря, і вода, і їжа, загалом наше здоров'я та місце існування, - пояснив академік. - Біотехнологія бере участь у формуванні всієї сукупності цих проблем, спрямованих на покращення якості та тривалості життя людини, підвищення репродуктивного та трудового потенціалу».
XXIстоліття ознаменовано чудовими подіями, пов'язаними з розвитком біотехнології. Остання хвиля революції тут почалася з 2000 року, коли президент Клінтон висунув ініціативу створення нанотехнологій, що передбачають маніпуляції на атомарному та молекулярному рівні.
А для нас все почалося в 60-ті роки минулого століття, коли постало питання, яким чином розвиватися, щоб забезпечити їжу людям? Адже в ХХ століття людство входить із населенням близько мільярда, а в ХХI століття - 7,5, хоча насправді десь 8. При цьому збереглися всі основні ресурси земної кулі. Про що це говорить? - Поставив питання В.А. Биків. – Про те, що ми стоїмо на порозі нового технологічного устрою, без якого вирішити проблему комфортного існування людини, мабуть, не вдасться».
Для наочності доповідач представив слайд: якщо взяти за основу 500 кілограмів ваги корови, яка дає приблизно 500 грамів білка на добу, то така кількість дріжджів на добу дає вже 50 тонн мікробного білка. Це зростання на порядок. Ось чому біотехнологія, що спирається на мікроорганізми як засоби виробництва, є можливість переходу до нового технологічного укладу для людства.
Ми живемо в морі мікроорганізмів
Член-кореспондент О.М. Боронін згадав про те, як народжувався пущинський Інститут біохімії та фізіологи мікроорганізмів, що сьогодні носить ім'я Г.К. Скрябіна. Процесом керував сам академік Скрябін, і спогади про нього як про вченого, керівника та людину у всіх співробітників залишилися найсвітліші та найпозитивніші. Доповідач нагадав про те, що як вчений академік Скрябін був насамперед мікробіологом, і в цьому плані головною його заслугою є розвиток мікробіології у нашій країні. «У зв'язку з цим я хочу нагадати, що ми буквально живемо в океані мікроорганізмів, - сказав О.М. Боронін. - Безліч мікроорганізмів оточує нас, перебуваючи у воді, у морях, на суші, в рослинах, тваринах. В одному гектарі ґрунту знаходиться до 5 тонн біомаси мікроорганізмів. Загальна біомаса мікроорганізмів на планеті перевищує біомасу рослин, комах, тварин разом узятих».
Біорізноманіття мікроорганізмів величезне та дивовижне. Тому одним із завдань мікробіологічної науки є систематизація цього світу. Для цього намагалися застосовувати різні системи, але всі вони виявлялися не надто зручними. У 1977 році з'явилася робота Карла Везе: він запропонував філогенетичну систему класифікації, засновану на порівнянні рибосом шляхом порівняння структури 16S рРНК, яку за багатьма показниками можна розглядати як хронометр еволюції, в тому числі живого мікроорганізму. Це відкрило можливості для вивчення і систематизації світу мікроорганізмів і, зокрема, відкриття суперцарства архей, які мешкають у різних екосистемах, починаючи від морських глибин і термальних джерел. Методами біоінформатики були відкриті локіархеї, у яких виявлено цитоскелет та інші ознаки фагоцитозу.
Подальший розвиток технологій дозволило розширити ці дослідження, в результаті чого останнім часом відбулися істотні зміни в нашому уявленні про еволюційне дерево.
«Напевно, на нас чекає ще багато сюрпризів, і деякі вчені кажуть, що не виключена поява нових доменів у дереві життя, пов'язаних із перебуванням інших організмів, - наголосив О.М. Боронін. - Ці дослідження дають їжу для спроб зрозуміти еволюційні процеси, які відбувалися і відбуваються досі, причому найчастіше просто на наших очах».
Мікробіологія на передньому краї науки
Усе це має як величезну фундаментальну, а й прикладну користь. Одним із таких прикладів є дослідження причини виникнення полірезистентних мікроорганізмів, перед якими виявляються безсилими найсучасніші антибіотики. Це є величезною медичною проблемою, впоратися з якою поки що не вдається. Саме мікробіологи тут знаходяться на передньому краї роботи з розшифрування механізмів таких проблем і пошуку шляхів їх подолання.
Ще один приклад роботи мікробіологів - це добре відома історія з Helicobacter pylori, за відкриття якої у 2005 році було отримано Нобелівську премію. Внаслідок цієї роботи було показано, що цей мікроорганізм відповідальний за виникнення у людини виразки шлунка. Подальші дослідження підтвердили це і, більше, показали, що ця бактерія відповідальна як за виразку, а й у розвиток раку шлунка. Ось чому сьогодні лікарі рекомендують практично всім пацієнтам із проблемами шлунково-кишкового тракту здати відповідний аналіз: раннє виявлення «ворожої» бактерії дозволяє успішно запобігти найважчим наслідкам.
Але в той же час останні дослідження виявили, що наявність Helicobacter pyloriзнижує ризик виникнення астми. А відсутність його веде до збільшення ризику захворювання на гастроезофагеальний рефлюкс і аденокарциному. Тобто ми бачимо всю складність поведінки та різноманітність властивостей мікроорганізмів.
Тому сьогодні стоїть питання подальшому дослідженні мікробіома людини з метою з'ясування всіх його функцій та визначення ролі окремих мікроорганізмів, що впливають на життя людини.
