2019 წლის დასაწყისში სანქტ-პეტერბურგში რუსული მეცნიერებისა და მედიცინის მნიშვნელოვანი ღონისძიება გაიმართება: 26-30 იანვარს გაიმართება მომავალი Biotech ზამთრის სკოლა. ზამთრის სკოლის მომხსენებლები იქნებიან მეცნიერები მსოფლიოს წამყვანი სამეცნიერო ცენტრებიდან: ჰარვარდიდან, იელის, ლონდონის საუნივერსიტეტო კოლეჯიდან და მრავალი სხვა. სკოლაში ასევე მონაწილეობას მიიღებენ გამოჩენილი რუსი მეცნიერები, აქტიური ბიზნესმენები, მეცნიერების ინტენსიური სტარტაპების ლიდერები და სტუდენტები, კურსდამთავრებულები და მეცნიერებით გატაცებული ახალგაზრდა მკვლევარები. ამ წლის მთავარი თემა განუყოფლად არის დაკავშირებული მედიცინასთან და ეძღვნება გენომის რედაქტირების ტექნოლოგიებს და გენურ თერაპიას.

სკოლის ფილოსოფია მომავალი ბიოტექნიკა

მესამე, ეს, რა თქმა უნდა, უპრეცედენტო სამეცნიერო შინაარსია! ლექციების მსვლელობისას თქვენ შეძლებთ პირველი ხელით გაეცნოთ უახლეს აღმოჩენებს - უშუალოდ კვლევის წამყვანი მეცნიერებისგან - და მათთან ერთად განიხილოთ ყველაზე "ცხელი" დეტალები.

ამრიგად, სკოლა არის ამავე დროს მეცნიერული კვლევისა და ბიზნესის დამაკავშირებელი, რომელიც ჯერ კიდევ განუვითარებელია რუსეთში, ასევე პლატფორმა პროფესიული ქსელის განვითარებისა და ცოდნის ამაღლებისთვის.

წელს სკოლის მთავარი თემა გენომის რედაქტირება და გენური თერაპია იქნება.დღეს ეს ტექნოლოგიები მსოფლიო მედიცინისა და ფარმაცევტული პროდუქტების ყველაზე პერსპექტიული და დაფინანსებული სფეროა. 2016 წელს გენური თერაპიის წამლების ბაზარი 584 მილიონ დოლარად იყო შეფასებული, ხოლო 2023 წლისთვის, ანალიტიკოსების აზრით, ასეთი წამლების გაყიდვიდან მიღებული გლობალური შემოსავალი 4,4 მილიარდ დოლარს გადააჭარბებს - ეს ყოველწლიურად 30%-ზე მეტი ზრდაა!

გენეტიკური ინჟინერიის თანამედროვე მეთოდები სხვა მიდგომებთან ერთად რევოლუციას ახდენს მანამდე განუკურნებელი გენეტიკური, ონკოლოგიური და აუტოიმუნური დაავადებების წინააღმდეგ ბრძოლაში ჩვენს თვალწინ. გენეტიკური ინჟინერია გვეხმარება ყველაზე ცნობილი ანტიბიოტიკების მიმართ რეზისტენტული ბაქტერიების წინააღმდეგ ბრძოლაში, რომლებიც საფრთხეს უქმნიან მსოფლიოში სიკვდილის მთავარ მიზეზს 2050 წლისთვის.

ჩვენი სპეციალური პროექტის ორი სტატია ეძღვნება გენეტიკური ინჟინერიის ისტორიას და მეთოდებს. 12 მეთოდი სურათებში» . - წითელი.

დღეს მსოფლიო ბაზარზე გენურ თერაპიაზე დაფუძნებული მხოლოდ რამდენიმე პრეპარატია, ათეულობით კლინიკური კვლევების სხვადასხვა ეტაპზეა. ანგარიშის მიხედვით მოკავშირეთა ბაზრის კვლევა, გენური თერაპიის წამლების აბსოლუტური უმრავლესობა იწარმოება ონკოლოგიური პათოლოგიების მქონე პაციენტებისთვის. და უახლოეს მომავალში - სულ მცირე 2023 წლამდე - ეს ნიშა შეინარჩუნებს პირველობას ბაზარზე. კიბოს წამლების გვერდით არის იშვიათი დაავადებების, გულ-სისხლძარღვთა დაავადებების, ნევროლოგიური დარღვევებისა და ინფექციების გენური თერაპია.

შემდეგი ათწლეული გაივლის ახალი თერაპიების დანერგვას, რომლებიც მიზნად ისახავს კიბოს აგრესიული ტიპების, გენეტიკური, ნეიროდეგენერაციული, აუტოიმუნური პათოლოგიების მკურნალობას, ასევე ახალი თაობის ანტიბიოტიკების პრაქტიკაში დანერგვას. და ამ გარდამტეხ მომენტში, რუსულმა მეცნიერებამ და მრეწველობამ უნდა გამოიყენონ ყველანაირი ძალისხმევა, რათა დაიკავონ ადგილი გლობალურ ბიოფარმაცევტულ ბაზარზე, გახდნენ მოწინავე კვლევების აქტიური მონაწილე და, ამრიგად, უზრუნველყონ რუსებისთვის წვდომა მოწინავე მედიცინაზე მომავალში. Winter School Future Biotech 2019 უნდა გახდეს ნაბიჯი ამ გლობალური მიზნის მისაღწევად. ამისათვის მისმა ორგანიზატორებმა მოიწვიეს მსოფლიოს წამყვანი მეცნიერები სანკტ-პეტერბურგში, რომელთა ნამუშევარი მოიცავს ბიომედიცინისა და ბიოტექნოლოგიის ყველაზე პერსპექტიულ სფეროებს. ეს სფეროები მომდევნო თავში იქნება განხილული.

რა მიღწევები გველოდება მედიცინაში?

სამყარო, რომელშიც თითქმის არ არის განუკურნებელი დაავადებები, აღარ არის მხოლოდ ფანტასტიკური ოცნება: ეს არის სამყარო, სადაც გენური თერაპია და გენომის რედაქტირება მედიცინის მთავარ იარაღად იქცა (ნახ. 3). უკვე დღეს, ამ მიდგომების წყალობით, შესაძლებელი გახდა მნიშვნელოვანი პროგრესის მიღწევა რამდენიმე მანამდე განუკურნებელი პათოლოგიის მკურნალობაში, რასაც ქვემოთ განვიხილავთ.

გენური თერაპია: სამყაროსკენ განუკურნებელი დაავადებების გარეშე

სიუჟეტის გასაგრძელებლად, მოდით გადავიტანოთ ტერმინოლოგია. დნმ-ის „დარღვევით“ გამოწვეულ მემკვიდრეობით დაავადებებს უწოდებენ გენეტიკური. თუ ისინი პროვოცირებულია ერთი გენის მუტაციით, მათ ჩვეულებრივ უწოდებენ მონოგენური. ასეთი დაავადებებია, მაგალითად, ფენილკეტონურია, გოშეს დაავადება და ნამგლისებრუჯრედოვანი ანემია. არის პათოლოგიები, რომლებიც გამოწვეულია რამდენიმე გენის ერთდროულად დაშლით (მათ ე.წ პოლიგენური) ან დეფექტი ქრომოსომის მნიშვნელოვან ნაწილში ( ქრომოსომულიდაავადება). პოლიგენურ დაავადებებს მიეკუთვნება კიბო, დიაბეტი, შიზოფრენია, ეპილეფსია, გულის კორონარული დაავადება და სხვა. დღეს ყველაზე დიდი წარმატება მიღწეულია მონოგენური გენეტიკური დაავადებების მკურნალობაში, რადგან ერთი გენის კორექტირება მეთოდოლოგიურად უფრო მარტივი ამოცანაა, ვიდრე პოლიგენურ დაავადებებთან ან ქრომოსომულ ანომალიებთან (თუმცა, აქ ყველაფერი უიმედო არ არის!). გენეტიკური დაავადებების წინააღმდეგ ბრძოლაში გენური თერაპია და გენომის რედაქტირება მომავლის მთავარი იარაღია გენეტიკური ინჟინრის ხელში.

გენური თერაპიის კონცეფცია ელეგანტური და ლამაზია, როგორც ყველა გენიოსი. ის შედგება უჯრედისთვის ჯანსაღი გენის მიწოდებაში, რომელიც ცვლის მის „დეფექტურ“ ვერსიას. კლინიკურად გამოცდილი და დამტკიცებული თერაპიის უმეტესობა იყენებს ვირუსულ ვექტორულ სისტემებს უჯრედებში ჯანსაღი გენის ვარიანტის მიწოდებისა და ჩასართავად (სურათი 4). უახლოეს მომავალში მეცნიერები პროგნოზირებენ არავირუსული სისტემების განვითარებას გენების უჯრედებში მიწოდებისთვის.

არსებობს ორი ძირითადი მიდგომა: მშობიარობის შემდგომი გენური თერაპია (ზოგჯერ უწოდებენ სომატურ თერაპიას) და ნაყოფის გენური თერაპია (სხვაგვარად პრენატალური, ან ნაყოფის გენური თერაპია, რომლის შესახებაც ახლახან დავწერეთ სტატიაში " ნაყოფის გენური თერაპია: თეორიიდან პრაქტიკამდე» ).

პირველ შემთხვევაში, გენები შეჰყავთ სხეულის სომატურ უჯრედებში, რაც აუმჯობესებს პაციენტის მდგომარეობას, მაგრამ რედაქტირებული გენომი არ გადაეცემა შთამომავლებს, რადგან რედაქტირება გავლენას ახდენს მხოლოდ ცალკეულ უჯრედულ პოპულაციებზე გამეტების წარმომქმნელი უჯრედების გენომის შეცვლის გარეშე. ეს მეთოდი გამართლებულია, მაგალითად, ონკოლოგიურ დაავადებებთან საბრძოლველად. მეორე შემთხვევაში, დნმ შეჰყავთ ემბრიონში განვითარების ადრეულ ეტაპზე, რაც შესაძლებელს ხდის ნაყოფის უჯრედების ყველა, უმეტესი ან მნიშვნელოვანი ნაწილის რედაქტირებას. ამ მიდგომით, ცვლილებები მემკვიდრეობით მიიღება, რადგან ჩანასახის უჯრედები ასევე ატარებენ ამ ცვლილებებს. ეს მიდგომა პერსპექტიულია ყველაზე მძიმე მემკვიდრეობითი პათოლოგიების წინააღმდეგ საბრძოლველად.

აშშ-ს სურსათისა და წამლების ადმინისტრაციამ (FDA) უკვე დაამტკიცა გენური და უჯრედული თერაპიის საფუძველზე დაფუძნებული 16 პრეპარატი. მათ შორისაა სისხლის კიბოს აგრესიული ტიპების, პროსტატის კიბოს და იშვიათი მემკვიდრეობითი ფორმის ბადურის სიბრმავის სამკურნალო საშუალებები.

პრენატალური თერაპიააქვს მთელი რიგი უპირატესობები პოსტნატალურთან შედარებით, რომელთაგან ყველაზე დიდი დახმარებაა დაავადების განვითარების ადრეულ ეტაპზე, როდესაც პათოლოგიურ პროცესს ჯერ კიდევ არ აქვს დრო შორს წასასვლელად. პრენატალური დიაგნოსტიკის თანამედროვე მეთოდების წყალობით შესაძლებელია დეფექტური გენების გამოსწორება ორსულობის ადრეულ სტადიაზე, უკვე 14-16 კვირაში. მუტანტური გენების კორექცია განვითარებად ნაყოფში საშუალებას იძლევა სწრაფად გაიზარდოს ღეროვანი უჯრედების პოპულაცია „ჯანმრთელი“ გენის ვარიანტით, რაც ნიშნავს, რომ დაავადების განკურნება შესაძლებელია ან, ყოველ შემთხვევაში, მისი მიმდინარეობის საგრძნობლად შემსუბუქება. მიუხედავად ნათელი პერსპექტივისა, მეცნიერები ამჟამად არაერთი გადაუჭრელი პრობლემის წინაშე დგანან. ნაყოფის გენური თერაპია ზრდის მუცლის მოშლის და ნაადრევი მშობიარობის რისკს დედისა და ბავშვის იმუნური რეაქციების განვითარების გამო. გარდა ამისა, მას შეუძლია გამოიწვიოს მოულოდნელი და ზოგჯერ კატასტროფული შედეგები უკვე განვითარების პოსტნატალურ ეტაპზე. შეყვანილ გენს შეუძლია არასპეციფიკურად ინტეგრირდეს გენომის ნებისმიერ ადგილას და, ამრიგად, დაარღვიოს სხვა გენების მუშაობა, გენეტიკური ან ონკოლოგიური დაავადების პროვოცირება. ნაყოფის გენური თერაპიის კიდევ ერთი გვერდითი ეფექტი არის მოზაიციზმი(ფენომენი, რომლის დროსაც ზოგიერთ უჯრედს აქვს "შესწორებული" გენი, ხოლო დანარჩენს აქვს "გატეხილი" ვერსია), რამაც შეიძლება გამოიწვიოს ძალიან არაპროგნოზირებადი შედეგები მომავალში.

პოტენციური რისკების თვალსაზრისით, აშკარაა, რომ ნაყოფის გენური თერაპია უნდა იქნას გამოყენებული მხოლოდ მძიმე გენეტიკური დაავადებების სამკურნალოდ, რომელთა გამოსწორების სხვა ვარიანტები არ არსებობს. ეს პათოლოგიები მოიცავს ზოგიერთ იშვიათ გენეტიკურ დაავადებას, როგორიცაა დუშენის კუნთოვანი დისტროფია, ზურგის კუნთოვანი ატროფია, ფატალური ოჯახური უძილობა, ფენილკეტონურია და ფიბროდისპლაზია. მათი მკურნალობისთვის ამჟამად აქტიურად მუშავდება გენური თერაპიის ვარიანტები, რომელთაგან ზოგიერთი კლინიკური კვლევების ბოლო სტადიაშია. უიშვიათეს გენეტიკურ პათოლოგიებს შორის, რა თქმა უნდა, არის გოშეს დაავადება – ნეიროდეგენერაციული დაავადება, რომლის მძიმე ფორმა ამჟამად არ არის განკურნებადი და ყოველთვის ფატალურია. გოშეს დაავადება ყველაზე გავრცელებული ფორმაა იშვიათ მემკვიდრულ ფერმენტოპათიებს შორის, ანუ ფერმენტულ დეფექტებთან ასოცირებულ დაავადებებს შორის. მისი მაგალითით, ნაყოფის გენური თერაპიის მაღალი ეფექტურობა პირველად აჩვენა თაგვებზე ჩატარებულ ექსპერიმენტებში, ახლა კი მეცნიერები ადამიანებზე ცდებისთვის ემზადებიან. ეს ნიშნავს, რომ მომავალი, სადაც ზემოაღნიშნული განუკურნებელი გენეტიკური დაავადებების მქონე ბავშვები გამოჯანმრთელდებიან, მალე დადგება.

