18-19 Eylül'de, Akademisyen G.K.'nin doğumunun 100. yıldönümü ile aynı zamana denk gelen Moskova'da “Genom Sonrası Teknolojiler” konferansı düzenlendi. Scriabin. Etkinlik, Rusya Bilimler Akademisi, Rusya Bilimler Akademisi Biyoteknoloji Bilim Konseyi, Rusya Bilimler Akademisi "Biyoteknolojinin Temel Temelleri" Federal Araştırma Merkezi, Biyokimya ve Mikroorganizma Fizyolojisi Enstitüsü tarafından düzenlendi. G.K. Scriabin RAS.
Akademisyen V.A. Federal Devlet Bütçe Kurumu "Federal Beslenme ve Biyoteknoloji Araştırma Merkezi" Baş Araştırmacısı Tutelyan, "Gıda üretiminde modern biyoteknoloji: biyogüvenlik sorunu" konulu bir rapor hazırladı. V.A. Tutelyan, ülkemizin bir zamanlar endüstriyel biyoteknolojinin kökeninde olduğunu ve bu alanda dünya lideri olduğunu dinleyicilere hatırlattı. Tıp alanında, bu yöne Akademisyen A.A. Pokrovsky, tarım ve hayvancılık alanında - Akademisyen L.K. Ernst, üretim ve üretim kapasitelerinin oluşturulması alanında - Akademisyen V.A. Bykov. Ve Akademisyen G.K. Scriabin, tüm çabaları birleştirmeyi ve Sovyetler Birliği'nde endüstriyel biyoteknolojinin geliştirilmesinde devasa bir atılım yaratmayı başardı.
V.A., “Neredeyse tüm hayatım boyunca çalıştığım Beslenme Enstitüsünde, Akademisyen Scriabin yönünde, yaklaşık 70 kişiyi birleştiren özel bir laboratuvar oluşturuldu” dedi. Tutelyan. “Bu, nükleer projeyle karşılaştırılabilir, söylemekten korkmuyorum, çünkü çok büyük ölçekli bir projeydi, çünkü tüm bölümlerden 70'ten fazla araştırma enstitüsü bu sorunu çözmek için birleşti ve Georgy Konstantinovich Skryabin tüm bu çalışmaları denetledi.”
1964'ten 1990'a kadar olan dönemde endüstriyel biyoteknolojide yoğun bir gelişme yaşandı. 1,5 milyon ton yem proteini üreten 11 fabrika vardı. Bu, başta kümes hayvanları ve hayvancılık olmak üzere ihtiyaçların %100'ünü sağladı. Amino asitlerin, vitaminlerin ve diğer bileşenlerin üretimi de Sovyetler Birliği'nin ihtiyaçlarının %100'ünü karşılıyordu. Aynı zamanda, güvenlik konuları her zaman ön planda olmuştur, bu nedenle Beslenme Enstitüsü de dahil olmak üzere tüm tıbbi araştırma enstitüleri bu yönde çalışmalar yapmıştır.
V.A., "Şimdi kaç çalışma yapıldığını söylemek zor" dedi. Tutelyan, - Güvenliğin kanıtlanması için çalışmaya kaç hayvan ve insan katıldı. Bunlardan biri de benim, yüksek lisans öğrencisiyken Enstitü binasından o zamanlar kantin olan (şimdi yok) diğer tarafa taşınmanın mutluluğunu yaşıyordum ve altı ay boyunca kantinle beslendik. hayvanlar aracılığıyla dönüştürülen mikrobiyolojik sentez ürünleri - tavuklar, domuzlar vb. Aynı zamanda, mutlak güvenliği kanıtlamak için ayrıntılı olarak incelendik, biyokimyasal ve diğer tüm parametreler üzerinde çalıştık. Şimdiye kadar, gördüğünüz gibi, yaşıyor.
Tırmık egzersizi. Üçüncü giriş
Ancak 90'ların başında, konuşmacıya göre, ikinci kez bir tırmığa bastık. İlk kez - 1948'de, genetiğin sahte bilim ilan edildiği zaman, ikinci kez - 1994'te, kendi biyoteknolojisi yok edildiğinde. “Yakın gelecekte ne hale geldik? - akademisyene hatırlattı. - Yem proteini sıfır ve tüm kümes hayvancılığı hemen düştü ve "Bush bacakları" almaya başladık. Vitamin üretimi tamamen durmuştur ve artık maddelerimizin bir gramını üretmiyoruz. Bu bir suç! Amino asit yok - onları tamamen Çin ve Japonya'dan alıyoruz. Bu ne? Bu, her şeyden önce, afetler, askeri çatışmalar durumunda gerekli olan parenteral beslenmedir - bu olmadan hayatta kalamayız. Yaptırımlar veya başka önlemlerle bu tedarikleri engellemek gerekiyor ve tüm bu hayati ürünlerden mahrum kalacağız.”
Ancak, şimdi, Akademisyen V.A. Tutelyan, Rönesans'ı yaşıyoruz. Genetik Mühendisliği Faaliyetleri için RAS Komisyonu kuruldu. Yasal ve düzenleyici bir çerçeve oluşturulmuş, araştırma yapılmasına ve yabancı liderlere yetişmeye çalışılmasına izin veren bir dizi yasa kabul edilmiştir. “Bu yasaların geliştirilmesinde aktif rol alan yazar grupları, G.K. Scriabin," V.A. Tutelyan.
Bugün birçok teknoloji bilim kurgu gibi görünüyor. Böylece, istenen faydalı özelliklere sahip GD hayvanların, kuşların, balıkların yaratılması konusunda yoğun araştırmalar başlar. Gen Biyolojisi Enstitüsü, insan laktoferrin üreten GD keçiler yetiştiriyor ve Hayvancılık Enstitüsü, birçok insan hastalığını önleyebilen hayvan melezleri yaratıyor. Aynı zamanda, GDO'lu bir hayvanın biyolojik güvenlik değerlendirmesi önem açısından ilk sırada yer almaktadır.
V.A., "Bu tür gelişmeleri yasaklayarak üçüncü kez aynı tırmıkla adım atma riski var," diye özetledi. Tutelyan. - Bunu yapmak gerekli mi? Devlet Duması düzeyinde aktif olarak çalışıyoruz, orada şimdi geride kalırsak sonsuza kadar geride kalacağımızı ve bunun halka karşı bir suç olacağını anlayan birçok aklı başında insan var. Modern tarımın, hayvancılığın, tıbbın biyoteknoloji kullanılmadan gelişmesi beyhudedir. Bu bir çok geri adımdır ve onları almamalıyız."
hayatta kalmak için yemek
Akademisyen V.A. Bykov, "Postgenomik biyoteknolojide metabolomik ve lipidomik" konusunda bir rapor hazırladı. Valery Alekseevich izleyicilere, çevreyi kasıtlı olarak etkilemek ve insanlar için yararlı ürünler elde etmek, ayrıca kalite kontrolünü sağlamak ve güvenliklerini değerlendirmek için biyonesneleri ve biyoprosesleri kullanarak, uygar dünyada biyoteknolojinin bilimsel ve teknolojik ilerlemenin öncelikli bir alanı olduğunu hatırlattı. .
Akademisyen, "Yaşam kalitesinin temel göstergeleri sadece beslenmeyi değil, aynı zamanda hava, su ve gıdayı, genel olarak sağlığımızı ve yaşam alanlarımızı da içerir" dedi. “Biyoteknoloji, insan yaşamının kalitesini ve süresini iyileştirmeyi, üreme ve emek potansiyelini artırmayı amaçlayan bu sorunların tamamının oluşumunda yer almaktadır.”
XXİYüzyılda biyoteknolojinin gelişimi ile ilgili dikkate değer olaylar damgasını vurdu. Buradaki son devrim dalgası 2000 yılında Başkan Clinton'un atomik ve moleküler düzeyde manipülasyon içeren nanoteknolojiler yaratmak için bir girişim başlatmasıyla başladı.
Ve bizim için her şey geçen yüzyılın 60'larında, insanlara yiyecek sağlamak için nasıl geliştirileceği sorusunun ortaya çıkmasıyla başladı. Sonuçta, insanlık 20. yüzyıla yaklaşık bir milyar nüfusla ve 21. yüzyılda - 7.5, aslında 8 civarında bir yerde olmasına rağmen, aynı zamanda, dünyanın tüm ana kaynakları korunmuştur. "Bu ne diyor? - V.A. soruyu sordu. Bykov. "Yeni bir teknolojik düzenin eşiğinde olduğumuz gerçeği, görünüşe göre onsuz rahat bir insan varoluşu sorununu çözmenin mümkün olmayacağı."
Netlik sağlamak için konuşmacı bir slayt sundu: günde yaklaşık 500 gram protein veren 500 kilogram inek ağırlığını temel alırsak, o zaman günde aynı miktarda maya zaten 50 ton mikrobiyal protein üretir. Bu büyüklük büyüme emirleridir. Bu nedenle üretim aracı olarak mikroorganizmalara dayanan biyoteknoloji, insanlık için yeni bir teknolojik düzene geçiş için bir fırsattır.
Bir mikroorganizma denizinde yaşıyoruz
İlgili üye A.M. Boronin, Pushchino Biyokimya ve Mikroorganizma Fizyolojisi Enstitüsü'nün bugün adını G.K. Scriabin. Süreci bizzat Akademisyen Skryabin yönetti ve onun bir bilim insanı, lider ve kişi olarak anıları, tüm çalışanlar en parlak ve en olumlu anılara sahipti. Konuşmacı, Akademisyen Skryabin'in bir bilim insanı olarak öncelikle bir mikrobiyolog olduğunu ve bu bağlamda temel değerinin ülkemizde mikrobiyolojinin gelişmesi olduğunu hatırlattı. A.M., “Bu bağlamda, kelimenin tam anlamıyla bir mikroorganizma okyanusunda yaşadığımızı hatırlatmak istiyorum” dedi. boronin. - Sularda, denizlerde, karada, bitkilerde, hayvanlarda olmak üzere sayısız mikroorganizma bizi çevreler. Bir hektar toprakta 5 tona kadar mikroorganizma biyokütlesi vardır. Gezegenimizdeki mikroorganizmaların toplam biyokütlesi, bitkilerin, böceklerin ve hayvanların toplam biyokütlesini aşıyor.
Mikroorganizmaların biyolojik çeşitliliği muazzam ve şaşırtıcıdır. Bu nedenle, mikrobiyoloji biliminin görevlerinden biri bu dünyanın sistemleştirilmesidir. Bunu yapmak için farklı sistemler kullanmaya çalıştılar, ancak hepsinin çok uygun olmadığı ortaya çıktı. 1977'de Carl Woese'nin çalışması ortaya çıktı: birçok açıdan canlı bir mikroorganizma da dahil olmak üzere bir tür evrim kronometresi olarak kabul edilebilecek 16S rRNA'nın yapısını karşılaştırarak ribozomları karşılaştırmaya dayanan bir filogenetik sınıflandırma sistemi önerdi. Bu, mikroorganizmalar dünyasını ve özellikle derin deniz ve kaplıcalardan çok çeşitli ekosistemlerde yaşayan arkelerin süper krallığının keşfini incelemek ve sistemleştirmek için fırsatlar açtı. Biyoinformatik yöntemler kullanılarak, hücre iskeleti ve diğer fagositoz belirtilerinin bulunduğu Lokiarchae keşfedildi.
Teknolojideki daha fazla ilerleme, bu çalışmaların genişlemesine izin verdi ve evrim ağacına ilişkin anlayışımızda en son önemli değişikliklere yol açtı.
A.M., "Muhtemelen bizi daha birçok sürpriz bekliyor ve bazı bilim adamları, hayat ağacında başka organizmaların bulunmasıyla ilişkili yeni alanların ortaya çıkmasının göz ardı edilmediğini söylüyor" dedi. boronin. "Bu çalışmalar, çoğu zaman gözlerimizin önünde gerçekleşmiş ve halen devam etmekte olan evrimsel süreçleri anlama girişimleri için besin sağlıyor."
Bilimin ön saflarında mikrobiyoloji
Bütün bunların sadece çok büyük temelleri değil, aynı zamanda uygulamalı faydaları da vardır. Böyle bir örnek, en modern antibiyotiklere karşı güçsüz olan çoklu dirençli mikroorganizmaların ortaya çıkmasının nedeninin incelenmesidir. Bu, henüz ele alınmamış büyük bir tıbbi sorundur. Bu tür sorunların mekanizmalarını deşifre etme ve bunların üstesinden gelmenin yollarını bulma çalışmalarında ön saflarda yer alan mikrobiyologlardır.
Mikrobiyologların çalışmalarına bir başka örnek de, mikrobiyologların iyi bilinen hikayesidir. Helikobakter pilori 2005 yılında Nobel Ödülü'ne layık görülen. Bu çalışmanın sonucunda, insanlarda mide ülseri oluşumundan bu mikroorganizmanın sorumlu olduğu gösterildi. Daha ileri çalışmalar bu varsayımı doğruladı ve dahası, bu bakterinin sadece ülserlerden değil, aynı zamanda mide kanserinin gelişiminden de sorumlu olduğunu gösterdi. Bu nedenle bugün doktorlar, gastrointestinal sistem sorunları olan hemen hemen tüm hastaların uygun bir analizden geçmesini önermektedir: "düşman" bir bakterinin erken tespiti, en ciddi sonuçları başarıyla önleyebilir.
Bununla birlikte, aynı zamanda, son çalışmalar varlığını göstermiştir. Helikobakter pilori astım riskini azaltır. Ve yokluğu, gastroözofageal reflü ve adenokarsinom riskinde artışa yol açar. Yani, davranışın karmaşıklığını ve mikroorganizmaların özelliklerinin çeşitliliğini görüyoruz.
