Центр геномных исследований

По указу Президента Российской Федерации от 28 ноября 2018 г. № 680 «О развитии генетических технологий в Российской Федерации» и постановления Правительства РФ от 22 апреля 2019 г. № 479 «Об утверждении Федеральной научно-технической программы развития генетических технологий на 2019 - 2027 годы» создан Центр геномных исследований мирового уровня по обеспечению биологической безопасности и технологической независимости (ЦГИМУ).

Центр представляет собой консорциум трех институтов Роспотребнадзора:

1. ФБУН «Государственный научный центр прикладной микробиологии и биотехнологии»;
2. ФБУН «Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор»;
3. ФБУН «Центральный научно-исследовательский институт Эпидемиологии».

Совместная деятельность участников консорциума нацелена на решение задач в рамках направления «Биологическая безопасность и обеспечение технологической независимости» федеральной научно-технической программы развития генетических технологий на 2019 - 2027 годы.

Целью работы является разработка и внедрение в практику генетических технологий в области диагностики, профилактики и лечения опасных инфекционных заболеваний с целью обеспечения биологической безопасности Российской Федерации.

Основными задачами ЦНИИ Эпидемиологии в рамках ЦГИМУ являются:

1. Разработка и внедрение генетических технологий для создания кандидатов в генотерапевтические препараты нового поколения.
2. Разработка и внедрение генетических технологий для создания прототипов диагностических наборов нового поколения.
3. Создание отечественной платформы по производству компонентов системы CRISPR/Cas.

В состав ЦГИМУ ФБУН ЦНИИ Эпидемиологии Роспотребнадзора на функциональной основе входят лаборатория экспериментальной фармакологии (ЛЭФ), лаборатория геномного редактирования (ЛГР), лаборатория молекулярных механизмов антибиотикорезистентности (ЛММА), научная группа генной инженерии и биотехнологии (НГ ГИиБТ), группа повышения квалификации и др.

ЛЭФ занимается разработкой и изучением моделей гуманизированных мышей для изучения социально-значимых инфекций, а также разработкой систем доставки готовых комплексов системы CRISPR/Cas, предназначенных для терапевтических целей, в клетки-мишени (гемопоэтические стволовые и Т-клетки человека) и впоследствии будет проводить исследования эффективности кандидатов - генотерапевтических препаратов нового поколения на основе готовых комплексов системы CRISPR/Cas, произведенных в ЛГР.

Сотрудники ЛММА занимаются разработкой протоколов оценки и тестированием неспецифической активности комплексов системы CRISPR/Cas.

ЛГР выполняет работы, связанные с разработкой протоколов создания готовых рибонуклеопротеиновых комплексов системы CRISPR/Cas, предназначенных для диагностических и терапевтических целей, оценкой их эффективности комплексов системы. Кроме того, в ЛГР совместно с ЛЭФ ведутся работы по созданию панелей для экспрессии белков CRISPR/Cas и разработке прототипов диагностических систем на основе комплексов CRISPR/Cas для определения нуклеиновых кислот (ДНК/РНК) возбудителей инфекционных заболеваний человека.

НГ ГИиБТ проводит работы, связанные с секвенированием генно-инженерных конструкций, получаемых в ЛГР в рамках реализации Программы ЦГИМУ.

Группа повышения квалификации регулярно проводит повышение квалификации специалистов здравоохранения в области молекулярной диагностики инфекционных болезней в рамках образовательной программы, созданной при участии сотрудников ЦГИМУ. Кроме того, в рамках этой образовательной программы проходит обучение молодых исследователей, работающих в Институте и других научных организациях.

Группа международного сотрудничества и проектного управления проводят работы по оформлению соглашений о научном сотрудничестве с научно-исследовательскими организациями РФ, а также с зарубежными научно-исследовательскими организациями.

К настоящему моменту благодаря деятельности ЦГИМУ в Институте создан научно-технический задел для реализации широкого спектра фундаментальных и прикладных исследований, направленных на создание современных терапевтических препаратов и ультра-точных диагностических наборов нового поколения с применением технологий геномного редактирования.

В рамках реализации программы ЦГИМУ:

• разработаны и применены на практике перспективные системы CRISPR/Cas для лечения ВИЧ-инфекции, а также разработан и оптимизирован протокол получения Т-клеток человека, предназначенных для использования в составе терапевтических препаратов для лечения ВИЧ-инфекции;
• получены новые CRISPR/Cas белки, пригодные для создания отечественных терапевтических и диагностических препаратов, разработан и оптимизирован протокол лиофилизации белков CRISPR/Cas, позволяющий получать активные препараты, пригодные для транспортировки и хранения при комнатной температуре;
• разработан подход по выявлению единичных копий нуклеиновых кислот возбудителей инфекционных заболеваний. Показано, что разработанные комплексы CRISPR/Cas способны обнаруживать единичные копии ДНК и РНК ВИЧ-1, РНК SARS-CoV-2, генов антибиотикоустойчивости синегнойной палочки.

К настоящему времени получено 9 патентов РФ, 6 изобретений опубликованы по международной системе РСТ (ВОИС), а также поданы 3 заявки на патент РФ. Патент № 2743861, описывающий выявление гена антибиотикоустойчивости синегнойной палочки, вошел в пятерку лучших медицинских изобретений по итогам первого квартала 2021 г. по данным Роспатента. Патент РФ № 2764020 (выявление РНК вируса SARS-CoV-2) в январе 2022 г. объявлен патентом недели.

Сотрудниками Центра выпущена книга «Генетические технологии» на русском и английском языках, которая освещает широкий спектр вопросов в области генетических технологий, касающихся направленного редактирования генома, и охватывает последние научные сведения о применении программируемых нуклеаз в различных областях, связанных с модификацией генома. Кроме того, опубликовано 14 научных статей в области генетических технологий в научных журналах, индексируемых в международных базах данных.

Ведущими сотрудниками Центра разработаны онлайн-экскурсия (3D-тур) и виртуальный симулятор для школьников старших классов в рамках знакомства с молекулярно-генетическими технологиями (проведена экскурсия для 60 школьников), а также подготовлена иллюстрированная брошюра для популяризации науки среди школьников старших классов и студентов. В 2020 г. внедрена и зарегистрирована образовательная программа «Молекулярно-генетические технологии в диагностике и обеспечении биобезопасности». По программе обучено 260 специалистов здравоохранения и 99 молодых исследователей в возрасте до 39 лет. Все реализованные мероприятия позволят подготовить высококвалифицированных сотрудников, способных решать задачи, поставленные в рамках ФНТП развития генетических технологий на 2019 - 2027 годы.