გენური თერაპიაშეიძლება იყოს უკიდურესად ეფექტური პოსტნატალური პერიოდიმათ შორის ზრდასრული პაციენტების სამკურნალოდ. ზურგის კუნთოვანი ატროფია (SMA) კიდევ ერთი გახდა ობოლი(ანუ იშვიათი გენეტიკური) დაავადება, რომლის მკურნალობის დიდი ხნის ნანატრი იმედი გენურ თერაპიას აძლევდა. 2016 წლის 23 დეკემბერს FDA-მ დაამტკიცა პირველი წამალი SMI–სთვის (როგორც ამ დაავადების მქონე პაციენტებს სიყვარულით უწოდებენ) - ნუსინერსენი(კომერციული სახელი სპინრაზა). კლინიკური კვლევების შედეგების მიხედვით, პაციენტების 51%-მა გააუმჯობესა მოტორული უნარები, ასევე შეამცირა სიკვდილის რისკი და ფილტვების მუდმივი ვენტილაცია საკონტროლო ჯგუფთან შედარებით.

მშობიარობის შემდგომი გენური თერაპია ასევე ძალზე ეფექტურია ონკოლოგიურ დაავადებებთან ბრძოლაში, რომლებიც სიცოცხლის მაღალი დონის მქონე ქვეყნებში სიკვდილიანობის ერთ-ერთი წამყვანი მიზეზია, ჯანდაცვის მსოფლიო ორგანიზაციის მიხედვით. ამჟამად დამტკიცებულია ორი პრეპარატი: იესკარტადა კიმრიაჰმიზნად ისახავს უაღრესად აგრესიული ტიპის B-უჯრედოვანი ლიმფომის მკურნალობას CAR-T ტექნოლოგიის გამოყენებით. ამ ტექნოლოგიის არსი მდგომარეობს სიმსივნური უჯრედების მიმართ პაციენტის იმუნიტეტის ხელოვნურ „დარეგულირებაში“. T-ლიმფოციტები აღებულია პაციენტისგან და ლაბორატორიაში, უვნებელი ვირუსული ვექტორის გამოყენებით, ქიმერული ანტიგენის რეცეპტორის (CAR) გენი შედის მათ გენომში, რაც საშუალებას აძლევს მოდიფიცირებულ T- უჯრედებს ამოიცნონ სპეციფიკური ანტიგენი ავთვისებიანი ზედაპირზე. B-უჯრედები. მოდიფიცირებული T-ლიმფოციტები შემდეგ კვლავ შეჰყავთ პაციენტის სისხლში. იქ ისინი იწყებენ თავდასხმას საკუთარ B-ლიმფოციტებზე, ანადგურებენ ავთვისებიანი „დეფექტების“. თუმცა, ამ თერაპიით აუტოიმუნური რეაქციების განვითარების რისკი მაღალია. ეს გამოწვეულია იმით, რომ ანტიგენები, რომლებითაც ჩვენი მეომრები (მოდიფიცირებული T-ლიმფოციტები) ამოიცნობენ „დეფექტებს“, ზოგჯერ გვხვდება ჯანმრთელი უჯრედების ზედაპირზე. მკვლევარები აქტიურად მუშაობენ ამ პრობლემის მოსაგვარებლად.

CAR-T-ზე დაფუძნებული თერაპიები, ალბათ, ყველაზე წარმატებული მკურნალობის ვარიანტია დღემდე უჯრედული და გენური თერაპიის კვეთაზე! ეს ტექნოლოგია საშუალებას იძლევა მიაღწიოს სრულ რემისიას მკურნალობის შემთხვევების დაახლოებით ნახევარში ან გაუხანგრძლივოს პაციენტების სიცოცხლე უმეტეს შემთხვევაში.

გენური თერაპია Future Biotech-ში

ტექნოლოგიები, რომლებიც დაფუძნებულია პაციენტის საკუთარი უჯრედების (CAR-T) გენომის რედაქტირებაზე და რნმ ჩარევაზე, გარდა ბიოლოგიური და ბიოეთიკური შეზღუდვებისა, აქვს კიდევ ერთი სერიოზული პრობლემა: უკიდურესად მაღალი ღირებულება! მაგალითად, ნარკოლოგიური მკურნალობის სრული კურსი იესკარტაღირს $350,000 და თერაპიის წლიური კურსი, რომელიც მოიცავს ყოველკვირეულ ინექციებს პატისირანი, პაციენტს $450 000 დაუჯდება, ყველა ამ პრობლემის გადაჭრა მეცნიერებსა და ფარმაცევტულ კომპანიებს უახლოეს მომავალში მოუწევთ.

CRISPR-Cas9 ტექნოლოგია. გენომის რედაქტირების ყველაზე ზუსტი ინსტრუმენტი

ბოლო დროს პრესა გამუდმებით წერს ამ მიდგომის სხვადასხვა წარმატებებზე და კარგი მიზეზის გამო: ბოლოს და ბოლოს, გენომის რედაქტირების ტექნოლოგია CRISPR-Cas9 სისტემის გამოყენებით ნამდვილად საეტაპო განვითარებაა (ნახ. 5)!

"ბიომოლეკულაზე" იმდენი სტატიაა დიდი და ძლიერი CRISPR-Cas9 ტექნოლოგიის შესახებ, რომ ჩვენ მას მთელი განყოფილება მივუძღვენით! - რედ.

ბაქტერიებს შორის წინააღმდეგობის ასეთი მასიური გავრცელების პრობლემას მრავალი მიზეზი აქვს. რეზისტენტობის შეძენის პროცესი ბუნებრივი და გარდაუვალია, მაგრამ ანტიბიოტიკების ბოროტად გამოყენებამ, მათ არასათანადო განკარგვამ და გარემოში მასიურმა გამოყოფამ ეს პროცესი იმდენად დააჩქარა, რომ ზოგიერთი ინფექცია ახალი წამლების კომპლექსებითაც კი ვერ მკურნალობს. ამიტომ, ახალი ანტიბიოტიკების ძიება თანამედროვე მეცნიერებისთვის პრიორიტეტულია.

ყველა ცნობილი ანტიბიოტიკის ყველაზე გავრცელებული სამიზნე არის ბაქტერიული ცილის სინთეზის აპარატი. პროკარიოტების მთარგმნელობითი აპარატურა განსხვავდება ჩვენისგან, რაც საშუალებას იძლევა გამოიყენოს ცილის სინთეზის სპეციფიკური ინჰიბიტორები ბაქტერიებში ჩვენი უჯრედების დაზიანების გარეშე. ბაქტერიებში რეზისტენტობის გენების მასიური განაწილების გამო, მეცნიერები აქტიურად სწავლობენ მათ ცილის სინთეზის აპარატს და ეძებენ ახალ სამიზნეებს და თარგმანის ინჰიბიტორებს. Ზე

სამედიცინო ბიოტექნოლოგიები, რომლებიც იყენებენ ცოცხალ სისტემებსა და მათ პროდუქტებს, ფუნდამენტურად ცვლის წამლების განვითარების მიდგომას და ზრდის გადაუდებელი დაავადებების დამარცხების ან თუნდაც თავიდან აცილების შანსებს.

​მსოფლიოს კლინიკური სურათი

ინვესტიციები სამედიცინო განვითარებაში მუდმივად იზრდება. სამრეწველო კვლევითი ინსტიტუტის (IRI) მონაცემებით, სიცოცხლის მეცნიერებაში კვლევისა და განვითარების გლობალური ხარჯები ბოლო ათი წლის განმავლობაში სამჯერ გაიზარდა და 2016 წელს 169,3 მილიარდი დოლარი შეადგინა. მეტიც, რესურსების 85% ბიოფარმაცევტულ სექტორზე მოდის. R&D ხარჯების მხრივ, მედიცინა ლიდერია ICT-თან ერთად (ინფორმაციული და საკომუნიკაციო ტექნოლოგიები — $204,5 მილიარდი 2016 წელს).

თუმცა, კვლევის დანახარჯების წილი ჯანდაცვაზე მთლიან კერძო და სახელმწიფო დანახარჯებში შედარებით მცირეა განვითარებულ ქვეყნებშიც კი. შეერთებულ შტატებში, კვლევისა და განვითარების ინვესტიციების წამყვან ქვეყანაში, 2016 წელს მათი წილი ჯანდაცვის ჯანდაცვის მთლიანი დანახარჯების 4.9%-ს შეადგენდა, რომელიც შეფასებულია 3.2 ტრილიონ დოლარად. რუსეთში - 9,7 მილიარდი დოლარის მთლიანი ხარჯების 1,8%, ანუ 544 მილიარდი რუბლი.

მედიცინის მოთხოვნილებები განისაზღვრება მსოფლიოს კლინიკური სურათით. 21-ე საუკუნეში იგი შედგება გულ-სისხლძარღვთა და ონკოლოგიური დაავადებებისგან, ხანდაზმული დაავადებებისგან, სხვადასხვა ეტიოლოგიის მემკვიდრეობითი და თუნდაც ობოლი (იშვიათი) დაავადებებისაგან. გარდა ამისა, მეცნიერება ჯერ კიდევ ეძებს გზებს გაუმკლავდეს ფართომასშტაბიან ვირუსულ ინფექციებს, რომლებიც არ ექვემდებარება კლასიკურ ვაქცინაციას (გრიპი, აივ ინფექცია) და ახალ ეგზოტიკურ - SARS, Ebola, Zika.

უპირველეს ყოვლისა, ფარმაცევტული კომპანიები და სახელმწიფო ინვესტირებას ახდენენ ისეთ ადგილებში, სადაც მკურნალობაში წარმატება და ინვესტიციის დაბრუნება გარანტირებულია. „მედიცინაში შესაბამისი სფეროების არჩევანი ეფუძნება საბოლოო პროდუქტის პოტენციალს მისი ეფექტურობის თვალსაზრისით, მომხმარებლის მოთხოვნით, რომელიც შეიძლება იყოს სახელმწიფო, როგორც პაციენტების წარმომადგენელი, ასევე კერძო კომპანიებისა და ინვესტორების ინტერესი. გარღვევის პროექტების განხორციელება მაღალი ანაზღაურებით“, - აღნიშნავს კომპანია Future Biotech-ის აღმასრულებელი დირექტორი დენის კურეკი.

კერძოდ, რუსი დეველოპერების ძირითადი ძალები, სახელმწიფოს დაკვეთით, ჩაყრიან კიბოს ეფექტური და ხელმისაწვდომი წამლის შექმნას, რომელიც რუსეთში სიკვდილის მეორე მიზეზია გულ-სისხლძარღვთა სისტემის დაავადებების შემდეგ. კიბოს სამკურნალოდ სახელმწიფო შესყიდვების წლიური მოცულობა აღემატება 60 მილიარდ რუბლს. - ასეთი მონაცემები DSM ჯგუფს ეძლევა. „დაავადებას ფართო აუდიტორია ჰყავს, წამლების ღირებულება მაღალია. კიბოს სამკურნალო საშუალებების შემუშავებაში ინვესტიციის დაბრუნება საკმაოდ სწრაფია“, - ამბობს სერგეი შულიაკი, ფარმაცევტული ბაზრის ექსპერტი, DSM Group-ის აღმასრულებელი დირექტორი.

ბოლო წლების მიღწევები ბიოლოგიის, ქიმიის, იმუნოლოგიის, უჯრედული ბიოლოგიის და სხვა მეცნიერებების დარგში შესაძლებელს ხდის გარღვევის მიღწევას პრაქტიკულ მედიცინაში მათი გამოყენებითი გამოყენების სფეროში. ამ მეცნიერებების კვეთაზე დაბადებულმა სამედიცინო ბიოტექნოლოგიებმა მომდევნო 20 წლის განმავლობაში კაცობრიობის გაოცება შეიძლება არანაკლებ, ვიდრე, მაგალითად, საინფორმაციო ტექნოლოგიები.

იმუნოთერაპია

ონკოლოგიური და აუტოიმუნური დაავადებების თანამედროვე მედიკამენტების შექმნის ერთ-ერთი ყველაზე პერსპექტიული ტექნოლოგია არის მონოკლონური ანტისხეულების (MABs) ბიოსინთეზი. სტრუქტურულად ახლოს არის ადამიანის იმუნოგლობულინებთან - სისხლის ცილები, რომლებიც ორგანიზმის დაცვის ერთ-ერთი მთავარი მექანიზმია ინფექციური დაავადებებისგან, mAbs დაბალი ტოქსიკური და უსაფრთხოა, ვიდრე ჩვეულებრივი ქიმიოთერაპია.

პირველი ახალი თაობის იმპორტირებული იმუნოთერაპიული პრეპარატი ipilimumab (TM Yervoy), რომელიც არის მონოკლონური ანტისხეული, რომელსაც შეუძლია დააკავშიროს და დათრგუნოს მეტასტაზური მელანომის (კანის კიბო) უჯრედების დაცვა, ბაზარზე 2014 წელს წარადგინა Bristol-Myers Squibb-მა. 2018-2019 წლებში Biocad გეგმავს რუსეთში გამოუშვას წამალი, რომელიც მუშაობს იმავე პრინციპით, მაგრამ მოქმედების უფრო ფართო სპექტრით. ამის შესახებ მანამდე რუსეთის ფედერაციის ჯანდაცვის მინისტრმა ვერონიკა სკვორცოვამ განაცხადა.

დღეს რუსეთში მედიცინის ღირებულება დაახლოებით 100 ათასი რუბლია. შესაფუთად. მკურნალობის კურსი იმავე კლასისა და იმავე კომპანიის იპილიმუმაბის დამხმარე წამლით - ნივოლუმაბით (TM Opdivo) ორჯერ მეტი დაჯდება. იმპორტირებული მედიკამენტები კვლავ ახალი ბაზრის მონოპოლისტებად რჩება. რუსული განვითარება მიზნად ისახავს სასიცოცხლო მნიშვნელობის წამლების ღირებულების შემცირებას. ფარმა 2020-ის პროგრამა სუბსიდირებს განვითარებას ამ სფეროში (იხ. დიაგრამა). კერძოდ, პირველი რუსული MCA-ზე დაფუძნებული პრეპარატი, რიტუქსიმაბი, Biocad-მა 2014 წელს გამოუშვა ფედერალური ბიუჯეტით დაფინანსებული სახელმწიფო-კერძო პარტნიორობის შედეგად.