«Ми всі знаємо, що мікроорганізми сприяють перетравленню їжі, виділяють певні вітаміни, беруть участь у становленні, розвитку та підтримці імунної системи, – нагадав О.М. Боронін. - Вони певною мірою намагаються захистити нас від хвороб шляхом боротьби з патогенами або шляхом простої конкуренції. Це складний світ, набагато давніший і, можливо, різноманітніший, ніж наш, і наше завдання – спробувати в ньому розібратися, щоб на основі наукових даних перейти до нового покоління пробіотиків, які сприяють стабілізації мікробіома або його поправкам у випадках, коли він виходить із рівноваги. під дією тих самих антибіотиків. Адже не секрет, що велика кількість антибіотиків, що використовуються, і непомірне їх вживання стають причиною низки серйозних порушень у роботі ШКТ. Можете уявити, який стрес відчуває наш мікробіом і які можуть бути наслідки. А наслідки можуть бути найважчими. Скажімо, у товстій кишці може з'явитися один із видів пластидів, який призводить до захворювання, здатного закінчитися летальним кінцем».
За словами доповідача, ми недооцінюємо вплив на нас світу мікроорганізмів. Останнім часом з'являються дані, що мікробіологія впливає як на наше фізичне здоров'я, а й у поведінка, і психіку, і навіть релігійність людини. Тому вивчення біології мікроорганізмів – це ключ до розуміння природи глобальної екосистеми, наголосив О.М. Боронін.
Присутні також згадали Г.К. Скрябіна, його неоціненний внесок у розвиток вітчизняної біологічної науки, багаторічну службу на посаді Головного Вченого секретаря Академії наук, дивовижну працездатність, дружелюбність та невичерпну життєву енергію, яку він мав. На думку всіх присутніх, такі люди, як Г.К. Скрябін, роблять історію країни, примножують її наукове та людське надбання. За словами голови конференції академіка М.П. Кирпичникова, Г.К. Скрябін був не просто видатним вченим, а й видатним громадянином своєї країни. Саме такі люди роблять свою країну по-справжньому великою.
Наталія Лєскова
Те, що такому маленькому і погано розвиненому острову як Кубавдалося опинитися на чолі наукових досліджень, які становлять інтерес для всього світу, не перестає дивувати.
Тільки в галузі боротьби з раком список досягнень дуже значний. Доктор Рональдо Перес Родрігес із Центру молекулярної імунології нещодавно заявив на міжнародній конференції, присвяченій цій проблемі про те, що Куба має в своєму розпорядженні 28 зареєстрованих і які знаходять на різних етапах розробки препарати для боротьби з раком.
Різні терапевтичні вакцини, моноклональні антитіла, інтерферони та пептиди, що розробляються у наукових установах в області біотехнологійСьогодні є надією на полегшення для багатьох мільйонів страждають від цієї страшної хвороби.
Однак кубинські досягнення у цій галузі виявилися найбільш вражаючими. Створений 30 років тому Центр генної інженерії та біотехнології (ЦДІБ) досяг значних результатів і зніс вагомий внесок у діагностику, профілактику та лікування більш ніж двох десятків захворювань.
В даний час ЦДІБ розробляє понад 50 науково-дослідних проектів, які включають вакцини, рекомбінантні білки для терапевтичного застосування, синтетичні пептиди та ветеринарні продукти для сільськогосподарського застосування.
Найбільш значущим продуктом є Heberprot-P, що полегшує загоєння складних виразок діабетичної стопи та зменшує ризик ампутації Препарат уже приймають близько 49 тисяч пацієнтів на Кубі та 185 тисяч за її межами.
Ці цифри, безперечно, збільшаться після того, як цей медикамент буде включений до списку життєво важливих лікарських засобів Росії. Олена Максимкіна - директор Департаменту державного регулювання обігу лікарських засобів Міністерства охорони здоров'я Російської Федерації та співголова Російсько-Кубінської робочої групи з охорони здоров'я, звернула увагу на позитивні результати клінічних досліджень засобу Heberprot-P, а міністр охорони здоров'я Вероніка Скворцова прокоментувала його ефективність Путіну.
Препарат покращить життя 200 тисяч росіян, які страждають від цього захворювання щороку, скоротить кількість ампутацій і тим самим зменшить швидкість втрати працездатності, а також збільшить тривалість життя.
Іншими інноваційними продуктами кубинської біофармацевтичної галузі, які привернули до себе увагу, як у Росії, так і в інших країнах: HeberNasvac- лікарський засіб для лікування гепатиту В та Proctokinasa – медикамент з доведеною ефективністю лікування геморою. У галузі сільського господарства та ветеринарії виділяють біологічний родентицид Біорат (Biorat)та нематицид HeberNem.
"Куба є вражаючим прикладом успіху в наукових дослідженнях", заявив Кирило Каєм, віце-президент біомедичного кластера Сколково. «Я не відразу повірив у те, що загальний обсяг доходів від біофармацевтичних продуктів на Кубі можна порівняти з показниками в Російській Федерації», додав він.
Кубинські дослідні проекти в цій галузі, в основному пов'язані з онкологією та нейродегенеративними захворюваннями, в даний час вивчаються інноваційним центром, і очікується, що деякі з них отримають фінансування для проведення спільних досліджень. Все свідчить на користь того, що наукове співробітництво між Кубою та Росією у цій сфері розвиватиметься.
Науковий потенціал острова дуже великий, і це не випадково. Вся справа в урядовій стратегії, яка була закладена на початку революції і налічує вже кілька десятиліть. «Майбутнє нашої країни обов'язково має бути майбутнім учених людей», сказав Фідель Кастро ще 1960 р. Навіть у найгірші роки кризи наукова спільнота завжди мала держпідтримку, яка сьогодні приносить результати.
