Научные программы организаций
Гранты РНФ на реализацию комплексных научных программ организаций

Представлены результаты комплексных программ ИБХ РАН и ИНЦ РАН в области конструирования лекарств будущего и выращивания клеток для регенеративной медицины

Источник: ИБХ РАН

Решение задач направленного конструирования новых лекарств и создание тканеинженерных конструкций для восстановления кожи и тканей – такие исследования и разработки делали ученые из Института биоорганической химии им. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова (ИБХ) РАН и Института цитологии (ИНЦ) РАН в рамках комплексных научных программ, реализуемых в организациях с 2014 по 2018 года по грантам РНФ. Результаты пятилетней работы исследователи представили на совместной конференции «Современные проблемы физико-химической и клеточной биологии: от молекул к живым системам», прошедшей в Москве в конце октября.

Бурный всплеск технологий манипулирования ДНК и РНК обусловил интенсивное развитие производства диагностических и терапевтических антител (белковых соединений плазмы крови) для ранней диагностики и эффективного таргетного лечения. Перед исследователями сейчас стоят задачи по разработке новых технологий для изучения белков и пептидов (коротких белков), их модификаций, по определению этих компонентов в биологических объектах и использования их рационального компьютерного дизайна. Этими вопросами и занимались сотрудники ИБХ РАН – ключевой организации в России, изучающей белки и пептиды – в ходе реализации программы «Белки и пептиды в постгеномную эру. Структурно-функциональные исследования для решения фундаментальных задач и направленного конструирования инновационных лекарственных средств».

Белково-пептидные технологии, связанные с отбором нужных молекул на поверхности клеток, которые контактируют с внешней средой (лиганды, рецепторы), ферментов (ускорителей и подавителей реакций) и антител, открывают перспективы для создания лекарств нового поколения. Чтобы повысить эффективность технологии отбора лучших молекул среди их широкого репертуара, группа ученых под руководством академика РАН, директора ИБХ РАН Александра Габибова разработала уникальные подходы. Ученые создали микрофлюидную систему ультравысокопроизводительного скрининга в каплях двойной эмульсии. Разработка позволяет изучать уникальные свойства единичных живых клеток в 30 тысяч раз производительнее роботизированных станций, а также существенно упрощает работу исследователей, которые определяют работоспособность биологических объектов для создания лекарств на их основе.


Фото: академик РАН, член экспертного совета РНФ Сергей Недоспасов. Источник: ИБХ РАН

Кроме того, ученые занимаются поиском первопричин развития таких заболеваний иммунной системы, как синдром Гийена-Барре и рассеянный склероз. Исследователи создали библиотеку антител больных и провели их скрининг, обнаружив некоторые доказательства вирусной природы заболеваний. 

Только одна клетка из десяти в организме человека принадлежит хозяину, остальное – это его микробиом, то есть сообщество бактерий. Сказывается ли метаболизм этого сообщества на пептидном составе крови и других тканей человека? Какова молекулярная основа взаимодействия бактерий и человека? Ученые под руководством академика РАН Вадима Иванова решили ответить на этот вопрос и выяснили, что кровь человека содержит существенное число (5–10%) пептидов, генерируемых микробиотой человека. Исследователям впервые удалось показать, что некоторые из этих пептидов стимулируют воспалительные пептиды цитокины.

Сотрудники ИБХ РАН также исследуют белки и пептиды в надежде найти новые методы борьбы с раком. Пептидомный анализ плазмы и сыворотки крови выявил устойчиво воспроизводимые различия между образцами здоровых доноров и пациентов с такими онкологическими заболеваниями, как рак яичников, рак кишечника и рак крови, что открывает новые перспективы для онкодиагностики.


Фото: академик РАН Вадим Иванов. Источник: ИБХ РАН

Институт цитологии РАН в рамках гранта РНФ работал по программе «Молекулярно-клеточные технологии для лечения социально значимых заболеваний». Сотрудники Института исследовали нормальные, стволовые и опухолевые клетки человека и разрабатывали новые методы терапии разных заболеваний на их основе.