ინდუსტრიის სტიმულირებამ (2015 წლიდან რუსული წარმოების წამლებს მნიშვნელოვანი პრეფერენციები აქვთ წამლების სახელმწიფო შესყიდვებში) საშუალებას აძლევდა რუსულ ტექნოლოგიებს სერიოზულად წინ წასულიყვნენ ახალი თაობის წამლების შექმნაში და გამოეყენებინათ იმპორტირებული წამლები. DSM ჯგუფის მონაცემებით, 2015 წელს შვიდი ნოზოლოგიის პროგრამის ფარგლებში სახელმწიფო შესყიდვებში რუსული წარმოების მედიკამენტების წილი 3-დან თითქმის 20%-მდე გაიზარდა. ამ პროგრამის ფარგლებში შვიდი იშვიათი დაავადების, მათ შორის ჰემატოპოეზური და ლიმფოიდური ქსოვილების ავთვისებიანი ნეოპლაზმების ყველაზე ძვირადღირებული მედიკამენტები ცენტრალიზებულად ყიდულობენ ფედერალური ბიუჯეტის სახსრებით. ბოლო ორი წლის განმავლობაში, შესყიდვების მოცულობა, მათ შორის შიდა კიბოს საწინააღმდეგო პრეპარატები, სახელმწიფო ნარკომანიის პროგრამის (ONLS) ფარგლებში მნიშვნელოვნად გაიზარდა.

ვაქცინები აუტოიმუნური დაავადებების წინააღმდეგ

ანტიციტოკინური თერაპია არის ბოლო სიტყვა აუტოიმუნური დაავადებების მკურნალობაში, რომლის დროსაც ზოგიერთი იმუნური უჯრედი, რომელიც შექმნილია სხეულის დასაცავად, იწყებს მის მოკვლას. თუმცა, მისი ამჟამინდელი ფორმით, ამ ტექნოლოგიას აქვს აშკარა ნაკლოვანებები - ყველა პაციენტის სხეული არ რეაგირებს მასზე, არ არსებობს სანდო ბიომარკერები, რომლებიც საშუალებას მოგცემთ იწინასწარმეტყველოთ ამ ძალიან ძვირადღირებული თერაპიის წარმატება.

მეთოდის შემდგომი განვითარება, რუსეთის მეცნიერებათა აკადემიის ბიოტექნოლოგიის ფუნდამენტური საფუძვლების ფედერალური კვლევითი ცენტრის სამეცნიერო დირექტორის, მოსკოვის სახელმწიფო უნივერსიტეტის ბიოლოგიის ფაკულტეტის ბიოტექნოლოგიის განყოფილების ხელმძღვანელის თქმით. მ.ვ. ლომონოსოვი, აკადემიკოსი კონსტანტინე სკრიაბინი, ასოცირდება წამლების შექმნასთან, რომელიც დაფუძნებულია ბისპეციფიკურ, როგორც მათ უწოდებენ, სასურველი თვისებების მქონე ანტისხეულებს ან ორობით ვაქცინებს. ეს არის ბიოკონსტრუქტები, რომლებიც დაფუძნებულია ანტისხეულებზე, ფიგურალურად რომ ვთქვათ, ორი მკლავით. ერთი ანტისხეული ეკვრის „გიჟური“ იმუნური უჯრედის ზედაპირს, მეორე კი, როგორც ჰოკეის მეკარე ხაფანგში, იჭერს უჯრედიდან გამოთავისუფლებულ მავნე ციტოკინებს და ანეიტრალებს მათ.

ისინი, სავარაუდოდ, ბაზარზე 2020-იანი წლების შუა პერიოდამდე არ გამოჩნდებიან. ასეთი წამლების შემუშავება გრძელი და ძვირი გზაა.

კვლევის საგანია არა მხოლოდ თავად ანტისხეულები, არამედ სამიზნე - დესტრუქციული უჯრედი ან ნივთიერება, რომელიც ააქტიურებს მის აქტივობას და რომელიც საჭიროებს განეიტრალებას. „მიზნის იდენტიფიკაცია ნარკოტიკების ინოვაციის მნიშვნელოვანი ნაწილია“, - ამბობს კონსტანტინე სკრიაბინი.

„თქვენ უნდა გესმოდეთ, რა სახის „გიჟურ“ პათოლოგიურ უჯრედზეა საუბარი და რა სამიზნეების დახმარებით შეიძლება გამოირჩეოდეს ეს უჯრედი ჯანსაღი უჯრედებისგან. მთავარია ფუნდამენტური ბიოლოგებისა და მკვლევარების მიერ აღმოჩენილი ადეკვატური სამიზნის არსებობა“, - ეთანხმება ალექსანდრე ვლასოვი, ეროვნული იმუნობიოლოგიური კომპანიის სამედიცინო დირექტორი (როსტეკის სახელმწიფო კორპორაციის ნაწილი).

ქსოვილის გაშენება

არსებული ტექნოლოგიები უკვე შესაძლებელს ხდის ქსოვილების და მთლიანი ორგანოების ზრდას თვით ორგანიზმის რესურსების გამოყენებით (ავტოლოგური უჯრედები, ცნობილი ღეროვანი უჯრედები მათი ჯიშია). მაგრამ მთავარი პრობლემა ის არის, რომ ფიჭური კონსტრუქცია მოითხოვს მატრიცას – ჩარჩოს, რომელიც იდეალურ შემთხვევაში, მშენებლობის დასრულების შემდეგ უნდა შეიცვალოს აღდგენილი ქსოვილით და უკვალოდ გაქრეს.

მოსკოვის სახელმწიფო უნივერსიტეტის განვითარება გთავაზობთ აბრეშუმის ჭიის აბრეშუმის ფიბროინს (პროტეინს), როგორც ქსოვილის ზრდის ასეთ ხარაჩოს. ჯერჯერობით, სინთეზური ბიოდეგრადირებადი პოლიმერები კონკურენციას უწევდნენ მატრიცის ბაზარზე, მაგრამ ბუნებრივი მასალების გამოყენება უფრო პერსპექტიულად გამოიყურება. ვირთხებში წვრილი ნაწლავის ბიოპროთეტიკის პირველი შედეგები გამამხნევებელია, რომ ეს ტექნოლოგია მოთხოვნადი იქნება.

„იმისთვის, რომ გაიზარდოს ახალი ქსოვილები და ორგანოები, როგორიცაა კანი ან წვრილი ნაწლავი, უჯრედებმა უნდა შექმნან კონკრეტული ორგანოს სასურველი სტრუქტურა. აბრეშუმის ჭიის აბრეშუმის ცილა საშუალებას გაძლევთ ააწყოთ ქსოვილი, ”- აღნიშნავს კონსტანტინე სკრიაბინი. მისი აზრით, ტექნოლოგიას დიდი მომავალი აქვს.

გენეტიკური ინჟინერია

მეცნიერებამ არა მხოლოდ ისწავლა ადამიანის გენომის წაკითხვა მთელი მემკვიდრეობითი ინფორმაციით, არამედ იპოვა მისი რედაქტირების გზა, რაც ხსნის ახალ შესაძლებლობებს ონკოლოგიის, ადამიანის იმუნოდეფიციტის ვირუსისა და მონოგენური დაავადებების სამკურნალოდ. ლიდერობს აივ ინფექციისთვის გენომის რედაქტირების თერაპიის გამოყენებაში დღემდე ექვსი რეგისტრირებული კლინიკური ცდებით. „გენომის რედაქტირების გამოყენების პერსპექტივები გაუთავებელია. მაგალითად, ორგანოებისა და ქსოვილების ტრანსპლანტაციის სფეროში განსაკუთრებული ადგილი უკავია განვითარებულ მოვლენებს სახეობების ჰისტოლოგიური გადანერგვის მიზნით.

თავსებადობა. „რედაქტირებული“ ცხოველები, როგორიცაა ღორები, ორგანოებისა და ქსოვილების ფიზიოლოგიისა და არქიტექტონიკის გათვალისწინებით, შეიძლება იყვნენ უნივერსალური დონორები ადამიანებისთვის“, აღნიშნავენ სკოლკოვოს მოხსენების „გენომის რედაქტირება და გენური თერაპიის შესაძლებლობები ონკოლოგიაში“ ავტორები. ფონდი.

მსოფლიო სამედიცინო ტექნოლოგიები, აკადემიკოს სკრიაბინის თქმით, გადაუჭრელი დაავადებების პრევენციულ ღონისძიებებზე გადავიდა. 2000-იანი წლების დასაწყისში გენომის წაკითხვა ღირდა 3 მილიარდი დოლარი, ახლა ტექნოლოგია საშუალებას იძლევა ამის გაკეთება 1000 დოლარად. ერთ-ერთმა ამერიკულმა კომპანიამ, რომელიც სპეციალიზირებულია ამ სერვისში, გამოაცხადა შესაძლებლობა მოიპოვოს ადამიანის გენეტიკური ინფორმაცია ორ საათში 100 დოლარზე მეტი ფასით. .

ბოლო 20 წლის მანძილზე ნაყოფის გენეტიკური დაავადებების არაინვაზიური დიაგნოსტიკის მიდგომის ძიებამ შესაძლებელი გახადა ადრეულ ეტაპზე - ორსულობის მეათე კვირის შემდეგ - განესაზღვრა თავისუფალი დნმ ფრაგმენტები ნაყოფის უჯრედებიდან დედის სისხლში. საკმარისია დედის სისხლის აღება. ევროპაში უკვე გაკეთდა 400 000 ტესტი დედის სისხლში მოცირკულირე ნაყოფის მასალის გამოყენებით, ჩინეთში - 500 000. რუსეთში ჯერჯერობით მხოლოდ პირველი ხუთი ათასი ტესტი ჩატარდა. ქვეყანაში არ არის რეგისტრირებული საჭირო აღჭურვილობა, უცხოური ანალოგები ძალიან ძვირია, ამიტომ სერვისი არ არის ხელმისაწვდომი ყოველდღიურ სამედიცინო პრაქტიკაში. გარდა ამისა, კონსტანტინე სკრიაბინის თქმით, სავალდებულო სამედიცინო დაზღვევის სახელმწიფო სისტემა (CMI) იხდის პრენატალური დიაგნოზის სტანდარტულ მეთოდებს, ეგრეთ წოდებულ პუნქციას - საჭირო ამნიონური სითხის მასალების შეგროვებას ინსტრუმენტების საშვილოსნოს ღრუში შეღწევით.

სკოლკოვოს ფონდის ბიოსამედიცინო ტექნოლოგიების კლასტერის აღმასრულებელი დირექტორის კირილ კაემის თქმით, მომავალი ეკუთვნის მედიცინაში დიდ მონაცემებს: „დიდი პოპულაციების მონაცემების შეგროვებით თქვენ შეგიძლიათ მთლიანად შეცვალოთ ჯანმრთელობის პარადიგმა. ეს მონაცემები მოგვცემს რისკების ალბათურ პროგნოზს და საშუალებას მოგვცემს ჩავერთოთ პრევენციაში არა მხოლოდ ტრადიციული ფორმით, არამედ განვახორციელოთ კონკრეტული ინტერვენციები, რომლებიც შეაჩერებს დაავადებათა განვითარებას“.

ალექსანდრე ვლასოვი ელოდება პერსპექტიულ გადაწყვეტილებებს სიცოცხლის გახანგრძლივებისა და კომფორტული დაბერების სფეროში დასავლელი ექსპერტებისგან. დაბერების საკითხებზე ფუნდამენტური კვლევები, მისი თქმით, ჩვენს ქვეყანაში ჯერ კიდევ მწირია.

ჟურნალის "Science First Hand" ახალი ნომერი გამოვიდა რუსულ კონფერენციაზე საერთაშორისო მონაწილეობით "ბიოტექნოლოგია - მომავლის მედიცინა", რომელიც გაიმართა ნოვოსიბირსკის აკადემიგოროდოკში 2017 წლის ივლისში. ორგანიზატორებს შორის სამეცნიერო ფორუმია ქიმიური ბიოლოგიისა და ფუნდამენტური მედიცინის ინსტიტუტი და ციტოლოგიისა და რუსეთის მეცნიერებათა აკადემიის ციმბირის ფილიალის გენეტიკოსთა ინსტიტუტი, ასევე ნოვოსიბირსკის ეროვნული კვლევითი სახელმწიფო უნივერსიტეტი, სადაც ბიოსამედიცინო კვლევები ტარდება სტრატეგიული აკადემიური განყოფილება "სინთეზური ბიოლოგია", რომელიც აერთიანებს უამრავ რუს და უცხოელ მონაწილეს, პირველ რიგში, ბიოლოგიური პროფილის რუსეთის მეცნიერებათა აკადემიის ციმბირის ფილიალის ინსტიტუტებს. ნომრის პირველ შესავალ სტატიაში მისი ავტორები აწვდიან მიმოხილვას ყველაზე რელევანტურ სფეროებზე და კვლევის პერსპექტიულ შედეგებზე, რომლებიც დაკავშირებულია ახალი გენეტიკური ინჟინერიის, უჯრედული, ქსოვილოვანი, იმუნობიოლოგიური და ციფრული ტექნოლოგიების შემუშავებასა და დანერგვასთან პრაქტიკულ მედიცინაში. რომლებიც დაწვრილებითაა წარმოდგენილი გამოცემის სხვა სტატიებში.

ავტორების შესახებ

ვალენტინ ვიქტოროვიჩ ვლასოვი- რუსეთის მეცნიერებათა აკადემიის აკადემიკოსი, რუსეთის მეცნიერებათა აკადემიის ციმბირის ფილიალის ქიმიური ბიოლოგიისა და ფუნდამენტური მედიცინის ინსტიტუტის სამეცნიერო დირექტორი (ICBFM SB RAS, ნოვოსიბირსკი), ნოვოსიბირსკის შტატის მოლეკულური ბიოლოგიისა და ბიოტექნოლოგიის დეპარტამენტის ხელმძღვანელი. უნივერსიტეტი. რუსეთის ფედერაციის სახელმწიფო პრემიის ლაურეატი (1999). ავტორი და თანაავტორი 520-ზე მეტი სამეცნიერო ნაშრომისა და 30 პატენტის.

დიმიტრი ვლადიმროვიჩ პიშნი- რუსეთის მეცნიერებათა აკადემიის წევრ-კორესპონდენტი, ქიმიურ მეცნიერებათა დოქტორი, ICBFM SB RAS (ნოვოსიბირსკი) ბიოსამედიცინო ქიმიის ლაბორატორიის დირექტორი და ხელმძღვანელი. 160-ზე მეტი სამეცნიერო ნაშრომისა და 15 პატენტის ავტორი და თანაავტორი.

პაველ ევგენევიჩ ვორობიოვი- ქიმიურ მეცნიერებათა კანდიდატი, ICBFM SB RAS (ნოვოსიბირსკი) ბიოსამედიცინო ქიმიის ლაბორატორიის მკვლევარი, ნოვოსიბირსკის სახელმწიფო უნივერსიტეტის მოლეკულური ბიოლოგიისა და ბიოტექნოლოგიის დეპარტამენტის ასოცირებული პროფესორი. 25 სამეცნიერო ნაშრომის ავტორი და თანაავტორი.