Якщо так багато було досягнуто зараз, незважаючи на економічні труднощі та блокаду з боку США, що обмежують доступ до технологій і ринків, чого зможе досягти цей науковий потенціал у майбутньому, відкрившись усьому світу і коли вчені отримуватимуть ту зарплату, на яку вони заслуговують? Можливо, тоді й настане майбутнє вчених.
Біотехнології – медицина майбутнього
Новий випуск журналу «НАУКА з перших рук» вийшов «слідами» всеросійської конференції з міжнародною участю «Біотехнологія – медицині майбутнього», що відбулася в новосибірському Академмістечку в липні 2017 р. Серед організаторів наукового форуму – Інститут хімічної біології та фундаментальної медицини та Інститут цит генетики СО РАН, а також Новосибірський національний дослідницький державний університет, де біомедичні дослідження ведуться в рамках стратегічної академічної одиниці «Синтетична біологія», що об'єднує ряд російських та зарубіжних учасників, насамперед інститути СО РАН біологічного профілю. У першій, вступній статті випуску її автори дають огляд найактуальніших напрямів та перспективних результатів досліджень, пов'язаних із розробкою та впровадженням у практичну медицину нових генно-інженерних, клітинних, тканинних, імунобіологічних та цифрових технологій, частина з яких детально представлена в інших статтях номера
Стрімкий розвиток біологічної науки, зумовлений появою високопродуктивних приладів та створенням методів маніпулювання інформаційними біополімерами та клітинами, підготував фундамент для розвитку медицини майбутнього. В результаті досліджень останніх років були розроблені ефективні діагностичні методи, з'явилися можливості для раціонального конструювання противірусних, протибактеріальних та протипухлинних препаратів, засобів генотерапії та геномного редагування. Сучасні біомедичні технології все більшою мірою починають впливати на економіку та визначати якість життя людей.
На цей час детально досліджено будову та функції основних біологічних молекул та розроблено методи синтезу білків та нуклеїнових кислот. Ці біополімери за своєю природою є «інтелектуальними» матеріалами, оскільки здатні високоспецифічно «пізнавати» і впливати на певні біологічні мішені. Шляхом спрямованого програмування таких макромолекул можна створювати рецепторні молекулярні конструкції для аналітичних систем, а також лікарські препарати, вибірково впливають на конкретні генетичні програми або білки.
«Інтелектуальні препарати», створені методами синтетичної біології, відкривають можливості для таргетної(цілеспрямованої) терапії аутоімунних, онкологічних, спадкових та інфекційних захворювань. Це дає підстави говорити про впровадження у медичну практику підходів персоналізованої медицини, орієнтованої лікування конкретної людини.
За допомогою сучасних медичних технологій і фармпрепаратів сьогодні вдається виліковувати багато хвороб, які мали величезну медичну проблему. Але з розвитком практичної медицини і зростанням тривалості життя все більш актуальним стає завдання охорони здоров'я в прямому значенні цього слова: не просто боротися з хворобами, але підтримувати здоров'я, щоб людина могла вести активний спосіб життя і залишатися повноцінним членом суспільства до глибокої старості.
БУДЬМО ЗДОРОВІ! Сучасні методи геномного секвенування широко впроваджуються в медицину, і найближчим часом усі пацієнти матимуть генетичні паспорти. Відомості про спадкові особливості пацієнта - основа прогностичної персоналізованої медицини. Попереджений, як відомо, озброєний. Людина, обізнана про можливі ризики, може організувати своє життя таким чином, щоб не допустити розвитку захворювання. Це стосується і способу життя, і вибору продуктів харчування та терапевтичних препаратів.За умови постійного відстеження набору маркерів, що сигналізують про відхилення в роботі організму, можна вчасно провести корекцію. Вже зараз існує безліч методів моніторингу стану організму: наприклад, за допомогою датчиків, що стежать за роботою серцево-судинної системи та якістю сну або пристроїв, що аналізують газоподібні продукти в повітрі, що видихається людиною. Величезні можливості відкриваються у зв'язку з розвитком малоінвазивних технологій рідинної біопсії та технологій аналізу білків та пептидів, що циркулюють у кровотоку. На ранніх стадіях хвороби коригувати стан організму у багатьох випадках можна «м'якими» методами: змінюючи характер харчування, використовуючи додаткові мікроелементи, вітаміни та пробіотики. Останнім часом особлива увага приділяється можливостям коригування відхилень у складі кишкової мікрофлори людини, які асоційовані з недостатнім розвитком патологічних станів.
Таке завдання можна вирішити, забезпечивши постійний ефективний контроль за станом організму, який дозволив би уникати дії несприятливих факторів та запобігати розвитку захворювання, виявляючи патологічний процес на ранньому етапі, та ліквідувати саму причину виникнення хвороби.
У цьому сенсі основне завдання медицини майбутнього можна сформулювати як управління здоров'ям. Зробити це цілком реально, якщо мати повну інформацію про спадковість людини та забезпечити моніторинг ключових показників стану організму.
«Розумна» діагностика
Для управління здоров'ям необхідно мати ефективні та прості малоінвазивні методи ранньої діагностики захворювань та визначення індивідуальної чутливості до терапевтичних препаратів, а також факторів зовнішнього середовища. Наприклад, мають бути вирішені (і вже вирішуються) такі завдання, як створення систем для генної діагностики та виявлення збудників інфекційних захворювань людини, розробка методів кількісного визначення білків та нуклеїнових кислот – маркерів захворювань.