Bu nedenle, bugün tüm işlevlerini açıklamak ve insan yaşamını etkileyen bireysel mikroorganizmaların rolünü belirlemek için insan mikrobiyomunun daha fazla araştırılması sorunu vardır.
A.M., “Mikroorganizmaların gıdaların sindirimine katkıda bulunduğunu, belirli vitaminleri salgıladığını ve bağışıklık sisteminin oluşumuna, gelişimine ve bakımına katıldığını hepimiz biliyoruz” dedi. boronin. “Bir dereceye kadar patojenlerle savaşarak veya basit bir rekabetle bizi hastalıklardan korumaya çalışıyorlar. Bu karmaşık bir dünya, bizimkinden çok daha eski ve belki de daha çeşitli ve bizim görevimiz onu anlamaya çalışmak, böylece bilimsel kanıtlara dayanarak, mikrobiyomu stabilize etmeye veya gerektiğinde düzeltmeye yardımcı olan yeni nesil probiyotiklere geçebiliriz. Aynı antibiyotiklerin etkisi altında dengesizdir. Kullanılan çok sayıda antibiyotiğin ve aşırı kullanımının sindirim sisteminde bir takım ciddi rahatsızlıklara neden olduğu bir sır değil. Mikrobiyomumuzun ne kadar stresli olduğunu ve sonuçlarının ne olabileceğini hayal edebilirsiniz. Ve sonuçları korkunç olabilir. Örneğin, kolonda plastid türlerinden biri görünebilir ve bu da ölümle sonuçlanabilecek bir hastalığa yol açar.
Konuşmacıya göre, mikroorganizmalar dünyasının üzerimizdeki etkisini hafife alıyoruz. Son zamanlarda, mikrobiyolojinin sadece fiziksel sağlığımızı değil, aynı zamanda davranışı, ruhu ve hatta bir kişinin dindarlığını da etkilediğine dair kanıtlar var. Bu nedenle, mikroorganizmaların biyolojisinin incelenmesi, küresel ekosistemin doğasını anlamanın anahtarıdır, diye vurguladı A.M. boronin.
Seyirci G.K.'yi de hatırladı. Scriabin, yerli biyolojik bilimin gelişimine paha biçilmez katkısı, Bilimler Akademisi Baş Bilimsel Sekreteri olarak uzun yıllar hizmet, inanılmaz çalışma kapasitesi, samimiyeti ve sahip olduğu tükenmez canlılık. Orada bulunanların hepsine göre, G.K. Scriabin, ülkenin tarihini yapmak, bilimsel ve beşeri mirasını arttırmak. Konferansın başkanına göre, Akademisyen M.P. Kirpichnikova, G.K. Scriabin sadece seçkin bir bilim adamı değil, aynı zamanda ülkesinin seçkin bir vatandaşıydı. Ülkelerini gerçekten harika yapan bu insanlardır.
Natalya Leskova
Mars uzun zamandır yıldızlı gökyüzünde sadece kırmızı bir nokta olmaktan çıktı. Bugün, sondalar ona uçuyor, toprak örnekleri topluyor ve özçekimler yapıyor. Space X'in başkanı Amerikalı mühendis Elon Musk, ilk insanlı uçuşu organize etme ve bir insan kolonisi kurma konusunda ciddi. Bunun önümüzdeki 10 yıl içinde gerçekleşmesi pek olası olmasa da, biyoteknoloji şimdi uzay yolcuları için hayatı kolaylaştırmaya hazırlanıyor.
Ana görev normal nefes almayı sağlamaktır. Mars bir tatil yeri değil ve Kızıl Gezegendeki oksijen oranı sadece %0,2. Dünyadakinden yüz kat daha az. Biyoteknoloji uzmanları bir çözüm olarak kendi projelerini önerdiler - karbondioksiti oksijene dönüştürebilen filtre maskeleri. Bu tür teknolojiler zaten var - maddeyi gerekli hacimde üretmek için onları akla getirmeye devam ediyor.
Maskenin temeli, onu alışılmadık derecede hafif hale getirecek polimerler olacaktır - 100 gramdan fazla değil. Aynı zamanda güneş ışığından, aerosollerden ve acımasız Mars rüzgarlarından korunma sağlanacaktır. Gezegendeki yaşam, astronotların çok fazla hareket etmesini gerektirecek, bu nedenle böyle bir maske bir zorunluluk haline gelecek. Her yeni "sol" (Mars günü) ile açık havada buluşmak.
yapay doktor
Ama şimdilik, Dünya'ya geri dönelim. Mars'a insanlı uçuşlar hala yaşamak zorunda ve modern ekoloji ve bir hastalık kompleksi ile bu bir sorun haline geliyor. Bu kısmen bizim hatamız. Anksiyete, yalnızca hastalık vücuda yerleştiğinde ve onu metodik olarak yok ettiğinde ortaya çıkar. Her ne kadar zamanı geri sarmaya ve sorunu zamanında teşhis etmeye değer olsa da. Nasıl? "Yapay beyin"e dayalı bir teşhis programı oluşturarak.
Sistem yapay sinir ağları prensibi üzerine inşa edilmiştir. Bu, sinir hücreleri yerine basit işlemcilerin bulunduğu kaba bir beyin modelidir. Matematiksel modellere göre etkileşime girerler ve insan duygusallığından yoksundurlar. Ve bu onların ana avantajı. Büyük bir doğrulukla, bir kişi de dahil olmak üzere herhangi bir nesnenin gelecekteki durumunu tahmin edebilirler. Şüpheli teşhisler ve ölümcül tıbbi hatalar olmadan.
Sistem şu şekilde tasarlanmıştır: sistem hasta, EKG sonuçları, boy, kilo, yaş hakkında biyometrik verileri doldurur. Program onları analiz eder ve sonucu verir: hastalığı geliştirme olasılığı, alevlenme koşulları ve koşulları, öneriler.
Ana avantajı, bu tür sinir ağlarının kendi kendine öğrenmesidir. Bu sadece bir algoritma üzerinde çalışan bir bilgisayar değildir. Ağlar bilgi toplar, büyük verileri analiz eder, ilerler, kararlar alır. Ve gelecekte - doktorları değiştirin. Belki de onların yardımıyla, yüzyılın ana hastalığının - kanser - gelişimini 5-10 yıl içinde tahmin etmek mümkün olacaktır.
Pijamalarda teşhis
Biyoteknoloji uzmanları gelecekte teşhislerin pratik olarak "giyilebilir" hale getirilmesini öneriyorlar. Buradaki amaç, vücudun durumunu izlemek için evrensel bir tarayıcı geliştirmektir.
Fikir, birçok sensörlü bir takım elbise şeklinde uygulandı. Erkekler için bu çizgili pijama, kadınlar için - puantiyeli ev yapımı tulumlar. "Akıllı" giysilerden bilgi toplamak, aynı zamanda zevkle yapılmış bir sunucu olacaktır: büyük pembe bir top odanın etrafında izinsiz olarak yuvarlanır ve göze hoş gelir. Böyle bir gadget'ı kaybetmek veya unutmak imkansızdır.
Ancak, bu sadece amatör bir tasarım avangardı değil, aynı zamanda yüksek teknolojili bir teşhis sistemidir. Pijamalarınızın uyku sırasında canlı dokuları 1-2 mikron çözünürlükte taradığını ve bu sayede her hücreyi incelemenizi sağladığını hayal edin. Tarama derinliği - 25 cm, bu, vücudu "içinden" görmenizi sağlar.
Projenin sonucu, insan vücudunun 3 boyutlu bir modeli olacak. Ev sunucusu, trilyonlarca hücrenin her birinde binlerce geni, milyonlarca proteini analiz edecek. Böyle bir gözlemden hiçbir patoloji gizlenemez.
Ama hepsi bu kadar değil. Sistem ayrıca bir organizma gözlemcisi içerir. Bu, kabinin çevresinde nanografen nozullara sahip dairesel bir duştur. Hidrodinamik enjeksiyonlar yardımıyla gerekli proteinleri cilt yoluyla 30 cm derinliğe kadar iletirler.Sonuç olarak, tek tek hücreleri restore etmek kahvaltı yapmaktan daha zor olmayacaktır.
Gerçek olamayacak kadar cesur mu? Ancak pijama prototipi zaten oluşturuldu: ancak şimdiye kadar sadece yirmi sensör ve cildin üst katmanlarına erişim ile. Bu sadece ilk adım, ancak onuncu adıma kadar belki de tüm proje gerçek olacak.
Sonsuza kadar genç, sonsuza kadar yeni
Sonraki, rejeneratif tıp çağı. Bilim adamları, ana genetik bukalemunları - kök hücreleri kullanarak organları ne yapacaklarını zaten buldular. Bunu uygulamak için bir çözüm bulundu: 3D biyobaskı teknolojileri geliştirildi. Geriye bilgiyi bir araya getirmek ve yeni transplantoloji çağına girmek kalıyor.
Genç bilim adamları bu sürece nasıl katkıda bulunacaklarını buldular. Biyoteknoloji uzmanları, bir nanoplazma fiber hizmeti fikrini önerdiler. Bu cihaz, nano ölçekte herhangi bir maddeyi belirleyebilir. Yabancı moleküller suda, kanda veya herhangi bir teknik solüsyonda kaybolursa cihaz bunları bulur, tanımlar ve sayar.
Bu tür yetenekler, teşhiste faydalı olacaktır, ancak daha da fazlası 3B biyobaskıda. Yeni bir kalbi “basmak” yeterli değildir, durumunu ve kompozisyonunu dinamik olarak bireysel hücreler düzeyinde incelemek gerekir. Şimdiye kadar, sadece bir nanoplazma sensörü bunu yapabilir.
Cihaz, bir altın nanoparçacık tabakası, bir lazer ve bir spektrometre ile kaplanmış bir optik fiberden oluşur. Işık kuantumunun geçişi sırasında, doğası ortamın durumuna bağlı olan düşüşler gözlenir. Sensörün kayıt hassasiyetini kullanarak yapay organların güvenliğini önemli ölçüde artırmak mümkündür. Ve hastalar, yeni bir kalbin bir sonraki dünyaya değil, yeni bir hayata bilet olacağından emin olacaklar.
Vücuttaki çip
Bilgi teknolojisinin tıbba nüfuzunun topyekûn hale geldiği açıktır. Temassız teşhis yöntemleri, bilgisayar patoloji modelleri, ilaçlara tepkilerin modellenmesi - bu, insanlığın ne beklediğinin tam bir listesi değildir. Canlı dokular ve elektronikler tek bir bütün haline gelecek ve vücut kontrolü bir teknoloji meselesi haline gelecek.
Acıyı “kapatmak”, kalbi ayarlamak, beyinle anlaşmak ve organları onarmak çevrimiçi olarak mümkün olacak. Ya da kelimenin tam anlamıyla insanları iyileştirin. Embriyologlar, gelecekte insanlığı zararlı mutasyonlardan ve bir dizi kalıtsal hastalıktan kurtaracak olan, gelişimin en erken aşamalarında genomun nasıl düzenleneceğini öğrendiler. Tabii ki, toplum insanlığın böyle bir evrimini kabul edebilirse.
Bu arada, biyoteknoloji uzmanları daha acil sorunlar hakkında düşünüyorlar. Tıbbi uygulamada çip teknolojilerinin ve gadget'ların kullanımının en üst düzeye çıkarılması önerilmektedir. Ve dışarıda değil, içeride - doğrudan hedef organ ve dokulara implante ederek.
Biyoelektronik, nüfusun küresel gelişimi için tam yetki olacak. Gadget'lar o kadar küçük olacak ki vücudumuzda kolayca dolaşabilecekler. Kalp, akciğerler veya mide, günün 24 saati vücudun durumu hakkında veri gönderecek kablosuz sensörlerle donatılacak. Bu tür teknolojiler hastaların hayatını kolaylaştıracak ve en önemlisi karmaşık patolojilerin kök nedenlerini anında bulabilecekler.
Artık bir fantezi değil
Bu projeler, biyoteknoloji uzmanlarının bir başka cesur buluşu olarak algılanabilir. Ancak, yarım yüzyıl önce, kablosuz telefonlara, yapay zekaya ve sürücüsüz arabalara yalnızca fütüristler inanıyordu. Ve bugün bu teknolojiler hayatımızın bir parçası. Bu nedenle, Mars'ın kolonizasyonuna, pijama tarayıcılarına ve yedek kalplere inanıyor musunuz? Cevap basit - hadi fütürist olalım.
