22.06.20

Бактерии в стрессе и вирус-целитель

В новосибирском научном институте помогают делать тест-системы для коронавируса, разрабатывают противораковые препараты и пытаются повысить эффективность антибиотиков.

Препарат, разрабатываемый в лаборатории Ольги Лаврик (справа), сделает более эффективной химиотерапию онкозаболеваний.

Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН — один из активных участников нацпроекта «Наука». Побывавший здесь 18 июня министр науки и инновационной политики Новосибирской области Алексей Васильев напомнил, что в прошлом году коллективу Института была присуждена премия правительства области в сфере науки за разработку компонентов, необходимых для создания тест-систем для ПЦР-диагностики.

— Прошло полгода, и эта технология оказалась более чем востребованной, — отметил министр. — Сегодня индустриальный партнёр Института производит компоненты, которые используются для ПЦР-тестов, особо актуальных сегодня в связи с пандемией.

В рамках нацпроекта Институт в 2019 году он получил грант на сумму более 122 млн рублей на обновление приборной базы, а в 2020 году — ещё около 83 млн рублей.

— Сейчас мы акцентируем наши научные интересы на создании противораковых препаратов, — рассказал директор Института Дмитрий Пышный. — В рамках программы «Академгородок 2.0» мы видим свою задачу именно в развитии методов структурной биологии. Мы уверены, что это будет крайне востребовано при создании СКИФа — кольцевого источника фотонов.

Синтез с нуля

ДНК-синтезаторы, установленные в лаборатории, возглавляемой Георгием Шевелёвым, изготовлены в новосибирском Технопарке.

Новое направление в работе института — синтетическая биология. Как отметил Дмитрий Пышный, наука сейчас входит в эру, когда биология становится чем-то вроде сродни химии, когда можно взять отдельные элементы биологических систем и создать что-то принципиально новое. Этим занимается недавно созданная в институте лаборатория синтетической биологии.

— Мы создаём, оптимизируем и совершенствуем технологию создания последовательностей нуклеиновых кислот, в частности, ДНК, что очень востребовано в широком спектре областей, — поясняет заведующий лабораторией Георгий Шевелёв. — Мы спокойно занимались своим делом, но в связи с эпидемией коронавируса наша технология оказалась очень востребована, поскольку и в Новосибирске, и в Москве, и в Санкт-Петербурге биотехнологические компании и научно-исследовательские институты занялись разработкой диагностических тест-систем на основе полимеразной цепной реакции. И на этапе создания важно правильно подобрать, выбрать и укомплектовать соответствующую тест-систему необходимым контролем. Многие компании на тот момент не обладали и, я думаю, до сих пор не обладают фрагментами генов, которые можно было достать из живого вируса, и им потребовалось создание фрагментов без использования природных источников. Это как раз то, чем занимается наша лаборатория.

В числе других, более «мирных» направлений работы лаборатории — сельскохозяйственная биотехнология, создание генов различных растений с улучшенными свойствами для противостояния агрессивным природным условиям, при этом синтез идёт с нуля, без природных источников этих последовательностей. По словам начальника лаборатории, у сотрудников есть далеко идущие планы, связанные с технологией по созданию искусственных микроорганизмов, которые могут вобрать в себя набор заранее заданных человеком свойств, что может быть интересно для различных фундаментальных и прикладных задач.

— То, что делается в этой лаборатории — это тот фундамент, стартуя с которого можно действительно уже делать геномы организмов, собирать большие молекулы, — комментирует учёный секретарь Института Павел Пестряков. — Синтез протяжённых ДНК-структур — это очень нетривиальная задача. Тут мы работаем наравне с другими мировыми научными центрами. Мне кажется интересным, что ребята имеют возможность синтезировать протяжённые нуклеиновые кислоты, используя неприродные аналоги. Здесь как раз наша изюминка — они мало где применяются, и наш Институт — один из таких мировых центров. Это, можно сказать, уникальные компетенции.

Убийца опухоли

Лаборатория биотехнологий тоже оказалась на пике интереса в связи с пандемией коронавируса. Здесь создаются ферменты, на основе которых разрабатываются тест-системы, в том числе и для диагностики COVID-19.