ბიოლოგიური მეცნიერების სწრაფმა განვითარებამ, მაღალი ხარისხის მოწყობილობების გაჩენისა და ინფორმაციული ბიოპოლიმერებისა და უჯრედების მანიპულირების მეთოდების შექმნის გამო, საფუძველი მოამზადა მომავალი მედიცინის განვითარებისთვის. ბოლო წლების კვლევის შედეგად შემუშავდა ეფექტური დიაგნოსტიკური მეთოდები, გაჩნდა შესაძლებლობები ანტივირუსული, ანტიბაქტერიული და სიმსივნის საწინააღმდეგო საშუალებების რაციონალური დიზაინის, გენური თერაპიისა და გენომის რედაქტირებისთვის. თანამედროვე ბიოსამედიცინო ტექნოლოგიები სულ უფრო და უფრო იწყებს გავლენას ეკონომიკაზე და განსაზღვრავს ადამიანების ცხოვრების ხარისხს.

დღემდე დეტალურად არის შესწავლილი ძირითადი ბიოლოგიური მოლეკულების სტრუქტურა და ფუნქციები, შემუშავებულია ცილების და ნუკლეინის მჟავების სინთეზის მეთოდები. ეს ბიოპოლიმერები თავისი ბუნებით "ინტელექტუალური" მასალებია, რადგან მათ შეუძლიათ "აღიცნონ" და იმოქმედონ გარკვეულ ბიოლოგიურ სამიზნეებზე ძალიან სპეციფიკური გზით. ასეთი მაკრომოლეკულების მიზანმიმართული „პროგრამით“ შესაძლებელია შეიქმნას რეცეპტორული მოლეკულური კონსტრუქციები ანალიტიკური სისტემებისთვის, ისევე როგორც წამლები, რომლებიც შერჩევით გავლენას ახდენენ კონკრეტულ გენეტიკურ პროგრამებზე ან ცილებზე.

სინთეზური ბიოლოგიის მეთოდებით შექმნილი „ჭკვიანი ნარკოტიკები“ ხსნის შესაძლებლობებს მიზანმიმართულიაუტოიმუნური, ონკოლოგიური, მემკვიდრეობითი და ინფექციური დაავადებების (მიზნობრივი) თერაპია. ეს საფუძველს იძლევა ვისაუბროთ სამედიცინო პრაქტიკაში პერსონალიზებული მედიცინის მიდგომების დანერგვაზე, რომელიც ორიენტირებულია კონკრეტული ადამიანის მკურნალობაზე.

თანამედროვე სამედიცინო ტექნოლოგიებისა და ფარმაცევტული საშუალებების დახმარებით დღეს შესაძლებელია მრავალი დაავადების განკურნება, რომელიც წარსულში უზარმაზარ სამედიცინო პრობლემას წარმოადგენდა. მაგრამ პრაქტიკული მედიცინის განვითარებასთან და სიცოცხლის ხანგრძლივობის ზრდასთან ერთად, ჯანდაცვის ამოცანა სიტყვის სრული გაგებით სულ უფრო აქტუალური ხდება: არა მხოლოდ დაავადებებთან ბრძოლა, არამედ არსებული ჯანმრთელობის შენარჩუნება, რათა ადამიანმა შეძლოს წარმართვა. აქტიური ცხოვრების წესი და დარჩეს საზოგადოების სრულუფლებიან წევრად სიბერემდე.

ამ პრობლემის გადაჭრა შესაძლებელია ორგანიზმის მდგომარეობაზე მუდმივი ეფექტური კონტროლის უზრუნველსაყოფად, რაც საშუალებას მოგცემთ თავიდან აიცილოთ არასასურველი ფაქტორების მოქმედება და თავიდან აიცილოთ დაავადების განვითარება, პათოლოგიური პროცესის გამოვლენა ადრეულ ეტაპზე და აღმოფხვრას თავად გამომწვევი მიზეზი. დაავადება.

ამ თვალსაზრისით, მომავლის მედიცინის მთავარი ამოცანა შეიძლება ჩამოყალიბდეს როგორც „ჯანმრთელობის მენეჯმენტი“. ამის გაკეთება საკმაოდ რეალისტურია, თუ თქვენ გაქვთ სრული ინფორმაცია ადამიანის მემკვიდრეობის შესახებ და აკონტროლებთ სხეულის მდგომარეობის ძირითად მაჩვენებლებს.

"ჭკვიანი" დიაგნოსტიკა

ჯანმრთელობის სამართავად აუცილებელია ქონდეს ეფექტური და მარტივი მინიმალური ინვაზიური მეთოდები დაავადების ადრეული დიაგნოსტიკისა და თერაპიული პრეპარატების მიმართ ინდივიდუალური მგრძნობელობის დადგენის, ასევე გარემო ფაქტორების მიმართ. მაგალითად, ისეთი ამოცანები, როგორიცაა გენური დიაგნოსტიკისა და ადამიანის ინფექციური დაავადებების პათოგენების გამოვლენის სისტემების შექმნა, ცილების და ნუკლეინის მჟავების რაოდენობრივი განსაზღვრის მეთოდების შემუშავება - დაავადებების მარკერები - უნდა გადაწყდეს (და უკვე გადაწყვეტილია) .

ცალკე, აღსანიშნავია ადრეული არაინვაზიური დიაგნოსტიკის მეთოდების შექმნა ( თხევადი ბიოფსია) უჯრედგარე დნმ-ისა და რნმ-ის ანალიზზე დაფუძნებული სიმსივნური დაავადებები. ასეთი ნუკლეინის მჟავების წყაროა როგორც მკვდარი, ასევე ცოცხალი უჯრედები. ჩვეულებრივ, მათი კონცენტრაცია შედარებით დაბალია, მაგრამ, როგორც წესი, იზრდება სტრესის და პათოლოგიური პროცესების განვითარებით. როდესაც ავთვისებიანი სიმსივნე ხდება, კიბოს უჯრედების მიერ გამოყოფილი ნუკლეინის მჟავები შედიან სისხლში და ასეთი დამახასიათებელი მოცირკულირე რნმ და დნმ შეიძლება გახდეს დაავადების მარკერები.

Გაუმარჯოს!

მედიცინაში ფართოდ არის დანერგილი გენომის თანმიმდევრობის თანამედროვე მეთოდები და უახლოეს მომავალში ყველა პაციენტს გენეტიკური პასპორტი ექნება. ინფორმაცია პაციენტის მემკვიდრეობითი მახასიათებლების შესახებ არის პროგნოზირებადი პერსონალიზებული მედიცინის საფუძველი. წინასწარ გაფრთხილებული, მოგეხსენებათ, წინამორბედი. ადამიანს, რომელიც აცნობიერებს შესაძლო რისკებს, შეუძლია მოაწყოს თავისი ცხოვრება ისე, რომ თავიდან აიცილოს დაავადების განვითარება. ეს ასევე ეხება ცხოვრების წესს, საკვებისა და სამკურნალო პრეპარატების არჩევანს.

მარკერების ნაკრების მუდმივი მონიტორინგის პირობებში, რომლებიც მიუთითებენ სხეულის მუშაობაში გადახრებზე, შესაძლებელია მათი დროულად გამოსწორება. უკვე არსებობს სხეულის მდგომარეობის მონიტორინგის მრავალი მეთოდი: მაგალითად, სენსორების გამოყენებით, რომლებიც აკონტროლებენ გულ-სისხლძარღვთა სისტემის ფუნქციონირებას და ძილის ხარისხს, ან მოწყობილობები, რომლებიც აანალიზებენ პირის მიერ ამოსუნთქულ ჰაერში არსებულ აირისებრ პროდუქტებს. უზარმაზარი შესაძლებლობები იხსნება თხევადი ბიოფსიის მინიმალური ინვაზიური ტექნოლოგიების და სისხლში მოცირკულირე ცილებისა და პეპტიდების ანალიზის ტექნოლოგიების შემუშავებასთან დაკავშირებით. დაავადების ადრეულ სტადიაზე ხშირ შემთხვევაში შესაძლებელია ორგანიზმის მდგომარეობის გამოსწორება „რბილი“ მეთოდებით: კვების ბუნების შეცვლა, დამატებითი მიკროელემენტების, ვიტამინებისა და პრობიოტიკების გამოყენებით. ბოლო დროს განსაკუთრებული ყურადღება დაეთმო ადამიანის ნაწლავის მიკროფლორას შემადგენლობაში გადახრების გამოსწორების შესაძლებლობებს, რომლებიც დაკავშირებულია დიდი რაოდენობით პათოლოგიური მდგომარეობის განვითარებასთან.

ახლა, ამ მარკერებზე დაყრდნობით, მუშავდება მიდგომები კიბოს ადრეული დიაგნოსტიკისთვის, მისი განვითარების რისკის პროგნოზირების მეთოდები, ასევე დაავადების კურსის სიმძიმისა და თერაპიის ეფექტურობის შეფასება. მაგალითად, რუსეთის მეცნიერებათა აკადემიის ციმბირის ფილიალის ქიმიური ბიოლოგიისა და ფუნდამენტური მედიცინის ინსტიტუტში აჩვენეს, რომ მეთილაციადნმ-ის კონკრეტული სექციები. შემუშავდა მეთოდი სისხლის ნიმუშებიდან მოცირკულირე დნმ-ის იზოლირებისთვის და მისი მეთილაციის ბუნების გასაანალიზებლად. ეს მეთოდი შეიძლება გახდეს პროსტატის კიბოს ზუსტი არაინვაზიური დიაგნოზის საფუძველი, რომელიც დღეს არ არსებობს.

ჯანმრთელობის მდგომარეობის შესახებ ინფორმაციის მნიშვნელოვანი წყარო შეიძლება იყოს ე.წ არაკოდიციური რნმ, ანუ ის რნმ-ები, რომლებიც არ არის ცილის სინთეზის შაბლონი. ბოლო წლებში დადგინდა, რომ უჯრედებში წარმოიქმნება მრავალი განსხვავებული არაკოდიციური რნმ, რომლებიც მონაწილეობენ უჯრედებისა და მთელი ორგანიზმის დონეზე სხვადასხვა პროცესის რეგულირებაში. მიკრორნმ-ების და ხანგრძლივი არაკოდირების რნმ-ების სპექტრის შესწავლა სხვადასხვა პირობებში ხსნის ფართო შესაძლებლობებს სწრაფი და ეფექტური დიაგნოსტიკისთვის. მოლეკულური და ფიჭური ბიოლოგიის ინსტიტუტმა SB RAS (IMKB SB RAS, ნოვოსიბირსკი) და ICBFM SB RAS გამოავლინეს რიგი miRNA - სიმსივნური დაავადებების პერსპექტიული მარკერები.

რნმ-ისა და დნმ-ის თანმიმდევრობის თანამედროვე ტექნოლოგიების დახმარებით შეიძლება შეიქმნას პლატფორმა ადამიანის ონკოლოგიური დაავადებების დიაგნოსტიკისა და პროგნოზისთვის, მიკრორნმ-ის შემცველობისა და გენოტიპის ანალიზის საფუძველზე, ანუ კონკრეტული გენის კონკრეტული გენეტიკური ვარიანტების დადგენა, ასევე განსაზღვრა. პროფილები გამოხატულებაგენების (აქტივობები). ეს მიდგომა გულისხმობს მრავალჯერადი ანალიზის სწრაფად და ერთდროულად ჩატარების შესაძლებლობას თანამედროვე მოწყობილობების გამოყენებით - ბიოლოგიური მიკროჩიპები.

ბიოჩიპები არის მინიატურული მოწყობილობები კონკრეტული ბიოლოგიური მაკრომოლეკულების პარალელური ანალიზისთვის. ასეთი მოწყობილობების შექმნის იდეა მოლეკულური ბიოლოგიის ინსტიტუტში დაიბადა. ვ.ა. ენგელჰარდტი რუსეთის მეცნიერებათა აკადემიის (მოსკოვი) ჯერ კიდევ 1980-იანი წლების ბოლოს. მოკლე დროში ბიოჩიპის ტექნოლოგიები გაჩნდა, როგორც ანალიზის დამოუკიდებელი სფერო, პრაქტიკული გამოყენების უზარმაზარი დიაპაზონით, მოლეკულური ბიოლოგიისა და მოლეკულური ევოლუციის ფუნდამენტური პრობლემების შესწავლიდან წამლებისადმი მდგრადი ბაქტერიების შტამების იდენტიფიკაციამდე.

დღეს, IMB RAS აწარმოებს და იყენებს სამედიცინო პრაქტიკაში ორიგინალურ ტესტ სისტემებს რიგი სოციალურად მნიშვნელოვანი ინფექციების, მათ შორის ტუბერკულოზის პათოგენების იდენტიფიცირებისთვის, ანტიმიკრობული პრეპარატების მიმართ მათი რეზისტენტობის ერთდროული გამოვლენით; სატესტო სისტემები ციტოსტატიკური პრეპარატების ინდივიდუალური ტოლერანტობის შესაფასებლად და მრავალი სხვა.

ბიოანალიტიკური დიაგნოსტიკური მეთოდების შემუშავება მოითხოვს მუდმივ გაუმჯობესებას მგრძნობელობა- საიმედო სიგნალის მიცემის უნარი აღმოჩენილი ნივთიერების მცირე რაოდენობით რეგისტრაციისას. ბიოსენსორები- ეს არის ახალი თაობის აპარატურა, რომელიც იძლევა სხვადასხვა დაავადების მარკერების შემცველობის სპეციფიკურ ანალიზს რთული შემადგენლობის ნიმუშებში, რაც განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია დაავადებების დიაგნოსტიკაში.

ICBFM SB RAS ნოვოსიბირსკის ნახევარგამტართა ფიზიკის ინსტიტუტთან თანამშრომლობით SB RAS ავითარებს მიკრობიოსენსორებს საველე ეფექტის ტრანზისტორები, რომლებიც ყველაზე მგრძნობიარე ანალიტიკურ მოწყობილობებს შორისაა. ასეთი ბიოსენსორი შესაძლებელს ხდის ბიომოლეკულების ურთიერთქმედების რეალურ დროში მონიტორინგს. მისი შემადგენელი ნაწილი არის ერთ-ერთი ასეთი ურთიერთმოქმედი მოლეკულა, რომელიც ასრულებს მოლეკულური ზონდის როლს. ზონდი იჭერს მოლეკულურ სამიზნეს გაანალიზებული ხსნარიდან, რომლის არსებობა შეიძლება გამოყენებულ იქნას პაციენტის ჯანმრთელობის სპეციფიკური მახასიათებლების შესაფასებლად.