"İlk El Bilim" dergisinin yeni sayısı, Temmuz 2017'de Novosibirsk Academgorodok'ta düzenlenen "Biyoteknoloji - geleceğin tıbbı" uluslararası katılımlı Tüm Rusya konferansının "ayak izlerinde" çıktı. Bilimsel forum, Rusya Bilimler Akademisi Sibirya Şubesi Kimyasal Biyoloji ve Temel Tıp Enstitüsü ve Sitoloji Enstitüsü ve genetikçilerin yanı sıra biyomedikal araştırmaların çerçevesinde yürütüldüğü Novosibirsk Ulusal Araştırma Devlet Üniversitesi'dir. Bir dizi Rus ve yabancı katılımcıyı birleştiren stratejik akademik birim "Sentetik Biyoloji", öncelikle biyolojik profilin Rusya Bilimler Akademisi Sibirya Şubesi enstitüleri. Konunun ilk, giriş makalesinde, yazarları, pratik tıpta yeni genetik mühendisliği, hücresel, doku, immünobiyolojik ve dijital teknolojilerin geliştirilmesi ve uygulanması ile ilgili en alakalı alanlara ve umut verici araştırma sonuçlarına genel bir bakış sunmaktadır. sayının diğer makalelerinde ayrıntılı olarak sunulmaktadır.
|
Valentin Viktorovich Vlasov- Rusya Bilimler Akademisi Akademisyeni, Rusya Bilimler Akademisi Sibirya Şubesi Kimyasal Biyoloji ve Temel Tıp Enstitüsü Bilimsel Direktörü (ICBFM SB RAS, Novosibirsk), Novosibirsk Eyaleti Moleküler Biyoloji ve Biyoteknoloji Bölüm Başkanı Üniversite. Rusya Federasyonu Devlet Ödülü sahibi (1999). 520'den fazla bilimsel makalenin ve 30 patentin yazarı ve ortak yazarı. |
|
Dmitry Vladimirovich Pyshny- Rusya Bilimler Akademisi Sorumlu Üyesi, Kimya Bilimleri Doktoru, Biyomedikal Kimya Laboratuvarı Direktörü ve Başkanı, ICBFM SB RAS (Novosibirsk). 160'tan fazla bilimsel makalenin ve 15 patentin yazarı ve ortak yazarı. |
|
Pavel Evgenievich Vorobyov- Kimya Bilimleri Adayı, Biyomedikal Kimya Laboratuvarı'nda Araştırmacı, ICBFM SB RAS (Novosibirsk), Novosibirsk Devlet Üniversitesi Moleküler Biyoloji ve Biyoteknoloji Bölümü'nde Doçent. 25 bilimsel makalenin yazarı ve ortak yazarı. |
Biyolojik bilimin hızlı gelişimi, yüksek performanslı cihazların ortaya çıkması ve bilgi biyopolimerlerini ve hücrelerini manipüle etmek için yöntemlerin yaratılması, geleceğin tıbbının gelişiminin temelini hazırlamıştır. Son yıllarda yapılan araştırmalar sonucunda etkili tanı yöntemleri geliştirilmiş, antiviral, antibakteriyel ve antitümör ilaçların rasyonel tasarımı, gen tedavisi ve genom düzenlemesi için fırsatlar ortaya çıkmıştır. Modern biyomedikal teknolojiler giderek ekonomiyi etkilemeye ve insanların yaşam kalitesini belirlemeye başlıyor.
Bugüne kadar, ana biyolojik moleküllerin yapısı ve işlevleri ayrıntılı olarak incelenmiş, proteinlerin ve nükleik asitlerin sentezi için yöntemler geliştirilmiştir. Bu biyopolimerler, belirli biyolojik hedefleri son derece spesifik bir şekilde "tanıyabildikleri" ve bunlar üzerinde hareket edebildikleri için, yapıları gereği "akıllı" malzemelerdir. Bu tür makromoleküllerin hedeflenen "programlanması" ile, analitik sistemler için reseptör moleküler yapıları ve ayrıca spesifik genetik programları veya proteinleri seçici olarak etkileyen ilaçlar yaratmak mümkündür.
Sentetik biyoloji yöntemleriyle oluşturulan "akıllı ilaçlar", Hedeflenen(hedefli) otoimmün, onkolojik, kalıtsal ve bulaşıcı hastalıkların tedavisi. Bu, belirli bir kişinin tedavisine odaklanan kişiselleştirilmiş tıp yaklaşımlarının tıbbi uygulamaya girmesi hakkında konuşmak için zemin sağlar.
Modern tıp teknolojileri ve ilaçların yardımıyla, geçmişte büyük bir tıbbi sorun olan birçok hastalığın tedavisi bugün mümkündür. Ancak pratik tıbbın gelişmesi ve yaşam beklentisinin artmasıyla birlikte, kelimenin tam anlamıyla sağlık hizmetinin görevi giderek daha acil hale geliyor: sadece hastalıklarla savaşmak değil, aynı zamanda bir kişinin sağlıklı bir yaşam sürdürebilmesi için mevcut sağlığı korumak. aktif yaşam tarzı ve yaşlılığa kadar toplumun tam teşekküllü bir üyesi olarak kalır.
Bu sorun, olumsuz faktörlerin etkisinden kaçınmaya ve hastalığın gelişmesini önlemeye, patolojik süreci en erken aşamada ortaya çıkarmaya ve hastalığın nedenini ortadan kaldırmaya olanak tanıyan vücudun durumu üzerinde sürekli etkili kontrol sağlayarak çözülebilir. hastalık.
Bu anlamda geleceğin tıbbının temel görevi “sağlık yönetimi” olarak formüle edilebilir. Bir kişinin kalıtımı hakkında tam bilgiye sahipseniz ve vücudun durumunun temel göstergelerini izlerseniz, bunu yapmak oldukça gerçekçidir.
"Akıllı" teşhis
Sağlığı yönetmek için, hastalıkların erken teşhisi ve terapötik ilaçlara bireysel duyarlılığın yanı sıra çevresel faktörlerin belirlenmesi için etkili ve basit minimal invaziv yöntemlere sahip olmak gerekir. Örneğin, gen teşhisi ve insan bulaşıcı hastalıklarının patojenlerinin tespiti için sistemlerin oluşturulması, proteinlerin ve nükleik asitlerin kantitatif tayini için yöntemlerin geliştirilmesi - hastalık belirteçleri - çözülmelidir (ve halihazırda çözülmektedir) .
Ayrı olarak, erken non-invaziv teşhis için yöntemlerin oluşturulmasını vurgulamaya değer ( sıvı biyopsi) hücre dışı DNA ve RNA analizine dayanan tümör hastalıkları. Bu tür nükleik asitlerin kaynağı hem ölü hem de canlı hücrelerdir. Normalde konsantrasyonları nispeten düşüktür, ancak genellikle stres ve patolojik süreçlerin gelişmesiyle artar. Kötü huylu bir tümör meydana geldiğinde, kanser hücreleri tarafından salgılanan nükleik asitler kan dolaşımına girer ve bu tür karakteristik dolaşımdaki RNA ve DNA, hastalığın belirteçleri olarak hizmet edebilir.
Şerefe!
Modern genom dizileme yöntemleri tıpta yaygın olarak kullanılmaya başlandı ve yakın gelecekte tüm hastaların genetik pasaportları olacak. Hastanın kalıtsal özellikleri hakkında bilgi, tahmine dayalı kişiselleştirilmiş tıbbın temelidir. Önceden uyarılmış, bildiğiniz gibi, önkollu. Olası risklerin farkında olan bir kişi, yaşamını hastalığın gelişmesini engelleyecek şekilde düzenleyebilir. Bu aynı zamanda yaşam tarzı, yiyecek ve tedavi edici ilaçların seçimi için de geçerlidir.
Vücudun çalışmasındaki sapmaları işaret eden bir dizi işaretleyicinin sürekli izlenmesi koşuluyla, bunları zamanında düzeltmek mümkündür. Halihazırda, vücudun durumunu izlemek için birçok yöntem vardır: örneğin, kardiyovasküler sistemin işleyişini ve uyku kalitesini izleyen sensörler veya bir kişi tarafından solunan havadaki gazlı ürünleri analiz eden cihazlar. Sıvı biyopsi için minimal invaziv teknolojilerin ve kan dolaşımında dolaşan proteinlerin ve peptitlerin analizine yönelik teknolojilerin geliştirilmesiyle bağlantılı olarak büyük fırsatlar açılıyor. Hastalığın erken evrelerinde, birçok durumda vücudun durumunu “yumuşak” yöntemlerle düzeltmek mümkündür: beslenmenin doğasını değiştirmek, ek mikro elementler, vitaminler ve probiyotikler kullanmak. Son zamanlarda, çok sayıda patolojik durumun gelişimi ile ilişkili olan insan bağırsak mikroflorasının bileşimindeki sapmaları düzeltme olanaklarına özel önem verilmiştir.
Şimdi, bu tür belirteçler temelinde, kanserin erken teşhisi için yaklaşımlar, gelişme riskini tahmin etme yöntemleri ve ayrıca hastalığın seyrinin ciddiyetini ve tedavinin etkinliğini değerlendirmeye yönelik yaklaşımlar geliştirilmektedir. Örneğin, Rusya Bilimler Akademisi Sibirya Şubesi Kimyasal Biyoloji ve Temel Tıp Enstitüsü'nde gösterildi. metilasyon DNA'nın belirli bölümleri. Kan örneklerinden dolaşan DNA'yı izole etmek ve metilasyonunun doğasını analiz etmek için bir yöntem geliştirildi. Bu yöntem, günümüzde mevcut olmayan, prostat kanserinin invaziv olmayan doğru bir teşhisinin temeli olabilir.
Sağlık durumu hakkında önemli bir bilgi kaynağı sözde olabilir. kodlamayan RNA, yani, protein sentezi için bir şablon olmayan RNA'lar. Son yıllarda, hücreler ve tüm organizma düzeyinde çeşitli süreçlerin düzenlenmesinde görev alan hücrelerde birçok farklı kodlayıcı olmayan RNA'nın oluştuğu tespit edilmiştir. Çeşitli koşullarda mikroRNA'ların ve uzun kodlamayan RNA'ların spektrumunun incelenmesi, hızlı ve etkili teşhis için geniş fırsatlar sunar. Moleküler ve Hücresel Biyoloji Enstitüsü SB RAS (IMKB SB RAS, Novosibirsk) ve ICBFM SB RAS, tümör hastalıklarının umut verici belirteçleri olan bir dizi miRNA tanımladı.
Modern RNA ve DNA dizileme teknolojilerinin yardımıyla, mikroRNA içeriğinin analizine ve genotiplemeye dayalı insan onkolojik hastalıklarının teşhisi ve prognozu için bir platform oluşturulabilir, yani belirli bir genin spesifik genetik varyantlarının belirlenmesinin yanı sıra belirlenmesi de mümkündür. profiller ifade(faaliyetleri) genler. Bu yaklaşım, modern cihazları kullanarak hızlı ve aynı anda birden fazla analiz yapma yeteneğini ifade eder - biyolojik mikroçipler.
Biyoçipler, belirli biyolojik makromoleküllerin paralel analizi için minyatür cihazlardır. Bu tür cihazlar yaratma fikri Moleküler Biyoloji Enstitüsü'nde doğdu. 1980'lerin sonlarında Rusya Bilimler Akademisi'nden (Moskova) V. A. Engelhardt. Kısa bir süre içinde, biyoçip teknolojileri, moleküler biyoloji ve moleküler evrimin temel problemlerinin araştırılmasından ilaca dirençli bakteri suşlarının tanımlanmasına kadar çok çeşitli pratik uygulamalarla bağımsız bir analiz alanı olarak ortaya çıktı.
Bugün, IMB RAS, tüberküloz dahil olmak üzere, sosyal açıdan önemli bir dizi enfeksiyonun patojenlerinin, antimikrobiyal ilaçlara karşı dirençlerinin eşzamanlı tespiti ile tanımlanması için tıbbi uygulamada orijinal test sistemleri üretir ve kullanır; sitostatik ilaçların bireysel toleransını değerlendirmek için test sistemleri ve çok daha fazlası.
Biyoanalitik tanı yöntemlerinin geliştirilmesi sürekli iyileştirme gerektirir duyarlılık- küçük miktarlarda tespit edilebilir bir madde kaydederken güvenilir bir sinyal verme yeteneği. Biyosensörlerözellikle hastalıkların teşhisinde önemli olan karmaşık kompozisyon örneklerinde çeşitli hastalık belirteçlerinin içeriğinin spesifik analizine izin veren yeni nesil cihazlardır.
ICBFM SB RAS, Novosibirsk Yarı İletken Fiziği Enstitüsü ile işbirliği içinde SB RAS, aşağıdakilere dayalı mikrobiyosensörler geliştirir: Alan Etkili Transistörler, en hassas analitik cihazlar arasında yer almaktadır. Böyle bir biyosensör, biyomoleküllerin etkileşimini gerçek zamanlı olarak izlemeyi mümkün kılar. Kurucu kısmı, moleküler bir sonda rolünü oynayan bu tür etkileşimli moleküllerden biridir. Prob, varlığı hastanın sağlığının spesifik özelliklerini yargılamak için kullanılabilen, analiz edilen solüsyondan moleküler bir hedef yakalar.
"Tamamlayıcı Tıp
İnsan genomlarının ve çeşitli enfeksiyonların patojenlerinin deşifre edilmesi, hastalıkların kök nedenini - patolojik süreçlerin gelişiminden sorumlu genetik programları - hedefleyerek hastalıkların tedavisine yönelik radikal yaklaşımların geliştirilmesinin yolunu açmıştır. Nükleik asitlerin dahil olduğu hastalığın başlangıç mekanizmasının derinlemesine anlaşılması, kaybolan fonksiyonun yerine geçen veya ortaya çıkan patolojiyi bloke eden terapötik nükleik asitlerin tasarlanmasını mümkün kılar.
Böyle bir etki, nükleik asit parçaları kullanılarak gerçekleştirilebilir - sentetik oligonükleotidler ilkeye göre hedef genlerin bileşimindeki belirli nükleotid dizileriyle seçici olarak etkileşime girebilen tamamlayıcılık. Oligonükleotitleri hedef genler için kullanma fikri ilk olarak Rusya Bilimler Akademisi Sibirya Şubesi, Novosibirsk Biyoorganik Kimya Enstitüsü'nün (şimdi Kimya Enstitüsü) Doğal Polimerler Laboratuvarı'nda (daha sonra Biyokimya Bölümü) ortaya atıldı. Biyoloji ve Temel Tıp, Rusya Bilimler Akademisi Sibirya Şubesi). İlk hazırlıklar Novosibirsk'te yapıldı gene yönelik eylem viral ve bazı hücresel RNA'nın seçici inaktivasyonu için.
