Генетики рассказали, зачем «обучают» иммунные клетки и как разрабатывают генные препараты от редких заболеваний

Современные геномика и генетика способны создавать новые сорта растений, разрабатывать препараты для лечения онкологических заболеваний, диагностировать редкие болезни, повышать качество продуктов и многое другое. Исследование генома растений, животных и человека активно ведется в университетах — участниках программы Минобрнауки России «Приоритет 2030» в рамках нацпроекта «Наука и университеты». Рассказываем, какие геномные и генетические технологии создают наши ученые и где отечественные разработки смогут найти применение.

В Казанском (Приволжском) федеральном университете (КФУ) ведутся исследования с использованием биоресурсных коллекций и уникальных организмов наряду с применением подходов геномной биомиметики. В частности, при поддержке программы мегагрантов вуз реализует в международном партнерстве большой генетический проект. Создана генетическая база данных об активности генов в сердце в норме и при патологии. Она стала востребованным ресурсом для поиска новых биомаркеров и мутаций, влияющих на работу сердца при сердечной недостаточности.

«Созданный в рамках программы развития генетических технологий научный центр регуляторной геномики «ГенТех» ставит перед собой амбициозную и крайне актуальную для нашей страны цель — реализацию «гибридных» проектов в области геномики, которые представляют собой научные исследования с прикладным значением: базы данных для целей геномного редактирования для направленного изменения признаков кур, диагностическую панель для птицеводства, научно-технический задел для новых лекарственных средств с нейропротекторными свойствами, биомолекулы для индукции регенеративных процессов», — комментирует проректор по биомедицинскому направлению КФУ Андрей Киясов.

Кроме того, КФУ ведет разработку генных препаратов на основе вирусных векторов для лечения редких наследственных заболеваний. Уже получены прототипы генно-терапевтических препаратов для лечения таких тяжелых заболеваний, как спинальная мышечная атрофия, метахроматическая лейкодистрофия, болезнь Тея — Сакса, боковой амиотрофический склерози ряда других.

«Наша компания заинтересована в развитии новых инновационных направлений фармацевтики. Мы заключили соглашение с КФУ и на базе разработок университета планируем создать GMP-производство генных препаратов для лечения целого ряда социально значимых заболеваний», — отмечает генеральный директор ООО «Изварино Фарма» Орест Ибрагимов.

Ученые Российского государственного аграрного университета — МСХА им. К.А. Тимирязева (РГАУ — МСХА) занимаются селекцией новых сортов для обеспечения продовольственной безопасности России и снижения ее зависимости от импорта. В университете уже создан сорт озимой тритикале (гибрид ржи и пшеницы) «Тимирязевская 150», который отличается высокой урожайностью, морозостойкостью и устойчивостью к полеганию.

По словам доктора биологических наук, заведующего кафедрой генетики, селекции и семеноводства РГАУ — МСХА Владимира Пыльнева, одновременно с созданием и оценкой перспективных сортов ведется разработка оптимальных технологий их возделывания.

«Основные направления усовершенствования сортов связаны с оптимизацией азотного питания растений, подбором эффективных средств защиты от вредоносных заболеваний, применением регуляторов роста для повышения урожайности и качества зерна. Также ведется поддерживающая селекция (первичное семеноводство) созданных сортов тритикале, на производство семян которых университет заключил ряд лицензионных договоров», — добавляет ученый.

Ставропольский государственный аграрный университет (СтГАУ) открыл единственную на юге России лабораторию селекционного контроля качества молока, где составляют геномный паспорт животных и проводят тесты генов молочных белков. В интересах индустриальных партнеров ученые СтГАУ также разрабатывают технологию биологизации сельского хозяйства на основе расширения генетического разнообразия сельскохозяйственных культур и совершенствования элементов агробиотехнологий.

«Программа «Приоритет 2030» дает вузам прекрасную возможность развивать высокотехнологичные направления для агропромышленного комплекса. Например, прогнозируемый нами оборот от работы лаборатории молекулярно-генетической экспертизы, над созданием которой мы сейчас работаем, — это 4-6 млн рублей в год по Ставропольскому краю только за счет оказания услуг подтверждения достоверности происхождения животного. Каждый вложенный рубль от программы «Приоритет 2030» должен приносить экономике реальную пользу», — рассказывает врио ректора СтГАУ, профессор Валентин Скрипкин.

СтГАУ развивает и партнерские программы. Совместно с КубГАУ прорабатывается проект по созданию систем высокоточной геномной оценки животных и растений для получения отечественного генетического материала с высокими значениями хозяйственно ценных признаков и совершенствования селекционной работы.

В рамках реализации программы «Приоритет 2030» в Кубанском государственном аграрном университете (КубГАУ) создана уникальная лаборатория молекулярно-генетических исследований растений и животных, в которой изучается биологическое разнообразие геномов растительных, бактериальных и животных организмов. Во всех исследованиях принимают участие студенты и аспиранты университета.

«С целью выполнения селекционных задач по созданию новых сортов озимого ячменя лаборатория выполняет исследование генетического разнообразия гермоплазмы рабочей коллекции. Изучение местных и новых селекционных форм ячменя представляет огромный интерес для практической селекции, так как сравнение между собой различных генотипов позволяет структурировать коллекцию и разработать рекомендации для гибридизации, помогая ориентироваться среди родственных сортов селекционерам-практикам», — комментирует профессор кафедры генетики, селекции и семеноводства, руководитель проекта КубГАУ Наталья Репко.

В Крымском федеральном университете им. В.И. Вернадского (КФУ им. В.И. Вернадского) действуют лаборатории молекулярной биологии, генетики и биотехнологий, клеточных технологий с системой производственных «чистых помещений», а также создана единственная в Крыму лаборатория молекулярной диагностики, выполняющая подбор средств таргетной терапии у пациентов с онкологическими заболеваниями.

«Нами разработан эффективный метод получения большого количества «обучаемых» иммунных клеток из плюрипотентных стволовых клеток человека. Преимущество заключается в получении неограниченного количества клеток с более высоким потенциалом», — говорит начальник отдела биомедицинских технологий инжинирингового центра «Генетические и клеточные биотехнологии» КФУ им. В.И. Вернадского Игорь Самохвалов.

Вместе с индустриальными партнерами университет будет разрабатывать новые тест-системы для использования в генетической диагностике.

«Мы заинтересованы в развитии сотрудничества с коллегами как в подготовке кадров, так и в разработке новых биомедицинских технологий, которые могут использоваться в рамках импортозамещения», — подчеркивает руководитель индустриального партнера проекта компании «Современные диагностические системы» Михаил Новиков.