"კომპლიმენტური" მედიცინა

ადამიანის გენომისა და სხვადასხვა ინფექციების პათოგენების გაშიფვრამ გაუხსნა გზა დაავადებების მკურნალობის რადიკალური მიდგომების შემუშავებას მათი ძირეული მიზეზის - გენეტიკური პროგრამების მიმართ, რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან პათოლოგიური პროცესების განვითარებაზე. დაავადების დაწყების მექანიზმის ღრმა გააზრება, რომელშიც ჩართულია ნუკლეინის მჟავები, შესაძლებელს ხდის შეიქმნას თერაპიული ნუკლეინის მჟავები, რომლებიც ცვლის დაკარგული ფუნქციას ან ბლოკავს წარმოშობილ პათოლოგიას.

ასეთი ზემოქმედება შეიძლება განხორციელდეს ნუკლეინის მჟავების ფრაგმენტების გამოყენებით - სინთეზური ოლიგონუკლეოტიდები, რომელსაც შეუძლია შერჩევითი ურთიერთქმედება გარკვეული ნუკლეოტიდური თანმიმდევრობით სამიზნე გენების შემადგენლობაში პრინციპის მიხედვით კომპლემენტარულობა. გენების დასამიზნებლად ოლიგონუკლეოტიდების გამოყენების იდეა პირველად წამოაყენეს ნოვოსიბირსკის ბიოორგანული ქიმიის ინსტიტუტის ბუნებრივი პოლიმერების ლაბორატორიაში (მოგვიანებით ბიოქიმიის განყოფილება), რუსეთის მეცნიერებათა აკადემიის ციმბირის ფილიალი (ახლანდელი ქიმიური ინსტიტუტი). ბიოლოგია და ფუნდამენტური მედიცინა, რუსეთის მეცნიერებათა აკადემიის ციმბირის ფილიალი). პირველი პრეპარატები შეიქმნა ნოვოსიბირსკში გენზე მიმართული მოქმედებავირუსული და ზოგიერთი ფიჭური რნმ-ის შერჩევითი ინაქტივაციისთვის.

მსგავსი გენური თერაპიული პრეპარატები ამჟამად აქტიურად მუშავდება ნუკლეინის მჟავების, მათი ანალოგებისა და კონიუგატების საფუძველზე (ანტისენსიტიური ოლიგონუკლეოტიდები, ინტერფერენციული რნმ, აპტამერები, გენომიური რედაქტირების სისტემები). ბოლო კვლევებმა აჩვენა, რომ ეფუძნება ანტისენსიური ოლიგონუკლეოტიდებიშესაძლებელია ბიოლოგიურად აქტიური ნივთიერებების ფართო სპექტრის მიღება, რომლებიც მოქმედებს სხვადასხვა გენეტიკურ სტრუქტურაზე და იწვევს პროცესებს, რომლებიც იწვევს გენების დროებით „გამორთვას“ ან გენეტიკური პროგრამების ცვლილებას – გარეგნობას. მუტაციები. დადასტურებულია, რომ ასეთი ნაერთების დახმარებით შესაძლებელია გარკვეულის ფუნქციონირების ჩახშობა მესინჯერი რნმცოცხალი უჯრედები ცილის სინთეზზე ზემოქმედებით და იცავს უჯრედებს ვირუსული ინფექციისგან.

დღეს ანტისენსიური ოლიგონუკლეოტიდები და რნმ, რომლებიც თრგუნავენ mRNA და ვირუსული რნმ-ის ფუნქციებს, გამოიყენება არა მხოლოდ ბიოლოგიურ კვლევებში. ოლიგონუკლეოტიდების ხელოვნურ ანალოგებზე დაფუძნებული მთელი რიგი ანტივირუსული და ანთების საწინააღმდეგო საშუალებების ტესტირება მიმდინარეობს და ზოგიერთი მათგანი უკვე იწყებს კლინიკურ პრაქტიკაში დანერგვას.

ამ მიმართულებით მომუშავე ICBFM SB RAS-ის ბიოსამედიცინო ქიმიის ლაბორატორია დაარსდა 2013 წელს რუსეთის ფედერაციის მთავრობის სამეცნიერო მეგაგრანტის წყალობით. მისი ორგანიზატორი იყო იელის უნივერსიტეტის პროფესორი, ნობელის პრემიის ლაურეატი ს.ალტმანი. ლაბორატორია ატარებს კვლევას ახალი პერსპექტიული ხელოვნური ოლიგონუკლეოტიდების ფიზიკურ-ქიმიურ და ბიოლოგიურ თვისებებზე, რის საფუძველზეც მუშავდება რნმ-ზე დამიზნებული ანტიბაქტერიული და ანტივირუსული პრეპარატები.

S. Altman-ის ხელმძღვანელობით პროექტის ფარგლებში განხორციელდა პათოგენურ მიკროორგანიზმებზე: Pseudomonas aeruginosa, Salmonella, Staphylococcus aureus და გრიპის ვირუსზე სხვადასხვა ხელოვნური ოლიგონუკლეოტიდური ანალოგის ზემოქმედების ფართომასშტაბიანი სისტემატური კვლევა. გამოვლენილია სამიზნე გენები, რომლებსაც შეუძლიათ ამ პათოგენების ყველაზე ეფექტურად ჩახშობა; შეფასებულია ყველაზე აქტიური ოლიგონუკლეოტიდური ანალოგების ტექნოლოგიური და თერაპიული მახასიათებლები, მათ შორის ანტიბაქტერიული და ანტივირუსული აქტივობის გამოვლენა.

ICBFM-ში SB RAS პირველად სინთეზირებული იქნა მსოფლიოში ფოსფორილგუანიდინიოლიგონუკლეოტიდის წარმოებულები. ეს ახალი ნაერთები ელექტრულად ნეიტრალურია, სტაბილურია ბიოლოგიურ გარემოში და ძლიერად აკავშირებს რნმ-სა და დნმ-ის სამიზნეებს ფართო სპექტრის პირობებში. უნიკალური თვისებების სპექტრის გამო, ისინი პერსპექტიულია თერაპიულ აგენტებად გამოსაყენებლად და ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას ბიოჩიპის ტექნოლოგიებზე დაფუძნებული დიაგნოსტიკური საშუალებების ეფექტურობის გასაუმჯობესებლად.

„ანტისენსიური“ ეფექტები მესინჯერ რნმ-ზე არ შემოიფარგლება მარტივი ბლოკირებით შერწყმა(რნმ-ის „მომწიფების“ პროცესი) ან ცილის სინთეზი. უფრო ეფექტურია mRNA-ს ფერმენტული ჭრა, რომელიც პროვოცირებულია თერაპიული ოლიგონუკლეოტიდის მიზანთან შეკავშირებით. ამ შემთხვევაში, ოლიგონუკლეოტიდს - გახლეჩის ინდუქტორს - შეუძლია შემდგომში დაუკავშირდეს სხვა რნმ-ის მოლეკულას და გაიმეოროს მისი მოქმედება. ICBFM SB RAS-მა შეისწავლა ოლიგონუკლეოტიდების ეფექტი, რომლებიც ქმნიან კომპლექსებს mRNA-სთან შეერთებისას, რომლებიც შეიძლება იყოს სუბსტრატები RNase P ფერმენტისთვის. ეს ფერმენტი თავისთავად არის რნმ კატალიზური თვისებებით ( რიბოციმი).

არა მხოლოდ ანტისენსიური ნუკლეოტიდები, არამედ ორჯაჭვიანი რნმ-ები, რომლებიც მოქმედებენ მექანიზმის მიხედვით რნმ ჩარევა. ამ ფენომენის არსი იმაში მდგომარეობს, რომ უჯრედში შესვლისას გრძელი dsRNA იჭრება მოკლე ფრაგმენტებად (ე.წ. მცირე ჩარევის რნმ, siRNA) ავსებს მესინჯერ რნმ-ის სპეციფიკურ რეგიონს. ასეთ mRNA-სთან შეკავშირებით, siPNA იწვევს ფერმენტული მექანიზმის მოქმედებას, რომელიც ანადგურებს სამიზნე მოლეკულას.

ამ მექანიზმის გამოყენება ხსნის ახალ შესაძლებლობებს უაღრესად ეფექტური არატოქსიკური წამლების ფართო სპექტრის შესაქმნელად თითქმის ნებისმიერი გენის, მათ შორის ვირუსული გენების ექსპრესიის ჩასახშობად. ICBFM SB RAS-ში შეიქმნა პერსპექტიული კიბოს საწინააღმდეგო პრეპარატები, რომლებიც დაფუძნებულია მცირე ინტერფერენციულ რნმ-ზე, რომლებმაც კარგი შედეგები აჩვენეს ცხოველებზე ექსპერიმენტებში. ერთ-ერთი საინტერესო აღმოჩენაა ორიგინალური სტრუქტურის ორჯაჭვიანი რნმ, რომელიც ასტიმულირებს წარმოქმნას ინტერფერონირომლებიც ეფექტურად თრგუნავენ სიმსივნის მეტასტაზების პროცესს. პრეპარატის კარგ შეღწევას უჯრედებში უზრუნველყოფს მატარებლები - ახალი კათიონი ლიპოსომები(ლიპიდური ვეზიკულები), განვითარებული ლომონოსოვის მოსკოვის სახვითი ქიმიური ტექნოლოგიების სახელმწიფო უნივერსიტეტის სპეციალისტებთან ერთად.

ნუკლეინის მჟავების ახალი როლები

პოლიმერაზული ჯაჭვური რეაქციის მეთოდის შემუშავებამ, რაც შესაძლებელს ხდის ნუკლეინის მჟავების - დნმ და რნმ-ის შეუზღუდავი რაოდენობით გამრავლებას და ნუკლეინის მჟავების მოლეკულური შერჩევის ტექნოლოგიების გაჩენამ შესაძლებელი გახადა სასურველი თვისებების მქონე ხელოვნური რნმ და დნმ-ის შექმნა. ნუკლეინის მჟავას მოლეკულებს, რომლებიც შერჩევით აკავშირებს გარკვეულ ნივთიერებებს, ეწოდება აპტამერები. მათზე დაყრდნობით შეიძლება მივიღოთ წამლები, რომლებიც ბლოკავს ნებისმიერი ცილის ფუნქციებს: ფერმენტებს, რეცეპტორებს ან გენის აქტივობის რეგულატორების. დღეისათვის უკვე მიღებულია ათასობით სხვადასხვა აპტამერი, რომლებიც ფართოდ გამოიყენება მედიცინასა და ტექნოლოგიაში.

ამ სფეროში ერთ-ერთი მსოფლიო ლიდერი ამერიკული კომპანიაა Soma Logic Inc.. - ქმნის ე.წ ზოგიერთები, რომლებიც შერჩევითაა შერჩეული ქიმიურად მოდიფიცირებული ნუკლეინის მჟავების ბიბლიოთეკებიდან გარკვეული სამიზნეებისადმი მიდრეკილების დონის მიხედვით. აზოტოვან ბაზაზე ცვლილებები ასეთ აპტამერებს აძლევს დამატებით „ცილისმაგვარ“ ფუნქციონირებას, რაც უზრუნველყოფს მათი კომპლექსების მაღალ სტაბილურობას სამიზნეებთან. გარდა ამისა, ეს ზრდის სომერების წარმატებული შერჩევის ალბათობას იმ ნაერთებისთვის, რომლებისთვისაც შეუძლებელი იყო ჩვეულებრივი აპტამერების შერჩევა.

აპტამერებს შორის, რომლებსაც აქვთ მიდრეკილება კლინიკურად მნიშვნელოვანი სამიზნეების მიმართ, ამჟამად არიან კანდიდატები თერაპიული მედიკამენტებისთვის, რომლებმაც მიაღწიეს კლინიკური კვლევების მესამე, საკვანძო ფაზას. Ერთ - ერთი მათგანი - მაკუგენი- უკვე გამოიყენება კლინიკურ პრაქტიკაში ბადურის დაავადებების სამკურნალოდ; პრეპარატი ბადურის ასაკთან დაკავშირებული მაკულარული დეგენერაციის სამკურნალოდ ფოვისტაწარმატებით ასრულებს გამოცდას. და არსებობს მრავალი ასეთი წამალი მილსადენში.

მაგრამ თერაპია არ არის აპტამერების ერთადერთი დანიშნულება: ისინი დიდ ინტერესს იწვევენ ბიოანალიტიკოსებისთვის, როგორც ამომცნობი მოლეკულები შექმნისას. აპტამერის ბიოსენსორები.

ICBFM-ში, რუსეთის მეცნიერებათა აკადემიის ციმბირის ფილიალის ბიოფიზიკის ინსტიტუტთან ერთად (კრასნოიარსკი) მუშავდება ბიოლუმინესცენტური აფტასენსორები გადართვის სტრუქტურით. მიღებულია აპტამერები, რომლებიც ასრულებენ სენსორის რეპორტიორი ბლოკის როლს Ca 2+ გააქტიურებულ ფოტოპროტეინზე. ობელინი, რომელიც არის მოსახერხებელი ბიოლუმინესცენტური ეტიკეტი. ამ სენსორს შეუძლია „დაიპყროს“ მხოლოდ გარკვეული ცილების მოლეკულები, რომლებიც უნდა გამოვლინდეს ნიმუშში. ამჟამად, ამ სქემის მიხედვით აშენდება ცვალებადი ბიოსენსორები სისხლის მოდიფიცირებული ცილებისთვის, რომლებიც ემსახურებიან დიაბეტის მარკერებს.

თავად მესინჯერი (მესენჯერი) რნმ არის ახალი ობიექტი თერაპიულ ნუკლეინის მჟავებს შორის. კომპანია Moderna Therapeutics(აშშ) ამჟამად ატარებს mRNA-ს ფართომასშტაბიან კლინიკურ კვლევებს. უჯრედში შესვლისას mRNA მოქმედებენ მასში, როგორც საკუთარი. შედეგად, უჯრედს შეუძლია აწარმოოს ცილები, რომლებიც ხელს უშლიან ან შეაჩერებენ დაავადების განვითარებას. ამ პოტენციური თერაპიული პრეპარატების უმეტესობა მიმართულია ინფექციური (გრიპის ვირუსი, ზიკა ვირუსი, ციტომეგალოვირუსი და სხვ.) და ონკოლოგიური დაავადებების წინააღმდეგ.

პროტეინი, როგორც წამალი

სინთეზურ ბიოლოგიაში ბოლო წლების უზარმაზარი მიღწევები ასევე აისახა თერაპიული ცილების წარმოების ტექნოლოგიების განვითარებაში, რომლებიც უკვე ფართოდ გამოიყენება კლინიკაში. უპირველეს ყოვლისა, ეს ეხება სიმსივნის საწინააღმდეგო ანტისხეულებს, რომელთა დახმარებით შესაძლებელი გახდა მთელი რიგი ონკოლოგიური დაავადებების ეფექტური თერაპია.