Benzer gen hedefli terapötik ilaçlar şu anda aktif olarak nükleik asitlere, bunların analoglarına ve konjugatlarına (antisens oligonükleotitler, enterferans yapan RNA, aptamerler, genomik düzenleme sistemleri) dayalı olarak geliştirilmektedir. Son araştırmalar göstermiştir ki, antisens oligonükleotitlerçeşitli genetik yapılar üzerinde etkili olan ve genlerin geçici olarak "kapanmasına" veya genetik programlarda bir değişikliğe yol açan süreçleri tetikleyen çok çeşitli biyolojik olarak aktif maddeler elde etmek mümkündür - görünüm mutasyonlar. Bu tür bileşiklerin yardımıyla, belirli fonksiyonların işleyişini bastırmanın mümkün olduğu kanıtlanmıştır. haberci RNA protein sentezini etkileyerek canlı hücreler ve hücreleri viral enfeksiyondan korur.
Günümüzde mRNA ve viral RNA'nın fonksiyonlarını baskılayan antisens oligonükleotidler ve RNA sadece biyolojik araştırmalarda kullanılmamaktadır. Oligonükleotitlerin yapay analoglarına dayanan bir dizi antiviral ve anti-inflamatuar ilaç test ediliyor ve bazıları klinik uygulamaya şimdiden dahil edilmeye başlandı.
Bu doğrultuda çalışan ICBFM SB RAS'ın Biyomedikal Kimya Laboratuvarı, Rusya Federasyonu Hükümeti'nin bilimsel mega hibesi sayesinde 2013 yılında kurulmuştur. Yale Üniversitesi'nden Nobel ödüllü Profesör S. Altman tarafından düzenlendi. Laboratuar, RNA hedefli antibakteriyel ve antiviral ilaçların geliştirildiği, umut verici yeni yapay oligonükleotitlerin fizikokimyasal ve biyolojik özellikleri üzerine araştırmalar yürütmektedir.
S. Altman liderliğindeki proje çerçevesinde, çeşitli yapay oligonükleotit analoglarının patojenik mikroorganizmalar üzerindeki etkisinin geniş ölçekli sistematik bir çalışması gerçekleştirildi: Pseudomonas aeruginosa, Salmonella, Staphylococcus aureus ve influenza virüsü. Bu patojenleri en etkili şekilde baskılayabilen hedef genler tanımlanmıştır; antibakteriyel ve antiviral aktivite sergileyenler dahil en aktif oligonükleotit analoglarının teknolojik ve terapötik özellikleri değerlendirilmektedir.
ICBFM'de SB RAS dünyada ilk kez sentezlendi fosforilguanidin oligonükleotid türevleri. Bu yeni bileşikler elektriksel olarak nötrdür, biyolojik ortamda stabildir ve çok çeşitli koşullar altında RNA ve DNA hedeflerine güçlü bir şekilde bağlanır. Eşsiz özellikleri nedeniyle, terapötik ajanlar olarak kullanım için umut vericidirler ve ayrıca biyoçip teknolojilerine dayalı teşhis araçlarının verimliliğini artırmak için kullanılabilirler.
Haberci RNA'lar üzerindeki "Antisense" etkileri, basit bloklama ile sınırlı değildir ekleme(RNA'nın "olgunlaşma" süreci) veya protein sentezi. Daha etkili olanı, terapötik oligonükleotidin hedefe bağlanmasıyla tetiklenen mRNA'nın enzimatik kesilmesidir. Bu durumda, oligonükleotid - bölünme indükleyicisi - daha sonra başka bir RNA molekülüne bağlanabilir ve etkisini tekrarlayabilir. ICBFM SB RAS, RNase P enzimi için substrat görevi görebilen mRNA ile bağlanma üzerine kompleksler oluşturan oligonükleotitlerin etkisini inceledi.Bu enzimin kendisi katalitik özelliklere sahip bir RNA'dır ( ribozim).
Sadece antisens nükleotidler değil, aynı zamanda mekanizmaya göre hareket eden çift sarmallı RNA'lar da RNA enterferansı. Bu fenomenin özü, hücreye girdikten sonra uzun dsRNA'ların kısa parçalara kesilmesidir (sözde küçük enterferans yapan RNA'lar, siRNA) haberci RNA'nın belirli bir bölgesine tamamlayıcı. Bu tür mRNA'ya bağlanarak siPNA'lar, hedef molekülü yok eden enzimatik bir mekanizmanın hareketini tetikler.
Bu mekanizmanın kullanımı, viral genler de dahil olmak üzere hemen hemen her genin ekspresyonunu bastırmak için geniş bir yelpazede oldukça etkili toksik olmayan ilaçlar yaratmak için yeni fırsatlar açar. ICBPM SB RAS'ta küçük enterferans yapan RNA'lara dayanan umut verici antikanser ilaçları tasarlanmıştır ve bunlar hayvan deneylerinde iyi sonuçlar vermiştir. İlginç bulgulardan biri, orijinal yapının üretimini uyaran çift sarmallı RNA'dır. interferon Bu, tümör metastazı sürecini etkili bir şekilde bastırır. İlacın hücrelere iyi nüfuz etmesi taşıyıcılar tarafından sağlanır - yeni katyonik lipozomlar(lipid veziküller), Lomonosov Moskova Devlet Güzel Kimyasal Teknolojiler Üniversitesi'nden uzmanlarla ortaklaşa geliştirildi.
Nükleik asitler için yeni roller
Nükleik asitleri - DNA ve RNA'yı sınırsız miktarda çoğaltmayı mümkün kılan polimeraz zincir reaksiyonu yönteminin geliştirilmesi ve nükleik asitlerin moleküler seçimi için teknolojilerin ortaya çıkması, istenen özelliklere sahip yapay RNA ve DNA'nın oluşturulmasını mümkün kılmıştır. Belirli maddeleri seçici olarak bağlayan nükleik asit moleküllerine denir. aptamerler. Onlara dayanarak, herhangi bir proteinin işlevlerini bloke eden ilaçlar elde edilebilir: enzimler, reseptörler veya gen aktivitesinin düzenleyicileri. Şu anda, tıpta ve teknolojide yaygın olarak kullanılan binlerce çeşitli aptamer elde edilmiştir.
Bu alanda dünya liderlerinden biri bir Amerikan şirketidir. Soma Mantık A.Ş.. - sözde yaratır Somers belirli hedefler için afinite düzeyine göre kimyasal olarak modifiye edilmiş nükleik asitlerin kitaplıklarından seçici olarak seçilir. Azotlu bazdaki modifikasyonlar, bu tür aptamerlere, komplekslerinin hedeflerle yüksek stabilitesini sağlayan ek "protein benzeri" işlevsellik verir. Ek olarak, bu, geleneksel aptamerlerin seçilmesinin mümkün olmadığı bileşikler için başarılı bir Somer seçimi olasılığını arttırır.
Klinik olarak anlamlı hedeflere afinitesi olan aptamerler arasında, şu anda klinik denemelerin üçüncü, kilit aşamasına ulaşan terapötik ilaçlar için adaylar bulunmaktadır. Onlardan biri - Macugen- retina hastalıklarının tedavisi için klinik uygulamada zaten kullanılmaktadır; retinanın yaşa bağlı makula dejenerasyonunun tedavisi için ilaç Fovista testi başarıyla tamamlar. Ve boru hattında bu tür birçok ilaç var.
Ancak aptamerlerin tek amacı terapi değildir: aptamerler oluştururken tanıma molekülleri olarak biyoanalistlerin büyük ilgisini çekerler. aptamer biyosensörleri.
ICBFM'de, Rusya Bilimler Akademisi Sibirya Şubesi Biyofizik Enstitüsü (Krasnoyarsk) ile birlikte değiştirilebilir yapıya sahip biyolüminesan aptasensörler geliştirilmektedir. Sensörün Ca2+ ile aktive olan fotoproteine raportör bloğu rolünü oynayan aptamerler elde edilmiştir. obelin, uygun bir biyolüminesan etikettir. Bu sensör, numunede tespit edilmesi gereken yalnızca belirli proteinlerin moleküllerini "yakalayabilir". Şu anda, diyabet belirteçleri olarak hizmet eden modifiye kan proteinleri için değiştirilebilir biyosensörler bu şemaya göre inşa edilmektedir.
Messenger (haberci) RNA'nın kendisi, terapötik nükleik asitler arasında yeni bir nesnedir. Şirket Moderna Terapötikler(ABD) şu anda mRNA'nın büyük ölçekli klinik araştırmalarını yürütüyor. Bir hücreye girerken, mRNA'lar hücrede kendisininmiş gibi hareket eder. Sonuç olarak hücre, hastalığın gelişimini önleyebilecek veya durdurabilecek proteinler üretebilir. Bu potansiyel terapötik ilaçların çoğu, bulaşıcı (grip virüsü, Zika virüsü, sitomegalovirüs vb.) ve onkolojik hastalıklara yöneliktir.
İlaç olarak protein
Son yıllarda sentetik biyolojideki muazzam ilerlemeler, klinikte zaten yaygın olarak kullanılan terapötik proteinlerin üretimi için teknolojilerin geliştirilmesine de yansımıştır. Her şeyden önce, bu, bir dizi onkolojik hastalık için etkili tedavinin mümkün olduğu yardımı ile antitümör antikorları için geçerlidir.
Şimdi giderek daha fazla yeni antitümör protein ilacı var. Bir örnek bir ilaçtır laktaptin, ana insan sütü proteinlerinden birinin bir parçası temelinde ICBFM SB RAS'ta oluşturulmuştur. Araştırmacılar, bu peptidin indüklediğini buldular. apoptoz standart bir tümör hücre kültürünün ("intihar") hücreleri - insan meme adenokarsinomu. Genetik mühendisliği yöntemlerinin kullanılmasıyla, en etkili olanı seçilen bir dizi laktaptinin yapısal analogu elde edildi.
Laboratuvar hayvanları üzerinde yapılan testler, ilacın güvenliğini ve bir dizi insan tümörüne karşı antitümör ve antimetastatik aktivitesini doğruladı. Madde ve dozaj formunda laktaptini elde etme teknolojisi zaten geliştirilmiş ve ilacın ilk deneysel partileri üretilmiştir.
Terapötik antikorlar, viral enfeksiyonları tedavi etmek için giderek daha fazla kullanılmaktadır. ICBFM SB RAS uzmanları, genetik mühendisliği yöntemleriyle kene kaynaklı ensefalit virüsüne karşı insanlaştırılmış bir antikor oluşturmayı başardı. İlaç, yüksek verimliliğini kanıtlayan tüm klinik öncesi denemeleri geçti. Yapay antikorun koruyucu özelliklerinin, donör serumundan elde edilen ticari bir antikor preparasyonundan yüz kat daha yüksek olduğu ortaya çıktı.
Kalıtım istilası
Son yıllardaki keşifler, yakın zamana kadar bilim kurgu gibi görünen gen terapisinin olanaklarını genişletti. teknoloji genomik düzenleme, CRISPR/Cas RNA-protein sisteminin kullanımına dayalı olarak, belirli DNA dizilerini tanıyabilir ve onlara kırılmalar verebilir. "Tamir" sırasında tazminat) bu tür bozuklukların, hastalıklardan sorumlu mutasyonları düzeltmek veya tedavi amaçlı yeni genetik elementler eklemek mümkündür.
Gen düzenleme, genomu değiştirerek genetik hastalık sorununa radikal bir çözüm olasılığını açar. tüp bebek. Bir insan embriyosunun genlerinde yönlendirilmiş değişikliklerin temel olasılığı deneysel olarak zaten kanıtlanmıştır ve çocukların kalıtsal hastalıklardan arınmış olarak doğmasını sağlayan bir teknolojinin yaratılması yakın geleceğin görevidir.
Gen düzenleme sadece genleri "düzeltmek" için değil, aynı zamanda geleneksel tedaviye uygun olmayan viral enfeksiyonlarla savaşmak için de kullanılabilir. Modern antiviral ilaçların erişilemediği vücudun hücresel yapılarına genomlarını entegre eden virüslerden bahsediyoruz. Bu tür virüsler arasında HIV-1, hepatit B virüsleri, papillomavirüsler, poliomavirüsler ve bir dizi başka virüs bulunur. Genomik düzenleme sistemleri, hücre içindeki viral DNA'yı zararsız parçalara bölerek veya hücreye inaktive edici mutasyonlar sokarak etkisiz hale getirebilir.
Açıktır ki, CRISPR/Cas sisteminin insan mutasyonlarını düzeltmenin bir yolu olarak kullanılması, ancak yüksek düzeyde özgüllük sağlamak ve çok çeşitli testler yapmak için geliştirilmesinden sonra mümkün olacaktır. Ek olarak, tehlikeli viral enfeksiyonlarla başarılı bir şekilde mücadele etmek için, terapötik ajanların hedef hücrelere etkili bir şekilde verilmesi sorununu çözmek gerekir.
Önce bir kök hücre vardı
Tıpta en hızlı büyüyen alanlardan biri, hücre tedavisi. Önde gelen ülkeler, otoimmün, alerjik, onkolojik ve kronik viral hastalıkların tedavisi için geliştirilmiş hücresel teknolojilerin klinik denemelerinden geçmektedir.
Rusya'da, terapötik ajanların yaratılmasına yönelik öncü çalışmalar, kök hücreler ve hücre aşıları Temel ve Klinik İmmünoloji Enstitüsü SB RAS'ta (Novosibirsk) gerçekleştirilmiştir. Araştırma sonucunda, klinikte deneysel olarak kullanılmaya başlanan onkolojik hastalıklar, hepatit B ve otoimmün hastalıkların tedavisine yönelik yöntemler geliştirilmiştir.