Окремо варто виділити створення методів ранньої неінвазивної діагностики. рідинна біопсія) пухлинних захворювань, заснованих на аналізі позаклітинної ДНК та РНК. Джерелом таких нуклеїнових кислот є як загиблі, так і живі клітини. У нормі їхня концентрація відносно низька, але зазвичай зростає при стресі та розвитку патологічних процесів. При виникненні злоякісної пухлини в кровотік потрапляють нуклеїнові кислоти, що виділяються раковими клітинами, і такі характерні циркулюючі РНК та ДНК можуть бути маркерами захворювання.
Наразі на основі подібних маркерів розробляються підходи до ранньої діагностики раку, методи прогнозування ризику його розвитку, а також оцінки ступеня тяжкості перебігу хвороби та ефективності терапії. Наприклад, в Інституті хімічної біології та фундаментальної медицини СО РАН було показано, що при раку передміхурової залози підвищується ступінь метилюванняпевних ділянок ДНК Було розроблено метод, що дозволяє виділити із зразків крові циркулюючу ДНК та проаналізувати характер її метилювання. Цей спосіб може стати основою точної неінвазивної діагностики раку простати, якої на сьогоднішній день не існує.
Важливим джерелом інформації про стан здоров'я можуть бути так звані некодуючі РНК, тобто ті РНК, які не є матрицею для синтезу білків. За останні роки було встановлено, що в клітинах утворюється безліч різних некодуючих РНК, що беруть участь у регуляції різних процесів на рівні клітин і цілого організму. Вивчення спектру мікроРНК і довгих РНК, що не кодують, при різних станах відкриває широкі можливості для швидкої та ефективної діагностики. В Інституті молекулярної та клітинної біології СО РАН (ІМКБ СО РАН, Новосибірськ) та ІХБФМ СО РАН ідентифіковано ряд мікроРНК-перспективних маркерів пухлинних захворювань.
ДІЗНАТИСЯ ВОРОГА В ОБЛИЧЧЯ Современные технологии с применением биологических микрочипов позволяют быстро и эффективно идентифицировать возбудителей ряда болезней (туберкулеза, СПИДа, гепатитов В и С, сибирской язвы, инфекций новорожденных), фиксировать наличие определенных биотоксинов, определять хромосомные транслокации при лейкозах, регистрировать белковые маркеры онкозаболеваний, определять генетическую предрасположенность до хвороб та індивідуальну чутливість до деяких типів терапії. Технології також можна використовувати для генетичної ідентифікації особистості під час проведення судово-генетичних експертиз та формування баз даних ДНК.ІХБФМ СО РАН брав участь у реалізації двох великих міжнародних проектів з розробки олігонуклеотидних мікрочіпів, що фінансувалися американською Програмою співробітництва в галузі біотехнологій Департаменту охорони здоров'я США ( Biotechnology Engagement Program, US Department of Health and Human Services, BTEP/DHHS). У рамках першого проекту за участю спеціалістів ІМБ ім. В. А.Енгельгардта створені мікрочіпи, що дозволяють точно ідентифікувати різні штами вірусів віспи та герпесу. Було розроблено два варіанти конструкції мікрочіпів (на скляній підкладці та з гелевими спотами), а також портативний флуоресцентний детектор для їх аналізу. У рамках другого проекту було створено універсальний мікрочіп для типування вірусу грипу А, що дозволяє достовірно розрізняти 30 підтипів цього вірусу на основі визначення двох поверхневих білків вірусу-гемаглютиніну та нейрамінідази.
За допомогою сучасних технологій секвенування РНК та ДНК може бути створена платформа для діагностики та прогнозу онкологічних захворювань людини на основі аналізу вмісту мікроРНК та генотипування, тобто встановлення конкретних генетичних варіантів того чи іншого гена, а також для визначення профілів експресії(Активності) генів. Такий підхід передбачає можливість швидкого та одночасного проведення безлічі аналізів за допомогою сучасних пристроїв. біологічних мікрочіпів.
Біочипи є мініатюрними приладами для паралельного аналізу специфічних біологічних макромолекул. Ідея створення таких пристроїв народилася в Інституті молекулярної біології ім. В. А.Енгельгардта Російської академії наук (Москва) ще наприкінці 1980-х років. За короткий час біочіпові технології виділилися в самостійну область аналізу з величезним спектром практичних додатків від дослідження фундаментальних проблем молекулярної біології та молекулярної еволюції до виявлення лікарсько стійких штамів бактерій.
Сьогодні в ІМБ РАН виробляються та використовуються у медичній практиці оригінальні тест-системи для ідентифікації збудників низки соціально значущих інфекцій, у тому числі таких як туберкульоз, з одночасним виявленням їхньої резистентності до антимікробних препаратів; тест-системи для оцінки індивідуальної переносимості препаратів групи цитостатиків та багато іншого.
Світовий лідер «біобудівництва» – американська компанія Affymetrix Inc. - Виробляє біочіпи з високою щільністю молекулярних зондів, ґрунтуючись на фотолітографічних технологіях, що використовуються для отримання напівпровідникових мікросхем. На одному такому чіпі на площі менше 2 см 2 можуть розташовуватися мільйони точок-спотів розміром кілька мікрон. Кожна подібна точка містить кілька мільйонів однакових олігонуклеотидів, ковалентно пов'язаних із поверхнею мікрочіпаРозвиток біоаналітичних діагностичних методів потребує постійного підвищення чутливості - Здатності давати достовірний сигнал при реєстрації малих кількостей речовини, що детектується. Біосенсори - Це нове покоління пристроїв, що дозволяють специфічно аналізувати вміст різних маркерів захворювань у зразках складного складу, що особливо важливо при діагностиці захворювань.