ახლა სულ უფრო მეტი ახალი ანტისიმსივნური ცილოვანი წამალია. ამის მაგალითია ნარკოტიკი ლაქტაპტინიშეიქმნა ICBFM SB RAS-ში, ადამიანის რძის ერთ-ერთი მთავარი ცილის ფრაგმენტის საფუძველზე. მკვლევარებმა დაადგინეს, რომ ეს პეპტიდი იწვევს აპოპტოზი("თვითმკვლელი") უჯრედები სიმსივნური უჯრედების სტანდარტული კულტურის - ადამიანის სარძევე ჯირკვლის ადენოკარცინომა. გენეტიკური ინჟინერიის მეთოდების გამოყენებით მიიღეს ლაქტაპტინის არაერთი სტრუქტურული ანალოგი, რომელთაგან ყველაზე ეფექტური შეირჩა.

ლაბორატორიულ ცხოველებზე ჩატარებულმა ტესტებმა დაადასტურა პრეპარატის უსაფრთხოება და მისი სიმსივნის საწინააღმდეგო და ანტიმეტასტაზური აქტივობა ადამიანის რიგი სიმსივნეების მიმართ. უკვე შემუშავებულია ლაქტაპტინის ნივთიერებისა და დოზის სახით მიღების ტექნოლოგია და დამზადდა პრეპარატის პირველი ექსპერიმენტული პარტიები.

თერაპიული ანტისხეულები სულ უფრო ხშირად გამოიყენება ვირუსული ინფექციების სამკურნალოდ. ICBFM SB RAS-ის სპეციალისტებმა გენეტიკური ინჟინერიის მეთოდებით შეძლეს ჰუმანიზებული ანტისხეულის შექმნა ტკიპებით გამოწვეული ენცეფალიტის ვირუსის წინააღმდეგ. პრეპარატმა გაიარა ყველა პრეკლინიკური ტესტირება, რაც ადასტურებს მის მაღალ ეფექტურობას. აღმოჩნდა, რომ ხელოვნური ანტისხეულის დამცავი თვისებები ასჯერ აღემატება დონორის შრატში მიღებული ანტისხეულების კომერციულ პრეპარატს.

მემკვიდრეობითობის შეჭრა

ბოლო წლების აღმოჩენებმა გააფართოვა გენური თერაპიის შესაძლებლობები, რომელიც ბოლო დრომდე სამეცნიერო ფანტასტიკას ჰგავდა. ტექნიკა გენომიური რედაქტირება CRISPR/Cas რნმ-პროტეინის სისტემის გამოყენებაზე დაფუძნებული, შეუძლია ამოიცნოს დნმ-ის გარკვეული თანმიმდევრობა და დანერგოს მათში რღვევები. "რემონტის" დროს რეპარაციები) ასეთი დარღვევების შემთხვევაში შესაძლებელია დაავადებებზე პასუხისმგებელი მუტაციების გამოსწორება ან თერაპიული მიზნებისთვის ახალი გენეტიკური ელემენტების შემოტანა.

გენის რედაქტირება ხსნის გენეტიკური დაავადებების პრობლემის რადიკალური გადაწყვეტის პერსპექტივას გენომის შეცვლით. ინ ვიტრო განაყოფიერება. ადამიანის ემბრიონის გენებში მიმართული ცვლილებების ფუნდამენტური შესაძლებლობა უკვე ექსპერიმენტულად დადასტურდა და ტექნოლოგიის შექმნა, რომელიც უზრუნველყოფს მემკვიდრეობითი დაავადებებისგან თავისუფალი ბავშვების დაბადებას, უახლოესი მომავლის ამოცანაა.

გენომიურ რედაქტირებას შეუძლია არა მხოლოდ გენების „გამოსწორება“: ეს მიდგომა შეიძლება გამოყენებულ იქნას ვირუსულ ინფექციებთან საბრძოლველად, რომლებიც არ ექვემდებარება ჩვეულებრივ თერაპიას. საუბარია ვირუსებზე, რომლებიც აერთიანებენ თავიანთ გენომს სხეულის უჯრედულ სტრუქტურებში, სადაც ის მიუწვდომელია თანამედროვე ანტივირუსული საშუალებებისთვის. ასეთ ვირუსებს მიეკუთვნება აივ-1, B ჰეპატიტის ვირუსები, პაპილომავირუსები, პოლიომავირუსები და მრავალი სხვა. გენომიური რედაქტირების სისტემებს შეუძლიათ უჯრედის შიგნით ვირუსული დნმ-ის ინაქტივაცია უვნებელ ფრაგმენტებად დაჭრით ან მასში ინაქტივირებული მუტაციების შეყვანით.

ცხადია, CRISPR/Cas სისტემის, როგორც ადამიანის მუტაციების გამოსწორების საშუალებად გამოყენება შესაძლებელი გახდება მხოლოდ მისი გაუმჯობესების შემდეგ, რათა უზრუნველყოფილი იქნას მაღალი სპეციფიკა და ჩატარდეს ტესტების ფართო სპექტრი. გარდა ამისა, სახიფათო ვირუსულ ინფექციებთან წარმატებით საბრძოლველად აუცილებელია სამიზნე უჯრედებში თერაპიული აგენტების ეფექტური მიწოდების პრობლემის გადაჭრა.

ჯერ იყო ღეროვანი უჯრედი

მედიცინაში ერთ-ერთი ყველაზე სწრაფად მზარდი სფეროა უჯრედული თერაპია. წამყვანი ქვეყნები უკვე გადიან აუტოიმუნური, ალერგიული, ონკოლოგიური და ქრონიკული ვირუსული დაავადებების სამკურნალოდ შემუშავებული უჯრედული ტექნოლოგიების კლინიკურ კვლევებს.

რუსეთში პიონერული მუშაობა თერაპიული აგენტების შექმნაზე ეფუძნება ღეროვანი უჯრედებიდა უჯრედული ვაქცინები ჩატარდა ფუნდამენტური და კლინიკური იმუნოლოგიის ინსტიტუტში SB RAS (ნოვოსიბირსკი). კვლევის შედეგად შემუშავდა ონკოლოგიური დაავადებების, B ჰეპატიტის და აუტოიმუნური დაავადებების მკურნალობის მეთოდები, რომელთა გამოყენება კლინიკაში ექსპერიმენტულ რეჟიმში უკვე დაწყებულია.

დღეს უკიდურესად აქტუალური გახდა მემკვიდრული და ონკოლოგიური დაავადებების მქონე პაციენტების უჯრედული კულტურის ბანკების შექმნის პროექტები ფარმაკოლოგიური პრეპარატების შესამოწმებლად. ნოვოსიბირსკის სამეცნიერო ცენტრში მსგავს პროექტს უკვე ახორციელებს ინსტიტუციურთაშორისი გუნდი პროფ. ს.მ.ზაქიანი. ნოვოსიბირსკის სპეციალისტებმა შეიმუშავეს ტექნოლოგიები ადამიანის კულტივირებულ უჯრედებში მუტაციების შესატანად, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ისეთი დაავადებების უჯრედული მოდელები, როგორიცაა ამიოტროფიული გვერდითი სკლეროზი, ალცჰეიმერის დაავადება, ზურგის კუნთოვანი ატროფია, ხანგრძლივი QT სინდრომი და ჰიპერტროფიული კარდიომიოპათია.

ჩვეულებრივი სომატური უჯრედებიდან მიღების მეთოდების შემუშავება პლურიპოტენტური ღერო, რომელსაც შეუძლია გარდაიქმნას ზრდასრული ორგანიზმის ნებისმიერ უჯრედად, განაპირობა ფიჭური ინჟინერიის გაჩენა, რაც შესაძლებელს ხდის სხეულის დაზიანებული სტრუქტურების აღდგენას. საოცრად სწრაფად განვითარებადი ტექნოლოგიები უჯრედებისა და ქსოვილების ინჟინერიისთვის სამგანზომილებიანი სტრუქტურების მისაღებად ბიოდეგრადირებადი პოლიმერების საფუძველზე: სისხლძარღვთა პროთეზები, სამგანზომილებიანი მატრიცები ხრტილის ზრდისთვის და ხელოვნური ორგანოების ასაგებად.

ამრიგად, ICBFM SB RAS და ეროვნული სამედიცინო კვლევითი ცენტრის სპეციალისტები. ე.ნ. მეშალკინამ (ნოვოსიბირსკი) შეიმუშავა ტექნოლოგია სისხლძარღვების და გულის სარქველების პროთეზების შესაქმნელად მეთოდის გამოყენებით. ელექტროსპინინგი. ამ ტექნოლოგიის გამოყენებით შესაძლებელია პოლიმერული ხსნარიდან სისქის ბოჭკოების მიღება ათობით ნანომეტრიდან რამდენიმე მიკრონამდე. მთელი რიგი ექსპერიმენტების შედეგად შესაძლებელი გახდა გამორჩეული ფიზიკური მახასიათებლების მქონე პროდუქტების შერჩევა, რომლებიც ახლა წარმატებით გადიან პრეკლინიკურ კვლევებს. მაღალი ბიო და ჰემოთავსებადობის გამო, ასეთი პროთეზები საბოლოოდ იცვლება სხეულის საკუთარი ქსოვილებით.

მიკრობიომი, როგორც თერაპიის ობიექტი და საგანი

დღემდე კარგად არის შესწავლილი და გაშიფრული მრავალი მიკროორგანიზმის გენომი, რომელიც აინფიცირებს ადამიანებს. ასევე მიმდინარეობს კვლევა რთულ მიკრობიოლოგიურ თემებზე, რომლებიც მუდმივად ასოცირდება ადამიანებთან - მიკრობიომები.

ადგილობრივმა მეცნიერებმაც მნიშვნელოვანი წვლილი შეიტანეს კვლევის ამ სფეროში. ამრიგად, SSC VB "Vector"-ის სპეციალისტებმა (კოლცოვო, ნოვოსიბირსკის ოლქი) პირველად მსოფლიოში გაშიფრეს მარბურგის და ჩუტყვავილას ვირუსების გენომები, ხოლო ICBFM SB RAS-ის მეცნიერებმა - ტკიპებით გამოწვეული გენომი. ენცეფალიტის ვირუსი, ტკიპებით გამოწვეული ბორელიოზის გამომწვევი აგენტი, გავრცელებულია რუსეთის ფედერაციის ტერიტორიაზე. ასევე შესწავლილი იქნა მიკრობული თემები, რომლებიც დაკავშირებულია ადამიანისთვის საშიშ ტკიპებთან.

განვითარებულ ქვეყნებში ამჟამად აქტიურად მიმდინარეობს მუშაობა, რომელიც მიზნად ისახავს ადამიანის ორგანიზმის მიკრობიომის, პირველ რიგში, საჭმლის მომნელებელი ტრაქტის რეგულირების საშუალებების შექმნას. როგორც გაირკვა, ჯანმრთელობის მდგომარეობა დიდწილად დამოკიდებულია ნაწლავის მიკრობიომის შემადგენლობაზე. მიკრობიომზე ზემოქმედების მეთოდები უკვე არსებობს: მაგალითად, მისი გამდიდრება ახალი სამკურნალო ბაქტერიებით, გამოყენებით პრობიოტიკებირომლებიც ხელს უწყობენ სასარგებლო ბაქტერიების რეპროდუქციას, ასევე ბაქტერიოფაგების (ბაქტერიული ვირუსების) მიღებას, რომლებიც შერჩევით კლავენ „მავნე“ მიკროორგანიზმებს.

ბოლო დროს მთელ მსოფლიოში ბაქტერიოფაგებზე დაფუძნებული თერაპიული საშუალებების შექმნაზე მუშაობა გააქტიურდა წამლისადმი რეზისტენტული ბაქტერიების გავრცელების პრობლემასთან დაკავშირებით. რუსეთი ერთ-ერთია იმ ქვეყნებიდან, სადაც ბაქტერიოფაგების გამოყენება მედიცინაში დაშვებულია. რუსეთის ფედერაციაში ჯერ კიდევ საბჭოთა ეპოქაშია განვითარებული პრეპარატების სამრეწველო წარმოება და უფრო ეფექტური ბაქტერიოფაგების მისაღებად საჭიროა მათი გაუმჯობესება და ეს პრობლემა შეიძლება მოგვარდეს სინთეზური ბიოლოგიის მეთოდებით.

ის წყდება რუსეთის ფედერაციის რიგ კვლევით ორგანიზაციაში, მათ შორის ICBFM SB RAS. ინსტიტუტმა დაახასიათა რუსეთის ფედერაციაში კომერციულად წარმოებული ფაგის პრეპარატები, გაშიფრა რიგი ბაქტერიოფაგების გენომი და შექმნა მათი კოლექცია, რომელშიც შედიოდა მედიცინაში გამოსაყენებლად პერსპექტიული უნიკალური ვირუსები. ინსტიტუტის კლინიკა ავითარებს მექანიზმებს მედიკამენტებისადმი რეზისტენტული მიკროორგანიზმებით გამოწვეული ბაქტერიული ინფექციით დაავადებული პაციენტებისთვის პერსონალური მოვლის უზრუნველსაყოფად. ეს უკანასკნელი ჩნდება როგორც დიაბეტური ფეხის მკურნალობისას, ასევე წნევის ჭრილობების ან პოსტოპერაციული გართულებების შედეგად. ასევე მუშავდება ადამიანის მიკრობიომის შემადგენლობის დარღვევების გამოსწორების მეთოდები.

ვირუსების გამოყენების სრულიად ახალი შესაძლებლობები იხსნება გარკვეულ უჯრედებზე მაღალი შერჩევითი ეფექტის მქონე ინტელექტუალური სისტემების მოპოვების ტექნოლოგიების შექმნასთან დაკავშირებით. ჩვენ ვსაუბრობთ ონკოლიზური ვირუსებიშეუძლია შეტევა მხოლოდ სიმსივნურ უჯრედებზე. ექსპერიმენტულ რეჟიმში, ამ ვირუსებიდან რამდენიმე უკვე გამოიყენება ჩინეთსა და შეერთებულ შტატებში. ამ მიმართულებით მუშაობა რუსეთშიც მიმდინარეობს, მოსკოვისა და ნოვოსიბირსკის კვლევითი ორგანიზაციების სპეციალისტების მონაწილეობით: IMB RAS, SSC VB "Vector", ნოვოსიბირსკის სახელმწიფო უნივერსიტეტი და ICBFM SB RAS.