Farmakolojik preparatları test etmek için kalıtsal ve onkolojik hastalıkları olan hastaların hücre kültürü bankaları oluşturma projeleri bugün son derece alakalı hale geldi. Novosibirsk Bilim Merkezi'nde, böyle bir proje, prof. liderliğindeki kurumlar arası bir ekip tarafından halihazırda uygulanmaktadır. S.M. Zakian. Novosibirsk uzmanları, kültürlenmiş insan hücrelerine mutasyonlar sokmak için teknolojiler geliştirerek, amyotrofik lateral skleroz, Alzheimer hastalığı, spinal müsküler atrofi, uzun QT sendromu ve hipertrofik kardiyomiyopati gibi hastalıkların hücre modellerini ortaya çıkardı.
Geleneksel somatik hücrelerden elde etmek için yöntemlerin geliştirilmesi pluripotent kök, yetişkin bir organizmanın herhangi bir hücresine dönüşebilen, vücudun etkilenen yapılarını restore etmeyi mümkün kılan hücresel mühendisliğin ortaya çıkmasına neden oldu. Biyobozunur polimerlere dayalı hücre ve doku mühendisliği için üç boyutlu yapılar elde etmek için şaşırtıcı derecede hızlı gelişen teknolojiler: vasküler protezler, kıkırdak büyütmek ve yapay organlar oluşturmak için üç boyutlu matrisler.
Böylece, ICBFM SB RAS ve Ulusal Tıbbi Araştırma Merkezi uzmanları. E. N. Meshalkina (Novosibirsk), yöntemi kullanarak kan damarları ve kalp kapakçıklarının protezlerini oluşturmak için bir teknoloji geliştirdi. elektro eğirme. Bu teknolojiyi kullanarak, bir polimer çözeltisinden onlarca nanometreden birkaç mikrona kadar kalınlıkta lifler elde etmek mümkündür. Bir dizi deney sonucunda, şu anda başarılı bir şekilde klinik öncesi denemelerden geçen olağanüstü fiziksel özelliklere sahip ürünleri seçmek mümkün oldu. Yüksek biyo- ve hemouyumluluk nedeniyle, bu tür protezler sonunda vücudun kendi dokuları ile değiştirilir.
Bir nesne ve terapi konusu olarak mikrobiyom
Bugüne kadar, insanları enfekte eden birçok mikroorganizmanın genomları iyi çalışılmış ve deşifre edilmiştir. Sürekli olarak insanlarla ilişkilendirilen karmaşık mikrobiyolojik topluluklar üzerinde de araştırmalar sürüyor. mikrobiyomlar.
Yerli bilim adamları da bu araştırma alanına önemli katkılarda bulundular. Böylece, SSC VB "Vector" (Koltsovo, Novosibirsk bölgesi) uzmanları dünyada ilk kez Marburg ve çiçek hastalığı virüslerinin genomlarını ve ICBFM SB RAS'ın bilim adamlarını - kene kaynaklı genomları deşifre etti. ensefalit virüsü, Rusya Federasyonu topraklarında yaygın olan, kene kaynaklı borreliosisin etken maddeleri. İnsanlar için tehlikeli olan çeşitli kene türleri ile ilişkili mikrobiyal topluluklar da incelenmiştir.
Gelişmiş ülkelerde, başta sindirim sistemi olmak üzere insan vücudunun mikrobiyomunu düzenlemek için araçlar yaratmaya yönelik çalışmalar bugün aktif olarak yürütülmektedir. Anlaşıldığı üzere, sağlık durumu büyük ölçüde bağırsak mikrobiyomunun bileşimine bağlıdır. Mikrobiyomu etkilemek için yöntemler zaten mevcuttur: örneğin, mikrobiyomu yeni terapötik bakterilerle zenginleştirmek, probiyotikler yararlı bakterilerin üremesini ve ayrıca "zararlı" mikroorganizmaları seçici olarak öldüren bakteriyofajların (bakteri virüsleri) alımını destekleyenler.
Son zamanlarda, ilaca dirençli bakterilerin yayılması sorunuyla bağlantılı olarak, bakteriyofajlara dayalı terapötik ajanların oluşturulmasına yönelik çalışmalar dünya çapında yoğunlaşmıştır. Rusya, tıpta bakteriyofaj kullanımına izin verilen birkaç ülkeden biridir. Rusya Federasyonu'nda, Sovyet döneminde geliştirilen müstahzarların endüstriyel bir üretimi var ve daha etkili bakteriyofajlar elde etmek için bunları geliştirmek gerekiyor ve bu sorun sentetik biyoloji yöntemleriyle çözülebilir.
ICBFM SB RAS dahil olmak üzere Rusya Federasyonu'nun bir dizi araştırma kuruluşunda çözülmektedir. Enstitü, Rusya Federasyonu'nda ticari olarak üretilen faj preparatlarını karakterize etti, bir dizi bakteriyofajın genomlarını deşifre etti ve tıpta kullanım için umut vaat eden benzersiz virüsleri içeren bir koleksiyon oluşturdu. Enstitünün kliniği, ilaca dirençli mikroorganizmaların neden olduğu bakteriyel enfeksiyonlardan muzdarip hastalara kişiselleştirilmiş bakım sağlamak için mekanizmalar geliştiriyor. İkincisi, diyabetik ayağın tedavisinde ve ayrıca basınç ülserleri veya ameliyat sonrası komplikasyonların bir sonucu olarak ortaya çıkar. İnsan mikrobiyomunun bileşiminin ihlallerini düzeltmeye yönelik yöntemler de geliştirilmektedir.
Belirli hücreler üzerinde oldukça seçici bir etkiye sahip akıllı sistemler elde etmek için teknolojilerin yaratılmasıyla bağlantılı olarak, virüslerin kullanımı için tamamen yeni olanaklar açılıyor. Hakkında konuşuyoruz onkolitik virüsler sadece tümör hücrelerine saldırabilir. Deneysel modda, bu virüslerin birçoğu Çin ve Amerika Birleşik Devletleri'nde halihazırda kullanılmaktadır. Bu alandaki çalışmalar, Moskova ve Novosibirsk araştırma kuruluşlarından uzmanların katılımıyla Rusya'da da yürütülmektedir: IMB RAS, SSC VB "Vektör", Novosibirsk Devlet Üniversitesi ve ICBFM SB RAS.
Sentetik biyolojinin hızlı gelişimi, önümüzdeki yıllarda önemli keşifler ve insanlığı birçok sorundan kurtaracak ve sadece kalıtsal ve “edinilmiş” hastalıkları tedavi etmekle kalmayıp sağlığı gerçekten yönetmenize izin verecek yeni biyomedikal teknolojilerin ortaya çıkmasını beklemek için neden veriyor.
Bu alandaki araştırma alanı son derece geniştir. Halihazırda mevcut araçlar sadece oyuncaklar değil, aynı zamanda bir kişiye sağlığı kontrol etmek ve sürdürmek için gerekli bilgileri günlük olarak sağlayan gerçekten kullanışlı cihazlardır. Hızlı derinlemesine inceleme için yeni teknolojiler, bir hastalığın gelişimini tahmin etmeyi veya zamanında tespit etmeyi mümkün kılar ve "akıllı" bilgi biyopolimerlerine dayanan kişiselleştirilmiş ilaçlar, çok yakın gelecekte bulaşıcı ve genetik hastalıklarla mücadele sorunlarını kökten çözecektir.
Edebiyat
1.
Bryzgunova O. E., Laktionov P. P. İdrarın hücre dışı nükleik asitleri: kaynaklar, bileşim, teşhiste kullanım // Acta Naturale. 2015. V. 7. Sayı 3(26). s. 54-60.
2.
Vlasov VV, iki soyadı daha vb. Sağlığa tamamlayıcı. Antisens teknolojilerinin dünü, bugünü ve geleceği // Science First Hand. 2014. V. 55. No. 1. S. 38–49.
3.
Vlasov V. V., Vorobyov P. E., Pyshny D. V. ve diğerleri Faj tedavisi hakkındaki gerçek veya doktor ve hastaya bir hatırlatma // İlk El Bilim. 2016. V. 70. Sayı 4. S. 58–65.
4.
Vlasov V.V., Zakian S.M., Medvedev S.P. “Genom editörleri”. "Çinko parmaklardan" CRISPR'ye // Science First Hand. 2014. V. 56. No. 2. S. 44–53.
5.
Lifshits G. I., Slepukhina A. A., Subbotovskaya A. I. ve diğerleri Hemostaz parametrelerinin ölçümü: enstrüman tabanı ve geliştirme beklentileri // Tıbbi teknoloji. 2016. V. 298. Sayı 4. S. 48–52.
6.
Richter V. A. Kadın sütü - kanser için potansiyel bir tedavi kaynağı // İlk elden bilim. 2013. V. 52. No. 4. S. 26–31.
7.
Kupryushkin M.S., Pyshnyi D.V., Stetsenko D.A. Fosforil guanidinler: yeni bir tür nükleik Asit analogları // Acta Naturale. 2014. V. 6. Sayı 4(23). s. 116–118.
8.
Nasedkina T.V., Guseva N.A., Gra O.A. ve diğerleri. Hematolojik onkolojide tanısal mikrodiziler: yüksek ve düşük yoğunluklu dizilerin uygulamaları // Mol. Teşhis. orada. 2009. V. 13. N. 2. S. 91–102.
9.
Ponomaryova A.A., Morozkin E.S., Rykova E.Y. ve diğerleri. Akciğer kanserinin antitümör tedavisine yanıt olarak dolaşımdaki miRNA seviyelerinde dinamik değişiklikler // Deneysel Akciğer Araştırması. 2016. V. 42. N. 2. S. 95–102.
10.
Vorobyeva M., Vorobjev P. ve Venyaminova A. Multivalent Aptamerler: Teşhis ve Tedavi Uygulamaları için Çok Yönlü Araçlar // moleküller. 2016. V. 21. N. 12. S. 1612–1633.
Biyoteknoloji - geleceğin tıbbı
"İlk elden BİLİM" dergisinin yeni sayısı, Temmuz 2017'de Novosibirsk Academgorodok'ta düzenlenen uluslararası katılımlı "Biyoteknoloji - geleceğin tıbbı" ile Tüm Rusya konferansının "ayak izlerinde" çıktı. Bilimsel organizatörleri arasında Forum, Rusya Bilimler Akademisi Sibirya Şubesi Kimyasal Biyoloji ve Temel Tıp Enstitüsü ve Sitoloji Enstitüsü ve genetikçilerin yanı sıra biyomedikal araştırmaların stratejik çerçevede yürütüldüğü Novosibirsk Ulusal Araştırma Devlet Üniversitesi'dir. Bir dizi Rus ve yabancı katılımcıyı, öncelikle biyolojik profilin Rusya Bilimler Akademisi Sibirya Şubesi enstitülerini birleştiren akademik birim "Sentetik Biyoloji". Konunun ilk, giriş makalesinde, yazarları, pratik tıpta yeni genetik mühendisliği, hücresel, doku, immünobiyolojik ve dijital teknolojilerin geliştirilmesi ve uygulanması ile ilgili en alakalı alanlara ve umut verici araştırma sonuçlarına genel bir bakış sunar. sayının diğer makalelerinde ayrıntılı olarak sunulmaktadır.
Biyolojik bilimin hızlı gelişimi, yüksek performanslı cihazların ortaya çıkması ve bilgi biyopolimerlerini ve hücrelerini manipüle etmek için yöntemlerin yaratılması, geleceğin tıbbının gelişiminin temelini hazırlamıştır. Son yıllarda yapılan araştırmalar sonucunda etkili tanı yöntemleri geliştirilmiş, antiviral, antibakteriyel ve antitümör ilaçların rasyonel tasarımı, gen tedavisi ve genom düzenlemesi için fırsatlar ortaya çıkmıştır. Modern biyomedikal teknolojiler giderek ekonomiyi etkilemeye ve insanların yaşam kalitesini belirlemeye başlıyor.
Bugüne kadar, ana biyolojik moleküllerin yapısı ve işlevleri ayrıntılı olarak incelenmiş, proteinlerin ve nükleik asitlerin sentezi için yöntemler geliştirilmiştir. Bu biyopolimerler, belirli biyolojik hedefleri son derece spesifik bir şekilde "tanıyabildikleri" ve bunlar üzerinde hareket edebildikleri için, yapıları gereği "akıllı" malzemelerdir. Bu tür makromoleküllerin hedeflenen "programlanması" ile, analitik sistemler için reseptör moleküler yapıları ve ayrıca spesifik genetik programları veya proteinleri seçici olarak etkileyen ilaçlar yaratmak mümkündür.
Sentetik biyoloji yöntemleriyle oluşturulan "akıllı ilaçlar", Hedeflenen(hedefli) otoimmün, onkolojik, kalıtsal ve bulaşıcı hastalıkların tedavisi. Bu, belirli bir kişinin tedavisine odaklanan kişiselleştirilmiş tıp yaklaşımlarının tıbbi uygulamaya girmesi hakkında konuşmak için zemin sağlar.
Modern tıp teknolojileri ve ilaçların yardımıyla, geçmişte büyük bir tıbbi sorun olan birçok hastalığın tedavisi bugün mümkündür. Ancak pratik tıbbın gelişmesi ve yaşam beklentisinin artmasıyla birlikte, kelimenin tam anlamıyla sağlık hizmetinin görevi giderek daha acil hale geliyor: sadece hastalıklarla savaşmak değil, aynı zamanda bir kişinin sağlıklı bir yaşam sürdürebilmesi için mevcut sağlığı korumak. aktif yaşam tarzı ve yaşlılığa kadar toplumun tam teşekküllü bir üyesi olarak kalır.