ІХБФМ СО РАН у співпраці з новосибірським Інститутом фізики напівпровідників СО РАН розробляє мікробіосенсори на основі польових транзисторівє одними з найчутливіших аналітичних пристроїв. Такий біосенсор дозволяє в реальному часі відстежувати взаємодію біомолекул. Його складовою є одна з таких взаємодіючих молекул, яка відіграє роль молекулярного зонда. Зонд захоплює з аналізованого розчину молекулярну мету, за наявністю якої можна будувати висновки про конкретні показники здоров'я пацієнта.
«Комплементарні» ліки
Розшифровка геномів людини та збудників різних інфекцій відкрила дорогу для розробки радикальних підходів до терапії хвороб шляхом спрямованого впливу на їхню першопричину – генетичні програми, відповідальні за розвиток патологічних процесів. Глибоке розуміння механізму виникнення захворювання, до якого залучені нуклеїнові кислоти, дає можливість сформулювати терапевтичні нуклеїнові кислоти, що заповнюють втрачену функцію або блокують патологію, що виникла.
Така дія може бути здійснена за допомогою фрагментів нуклеїнових кислот – синтетичних. олігонуклеотидів, здатних вибірково взаємодіяти з певними нуклеотидними послідовностями у складі генів-мішеней за принципом комплементарності. Сама ідея використовувати олігонуклеотиди для спрямованого впливу на гени була вперше висунута в лабораторії природних полімерів (згодом – відділ біохімії) Новосибірського інституту біоорганічної хімії СО РАН (нині – Інститут хімічної біології та фундаментальної медицини СО РАН). У Новосибірську були створені перші препарати ген-спрямованої діїдля виборчої інактивації вірусних та деяких клітинних РНК.
Подібні ген-спрямовані терапевтичні препарати сьогодні активно розробляються на основі нуклеїнових кислот, їх аналогів та кон'югатів (антисмислових олігонуклеотидів, що інтерферують РНК, аптамерів, систем геномного редагування). Дослідження останніх років показали, що на основі антисмислових олігонуклеотидівможна отримати широкий спектр біологічно активних речовин, що діють на різні генетичні структури та запускають процеси, що призводять до тимчасового «вимкнення» генів або зміни генетичних програм-появу мутацій. Було доведено, що за допомогою подібних сполук можна придушити функціонування певних матричних РНКживої клітини, впливаючи на синтез білків, а також захистити клітини від вірусної інфекції.
Сьогодні антисмислові олігонуклеотиди та РНК, що пригнічують функції мРНК та вірусних РНК, застосовуються не тільки в біологічних дослідженнях. Ведуться випробування низки противірусних та протизапальних препаратів, створених на основі штучних аналогів олігонуклеотидів, а деякі з них уже починають впроваджуватись у клінічну практику.
Лабораторія біомедичної хімії ІХБФМ СО РАН, що працює в цьому напрямку, була створена в 2013 році завдяки науковому мегагранту Уряду РФ. Її організатором став професор Єльського університету Нобелівський лауреат С.Альтман. У лабораторії ведуться дослідження фізико-хімічних та біологічних властивостей нових перспективних штучних олігонуклеотидів, на основі яких розробляються РНК-спрямовані протибактеріальні та противірусні препарати.
У рамках проекту, керованого С. Альтманом, було виконано масштабне систематичне дослідження впливу різних штучних аналогів олігонуклеотидів на патогенні мікроорганізми: синьогнійну паличку, сальмонеллу, золотистий стафілокок, а також вірус грипу. Були визначені гени-мішені, впливом на які можна найефективніше придушити ці патогени; проводиться оцінка технологічних і терапевтичних характеристик діючих аналогів олігонуклеотидів, у тому числі виявляють антибактеріальну та противірусну активність.
В ІХБФМ СО РАН вперше у світі було синтезовано фосфорилгуанідиновіпохідні олігонуклеотидів. Ці нові сполуки є електронейтральними, стійкими в біологічних середовищах і міцно зв'язуються з РНК- і ДНК-мішенями в широкому діапазоні умов. Завдяки спектру унікальних властивостей вони перспективні для застосування як терапевтичні агенти, а також можуть бути використані для підвищення ефективності засобів діагностики, заснованих на біочіпових технологіях.
Серед комерційних фірм лідером у створенні терапевтичних нуклеїнових кислот є американська компанія Ionis Pharmaceuticals, Inc. (США). Після багаторічних клінічних досліджень було введено в медичну практику антисмислові препарати: Kynamro - Знижуючий рівень «поганого» холестерину, Alicaforsen – для лікування виразкового коліту та Spinraza - Для терапії дистрофії Дюшенна. Препарати Ionisпроти інших захворювань проходять клінічні випробування. Лідер у створенні терапевтичних інтерферуючих РНК-компанія Alnylam Pharmaceuticals – також проводить клінічні випробування цілої серії препаратів для лікування тяжких захворювань (таких як спадковий амілоїдоз, тяжкі форми гіперхолестеролемії, гемофілія), ефективні методи терапії яких нині відсутні«Антисмислова» дія на матричні РНК не обмежується простим блокуванням сплайсинг(процесу «дозрівання» РНК) чи синтезу білка. Більш ефективним є ферментативне розрізання мРНК, спровоковане зв'язуванням терапевтичного олігонуклеотиду з мішенню. При цьому олігонуклеотид - індуктор розщеплення може надалі зв'язатися з іншою молекулою РНК і повторити свою дію. В ІХБФМ СО РАН досліджували дію олігонуклеотидів, що утворюють при зв'язуванні з мРНК комплекси, які можуть служити субстратами ферменту РНКази Р.Цей фермент і сам є РНК з каталітичними властивостями ( рибозим).