სინთეზური ბიოლოგიის სწრაფი განვითარება იძლევა იმის საფუძველს, რომ უახლოეს წლებში ველოდოთ მნიშვნელოვან აღმოჩენებს და ახალი ბიოსამედიცინო ტექნოლოგიების გაჩენას, რომლებიც გადაარჩენს კაცობრიობას მრავალი პრობლემისგან და საშუალებას მოგცემთ რეალურად მართოთ ჯანმრთელობა და არა მხოლოდ მემკვიდრეობითი და "შეძენილი" დაავადებების მკურნალობა.

კვლევის სფერო ამ სფეროში ძალიან ფართოა. უკვე ხელმისაწვდომი გაჯეტები არ არის მხოლოდ სათამაშოები, არამედ მართლაც სასარგებლო მოწყობილობები, რომლებიც ყოველდღიურად აწვდიან ადამიანს ჯანმრთელობის კონტროლისა და შენარჩუნებისთვის აუცილებელ ინფორმაციას. სწრაფი სიღრმისეული გამოკვლევის ახალი ტექნოლოგიები შესაძლებელს ხდის დაავადების განვითარების პროგნოზირებას ან დროულად გამოვლენას, ხოლო „ჭკვიან“ საინფორმაციო ბიოპოლიმერებზე დაფუძნებული პერსონალიზებული მედიკამენტები რადიკალურად მოაგვარებს ინფექციურ და გენეტიკურ დაავადებებთან ბრძოლის პრობლემებს უახლოეს მომავალში.

ლიტერატურა
1. ბრიზგუნოვა O. E., Laktionov P. P. შარდის უჯრედგარე ნუკლეინის მჟავები: წყაროები, შემადგენლობა, გამოყენება დიაგნოსტიკაში // Acta Naturae. 2015. V. 7. No3(26). გვ.54–60.
2. Vlasov VV, კიდევ ორი ​​გვარი და ა.შ ჯანმრთელობის შემავსებელი. ანტისენსიური ტექნოლოგიების წარსული, აწმყო და მომავალი // Science First Hand. 2014. V. 55. No 1. S. 38–49.
3. Vlasov V. V., Vorobyov P. E., Pyshny D. V. et al. სიმართლე ფაგოთერაპიის შესახებ, ან შეხსენება ექიმისა და პაციენტისთვის // Science First Hand. 2016. V. 70. No 4. S. 58–65.
4. Vlasov V. V., Zakian S. M., Medvedev S. P. "გენომის რედაქტორები". "თუთიის თითებიდან" CRISPR-მდე // Science First Hand. 2014. V. 56. No 2. S. 44–53.
5. Lifshits G. I., Slepukhina A. A., Subbotovskaya A. I. et al. ჰემოსტაზის პარამეტრების გაზომვა: ინსტრუმენტის ბაზა და განვითარების პერსპექტივები // სამედიცინო ტექნოლოგია. 2016. V. 298. No 4. S. 48–52.
6. Richter V. A. ქალის რძე - კიბოს პოტენციური განკურნების წყარო // მეცნიერება პირველი ხელი. 2013. V. 52. No 4. S. 26–31.
7. კუპრიუშკინი მ.ს., პიშნი დ. Acta Naturae. 2014. V. 6. No4(23). გვ 116–118.
8. Nasedkina T. V., Guseva N. A., Gra O. A. და სხვ. დიაგნოსტიკური მიკრომაივები ჰემატოლოგიურ ონკოლოგიაში: მაღალი და დაბალი სიმკვრივის მასივების გამოყენება // მოლ. დიაგნოსტიკა. იქ. 2009. V. 13. N. 2. გვ. 91–102.
9. Ponomaryova A. A., Morozkin E. S., Rykova E. Y. და სხვ. დინამიური ცვლილებები მოცირკულირე miRNA დონეზე ფილტვის კიბოს ანტისიმსივნური თერაპიის საპასუხოდ // ფილტვების ექსპერიმენტული კვლევა. 2016. V. 42. N. 2. გვ. 95–102.
10. ვორობიევა მ., ვორობიევი პ. და ვენიამინოვა ა. მრავალვალენტიანი აპტამერები: მრავალმხრივი ინსტრუმენტები დიაგნოსტიკური და თერაპიული აპლიკაციებისთვის // Მოლეკულები. 2016. V. 21. N. 12. P. 1612–1633 წ.

რომ ისეთი პატარა და ცუდად განვითარებული კუნძული როგორც კუბამოახერხა იყო მთელი მსოფლიოსთვის საინტერესო სამეცნიერო კვლევების სათავეში, არასოდეს წყვეტს გაოცებას.

მხოლოდ კიბოს კონტროლის სფეროში, მიღწევების სია საკმაოდ შთამბეჭდავია. მოლეკულური იმუნოლოგიის ცენტრის დოქტორმა რონალდო პერეს როდრიგესმა ახლახან განაცხადა საერთაშორისო კონფერენციაზე ამ საკითხთან დაკავშირებით, რომ კუბას აქვს 28 კიბოს პრეპარატი რეგისტრირებული და განვითარების სხვადასხვა ეტაპზე.

რეგიონის სამეცნიერო დაწესებულებებში განვითარებული სხვადასხვა თერაპიული ვაქცინები, მონოკლონური ანტისხეულები, ინტერფერონები და პეპტიდები ბიოტექნოლოგიადღეს არის ამ საშინელი დაავადებით დაავადებული მილიონობით ადამიანის შვების იმედი.

თუმცა, კუბის მიღწევები ამ სფეროში ყველაზე შთამბეჭდავი იყო. 30 წლის წინ დაარსებულმა გენეტიკური ინჟინერიისა და ბიოტექნოლოგიის ცენტრმა (CGIB) მიაღწია მნიშვნელოვან შედეგებს და მნიშვნელოვანი წვლილი შეიტანა ორ ათეულზე მეტი დაავადების დიაგნოსტიკაში, პრევენციასა და მკურნალობაში.

TsGIB ამჟამად ავითარებს 50-ზე მეტ კვლევით პროექტს, რომელიც მოიცავს ვაქცინებს, რეკომბინანტულ ცილებს თერაპიული გამოყენებისთვის, სინთეზურ პეპტიდებს და ვეტერინარულ პროდუქტებს სასოფლო-სამეურნეო გამოყენებისთვის.

ყველაზე მნიშვნელოვანი პროდუქტია ჰებერპროტ-პ, რაც ხელს უწყობს ფეხის რთული დიაბეტური წყლულების შეხორცებას და ამცირებს ამპუტაციის რისკს. პრეპარატს უკვე იღებს დაახლოებით 49 000 პაციენტი კუბაში და 185 000 მის ფარგლებს გარეთ.

ეს მაჩვენებლები უდავოდ გაიზრდება მას შემდეგ, რაც ეს პრეპარატი შედის რუსეთში აუცილებელი მედიკამენტების სიაში. ელენა მაქსიმკინამ, რუსეთის ფედერაციის ჯანდაცვის სამინისტროს მედიკამენტების მიმოქცევის სახელმწიფო რეგულირების დეპარტამენტის დირექტორმა და რუსულ-კუბის ჯანმრთელობის სამუშაო ჯგუფის თანათავმჯდომარემ, ყურადღება გაამახვილა Heberprot-P-ის კლინიკური კვლევების დადებით შედეგებზე. და ჯანდაცვის მინისტრმა ვერონიკა სკვორცოვამ კომენტარი გააკეთა მის ეფექტურობაზე პრეზიდენტ ვლადიმირთან ტელეკონფერენციაზე პუტინი.

პრეპარატი გააუმჯობესებს 200 000 რუსის ცხოვრებას, რომლებიც ყოველწლიურად იტანჯებიან ამ დაავადებით, შეამცირებს ამპუტაციების რაოდენობას და ამით შეამცირებს ინვალიდობის მაჩვენებელს და გაზრდის სიცოცხლის ხანგრძლივობას.

კუბის ბიოფარმაცევტული ინდუსტრიის სხვა ინოვაციური პროდუქტები, რომლებმაც მიიპყრეს ყურადღება, როგორც რუსეთში, ასევე სხვა ქვეყნებში, არის: ჰებერნასვაკი- B ჰეპატიტის სამკურნალო საშუალება და პროქტოკინასა - დადასტურებული ეფექტურობის მქონე პრეპარატი ბუასილის სამკურნალოდ. სოფლის მეურნეობისა და ვეტერინარიის დარგში იზოლირებულია ბიოლოგიური როდენტიციდი ბიორატი (ბიორატი)და ნემატიციდი ჰებერნემი.

"კუბა არის წარმატების საოცარი მაგალითი სამეცნიერო კვლევებში", - თქვა კირილ კაემმა, სკოლკოვოს ბიოსამედიცინო კლასტერის ვიცე-პრეზიდენტმა. „დიდი დრო დამჭირდა იმის დასაჯერებლად, რომ მთლიანი ბიოფარმაცევტული შემოსავლები კუბაში შედარებული იყო რუსეთის ფედერაციასთან“, - დასძინა მან.

ამ მიმართულებით კუბის კვლევითი პროექტები, ძირითადად, ონკოლოგიასა და ნეიროდეგენერაციულ დაავადებებს, ამჟამად სწავლობს ინოვაციების ცენტრის მიერ და მოსალოდნელია, რომ ზოგიერთი მათგანი მიიღებს დაფინანსებას ერთობლივი კვლევისთვის. ყველაფერი იმაზე მეტყველებს, რომ ამ სფეროში კუბასა და რუსეთს შორის სამეცნიერო თანამშრომლობა განვითარდება.

კუნძულის სამეცნიერო პოტენციალი ძალიან მაღალია და ეს შემთხვევითი არ არის. ეს ყველაფერი ეხება ხელისუფლების სტრატეგიას, რომელიც რევოლუციის დასაწყისშივე ჩამოყალიბდა და რამდენიმე ათეული წელია გრძელდება. "ჩვენი ქვეყნის მომავალი აუცილებლად მეცნიერთა მომავალი უნდა იყოს", - თქვა ფიდელ კასტრო ჯერ კიდევ 1960 წელს. კრიზისის ყველაზე მძიმე წლებშიც კი, სამეცნიერო საზოგადოებას ყოველთვის ჰქონდა სახელმწიფო მხარდაჭერა, რასაც დღეს შედეგი მოაქვს.

თუ ამდენი მიღწეულია ახლა, მიუხედავად ეკონომიკური სიძნელეებისა და ბლოკადისა აშშტექნოლოგიებისა და ბაზრების ხელმისაწვდომობის შეზღუდვა, რისი მიღწევა შეუძლია ამ სამეცნიერო პოტენციალს მომავალში, გაიხსნება მთელი მსოფლიოსთვის და როდის მიიღებენ მეცნიერები დამსახურებულ ხელფასს? ალბათ მაშინ დადგება მეცნიერთა მომავალი.

დღეს ბიოტექნოლოგს მრავალი გადაუჭრელი ტექნოლოგიური პრობლემის წინაშე დგას. თქვენ შეგიძლიათ შეცვალოთ ბიოლოგიური ორგანიზმები ადამიანების მოთხოვნილებების დასაკმაყოფილებლად, ფიჭური და გენეტიკური ინჟინერიის მეთოდების გამოყენებით. მაგალითად, პროდუქციის ხარისხის გასაუმჯობესებლად, მცენარეთა ახალი სახეობების მისაღებად და ცხოველების მოდიფიცირებისთვის, ცოცხალ ორგანიზმებს მიეცით საჭირო თვისებები და შექმნათ ახალი წამლები გენეტიკური ინჟინერიის, ხელოვნური გადარჩევისა და ჰიბრიდიზაციის გამოყენებით.

თუმცა, ბიოტექნოლოგად მუშაობისთვის, თქვენ უნდა იცოდეთ არა მხოლოდ გენეტიკა, მოლეკულური ბიოლოგია, ბიოქიმია, უჯრედული ბიოლოგია, არამედ ბოტანიკა, ქიმია, მათემატიკა, საინფორმაციო ტექნოლოგიები, ფიზიკა და სხვა. უხეშად რომ ვთქვათ, ბიოტექნოლოგები არიან ინჟინრები საბუნებისმეტყველო და ზუსტი მეცნიერებების დარგში. ამ საინტერესო პროფესიასა და ბიოტექნოლოგიის მომავალზე ისაუბრა ინოვაციური ბიოტექნოლოგიური Biocad-ის აღმასრულებელმა დირექტორმა დიმიტრი მოროზოვმა.

Biocad არის საერთაშორისო ინოვაციური ბიოტექნოლოგიური კომპანია. მას აქვს კვლევითი ცენტრი, ტარდება საკუთარი ფარმაცევტული საშუალებების პრეკლინიკური და კლინიკური კვლევები. Biocad Advanced Research დეპარტამენტი ეწევა მოწინავე გენისა და უჯრედული თერაპიის წამლების შემუშავებას, ასევე სასიგნალო გზების, შაბლონებისა და მიზნების მოძიებას და ანალიზს, რომლებიც პრევენციული მედიცინის პრეპარატების შემუშავების საშუალებას იძლევა.

დიმიტრი მოროზოვი,

Biocad-ის აღმასრულებელი დირექტორი

რა არის ბიოტექნოლოგია?

ბიოტექნოლოგია არის ცოცხალი სისტემების, უჯრედების, ორგანიზმების გამოყენება ადამიანის პრაქტიკული საჭიროებებისთვის. ანუ თანამედროვე მეცნიერების გამოყენება ცოცხალი ობიექტების მანიპულირებისთვის გარკვეული სარგებლის მოსაპოვებლად და ადამიანის ცხოვრების გასაუმჯობესებლად.

ბიოტექნოლოგია ამოძრავებს საჭიროებებს. მაგალითად, ტყუილად არ მოგზაურობენ ადამიანები ჩრდილოეთით და სწავლობენ გეიზერებს. მათ ესმით, რომ შეუძლიათ 10 წელი ეძებონ და ვერაფერი იპოვონ. მაგრამ ისინი ამას მაინც აკეთებენ, რადგან ადრე თუ გვიან იპოვიან რაიმე სახის ბაქტერიას, რომელიც მოგცემთ საშუალებას ამ ბაქტერიის ერთი გენის გამოყენებით იაფი ბიოსაწვავი გააკეთოთ. ასეა თუ ისე, ყველა ადამიანს, როდესაც მეცნიერებით არის დაკავებული, იმედოვნებს, რომ გამოიყენებს მას (თეორიული ფიზიკოსების გარდა, თუმცა, ალბათ, მათაც სურთ კოსმოსში ფრენა). ბიოკადში ჩვენ ვიყენებთ მიკროორგანიზმებს წამლების შესაქმნელად.

ბიოტექნოლოგიაში ბევრი დისციპლინაა და ყველა წარმატებული პროექტი და მიმართულება მათ კომბინაციას უკავშირდება.