ŞEREFE! Modern genom dizileme yöntemleri tıpta yaygın olarak kullanılmaya başlandı ve yakın gelecekte tüm hastaların genetik pasaportları olacak. Hastanın kalıtsal özellikleri hakkında bilgi, tahmine dayalı kişiselleştirilmiş tıbbın temelidir. Önceden uyarılmış, bildiğiniz gibi, önkollu. Olası risklerin farkında olan bir kişi, yaşamını hastalığın gelişmesini engelleyecek şekilde düzenleyebilir. Bu aynı zamanda yaşam tarzı, yiyecek ve tedavi edici ilaçların seçimi için de geçerlidir.Vücudun çalışmasındaki sapmaları işaret eden bir dizi işaretleyicinin sürekli izlenmesi koşuluyla, bunları zamanında düzeltmek mümkündür. Halihazırda, vücudun durumunu izlemek için birçok yöntem vardır: örneğin, kardiyovasküler sistemin işleyişini ve uyku kalitesini izleyen sensörler veya bir kişi tarafından solunan havadaki gazlı ürünleri analiz eden cihazlar. Sıvı biyopsi için minimal invaziv teknolojilerin ve kan dolaşımında dolaşan proteinlerin ve peptitlerin analizine yönelik teknolojilerin geliştirilmesiyle bağlantılı olarak büyük fırsatlar açılıyor. Hastalığın erken evrelerinde, birçok durumda vücudun durumunu “yumuşak” yöntemlerle düzeltmek mümkündür: beslenmenin doğasını değiştirmek, ek mikro elementler, vitaminler ve probiyotikler kullanmak. Son zamanlarda, çok sayıda patolojik durumun gelişimi ile ilişkili olan insan bağırsak mikroflorasının bileşimindeki sapmaları düzeltme olanaklarına özel önem verilmiştir.
Bu sorun, olumsuz faktörlerin etkisinden kaçınmaya ve hastalığın gelişmesini önlemeye, patolojik süreci en erken aşamada ortaya çıkarmaya ve hastalığın nedenini ortadan kaldırmaya olanak tanıyan vücudun durumu üzerinde sürekli etkili kontrol sağlayarak çözülebilir. hastalık.
Bu anlamda geleceğin tıbbının temel görevi “sağlık yönetimi” olarak formüle edilebilir. Bir kişinin kalıtımı hakkında tam bilgiye sahipseniz ve vücudun durumunun temel göstergelerini izlerseniz, bunu yapmak oldukça gerçekçidir.
"Akıllı" teşhis
Sağlığı yönetmek için, hastalıkların erken teşhisi ve terapötik ilaçlara bireysel duyarlılığın yanı sıra çevresel faktörlerin belirlenmesi için etkili ve basit minimal invaziv yöntemlere sahip olmak gerekir. Örneğin, gen teşhisi ve insan bulaşıcı hastalıklarının patojenlerinin tespiti için sistemlerin oluşturulması, proteinlerin ve nükleik asitlerin - hastalık belirteçlerinin - kantitatif tayini için yöntemlerin geliştirilmesi gibi görevler çözülmelidir (ve halihazırda çözülmektedir) .
Ayrı olarak, erken non-invaziv teşhis için yöntemlerin oluşturulmasını vurgulamaya değer ( sıvı biyopsi) hücre dışı DNA ve RNA analizine dayanan tümör hastalıkları. Bu tür nükleik asitlerin kaynağı hem ölü hem de canlı hücrelerdir. Normalde konsantrasyonları nispeten düşüktür, ancak genellikle stres ve patolojik süreçlerin gelişmesiyle artar. Kötü huylu bir tümör meydana geldiğinde, kanser hücreleri tarafından salgılanan nükleik asitler kan dolaşımına girer ve bu tür karakteristik dolaşımdaki RNA ve DNA, hastalığın belirteçleri olarak hizmet edebilir.
Şimdi, bu tür belirteçler temelinde, kanserin erken teşhisi için yaklaşımlar, gelişme riskini tahmin etme yöntemleri ve ayrıca hastalığın seyrinin ciddiyetini ve tedavinin etkinliğini değerlendirmeye yönelik yaklaşımlar geliştirilmektedir. Örneğin, Rusya Bilimler Akademisi Sibirya Şubesi Kimyasal Biyoloji ve Temel Tıp Enstitüsü'nde gösterildi. metilasyon DNA'nın belirli bölümleri. Kan örneklerinden dolaşan DNA'yı izole etmek ve metilasyonunun doğasını analiz etmek için bir yöntem geliştirildi. Bu yöntem, günümüzde mevcut olmayan, prostat kanserinin invaziv olmayan doğru bir teşhisinin temeli olabilir.
Sağlık durumu hakkında önemli bir bilgi kaynağı sözde olabilir. kodlamayan RNA, yani, protein sentezi için bir şablon olmayan RNA'lar. Son yıllarda, hücreler ve tüm organizma düzeyinde çeşitli süreçlerin düzenlenmesinde görev alan hücrelerde birçok farklı kodlayıcı olmayan RNA'nın oluştuğu tespit edilmiştir. Çeşitli koşullarda mikroRNA'ların ve uzun kodlamayan RNA'ların spektrumunun incelenmesi, hızlı ve etkili teşhis için geniş fırsatlar sunar. Moleküler ve Hücresel Biyoloji Enstitüsü'nde SB RAS (IMKB SB RAS, Novosibirsk) ve ICBFM SB RAS'ta, tümör hastalıklarının umut verici belirteçleri olan bir dizi miRNA tanımlanmıştır.
YÜZDEKİ DÜŞMANI TANIYIN Biyolojik mikroçipleri kullanan modern teknolojiler, bir dizi hastalığın (tüberküloz, AIDS, hepatit B ve C, şarbon, yenidoğan enfeksiyonları) patojenlerini hızlı ve etkili bir şekilde tanımlamayı, belirli biyotoksinlerin varlığını tespit etmeyi, lösemide kromozomal translokasyonları belirlemeyi, proteini kaydetmeyi mümkün kılar. kanser belirteçleri, genetik yatkınlık hastalığı ve belirli tedavi türlerine bireysel duyarlılığı belirler. Teknolojiler, adli genetik incelemeler sırasında bir kişinin genetik olarak tanımlanması ve DNA veri tabanlarının oluşturulması için de kullanılabilir.ICBPM SB RAS, ABD Sağlık Bakanlığı'nın Amerikan Biyoteknoloji İşbirliği Programı tarafından finanse edilen, oligonükleotid mikrodizilerinin geliştirilmesi için iki büyük uluslararası projenin uygulanmasına katıldı ( Biyoteknoloji Katılım Programı, ABD Sağlık ve İnsan Hizmetleri Departmanı, BTEP/DHHS). IMB'den uzmanların katılımıyla ilk projenin bir parçası olarak. V. A. Engelhardt, çeşitli çiçek hastalığı ve herpes virüs türlerini doğru bir şekilde tanımlamanıza izin veren mikroçipler yarattı. Mikroçip tasarımının iki versiyonu (cam substrat üzerinde ve jel noktalı) ve ayrıca analizleri için taşınabilir bir floresan dedektörü geliştirildi. İkinci proje çerçevesinde, virüsün iki yüzey proteini olan hemaglutinin ve nöraminidazın belirlenmesine dayanarak bu virüsün 30 alt tipini güvenilir bir şekilde ayırt etmeyi mümkün kılan influenza A virüsünü yazmak için evrensel bir mikroçip oluşturuldu.
Modern RNA ve DNA dizileme teknolojilerinin yardımıyla, mikroRNA içeriğinin analizine ve genotiplemeye dayalı insan onkolojik hastalıklarının teşhisi ve prognozu için bir platform oluşturulabilir, yani belirli bir genin spesifik genetik varyantlarının belirlenmesinin yanı sıra belirlenmesi de mümkündür. profiller ifade(faaliyetleri) genler. Bu yaklaşım, modern cihazları kullanarak birden fazla analizi hızlı ve aynı anda yürütme yeteneğini ifade eder. biyolojik mikroçipler.
Biyoçipler, belirli biyolojik makromoleküllerin paralel analizi için minyatür cihazlardır. Bu tür cihazlar yaratma fikri Moleküler Biyoloji Enstitüsü'nde doğdu. 1980'lerin sonlarında Rusya Bilimler Akademisi'nden (Moskova) V. A. Engelhardt. Kısa bir süre içinde, biyoçip teknolojileri, moleküler biyoloji ve moleküler evrimin temel problemlerinin araştırılmasından ilaca dirençli bakteri suşlarının tanımlanmasına kadar çok çeşitli pratik uygulamalarla bağımsız bir analiz alanı olarak ortaya çıktı.
Bugün, IMB RAS, tüberküloz dahil olmak üzere, sosyal açıdan önemli bir dizi enfeksiyonun patojenlerinin, antimikrobiyal ilaçlara karşı dirençlerinin eşzamanlı tespiti ile tanımlanması için tıbbi uygulamada orijinal test sistemleri üretir ve kullanır; sitostatik ilaçların bireysel toleransını değerlendirmek için test sistemleri ve çok daha fazlası.
"Biyoçip yapımında" dünya lideri bir Amerikan şirketidir Affymetrix Inc.. – Yarı iletken mikro devreler elde etmek için kullanılan fotolitografik teknolojilere dayalı, yüksek yoğunluklu moleküler problara sahip biyoçipler üretir. Böyle bir çipte, 2 cm2'den daha küçük bir alanda, birkaç mikron boyutunda milyonlarca nokta lekesi olabilir. Bu tür her bir nokta, mikroçipin yüzeyine kovalent olarak bağlı birkaç milyonlarca özdeş oligonükleotit içerir.Biyoanalitik tanı yöntemlerinin geliştirilmesi sürekli iyileştirme gerektirir duyarlılık– küçük miktarlarda tespit edilebilir bir madde tespit edildiğinde güvenilir bir sinyal verme yeteneği. Biyosensörlerözellikle hastalıkların teşhisinde önemli olan karmaşık kompozisyon örneklerinde çeşitli hastalık belirteçlerinin içeriğinin spesifik analizine izin veren yeni nesil cihazlardır.
ICBFM SB RAS, Novosibirsk Yarı İletken Fiziği Enstitüsü ile işbirliği içinde SB RAS, aşağıdakilere dayalı mikrobiyosensörler geliştirir: Alan Etkili Transistörler, en hassas analitik cihazlar arasında yer almaktadır. Böyle bir biyosensör, biyomoleküllerin etkileşimini gerçek zamanlı olarak izlemeyi mümkün kılar. Kurucu kısmı, moleküler bir sonda rolünü oynayan bu tür etkileşimli moleküllerden biridir. Prob, varlığı hastanın sağlığının spesifik özelliklerini yargılamak için kullanılabilen, analiz edilen solüsyondan moleküler bir hedef yakalar.
"Tamamlayıcı Tıp
İnsan genomlarının ve çeşitli enfeksiyonların patojenlerinin deşifre edilmesi, hastalıkların kök nedenini - patolojik süreçlerin gelişiminden sorumlu genetik programları - hedefleyerek hastalıkların tedavisine yönelik radikal yaklaşımların geliştirilmesinin yolunu açmıştır. Nükleik asitlerin dahil olduğu hastalığın başlangıç mekanizmasının derinlemesine anlaşılması, kaybolan fonksiyonun yerine geçen veya ortaya çıkan patolojiyi bloke eden terapötik nükleik asitlerin tasarlanmasını mümkün kılar.
Böyle bir etki, nükleik asit parçaları kullanılarak gerçekleştirilebilir - sentetik oligonükleotidler ilkeye göre hedef genlerin bileşimindeki belirli nükleotid dizileriyle seçici olarak etkileşime girebilen tamamlayıcılık. Oligonükleotitleri hedef genler için kullanma fikri ilk olarak Rusya Bilimler Akademisi Sibirya Şubesi, Novosibirsk Biyoorganik Kimya Enstitüsü'nün (şimdi Kimya Enstitüsü) Doğal Polimerler Laboratuvarı'nda (daha sonra Biyokimya Bölümü) ortaya atıldı. Biyoloji ve Temel Tıp, Rusya Bilimler Akademisi Sibirya Şubesi). İlk hazırlıklar Novosibirsk'te yapıldı gene yönelik eylem viral ve bazı hücresel RNA'nın seçici inaktivasyonu için.
Benzer gen hedefli terapötik ilaçlar şu anda aktif olarak nükleik asitlere, bunların analoglarına ve konjugatlarına (antisens oligonükleotitler, enterferans yapan RNA, aptamerler, genomik düzenleme sistemleri) dayalı olarak geliştirilmektedir. Son araştırmalar göstermiştir ki, antisens oligonükleotitlerçeşitli genetik yapılar üzerinde etkili olan ve genlerin geçici olarak "kapatılmasına" veya genetik programlarda bir değişikliğe yol açan süreçleri tetikleyen çok çeşitli biyolojik olarak aktif maddeler elde etmek mümkündür - görünüm mutasyonlar. Bu tür bileşiklerin yardımıyla, belirli fonksiyonların işleyişini bastırmanın mümkün olduğu kanıtlanmıştır. haberci RNA protein sentezini etkileyerek canlı hücreler ve hücreleri viral enfeksiyondan korur.
Günümüzde mRNA ve viral RNA'nın fonksiyonlarını baskılayan antisens oligonükleotidler ve RNA sadece biyolojik araştırmalarda kullanılmamaktadır. Oligonükleotitlerin yapay analoglarına dayanan bir dizi antiviral ve anti-inflamatuar ilaç test ediliyor ve bazıları klinik uygulamaya şimdiden dahil edilmeye başlandı.