Надзвичайно потужним засобом придушення активності генів виявилися не тільки антисенсові нуклеотиди, а й дволанцюжкові РНК, що діють за механізмом РНК-інтерференції. Суть цього явища в тому, що, потрапляючи до клітини, довгі дцРНК розрізаються на короткі фрагменти (так звані малі інтерферуючі РНК, siPНК), комплементарні певній ділянці матричної РНК. Зв'язуючись з такою мРНК, siPНК запускають дію ферментативного механізму, що руйнує молекулу-мішень.
Використання цього механізму відкриває нові можливості для створення широкого спектру високоефективних нетоксичних препаратів для придушення експресії практично будь-яких генів, зокрема вірусних. В ІХБФМ СО РАН на основі малих РНК, що інтерферують, сконструйовані перспективні протипухлинні препарати, що показали хороші результати в експериментах на тваринах. Одна з цікавих знахідок - дволанцюгові РНК оригінальної будови, що стимулюють в організмі виробництво. інтерферону, що ефективно пригнічують процес метастазування пухлин. Хороше проникнення препарату в клітини забезпечують носії - нові катіонні. ліпосоми(ліпідні бульбашки), розроблені спільно з фахівцями Московського державного університету тонких хімічних технологій імені М. В. Ломоносова.
Нові ролі нуклеїнових кислот
Розробка методу полімеразної ланцюгової реакції, що дозволяє в необмежених кількостях розмножувати нуклеїнові кислоти-ДНК і РНК, і поява технологій молекулярної селекції нуклеїнових кислот уможливили створення штучних РНК і ДНК із заданими властивостями. Молекули нуклеїнових кислот, що вибірково пов'язують певні речовини, називаються аптамерами. На їх основі можуть бути одержані препарати, які блокують функції будь-яких білків: ферментів, рецепторів або регуляторів активності генів. В даний час отримані вже тисячі різних аптамерів, що знаходять широке застосування в медицині і техніці.
Один із світових лідерів у цій галузі – американська компанія Soma Logic Inc. - Створює так звані сомамери, які селективно відбирають із бібліотек хімічно модифікованих нуклеїнових кислот за рівнем спорідненості до тих чи інших цілей. Модифікації азотистої основи надають таким аптамерам додаткову «білковоподібну» функціональність, що забезпечує високу стабільність їх комплексів з мішенями. Крім того, це збільшує можливість успішного відбору сомамерів до тих сполук, до яких підібрати звичайні аптамери не вдалося.
Прикладом розвитку мікрочіпових технологій можуть бути американська фірма LCSciencesта німецька Febit Gmbh. Біочиповий реактор виробництва LCSciencesз використанням стандартних реагентів для олігонуклеотидного синтезу дозволяє одночасно синтезувати 4-8 тис. різних олігонуклеотидів. Мікрочиповий реактор фірми Febit Gmbhскладається із 8 незалежних фрагментів, на кожному з яких одночасно синтезується до 15 тис. різних олігонуклеотидів. За добу таким чином можна отримати до півмільйона олігонуклеотидів – будівельних блоків майбутніх генів.
Серед аптамерів, що мають спорідненість до клінічно значимих мішеней, на сьогодні є кандидати на терапевтичні препарати, які досягли третьої, ключової фази клінічних випробувань. Один з них - Macugen - Вже використовується в клінічній практиці для терапії захворювань сітківки ока; препарат для лікування вікової макулярної дегенерації сітківки Fovistaуспішно закінчує випробування. І на черзі безліч подібних препаратів.
Але терапія - це не єдине призначення аптамерів: вони викликають величезний інтерес у біоаналітиків як розпізнавальні молекули при створенні аптамерних біосенсорів.
В ІХБФМ спільно з Інститутом біофізики СО РАН (Красноярськ) розробляються біолюмінесцентні аптасенсори з структурою, що перемикається. Отримано аптамери, які відіграють роль репортерного блоку сенсора, до Са 2+ -активованого фотопротеїну обеліну, що є зручною біолюмінесцентною міткою. Цей сенсор здатний «уловлювати» молекули лише певних білків, які необхідно детектувати у зразку. В даний час за цією схемою конструюються біосенсори, що переключаються, до модифікованих білків крові, службовцям маркерами діабету.
Новим об'єктом серед терапевтичних нуклеїнових кислот є і сама матрична (інформаційна) РНК. Компанія Moderna Therapeutics(США) зараз проводить масштабні клінічні дослідження мРНК. При попаданні у клітину мРНК діють у ній як її власні. В результаті клітина отримує можливість виробляти білки, які можуть запобігти або зупинити розвиток захворювання. Більшість таких потенційних терапевтичних препаратів спрямована проти інфекційних (вірус грипу, вірус Зіка, цитомегаловірус та ін.) та онкологічних захворювань.
Білки як ліки
Величезні успіхи синтетичної біології останніми роками відбилися й у розробці технологій виробництва терапевтичних білків, які вже широко застосовують у клініці. Насамперед це стосується протипухлинних антитіл, за допомогою яких стала можливою ефективна терапія цілого ряду онкологічних захворювань.