ისინი ამბობენ, რომ ყველა აღმოჩენა ხდება სხვადასხვა სპეციალობების კვეთაზე: მათემატიკა, ბიოლოგია - ბიოინფორმატიკა; ბიოლოგია, ქიმია - ბიოქიმია; მედიცინა, ინფორმატიკა, ბიოლოგია - ბიოსამედიცინო ინფორმატიკა. ეს არის ყველა ცალკეული ბლოკი, რომელსაც ამუშავებს სხვადასხვა ადამიანი. ბიოტექნოლოგია დღეს, ალბათ, ყველაზე მეტად აქცევს ყურადღებას სხვადასხვა ტიპის წამლების შექმნას. ბიოტექნოლოგიის ფარმაცევტული მიმართულების გარდა საინტერესოა სოფლის მეურნეობა (კვების თვისებების გაუმჯობესება), ეკოლოგია, ენერგეტიკა (ბიოსაწვავის მიღება) და ა.შ. და, რა თქმა უნდა, მომავალში შეგიძლიათ იფიქროთ პიროვნების გამოსწორებაზე.

გენეტიკური ინჟინერია და ბიოტექნოლოგია

გენეტიკური ინჟინერია მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ბიოტექნოლოგიაში. იგი ფართოდ გამოიყენება კვლევაში, მაგრამ სულაც არ არის აუცილებელი მისი მეთოდების გამოყენება ობიექტისგან სასარგებლო თვისებების მისაღებად. მაგალითად, თქვენ შეგიძლიათ გაიგოთ ორგანიზმის მეტაბოლიზმის თავისებურებები: როგორ ცხოვრობს ის ნორმალურ ჰაბიტატში და რა მოხდება, თუ მას სხვა ჰაბიტატში, სხვა კვების ფაქტორებთან ერთად, სხვა ატმოსფეროში გადავიტანთ - ალბათ ეს დაეხმარება მას დასასრული და შეიძლება უფრო სწრაფად გამრავლდეს. მაგრამ ეს არ არის გენეტიკური ინჟინერია.

ბიოტექნოლოგია არის მოცემული ობიექტის შესახებ არსებული ცოდნის მანიპულირება. გენეტიკური ინჟინერია უბრალოდ აფართოებს შესაძლებლობების დიაპაზონს, სხვადასხვა კომბინაციებს, შესაძლებელს ხდის მანიპულაციების შესრულებას მოლეკულურ დონეზე, შესაბამისად ის უფრო ზუსტია.

ბიოტექნოლოგია რეალურად არსებობს სოფლის მეურნეობის მსგავსად. სოფლის მეურნეობაში ხშირად არსებობს კონკრეტული პრაქტიკული მიზანი - მაგალითად, სწრაფი ცხენების ჯიშის ან სიცივისადმი მდგრადი მცენარის განვითარება. ეს არის ის, რასაც ადამიანები ასობით წლის განმავლობაში აკეთებენ სელექციური გამრავლების გზით, რაც რეალურად არის გენეტიკური შერჩევის მეთოდი.

ბიოტექნოლოგიური ეთიკა: როგორ უყურებს საზოგადოება ბიოტექნოლოგიას?

ხალხი სხვაგვარად აღიქვამს ინოვაციებს ბიოტექნოლოგიაში. არსებობს აღქმის უარყოფითი და დადებითი მაგალითები.

ნეგატიურია, მაგალითად, მოსაზრება, რომ ახლის დანერგვა გამოიწვევს ვირუსების გაჩენას, რომლებიც გავრცელდება მთელ მსოფლიოში და რომელთა ვაქცინა ან მკურნალობა არ არსებობს და ამას უკავშირდება პერიოდული ეპიდემიები.

დადებითიდან - მაგალითად, შეგიძლიათ შექმნათ ვირუსი, რომელიც დროებით იცვლის თვალის ფერს. თანდათან ისინი მათ ფერად იქცევა და ანტიბიოტიკების წვეთებმა შეიძლება კვლავ გაალურჯოს ისინი. მას არაფერი აქვს საერთო ჯანდაცვასთან ჩვეულებრივი გაგებით, მაგრამ მაინც შესანიშნავია. ასეთი მანიპულაციები თეორიულად უკვე შეიძლება და საზოგადოება ასეთ ტექნოლოგიებს დადებითად და ღიმილით ეპყრობა. თუმცა, ზოგადად, ადამიანებს ახალი ტექნოლოგიების დანერგვის ეშინიათ. დიახ, და რაიმე ახლის დანერგვისთვის აუცილებელია წამლის კონკრეტული ეფექტის ეთიკური საკითხების განხილვა უმაღლეს დონეზე და ამას ჩვეულებრივ დიდი დრო სჭირდება.

ბიოტექნოლოგია ბიოკადში: ნუკლეინის მჟავით მკურნალობა

ორი წლის წინ Biocad-ში გავხსენით გაფართოებული კვლევების დეპარტამენტი, რომლის მთავარი მიზანია მოწინავე გენური თერაპიის სამკურნალო საშუალებების შექმნა. ეს ტერმინი აერთიანებს ნარკოტიკების სამ ჯგუფს, რომლებიც არ ჰგავს ყველა სხვა ნარკოტიკს, რომელსაც ჩვენ შევეჩვიეთ.

ჯერ ერთი, ეს არის მედიკამენტები გენური თერაპიისთვის, მეორეც, ეს არის სომატური და ადამიანის ღეროვანი უჯრედების მანიპულირებაზე დაფუძნებული მედიკამენტები და მესამე, ეს არის ქსოვილის ინჟინერიის წამლები.

კლასიკური წამლების მოქმედება ემყარება ან ქიმიური ბუნების მცირე მოლეკულას, ან რომელიმე ცილას, მაგალითად, ანტისხეულს, რომლის მიღებაც მარტივად შეიძლება ბიოტექნოლოგიური მეთოდების გამოყენებით. ჩვენს განვითარებაში წამლის ნივთიერება, ანუ აქტიური ფაქტორი არის ნუკლეინის მჟავა რნმ ან დნმ.

ეს არის ადამიანის სხეულზე ზემოქმედების ახალი გზა. ამ მიმართულებამ ბოლო დროს სწრაფად დაიწყო განვითარება, ამიტომ ამ დროისთვის მას სიფრთხილით ეპყრობიან.

როგორ მუშაობს გენური თერაპიის წამლები

ჩვენი მედიცინა არის რეკომბინანტული ვირუსი, ვირუსზე დაფუძნებული ნანონაწილაკი, რომლის შიგნით არის გენი, რომელიც დაავადებულ ადამიანს აკლია. ეს პროდუქტები მიმართულია, როგორც წესი, რთულად სამკურნალო დაავადებებზე (მემკვიდრეობითი დაავადებები მძიმე გამოვლინებით ადრეულ ასაკში სიკვდილამდე: დისტროფია, მხედველობის დაქვეითება, სინათლის აღქმა, იმუნოდეფიციტები). ეს ძირითადად მონოგენური დაავადებებია, რომლებშიც დაავადების გამოვლინება განპირობებულია ერთი გენის დეფექტით. ასეთ შემთხვევებში მათ ძალიან კარგად მკურნალობენ. ლაბორატორიაში ჩვენ ვქმნით თერაპიულ ვირუსულ ნაწილაკებს და ბიოინფორმატიკოსები გვეხმარებიან მათი მუშაობის მოდელირებაში.

პოლიგენური დაავადებების შემთხვევაში, როგორიცაა კიბო, გენური თერაპიის ტექნიკა შეიძლება გამოყენებულ იქნას ადამიანის იმუნური სისტემის უჯრედების მოდიფიცირებისთვის სიმსივნური უჯრედებისთვის მაღალი სპეციფიკის მქონე იმუნური უჯრედების წარმოებისთვის. ლაბორატორიებში ჩვენი მეცნიერები ახორციელებენ ამ ორი ტიპის პროდუქტის განვითარების სრულ ციკლს (იდეიდან ცხოველებზე ტესტირებისთვის მზად პროტოტიპების შექმნამდე). ასეთი რამ რუსეთში არ არის, ალბათ არსად.

პერსპექტიული კვლევა ბიოტექნოლოგიაში

მომავლის მედიცინა: ახალი ტიპის მედიკამენტების განვითარება

ჩვენი განყოფილება დასახელებულია აშშ-ს მოწინავე კვლევითი პროექტების სააგენტოს (DARPA) საპატივცემულოდ. ქვეყნის თავდაცვისუნარიანობის ასამაღლებლად ცდილობენ მეცნიერების მიღწევების დანერგვას - ეს არის დაჩქარებული რეგენერაცია, უნივერსალური დონორები, იარაღი და ა.შ.

შესაძლოა, უახლოეს 5-10 წელიწადში, კიბერნეტიკისა და ბიოტექნოლოგიის ურთიერთდაკავშირების წყალობით, მართლაც შეიქმნება ჭკვიანი წამლები. Მაგალითად, ძალიან პატარა ჩიპების დამზადება: ეს არის კაფსულა ან რობოტი სისხლში მოცირკულირე წამლის ნაწილაკებით, საიდანაც, ადამიანის მდგომარეობიდან გამომდინარე, სასურველი ნივთიერება შეიყვანება სისხლში. ისინი ამას აკეთებენ, მაგალითად, MIT-ში. უკვე არსებობს წარმატებული მაგალითები: გლუკოზის დონის მიხედვით ორგანიზმში შეჰყავთ ინსულინი, რაც ამცირებს მკურნალობის პროცედურის ინვაზიურობის ხარისხს. ადამიანმა ერთხელ ჩადო ჩიპი, გაუკეთა ინექცია და დიდი ხნის განმავლობაში დაავიწყდა, რომ წამლის მიღება სჭირდებოდა.

ცნობილი ფუტურისტი რეი კურცველიც კი ამბობს, რომ ადამიანები 2025 წლისთვის ნანორობოტების დახმარებით უფრო დიდხანს იცხოვრებენ. სავარაუდოდ, ის გულისხმობს წამლებს, რომლებიც ებრძვიან კიბოს.

ნანობოტები- ნარკოტიკების ახალი ფორმატი, რადგან ნარკოტიკების შემადგენელი ნივთიერებების მხრივ, ხალხმა უკვე ყველაფერი გააკეთა. მეტი არაფერი გვაქვს შესათავაზებელი - არსებობს რამდენიმე სახის ქიმიური ნაერთები, რომლებიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას თერაპიისთვის. Ეს არის ცილები ან მცირე მოლეკულები ან ნუკლეინის მჟავებირომლებიც ახლაც გამოიყენება.

როგორც ამ, ასევე სხვების ვარიანტები, და მესამე, რა თქმა უნდა, შეიძლება გაკეთდეს შეუზღუდავი რაოდენობით, მაგრამ მათ აქვთ გამოყენების შეზღუდული პოტენციალი, რადგან ისინი მუშაობენ ზოგადი ქიმიური პრინციპების მიხედვით. უჯრედზე სხვა გზით ზემოქმედება უკვე შეუძლებელია.

ამიტომ, მომავალში მთავარი საკითხი იქნება ამ სამი „ბლოკის“ მიწოდება ნანორობოტების მიერ, რაც გამოიწვევს თერაპიის ახალი ფორმატების გაჩენას.

რა თქმა უნდა, ადამიანთა უმრავლესობას მხოლოდ აბების მიღება სურს, მაგრამ მასში ყველა სამკურნალო ნივთიერების „ინვესტირება“ არ შეიძლება. უფრო მარტივი ვარიანტია კაფსულა. უფრო ეფექტური - ინექცია და სუპოზიტორები. და რომ არსებობდეს მკურნალობის რაიმე უნივერსალური მეთოდი, მაგალითად, რაიმე სახის ჩიპი წამლის კონცენტრატის კანქვეშ დაჭრა, ოღონდ წელიწადში ერთხელ, ვფიქრობ, ბევრი წავა.

ფოტო ბიოკადის მიერ.

დაავადებების დიაგნოსტიკა

ადამიანს დასჭირდება მინიმალური ინვაზიური დიაგნოსტიკური მეთოდების შემუშავება, რათა უხეშად რომ ვთქვათ, სისხლის წვეთმა სწრაფად განსაზღვროს ადამიანის მდგომარეობა: აქვს თუ არა მას ონკოლოგიური დაავადება და თუ ასეა, არის თუ არა მეტასტაზები, რა სახის კიბო და ა.შ. on.

ახლა ეს შეიძლება გაკეთდეს გარკვეულ მილილიტრ სისხლზე მაღალი გამტარუნარიანობის მეთოდების გამოყენებით, მაგრამ ჯერჯერობით საკმაოდ ძვირია. ჩვენ მივდივართ პიროვნების ინდივიდუალური პროფილირებისკენ, რათა ვიცოდეთ ყველაფერი ჩვენს შესახებ მოლეკულის დონეზე. ადამიანი მიხვდება, რა ხდება მას ამ მომენტში.

შეიძლება არსებობდეს პროფილების სოციალური ქსელის მსგავსი, სადაც ყველა მონაცემი შეინახება - მაგალითად, გენის ექსპრესიაზე ბოლო ერთი თვის განმავლობაში. როგორც ჩანს, აქ ყველაფერი მარტივია, მაგრამ სინამდვილეში არის მილიარდობით თანმიმდევრობა, ასობით გენი სხვადასხვა მუტაციით, სხვადასხვა ხარისხის მნიშვნელობის. აქედან გამომდინარე, საჭირო იქნება თეორიული ექიმების ახალი კლასი, რომლებიც შეძლებენ ამ უზარმაზარი მონაცემების ინტერპრეტაციას.

რეგენერაცია, ხელოვნური ინტელექტი

შესაძლოა, მომავალში ვისწავლოთ ქსოვილებისა და ორგანოების რეგენერაცია. 3D ბეჭდვის წყალობით ორგანოები უკვე იზრდებიან ნულიდან რეალურ ზომამდე უჯრედებიდან. ტრავმის შემდეგ ზურგის ტვინის აღდგენასაც ცდილობენ – ნეირონების დაბეჭდვას დაზიანების ადგილზე. ანუ ადამიანის ლაბორატორიაში გამრავლებული საკუთარი უჯრედებით აცრა.

ასევე, მეცნიერები უფრო მეტად გამოიყენებენ ხელოვნურ ინტელექტს და ნერვულ ქსელებს ახალი წამლების შესაქმნელად. თვითნასწავლი AI მოუწევს დამოუკიდებლად დააგროვოს საკმარისი ცოდნა, რაც მას სწორი პასუხების გაცემის საშუალებას მისცემს. თუ ეს არ გაკონტროლდება, შესაძლოა კატასტროფა მოხდეს, მაგრამ, მეორეს მხრივ, მკვლევარებს ხელები მნიშვნელოვნად გაუხსნას და ახალი იდეების გენერირების შესაძლებლობას მისცემს, რადგან ხელოვნური ინტელექტი აიღებს ყველა რუტინულ პროცედურას.