Rusya Bilimler Akademisi Sibirya Şubesi Biyomedikal Kimya Enstitüsü'nün bu yönde çalışan Biyomedikal Kimya Laboratuvarı, Rusya Federasyonu Hükümeti'nin bilimsel mega hibesi sayesinde 2013 yılında kurulmuştur. Yale Üniversitesi'nden Nobel ödüllü Profesör S. Altman tarafından düzenlendi. Laboratuar, RNA hedefli antibakteriyel ve antiviral ilaçların geliştirildiği, umut verici yeni yapay oligonükleotitlerin fizikokimyasal ve biyolojik özellikleri üzerine araştırmalar yürütmektedir.
S. Altman liderliğindeki proje çerçevesinde, çeşitli yapay oligonükleotit analoglarının patojenik mikroorganizmalar üzerindeki etkisinin geniş ölçekli sistematik bir çalışması gerçekleştirildi: Pseudomonas aeruginosa, Salmonella, Staphylococcus aureus ve influenza virüsü. Bu patojenleri en etkili şekilde baskılayabilen hedef genler tanımlanmıştır; antibakteriyel ve antiviral aktivite sergileyenler dahil en aktif oligonükleotit analoglarının teknolojik ve terapötik özellikleri değerlendirilmektedir.
ICBFM'de SB RAS dünyada ilk kez sentezlendi fosforilguanidin oligonükleotid türevleri. Bu yeni bileşikler elektriksel olarak nötrdür, biyolojik ortamda stabildir ve çok çeşitli koşullar altında RNA ve DNA hedeflerine güçlü bir şekilde bağlanır. Eşsiz özellikleri nedeniyle, terapötik ajanlar olarak kullanım için umut vericidirler ve ayrıca biyoçip teknolojilerine dayalı teşhis araçlarının verimliliğini artırmak için kullanılabilirler.
Ticari firmalar arasında, terapötik nükleik asitlerin yaratılmasında lider, Amerikan şirketidir. İyonis İlaç A.Ş.. (AMERİKA BİRLEŞİK DEVLETLERİ). Uzun yıllar süren klinik araştırmalardan sonra, antisens ilaçlar tıbbi uygulamaya girmiştir: Kynamro– “kötü” kolesterol seviyesini düşürmek, Alicaforsen- ülseratif kolit tedavisi için ve Spinraza Duchenne distrofisi tedavisi için. Hazırlıklar İyonlar bir dizi başka hastalığa karşı klinik deneyler yapılıyor. Terapötik enterferans yapan RNA'ların geliştirilmesinde lider - şirket Alnylam İlaç- ayrıca, şu anda etkili bir tedavi yöntemi olmayan ciddi hastalıkların (kalıtsal amiloidoz, şiddetli hiperkolesterolemi formları, hemofili gibi) tedavisi için bir dizi ilacın klinik denemelerini yürütür.Haberci RNA'lar üzerindeki "Antisense" etkileri, basit bloklama ile sınırlı değildir ekleme(RNA'nın "olgunlaşma" süreci) veya protein sentezi. Daha etkili olanı, terapötik oligonükleotidin hedefe bağlanmasıyla tetiklenen mRNA'nın enzimatik kesilmesidir. Bu durumda, bölünme indükleyici oligonükleotit daha sonra başka bir RNA molekülüne bağlanabilir ve etkisini tekrarlayabilir. ICBPM SB RAS, RNase P enzimi için substrat görevi görebilen mRNA ile bağlanma üzerine kompleksler oluşturan oligonükleotitlerin etkisini inceledi.Bu enzimin kendisi katalitik özelliklere sahip bir RNA'dır ( ribozim).
Sadece antisens nükleotidler değil, aynı zamanda mekanizmaya göre hareket eden çift sarmallı RNA'lar da RNA enterferansı. Bu fenomenin özü, hücreye girdikten sonra uzun dsRNA'ların kısa parçalara kesilmesidir (sözde küçük enterferans yapan RNA'lar, siRNA) haberci RNA'nın belirli bir bölgesine tamamlayıcı. Bu tür mRNA'ya bağlanarak siPNA'lar, hedef molekülü yok eden enzimatik bir mekanizmanın hareketini tetikler.
Bu mekanizmanın kullanımı, viral genler de dahil olmak üzere hemen hemen her genin ekspresyonunu bastırmak için geniş bir yelpazede oldukça etkili toksik olmayan ilaçlar yaratmak için yeni fırsatlar açar. ICBPM SB RAS'ta küçük enterferans yapan RNA'lara dayanan umut verici antikanser ilaçları tasarlanmıştır ve bunlar hayvan deneylerinde iyi sonuçlar vermiştir. İlginç bulgulardan biri, orijinal yapının üretimini uyaran çift sarmallı RNA'dır. interferon Bu, tümör metastazı sürecini etkili bir şekilde bastırır. İlacın hücrelere iyi nüfuz etmesi taşıyıcılar tarafından sağlanır - yeni katyonik lipozomlar(lipid veziküller), Moskova Devlet Güzel Kimya Teknolojileri Üniversitesi'nden M. V. Lomonosov'un adını taşıyan uzmanlarla ortaklaşa geliştirildi.
Nükleik asitler için yeni roller
Nükleik asitleri - DNA ve RNA'yı sınırsız miktarda çoğaltmayı mümkün kılan polimeraz zincir reaksiyonu yönteminin geliştirilmesi ve nükleik asitlerin moleküler seçimi için teknolojilerin ortaya çıkması, istenen özelliklere sahip yapay RNA ve DNA'nın oluşturulmasını mümkün kılmıştır. Belirli maddeleri seçici olarak bağlayan nükleik asit moleküllerine denir. aptamerler. Onlara dayanarak, herhangi bir proteinin işlevlerini bloke eden ilaçlar elde edilebilir: enzimler, reseptörler veya gen aktivitesinin düzenleyicileri. Şu anda, tıpta ve teknolojide yaygın olarak kullanılan binlerce çeşitli aptamer elde edilmiştir.
Bu alanda dünya liderlerinden biri bir Amerikan şirketidir. Soma Mantık A.Ş.. - sözde yaratır Somers belirli hedefler için afinite düzeyine göre kimyasal olarak modifiye edilmiş nükleik asitlerin kitaplıklarından seçici olarak seçilir. Azotlu bazdaki modifikasyonlar, bu tür aptamerlere, komplekslerinin hedeflerle yüksek stabilitesini sağlayan ek "protein benzeri" işlevsellik verir. Ek olarak, bu, geleneksel aptamerlerin seçilmesinin mümkün olmadığı bileşikler için başarılı bir Somer seçimi olasılığını arttırır.
Mikroçip teknolojisinin geliştirilmesine bir örnek, bir Amerikan şirketi olarak hizmet edebilir LCSciences ve Almanca Febit GmbH. Biyoçip üretim reaktörü LCSciences oligonükleotit sentezi için standart reaktiflerin kullanılması, aynı anda 4-8 bin farklı oligonükleotidi sentezlemenize olanak tanır. mikroçip reaktör firması Febit GmbH her biri aynı anda 15 bine kadar farklı oligonükleotidi sentezleyen 8 bağımsız parçadan oluşur. Gelecekteki genlerin yapı taşları olan yarım milyona kadar oligonükleotit bu şekilde her gün elde edilebilir.
Klinik olarak anlamlı hedeflere afinitesi olan aptamerler arasında, şu anda klinik denemelerin üçüncü, kilit aşamasına ulaşan terapötik ilaçlar için adaylar bulunmaktadır. Onlardan biri- Macugen– klinik uygulamada retina hastalıklarının tedavisi için halihazırda kullanılmaktadır; retinanın yaşa bağlı makula dejenerasyonunun tedavisi için ilaç Fovista testi başarıyla tamamlar. Ve boru hattında bu tür birçok ilaç var.
Ancak aptamerlerin tek amacı terapi değildir: aptamerler oluştururken tanıma molekülleri olarak biyoanalistlerin büyük ilgisini çekerler. aptamer biyosensörleri.
ICBFM'de, Rusya Bilimler Akademisi Sibirya Şubesi Biyofizik Enstitüsü (Krasnoyarsk) ile birlikte değiştirilebilir yapıya sahip biyolüminesan aptasensörler geliştirilmektedir. Sensörün Ca2+ ile aktive olan fotoproteine raportör bloğu rolünü oynayan aptamerler elde edilmiştir. obelin, uygun bir biyolüminesan etikettir. Bu sensör, numunede tespit edilmesi gereken yalnızca belirli proteinlerin moleküllerini "yakalayabilir". Şu anda, diyabet belirteçleri olarak hizmet eden modifiye kan proteinleri için değiştirilebilir biyosensörler bu şemaya göre inşa edilmektedir.
Messenger (haberci) RNA'nın kendisi, terapötik nükleik asitler arasında yeni bir nesnedir. Şirket Moderna Terapötikler(ABD) şu anda mRNA'nın büyük ölçekli klinik araştırmalarını yürütüyor. Bir hücreye girerken, mRNA'lar hücrede kendisininmiş gibi hareket eder. Sonuç olarak hücre, hastalığın gelişimini önleyebilecek veya durdurabilecek proteinler üretebilir. Bu potansiyel terapötik ilaçların çoğu, bulaşıcı (grip virüsü, Zika virüsü, sitomegalovirüs vb.) ve onkolojik hastalıklara yöneliktir.
İlaç olarak protein
Son yıllarda sentetik biyolojideki muazzam ilerlemeler, klinikte zaten yaygın olarak kullanılan terapötik proteinlerin üretimi için teknolojilerin geliştirilmesine de yansımıştır. Her şeyden önce, bu, bir dizi onkolojik hastalık için etkili tedavinin mümkün olduğu yardımı ile antitümör antikorları için geçerlidir.
Şimdi giderek daha fazla yeni antitümör protein ilacı var. Bir örnek bir ilaçtır laktaptin, ana insan sütü proteinlerinden birinin bir parçası temelinde ICBFM SB RAS'ta oluşturulmuştur. Araştırmacılar, bu peptidin indüklediğini buldular. apoptoz standart bir tümör hücre kültürünün ("intihar") hücreleri - insan meme adenokarsinomu. Genetik mühendisliği yöntemlerinin kullanılmasıyla, en etkili olanı seçilen bir dizi laktaptinin yapısal analogu elde edildi.
Laboratuvar hayvanları üzerinde yapılan testler, ilacın güvenliğini ve bir dizi insan tümörüne karşı antitümör ve antimetastatik aktivitesini doğruladı. Madde ve dozaj formunda laktaptini elde etme teknolojisi zaten geliştirilmiş ve ilacın ilk deneysel partileri üretilmiştir.
Terapötik antikorlar, viral enfeksiyonları tedavi etmek için giderek daha fazla kullanılmaktadır. ICBFM SB RAS uzmanları, genetik mühendisliği yöntemleriyle kene kaynaklı ensefalit virüsüne karşı insanlaştırılmış bir antikor oluşturmayı başardı. İlaç, yüksek verimliliğini kanıtlayan tüm klinik öncesi denemeleri geçti. Yapay antikorun koruyucu özelliklerinin, donör serumundan elde edilen ticari bir antikor preparasyonundan yüz kat daha yüksek olduğu ortaya çıktı.
Kalıtım istilası
Son yıllardaki keşifler, yakın zamana kadar bilim kurgu gibi görünen gen terapisinin olanaklarını genişletti. teknoloji genomik düzenleme, CRISPR/Cas RNA-protein sisteminin kullanımına dayalı olarak, belirli DNA dizilerini tanıyabilir ve onlara kırılmalar verebilir. "Tamir" sırasında tazminat) bu tür bozuklukların, hastalıklardan sorumlu mutasyonları düzeltmek veya tedavi amaçlı yeni genetik elementler eklemek mümkündür.
Gen düzenleme, genomu değiştirerek genetik hastalık sorununa radikal bir çözüm olasılığını açar. tüp bebek. Bir insan embriyosunun genlerinde yönlendirilmiş değişikliklerin temel olasılığı deneysel olarak zaten kanıtlanmıştır ve çocukların kalıtsal hastalıklardan arınmış olarak doğmasını sağlayan bir teknolojinin yaratılması yakın geleceğin görevidir.
Gen düzenleme sadece genleri "düzeltmek" için değil, aynı zamanda geleneksel tedaviye uygun olmayan viral enfeksiyonlarla savaşmak için de kullanılabilir. Modern antiviral ilaçların erişilemediği vücudun hücresel yapılarına genomlarını entegre eden virüslerden bahsediyoruz. Bu tür virüsler arasında HIV-1, hepatit B virüsleri, papillomavirüsler, poliomavirüsler ve bir dizi başka virüs bulunur. Genomik düzenleme sistemleri, hücre içindeki viral DNA'yı zararsız parçalara bölerek veya hücreye inaktive edici mutasyonlar sokarak etkisiz hale getirebilir.
Açıktır ki, CRISPR/Cas sisteminin insan mutasyonlarını düzeltmenin bir yolu olarak kullanılması, ancak yüksek düzeyde özgüllük sağlamak ve çok çeşitli testler yapmak için geliştirilmesinden sonra mümkün olacaktır. Ek olarak, tehlikeli viral enfeksiyonlarla başarılı bir şekilde mücadele etmek için, terapötik ajanların hedef hücrelere etkili bir şekilde verilmesi sorununu çözmek gerekir.
Önce bir kök hücre vardı
Tıpta en hızlı büyüyen alanlardan biri, hücre tedavisi. Önde gelen ülkeler, otoimmün, alerjik, onkolojik ve kronik viral hastalıkların tedavisi için geliştirilmiş hücresel teknolojilerin klinik denemelerinden geçmektedir.