Зараз з'являються нові протипухлинні білкові препарати. Прикладом може бути препарат лактаптин, створений ІХБФМ СО РАН на основі фрагмента одного з основних білків молока людини. Дослідники виявили, що цей пептид індукує апоптоз(«Самовбивство») клітин стандартної пухлинної клітинної культури - аденокарциноми молочної залози людини. З використанням методів генної інженерії було отримано ряд структурних аналогів лактаптину, з яких було обрано найбільш ефективний.
Випробування на лабораторних тваринах підтвердили безпеку препарату та його протипухлинну та антиметастатичну активність щодо низки пухлин людини. Вже розроблено технологію отримання лактаптину в субстанції та лікарській формі, виготовлено перші експериментальні партії препарату.
Терапевтичні антитіла все ширше використовуються і для лікування вірусних інфекцій. Фахівцям ІХБФМ ЗІ РАН вдалося генно-інженерними методами створити гуманізоване антитіло проти вірусу кліщового енцефаліту. Препарат пройшов усі доклінічні випробування, довівши свою високу ефективність. Виявилося, що захисні властивості штучного антитіла у сто разів вищі, ніж комерційного препарату антитіл, що отримується із сироватки донорів.
Вторгнення у спадковість
Відкриття останніх років розширили можливості генотерапії, які донедавна представляли фантастику. Технології геномного редагування, Засновані на застосуванні РНК-білкової системи CRISPR/Cas, здатні розпізнавати певні послідовності ДНК і вносити в них розриви. При «ремонті» ( репарації) таких порушень можна виправляти мутації, відповідальні за захворювання, або вводити з терапевтичною метою нові генетичні елементи.
Редагування генів відкриває перспективи радикального вирішення проблеми генетичних захворювань шляхом модифікації геному під час використання екстракорпорального запліднення. Принципова можливість спрямованої зміни генів ембріона людини вже доведена експериментально, і створення технології, що забезпечує світ дітей, вільних від спадкових захворювань, завдання найближчого майбутнього.
За допомогою геномного редагування можна не лише «виправляти» гени: цей підхід можна використовувати для боротьби з вірусними інфекціями, які не піддаються звичайній терапії. Йдеться про віруси, що вбудовують свій геном у клітинні структури організму, де він виявляється недоступним для сучасних противірусних препаратів. До таких вірусів належать ВІЛ-1, віруси гепатиту В, папіломавіруси, поліомавіруси та низка інших. Системи геномного редагування можуть інактивувати вірусну ДНК усередині клітини, розрізавши її на безпечні фрагменти або внісши до неї мутації, що інактивують.
Очевидно, що застосування системи CRISPR/Cas як засіб корекції мутацій людини стане можливим лише після її вдосконалення з метою забезпечення високого рівня специфічності та проведення широкого спектра випробувань. Крім того, для успішної боротьби з небезпечними вірусними інфекціями необхідно вирішити проблему ефективної доставки терапевтичних агентів до цільових клітин.
Спочатку була клітина-стволова
Одним з найбільш швидко розвиваються в медицині є клітинна терапія. У провідних країнах вже проходять клінічні випробування клітинних технологій, розроблених для лікування аутоімунних, алергічних, онкологічних та хронічних вірусних захворювань.
У Росії піонерні роботи зі створення засобів терапії на основі стовбурових клітинта клітинних вакцин були виконані в Інституті фундаментальної та клінічної імунології СО РАН (Новосибірськ). В результаті досліджень було розроблено методи лікування онкологічних захворювань, гепатиту В та аутоімунних захворювань, які вже почали застосовуватися в клініці в експериментальному режимі.
Надзвичайно актуальними у наші дні стали проекти створення банків культур клітин пацієнтів із спадковими та онкологічними захворюваннями для тестування фармакологічних препаратів. У Новосибірському науковому центрі такий проект реалізується міжінститутським колективом під керівництвом проф. С. М.Закіяна. Новосибірські фахівці відпрацювали технології внесення мутацій в клітини людини, що культивуються, в результаті чого були отримані клітинні моделі таких захворювань, як бічний аміотрофічний склероз, хвороба Альцгеймера, спинальна м'язова атрофія, синдром подовженого інтервалу QT і гіпертрофічна кардіоміопатія.
Розробка методів отримання із звичайних соматичних клітин плюрипотентних стовбурових, здатних перетворитися на будь-яку клітину дорослого організму, призвела і до появи клітинної інженерії, що дозволяє відновлювати уражені структури організму. Напрочуд швидко розвиваються технології отримання тривимірних структур для клітинної та тканинної інженерії на основі біоруйнівних полімерів: протезів судин, тривимірних матриксів для вирощування хрящової тканини та конструювання штучних органів.
Так, фахівці ІХБФМ СО РАН та Національного медичного дослідницького центру ім. Е. Н.Мешалкіна (Новосибірськ) розробили технологію створення протезів судин та серцевих клапанів методом електроспінінга. За допомогою цієї технології з розчину полімеру можна отримати волокна завтовшки від десятків нанометрів до декількох мікронів. В результаті серії експериментів вдалося відібрати вироби з визначними фізичними характеристиками, які зараз успішно проходять доклінічні випробування. Завдяки високій біо- та гемосумісності такі протези згодом заміщаються власними тканинами організму.
Мікробіом як об'єкт та суб'єкт терапії
До теперішнього часу добре вивчені та розшифровані геноми багатьох мікроорганізмів, що вражають людину. Ведуться дослідження та складних мікробіологічних співтовариств, постійно пов'язаних з людиною, мікробіомів.