Сегодня широко обсуждаются технологии 3D-печати органов и тканей человека. Необходимое для таких работ количество клеточного материала может быть обеспечено только за счет массового культивирования клеток человека in vitro. Ученые хотели узнать, какой потенциал для этих целей имеют мезенхимные стволовые клетки человека – клетки, способные самообновляться и превращаться в тканеспецифические клетки разных органов. В одном из исследований на животных удалось показать, что пересадка этих клеток позволяет победить бесплодие, вызванное синдромом Ашермана. Эти и другие работы ученых доказывают, что стволовые клетки человека можно использовать как безопасный трансплантационный материал, способный оказывать положительный терапевтических эффект, и могут служить основой для получения клеток, необходимых для тканеинженерных конструкций.

Клетки большинства злокачественных опухолей «производят» много белков-шаперонов – белков, которые помогают остальным белкам принять правильную форму, определяемую их генами, а значит, корректно работать. В случае наличия рака появляется особенно много белков теплового шока БТШ70. Ученые под руководством доктора биологических наук Бориса Маргулиса предположили, что подавление «производства» или функции БТШ70 должно привести к повышению чувствительности опухолевых клеток к действию стандартной противоопухолевой терапии и выявили несколько соединений, снижающих уровень шаперона или его активность. Эти препараты были исследованы в клеточных и животных моделях рака и показали свою эффективность: если их применять вместе со стандартной противоопухолевой терапией, можно понизить дозу основного лекарства, снизить побочные эффекты и при этом не утратить эффективность терапии.

«Полученные результаты демонстрируют существенное влияние комплексной программы на развитие Института, – отметила в своем выступлении на конференции Наталья Михайлова, заместитель директора и заведующая Центром клеточных технологий ИНЦ РАН. – Нам удалось повысить уровень фундаментальных и прикладных исследований, укрепить кадровый потенциал, значительно улучшить материально-техническую базу Института. Проект активизировал межлабораторные научные взаимодействия внутри института, способствовал развитию научного сотрудничества с образовательными и медицинскими организациями, а также международного сотрудничества. Необходимо отметить расширение линейки биомедицинских клеточных продуктов над созданием которых работают в ИНЦ РАН, а также повышение уровня прикладных исследований. Внедрен стандарт надлежащей лабораторной практики GLP, что позволяет проводить доклинические исследования лекарственных средств на клеточных тест-моделях in vitro. Ключевое достижение проекта – организация Центра клеточных технологий, создание которого ликвидирует основной многолетний дисбаланс ИНЦ РАН – дает возможность применить научные разработки на практике, или, говоря современным языком, проводить трансфер биомедицинских технологий в практическое здравоохранение в соответствие с Федеральным законом №180. Центр спроектирован по международному стандарту GMP, оснащен оборудованием мирового уровня, включая роботизированный комплекс для культивирования клеток, производства биомедицинских клеточных продуктов в целях их доклинических и клинических исследований, регистрации и вывода на рынок. Это первая в России опытная производственная площадка среди институтов РАН, соответствующая требованиям Федерального закона «О биомедицинских клеточных продуктах» и нормам норм GMP и GTP».


Фото: доктор биологических наук Наталья Михайлова. Источник: ИБХ РАН

Роботизированное оборудование Центра повышает производительность научных исследований и дает дополнительные возможности для экспериментальной работы. Мы уже ощутили плюсы и преимущества в собственных исследованиях.

Над проектом работали более 130 исследователей, средняя доля молодых ученых по годам составила более 60% от общего их числа. За время выполнения проекта исполнители ИНЦ РАН опубликовали более 160 статей (по данным Web of Science и Scopus), девятью молодыми учеными защищены кандидатские диссертации.

Институт биоорганической химии РАН и Институт цитологии РАН отметили значительное участие медицинских центров в их проектах. Часть разработок ученых уже апробируется в клиниках Москвы и Санкт-Петербурга.

«Сегодня в мире около 50% финансирования идет на научные исследования в области Life Sciences, и я считаю, что это оправданно, – отметил в ходе конференции заместитель генерального директора РНФ Сергей Лебедев. – Если благодаря таким исследованиям хотя бы трем людям сохранили здоровье и жизнь, практически любые деньги, вложенные в науку, потрачены не зря. Хотелось бы, чтобы со временем ваши работы привели к созданию новых лекарств и лечебных методик, которые будут спасать десятки и сотни жизней, а мы будем стараться и в будущем поддерживать вас».

Напоминаем, что сейчас в ходе научных конференций и семинаров 16 организаций, получивших гранты РНФ на реализацию комплексных научных программ на период с 2014 по 2018 год, публично представляют основные результаты своей работы. Подробности – на сайте комплексных научных программ.

Теги: ибх инц
Недавние новости

Возврат к списку