— В одном из подразделений нашей лаборатории происходит культивирование микроорганизмов и выделение из них биологически активных соединений, — рассказывает заведующий лабораторией Владимир Рихтер. — Происходит наращивание бактериальной биомассы, из которой мы выделяем интересующие нас молекулы. В том числе сейчас идёт наработка ферментов для производства тест-систем, которые мы поставляем во многие отечественные компании.

В числе других успешных разработок лаборатории — онколитический вирус для терапии онкозаболеваний молочной железы, созданный на основе вируса осповакцины.

— Из генома этого вируса мы вырезали два гена и встроили туда два других гена, которые усиливают онколитическую активность, — поясняет Владимир Рихтер. — Попадая в организм, этот вирус находит опухолевую клетку, заражает её и начинает там размножаться. Ни в каких других клетках, кроме раковых, он это делать не способен. Соответственно, размножаясь, с одной стороны, он начинает продуцировать белки, которые убивают эти клетки, с другой — распространяется по организму и ищет другие опухолевые клетки, в том числе и метастазы, и поражает их.

Препарат прошёл успешно доклинические испытания, сейчас разработчики направляют документы в Минздрав для получения разрешения на первую стадию клинических испытаний.

Ещё одна разработка, доклинические испытания которой завершены, — противоклещевой препарат «Энцемаб». Лицензию на его производство уже приобрела крупная фармакологическая компания, где берут на себя все клинические испытания.

Химия для жизни

В числе разработок, которыми занимается лаборатория биоорганической химии ферментов, тоже есть те, что нацелены на более эффективное лечение онкозаболеваний, — в частности, рака прямой кишки и рака лёгких.

— Восприимчивость пациентов к химиотерапии очень разная, — говорит заведующая лабораторией Ольга Лаврик. — Исследования показали, что всё зависит от того, каким образом у человека работает система репарации ДНК, которая может удалять созданные препаратом повреждения, в результате чего структура восстанавливается и раковая клетка оживает. Мы нашли мишень, отвечающую за удаление повреждений, и стали разрабатывать ингибиторы этого фермента. То есть мы занимаемся разработкой стабилизаторов действия клинических препаратов и нашли несколько групп соединений, применение которых резко увеличивает действие химиопрепарата, в результате чего его можно применять в меньших дозах. Всем известно, что химиотерапия — это очень токсическое воздействие. И то, что можно применять химиопрепарат в малых дозах, — это большое достижение.

Доклинические испытания подтвердили, что метод не только значительно уменьшает рост основной опухоли, но и снижает количество метастазов. Но его перспективы Ольга Лаврик оценивает осторожно:

— Как раз на этапе перехода к клиническим испытаниям всегда происходит торможение внедрения, потому что уже нужен совершенно другой масштаб, который не может быть реализован в научных лабораториях. Поэтому необходимы контакты с фармой, поддержка государства. Внедрение препарата, клинические испытания — это порядка миллиарда евро. Такие масштабы научным институтам не снились. Но мы надеемся, что всё-таки наш препарат будет продвигаться, потому что это очень важно для лечения онкозаболеваний.

Любимый стафилококк

— Мы больше всего работаем с системами репарации ДНК, — вводит в курс дела заведующий лабораторией геномной белковой инженерии Дмитрий Жарков. — Репарация ДНК — это удаление и исправление повреждений в ней. Эти системы стоят перед очень сложной задачей: представьте себе лес, где на миллион ёлок приходится одна пихта, и ваша задача в этом лесу все эти пихты найти. Задача представляется крайне трудной, но в природе есть системы, которые это могут сделать. Мы изучаем, как они работают, это наш фундаментальный интерес.

Заставить болезнетворные бактерии лучше реагировать на антибиотики — ещё одна из тем, над которой работают в лаборатории.

— Все, наверное, слышали про эпидемию устойчивости к антибиотикам, — продолжает Дмитрий Жарков. — У нас любимые объекты — система репараций золотистого стафилококка. Мы смотрим, можно ли подавлять её, увеличивая его чувствительность к антибиотикам. Даётся антибиотик и второе вещество, которое вызывает у бактерии стресс, и она с антибиотиком из-за этого хуже борется. Вроде на первых этапах получается. Но мы, понятно, не остановимся, будем двигаться дальше.

Татьяна МАЛКОВА | Фото Валерия ПАНОВА

back

Новости  [Архив новостей]

x

Сообщите вашу новость:


up
Яндекс.Метрика