Істотний внесок у цю сферу досліджень зробили і вітчизняні вчені. Так, фахівці ДНЦ СБ «Вектор» (Кільцово, Новосибірська обл.) вперше у світі розшифрували геноми вірусів Марбург та натуральної віспи, а вчені ІХБФМ СО РАН – геноми вірусу кліщового енцефаліту, збудників кліщового бореліозу, поширених на території РФ. Також було вивчено мікробні спільноти, асоційовані з різними видами небезпечних для людини кліщів.
У розвинених країнах сьогодні активно ведуться роботи, спрямовані на створення засобів регулювання мікробіома організму людини, насамперед його травного тракту. Як виявилося, від складу мікробіома кишечника величезною мірою залежить стан здоров'я. Методи на мікробіом вже існують: наприклад, збагачення його новими терапевтичними бактеріями, використання пробіотиків, що сприяють розмноженню корисних бактерій, а також прийом бактеріофагів (вірусів бактерій), що вибірково вбивають «шкідливі» мікроорганізми.
Останнім часом роботи зі створення засобів терапії на основі бактеріофагів активізувалися в усьому світі через проблему поширення лікарсько-стійких бактерій. Росія - одна з небагатьох країн, де застосування бактеріофагів у медицині дозволено. У РФ існує промислове виробництво препаратів, розроблених ще за радянських часів, і щоб отримувати ефективніші бактеріофаги, необхідно їх удосконалювати, і це завдання може бути вирішене методами синтетичної біології.
Рішенням її займаються у низці науково-дослідних організацій РФ, у тому числі в ІХБФМ СО РАН. В інституті охарактеризовано фагові препарати, що промислово виробляються в РФ, розшифровані геноми ряду бактеріофагів, а також створена їх колекція, до якої увійшли і унікальні віруси, перспективні для застосування в медицині. У клініці інституту відпрацьовуються механізми надання персоналізованої допомоги хворим, які страждають на бактеріальні інфекції, спричинені лікарсько-стійкими мікроорганізмами. Останні виникають при лікуванні діабетичної стопи, а також внаслідок пролежнів чи післяопераційних ускладнень. Розробляються методи корекції порушень складу мікробіома людини.
Абсолютно нові можливості використання вірусів відкриваються у зв'язку із створенням технологій отримання інтелектуальних систем високовиборчої дії на певні клітини. Йдеться про онколітичних вірусахздатні вражати тільки пухлинні клітини. В експериментальному режимі кілька таких вірусів вже застосовують у Китаї та США. Роботи в цій галузі ведуться і в Росії, в них беруть участь фахівці з московських та новосибірських науково-дослідних організацій: ІМБ РАН, ДНЦ ВБ "Вектор", Новосибірського державного університету та ІХБФМ СО РАН.
Швидкий розвиток синтетичної біології дає підставу очікувати в найближчі роки важливих відкриттів та появи нових біомедичних технологій, які позбавлять людство багатьох проблем і дозволять реально керувати здоров'ям, а не тільки лікувати спадкові та «благопридбані» захворювання.
Фронт досліджень у цій галузі надзвичайно широкий. Вже зараз доступні гаджети є не просто іграшками, але реально корисними приладами, які щодня забезпечують людину інформацією, необхідною для контролю та підтримки здоров'я. Нові технології швидкого поглибленого обстеження дають можливість передбачити або своєчасно виявити розвиток хвороби, а персоналізовані препарати на основі «розумних» інформаційних біополімерів дозволять радикально вирішити проблеми боротьби з інфекційними та генетичними захворюваннями у найближчому майбутньому.
Література
Бризгунова О. Е., Лактіонов П. Позаклітинні нуклеїнові кислоти сечі: джерела, склад, використання в діагностиці // Acta Naturae. 2015. Т. 7. № 3 (26). З. 54-60.
Власов В. В., ще два прізвища та ін. Комплементарні здоров'ю. Минуле, сьогодення та майбутнє антисмислових технологій // НАУКА з перших рук. 2014. T. 55. №1. С. 38-49.
Власов В. В., Воробйов П. Е., Пишний Д. В. та ін. Правда про фаготерапію, або пам'ятка лікаря і пацієнта // НАУКА з перших рук. 2016. Т. 70. №4. С. 58-65.
Власов В. В., Закіян С. М., Медведєв С. П. «Редактори геномів». Від цинкових пальців до CRISPR // НАУКА з перших рук. 2014. Т. 56. №2. С. 44-53.
Ліфшиц Г. І., Слєпухіна А. А., Суботовська А. І. та ін Вимірювання параметрів гемостазу: приладова база і перспективи розвитку // Медична техніка. 2016. Т. 298. № 4. С. 48-52.
Ріхтер В. А. Жіноче молоко - джерело потенційних ліків від раку // НАУКА з перших рук. 2013. Т. 52. № 4. С. 26-31.
Kupryushkin M. S., Pyshnyi D. V., Stetsenko D. A. Phosphoryl guanidines: новий тип Nucleic Acid analogues // Acta Naturae. 2014. V. 6. № 4 (23). P. 116-118.
Nasedkina T. V., Guseva N. A., Gra O. A. et al. Diagnostic microarrays в hematologic on colology: applications of high- and low-density arrays // Mol Diagn Ther. 2009. V. 13. N. 2. P. 91-102.
Ponomaryova A. A., Morozkin E. S., Rykova E. Y. et al. Dynamic changes in circulating miRNA levels in response to antitumor therapy of lung cancer // Experimental Lung Research. 2016. V. 42 N. 2. P. 95-102.
Vorobyeva M., Vorobjev P. and Venyaminova A. Multivalent Aptamers: Versatile Tools for Diagnostic and Therapeutic Applications // Molecules. 2016. V. 21 N. 12. P. 1612-1633.
