Центр геномных исследований мирового уровня (ЦГИМУ)

Руководитель Центра генетических исследований мирового уровня по обеспечению биологической безопасности и технологической независимости, академик РАН И.А.Дятлов

О СОЗДАНИИ ЦЕНТРА ГЕНОМНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ МИРОВОГО УРОВНЯ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ БИОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ НЕЗАВИСИМОСТИ

В соответствии с Указом Президента Российской Федерации (№680 от 28.11.2018) была разработана и утверждена Правительством Российской Федерации (Постановление №479 от 22.04.2019) Федеральная научно-техническая программа развития генетических технологий на 2019-2027 годы.

Основными целями программы явилось комплексное решение задач ускоренного развития генетических технологий, в том числе технологий генетического редактирования, и создание научно-технологических заделов для медицины, сельского хозяйства и промышленности, а также совершенствование мер предупреждения чрезвычайных ситуаций биологического характера и контроля в этой области. В соответствии с этим, программой были поставлены задачи по формированию условий для развития научной и научно-технической деятельности, получения и внедрения результатов, необходимых для создания генетических технологий, в том числе технологий генетического редактирования по направлением Программы; развитие кадрового потенциала российской науки и высокопрофессиональных компетенций исследователей в области генетических технологий; снижение критической зависимости российской науки от иностранных баз генетических и биологических данных, иностранного специализированного программного обеспечения и приборов.

Направлениями реализации Программы явились: биологическая безопасность и обеспечение технологической независимости; генетические технологии для развития сельского хозяйства; генетические технологии для медицины; генетические технологии для промышленной микробиологии.

Для участия в конкурсе нами был создан консорциум научных подразделений трех научных организаций: ФБУН ГНЦ ПМБ Роспотребнадзора (поселок Оболенск, Московской области), ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора (поселок Кольцово, Новосибирской области), ФБУН ЦНИИ Эпидемиологии Роспотребнадзора (Москва), который представил на конкурс программу создания и развития Центра геномных исследований мирового уровня по обеспечению биологической безопасности и технологической независимости. Данный консорциум выиграл конкурс на создание соответствующего Центра мирового уровня (краткое название – ЦГИМУ).

Целью программы создания и развития ЦГИМУ явилось комплексное решение задач ускоренного развития генетических технологий, в том числе технологий генетического редактирования, создание научно-технологических заделов для совершенствования мер предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций биологического характера.

В рамках реализации программы работы ЦГИМУ предполагается решить следующие основные задачи:

1. Формирование условий для развития научной, научно-технической деятельности, создание прорывных генетические технологии, в том числе технологий генетического анализа и редактирования в области биологической безопасности и технологической независимости.
2. Развитие кадрового потенциала российской науки и высокопрофессиональных компетенций исследователей в области генетических технологий.
3. Снижение критической зависимости российской науки от иностранных баз генетических и биологических данных, иностранного специализированного программного обеспечения, оборудования и реагентов.
4. Создание новых средств диагностики, лечения и профилактики опасных и социально-значимых инфекционных болезней с использованием генетических технологий.

Генетические исследования ЦГИМУ опираются на постоянно пополняемые базы данных каталога, включающего в себя генетические и фенотипические признаки патогенных микроорганизмов. По I-II группе патогенности исследования связаны с использованием генетических методов для диагностики, создания средств специфической профилактики и лечения опасных инфекций. По III-IV группе разработки направлены на решении проблем лекарственной устойчивости на примере наиболее значимой группы бактериальных патогенов ESKAPE.

Развитие отечественной биоинформационной базы данных по патогенам позволит создать национальный интерактивный каталог с объемами хранения данных, не менее, чем в ведущих коллекциях мира. Кроме использования в текущей эпидемиологической деятельности, каталог важен для быстрой идентификации генетически измененных штаммов возбудителей, искусственно синтезированных, или принципиально новых.

Поисковые исследования на наличие и выявление особенностей новых CRISPR-Cas систем у коллекционных штаммов, позволят создать высокочувствительные методы индикации и идентификации патогенов на нескольких платформах, включая тесты для полевых условий. Алгоритмы поиска без полногеномного секвенирования и конструирование тестов на основе особенностей системы адаптивного иммунитета каждого патогена, являются инновационными.

Направление по борьбе с резистентностью инфекционных агентов связано с поиском новых генов и механизмов устойчивости, созданием тестов (в том числе, чиповых) для идентификации генов, борьбой с биопленками, разработкой биологических, альтернативных антибиотикам, средств противодействия резистентности: рекомбинантных бактериоцинов и ферментов бактериофагов - эндолизинов и деполимераз. Подобные платформы и коктейли для комплексного лечения данных инфекций будут разработаны и внедрены в практическую медицинскую деятельность.

Одним из наиболее важных направлений современной науки, является создание терапевтических человеческих моноклональных антител для лечения поражений, средств специфической терапии для которых не существует – вирусных заболеваний и воздействий биотоксинами. Будет создана платформа для ускоренной разработки соответствующих препаратов при возникновении эпидситуаций и внедрены средства терапии для ряда заболеваний (4 вирусных и 3 токсических поражений). Разработки создадут основу для создания отечественного производства терапевтических средств данного класса.

С помощью современных генно-инженерных процедур будут созданы новые средства специфической профилактики опасных инфекций, как бактериальных, так и вирусных. Для бактериальных будет разработана универсальная платформа получения значимых антигенов, и гибкая технология выпуска коммерческих форм вакцин. Для вирусов будет применена технология обратной генетики (вирус гриппа) и использование при создании вакцин против ряда инфекций, штаммов, циркулирующих в России. Для получения антибактериальных вакцин, наши технологии самые передовые в мире, для вирусных, находятся на уровне лучших мировых разработок.

Поддержание на высоком мировом уровне направления исследований по борьбе с ВИЧ инфекцией будет связано с разработками генотерапевтических препаратов на основе генного редактирования с целью повышения устойчивости клеток иммунной системы к ВИЧ. Для этого будут получены гуманизированные мышиные модели к ВИЧ и создана технология блокирования генов с помощью CRISPR-Cas системы для получения популяций Т-лимфоцитов с нужными свойствами.

Для решения проблемы технологической независимости государства будет создана отечественная реагентная база для генетических исследований и производство компонентов системы CRISPR/Cas на уже имеющейся платформе. Производство будет организовано по требованиям и уровню, соответствующим мировому.

На основе разработанных технологий будет создано не мене 14-ти новых образовательных программ для слушателей различного уровня и обучено не менее 1680 специалистов.

Для широкого освещения результатов научно-исследовательских работ в рамках Центра генетических исследований мирового уровня по обеспечению биологической безопасности и технологической независимости, в журнале «Бактериология» введена рубрика, в которой публикуются научные материалы, касающиеся проблемных вопросов генетических исследований в области биологической безопасности и результаты реализации самой программы.