Rusya'da, terapötik ajanların yaratılmasına yönelik öncü çalışmalar, kök hücreler ve hücre aşıları Temel ve Klinik İmmünoloji Enstitüsü SB RAS'ta (Novosibirsk) gerçekleştirilmiştir. Araştırma sonucunda, klinikte deneysel olarak kullanılmaya başlanan onkolojik hastalıklar, hepatit B ve otoimmün hastalıkların tedavisine yönelik yöntemler geliştirilmiştir.
Farmakolojik preparatları test etmek için kalıtsal ve onkolojik hastalıkları olan hastaların hücre kültürü bankaları oluşturma projeleri bugün son derece alakalı hale geldi. Novosibirsk Bilim Merkezi'nde, böyle bir proje, prof. liderliğindeki kurumlar arası bir ekip tarafından halihazırda uygulanmaktadır. S.M. Zakiyana. Novosibirsk uzmanları, kültürlenmiş insan hücrelerine mutasyonlar sokmak için teknolojiler geliştirerek, amyotrofik lateral skleroz, Alzheimer hastalığı, spinal müsküler atrofi, uzun QT sendromu ve hipertrofik kardiyomiyopati gibi hastalıkların hücre modellerini ortaya çıkardı.
Geleneksel somatik hücrelerden elde etmek için yöntemlerin geliştirilmesi pluripotent kök, yetişkin bir organizmanın herhangi bir hücresine dönüşebilen, vücudun etkilenen yapılarını restore etmeyi mümkün kılan hücresel mühendisliğin ortaya çıkmasına neden oldu. Biyobozunur polimerlere dayalı hücre ve doku mühendisliği için üç boyutlu yapılar elde etmek için şaşırtıcı derecede hızlı gelişen teknolojiler: vasküler protezler, kıkırdak büyütmek ve yapay organlar oluşturmak için üç boyutlu matrisler.
Böylece, ICBFM SB RAS ve Ulusal Tıbbi Araştırma Merkezi uzmanları. E. N. Meshalkina (Novosibirsk), yöntemi kullanarak kan damarları ve kalp kapakçıklarının protezlerini oluşturmak için bir teknoloji geliştirdi. elektro eğirme. Bu teknolojiyi kullanarak, bir polimer çözeltisinden onlarca nanometreden birkaç mikrona kadar kalınlıkta lifler elde etmek mümkündür. Bir dizi deney sonucunda, şu anda başarılı bir şekilde klinik öncesi denemelerden geçen olağanüstü fiziksel özelliklere sahip ürünleri seçmek mümkün oldu. Yüksek biyo- ve hemouyumluluk nedeniyle, bu tür protezler sonunda vücudun kendi dokuları ile değiştirilir.
Bir nesne ve terapi konusu olarak mikrobiyom
Bugüne kadar, insanları enfekte eden birçok mikroorganizmanın genomları iyi çalışılmış ve deşifre edilmiştir. Sürekli olarak insanlarla ilişkilendirilen karmaşık mikrobiyolojik topluluklar üzerinde de araştırmalar sürüyor - mikrobiyomlar.
Yerli bilim adamları da bu araştırma alanına önemli katkılarda bulundular. Böylece, SRC VB "Vector" (Koltsovo, Novosibirsk bölgesi) uzmanları, dünyada ilk kez Marburg ve çiçek hastalığı virüslerinin genomlarını ve ICBFM SB RAS'ın bilim adamlarını - kene kaynaklı ensefalitin genomlarını deşifre etti. Rusya Federasyonu topraklarında yaygın olan, kene kaynaklı borreliosisin etken maddeleri olan virüs. İnsanlar için tehlikeli olan çeşitli kene türleri ile ilişkili mikrobiyal topluluklar da incelenmiştir.
Gelişmiş ülkelerde, başta sindirim sistemi olmak üzere insan vücudunun mikrobiyomunu düzenlemek için araçlar yaratmaya yönelik çalışmalar bugün aktif olarak yürütülmektedir. Anlaşıldığı üzere, sağlık durumu büyük ölçüde bağırsak mikrobiyomunun bileşimine bağlıdır. Mikrobiyomu etkilemek için yöntemler zaten mevcuttur: örneğin, mikrobiyomu yeni terapötik bakterilerle zenginleştirmek, probiyotikler yararlı bakterilerin üremesini ve ayrıca "zararlı" mikroorganizmaları seçici olarak öldüren bakteriyofajların (bakteri virüsleri) alımını destekleyenler.
Son zamanlarda, ilaca dirençli bakterilerin yayılması sorunuyla bağlantılı olarak dünya çapında bakteriyofajlara dayalı terapötik ajanların oluşturulmasına yönelik çalışmalar yoğunlaşmıştır. Rusya, tıpta bakteriyofaj kullanımına izin verilen birkaç ülkeden biridir. Rusya Federasyonu'nda, Sovyet döneminde geliştirilen müstahzarların endüstriyel bir üretimi var ve daha etkili bakteriyofajlar elde etmek için bunları geliştirmek gerekiyor ve bu sorun sentetik biyoloji yöntemleriyle çözülebilir.
ICBFM SB RAS dahil olmak üzere Rusya Federasyonu'nun bir dizi araştırma kuruluşunda çözülmektedir. Enstitü, Rusya Federasyonu'nda ticari olarak üretilen faj preparatlarını karakterize etti, bir dizi bakteriyofajın genomlarını deşifre etti ve tıpta kullanım için umut vaat eden benzersiz virüsleri içeren bir koleksiyon oluşturdu. Enstitünün kliniği, ilaca dirençli mikroorganizmaların neden olduğu bakteriyel enfeksiyonlardan muzdarip hastalara kişiselleştirilmiş bakım sağlamak için mekanizmalar geliştiriyor. İkincisi, diyabetik ayağın tedavisinde ve ayrıca basınç ülserleri veya ameliyat sonrası komplikasyonların bir sonucu olarak ortaya çıkar. İnsan mikrobiyomunun bileşiminin ihlallerini düzeltmeye yönelik yöntemler de geliştirilmektedir.
Belirli hücreler üzerinde oldukça seçici bir etkiye sahip akıllı sistemler elde etmek için teknolojilerin yaratılmasıyla bağlantılı olarak, virüslerin kullanımı için tamamen yeni olanaklar açılıyor. Hakkında konuşuyoruz onkolitik virüsler sadece tümör hücrelerine saldırabilir. Deneysel modda, bu virüslerin birçoğu Çin ve Amerika Birleşik Devletleri'nde halihazırda kullanılmaktadır. Bu alandaki çalışmalar, Moskova ve Novosibirsk araştırma kuruluşlarından uzmanların katılımıyla Rusya'da da yürütülmektedir: IMB RAS, SSC VB "Vektör", Novosibirsk Devlet Üniversitesi ve ICBFM SB RAS.
Sentetik biyolojinin hızlı gelişimi, önümüzdeki yıllarda önemli keşifler ve insanlığı birçok sorundan kurtaracak ve sadece kalıtsal ve “edinilmiş” hastalıkları tedavi etmekle kalmayıp sağlığı gerçekten yönetmenize izin verecek yeni biyomedikal teknolojilerin ortaya çıkmasını beklemek için neden veriyor.
Bu alandaki araştırma alanı son derece geniştir. Halihazırda mevcut araçlar sadece oyuncaklar değil, aynı zamanda bir kişiye sağlığı kontrol etmek ve sürdürmek için gerekli bilgileri günlük olarak sağlayan gerçekten kullanışlı cihazlardır. Hızlı derinlemesine inceleme için yeni teknolojiler, bir hastalığın gelişimini tahmin etmeyi veya zamanında tespit etmeyi mümkün kılar ve "akıllı" bilgi biyopolimerlerine dayanan kişiselleştirilmiş ilaçlar, çok yakın gelecekte bulaşıcı ve genetik hastalıklarla mücadele sorunlarını kökten çözecektir.
Edebiyat
Bryzgunova O.E., Laktionov P.P. İdrarın hücre dışı nükleik asitleri: kaynaklar, bileşim, teşhiste kullanım // Acta Naturae. 2015. V. 7. Sayı 3(26). s. 54-60.
Vlasov VV, iki soyadı daha vb. Sağlığa tamamlayıcı. Antisens teknolojilerinin dünü, bugünü ve geleceği // ilk elden BİLİM. 2014. V. 55. No. 1. S. 38-49.
Vlasov V. V., Vorobyov P. E., Pyshny D. V. ve diğerleri Faj tedavisi hakkındaki gerçek veya doktor ve hastaya bir not // BİLİM Birinci El. 2016. V. 70. Sayı 4. S. 58-65.
Vlasov V.V., Zakian S.M., Medvedev S.P. "Genom editörleri". “Çinko parmaklardan” CRISPR'ye // SCIENCE First Hand. 2014. V. 56. No. 2. S. 44-53.
Lifshitz G. I., Slepukhina A. A., Subbotovskaya A. I. ve diğerleri Hemostaz parametrelerinin ölçümü: enstrüman tabanı ve geliştirme beklentileri // Medical Technique. 2016. V. 298. Sayı 4. S. 48-52.
Richter V. A. Kanser için potansiyel bir tedavi kaynağı olarak kadın sütü // ilk elden BİLİM. 2013. V. 52. No. 4. S. 26-31.
Kupryushkin M.S., Pyshnyi D.V., Stetsenko D.A. Fosforil guanidinler: yeni bir nükleik Asit analogları türü // Acta Naturae. 2014. V. 6. Sayı 4(23). s. 116-118.
Nasedkina T. V., Guseva N. A., Gra O. A. et al. Hematolojik onkolojide tanısal mikrodiziler: yüksek ve düşük yoğunluklu dizilerin uygulamaları // Mol Diagn Ther. 2009. V. 13. N. 2. S. 91-102.
Ponomaryova A. A., Morozkin E. S., Rykova E. Y.et al. Akciğer kanserinin antitümör tedavisine yanıt olarak dolaşımdaki miRNA seviyelerinde dinamik değişiklikler // Deneysel Akciğer Araştırması. 2016. V. 42 N. 2. S. 95-102.
Vorobyeva M., Vorobjev P. ve Venyaminova A. Çok Değerlikli Aptamerler: Teşhis ve Tedavi Uygulamaları için Çok Yönlü Araçlar // Moleküller. 2016. V. 21 N. 12. S. 1612-1633.
“Biz kimiz? Nereliyiz? Nereye gidiyoruz?” diyen bilim adamları çeşitli hipotezler ileri sürdüler. Her şeyden önce, bilim adamları, Dünya gezegeninin ve insanlığın ortaya çıkışı da dahil olmak üzere Evrenin ortaya çıkış süreciyle ilgileniyorlar. Ancak evrenin kökeninin gizemi şu ana kadar çözülebilmiş değil. Tüm mevcut...(İnsan ve toplum)
insanlığın geleceği
Değişen Dünyada RusyaÜçüncü bin yılın başlangıcı, Batı Avrupa kültürünün ideolojik temellerinde derin bir krizle karakterizedir. İnsanlığın karşı karşıya olduğu çevresel, demografik ve diğer küresel sorunlar, Batı medeniyetinin gücünü tükettiği gerçeğini doğrulamaktadır.(Felsefe)
Küreselleşme olgusu ve insanlığın geleceği
Sosyal bilimlerde ve beşeri bilimlerde, modern toplumun küreselleşme çağında yaşadığı fikri sağlam bir şekilde yerleşmiştir. Bir bütün olarak insanlığın gelişiminin talepleri tarafından koşullandırılan nesnel bir süreç olarak küreselleşme ile farklılıklar tarafından yönlendirilen öznelerin, aktörlerin eylemleri arasında ayrım yapmak gerekir.(Felsefenin Temelleri)
İNSANLIĞIN GELECEĞİ
Modern toplumun yaşamında bilim ve teknolojinin rolü fazla tahmin edilemez. Bilimsel ve teknolojik devrim, öncelikli olarak sonuçlarından yararlanan (esas olarak gelişmiş ülkelerde) halkların refahını önemli ölçüde artırdı. Bu ülkelerde bebek ölümleri önemli ölçüde azaldı ve aynı zamanda ...(Felsefe)
Biyoteknoloji.
Biyoteknolojiler şunları içerir: biyogaz teknolojileri; etanol, bütanol, izo-bütanol üretimi; biyodizel yakıtların, yağ asitlerinin, bitkisel hidrokarbonların üretimi; biyohidrojen üretimi, termal enerji elde edilmesi. Biyogaz teknolojileri. Biyogaz, metan gazının bir ürünü olan metan ve karbondioksit karışımıdır...(Modern ve gelecekteki tarımsal üretimde biyoenerji. Gıda güvenliği)
tıbbi biyoteknoloji
Tıbbi biyoteknolojiler tanısal ve terapötik olarak ikiye ayrılır. Teşhis tıbbi biyoteknolojileri sırayla, kimyasal (tanı maddelerinin ve metabolizmalarının parametrelerinin belirlenmesi) ve fiziksel (vücudun fiziksel süreçlerinin özelliklerinin belirlenmesi) olarak ayrılırlar. Kimyasal...Tarım ve çevre biyoteknolojileri
XX yüzyılda. "yeşil bir devrim" oldu - mineral gübreler, böcek ilaçları ve böcek öldürücülerin kullanılmasıyla mahsul verimliliğinde keskin bir artış sağlandı. Ancak şimdi olumsuz sonuçları da açıktır, örneğin yiyeceklerin nitratlar ve böcek ilaçları ile doygunluğu. Ana...(Modern doğa bilimi kavramları)