30 сентября, среда

Вы здесь

Как биотехнологии улучшают качество жизни и здоровья человека?


По прогнозам специалистов, не менее 20 процентов от объема товаров в XXI веке будет за биотехнологиями. Темпы роста по отдельным сегментам рынка колеблются от 5–7 до 30 процентов ежегодно. Уже к концу 2020 года объем мирового рынка биотехнологий вырастет до 600 млрд долларов США.

Продукция, получаемая с помощью промышленных биотехнологий, имеет выход практически во все отрасли. В энергетике это разные виды биотоплива. В медицине-сырье для фармацевтической промышленности и биофармацевтические технологии, в сельском хозяйстве — средства защиты растений и животных, микробные удобрения, кормовые добавки, в пищевой промышленности — ферментные препараты, пищевые добавки с лечебно-профилактическими свойствами, углеродно-энергетические смеси, заменители сахара и т. д.

Продукты и услуги, полученные при помощи биотехнологий, постепенно замещают традиционные продукты. Предлагаются и принципиально новые продукты, которые не могут быть получены никакими другими способами. А в атлас новых профессий вошли такие, например, как урбанист-эколог, биофармаколог, системный биотехнолог, архитектор живых систем…


От фундаментальной науки — к практике

— Индустрия биотехнологий развивается очень стремительно. Ее темпы впечатляют, и это ставит перед белорусской наукой ответственные задачи, — подчеркивает заместитель председателя заместителя Президиума Национальной академии наук Беларуси Александр КИЛЬЧЕВСКИЙ. — Основные сферы применения биотехнологий — медицина и фармацевтика, сельское хозяйство и промышленность, энергетика и охрана окружающей среды. Биотехнологи делят свои направления по цветам: биофармацевтика — это красное направление (на нее приходится 60 процентов мирового рынка), промышленные биотехнологии — белый (сюда входит и биоэнергетика) — 35 процентов рынка. На агробиотехнологии (зеленое направление) и природоохранные (серый) приходится в совокупности еще пять процентов.

monateka.com

Александр Кильчевский уверяет: «Биотехнологическое направление в нашей стране работает на достойном уровне и успешно развивается благодаря поддержке государства. С зарубежными коллегами мы общаемся на равных. Дважды организовывали в Минске европейскую школу биотехнологий для молодых ученых, и гости из-за рубежа восхищались нашей мотивированной и хорошо подготовленной молодежью. В стране создан сильный научный потенциал. Исследования выполняются по ряду госпрограмм. Есть и союзная программа „ДНК-идентификация“, направленная на разработки в области медицины и криминалистики. Кроме Национальной академии наук, в биотехнологических исследованиях участвуют организации Минздрава, Минобразования, Минсельхозпрода и других ведомств.

Но биотехнологическая наука — не только фундаментальная, а еще и прикладная. Все институты биологического профиля создают инновационные структуры для того, чтобы научные достижения не пылились на полках, а внедрялись в практику: медицину, сельское хозяйство и охрану окружающей среды».

В НАН созданы несколько ценных коллекций. В частности, в Институте микробиологии сохраняется коллекция непатогенных микроорганизмов. В Институте генетики — Республиканский банк данных ДНК человека, животных, растений и микроорганизмов. В Институте леса есть коллекция штаммов грибов. Все они имеют статус национального достояния, а это означает их важность для страны и поддержку государства.

В 2019 году объем выпуска биотехнологической продукции в стране составил 878 млн рублей, а экспорт — 18 млн долларов.

Моющие средства с... пробиотиком

Институт микробиологии НАН Беларуси обладает целым рядом апробированных научно-технических разработок для сельского хозяйства, охраны окружающей среды, медицины, которые характеризуются высокой степенью новизны, эффективностью и готовы к промышленному внедрению.

— Если в 2011 году было произведено микробиологической продукции приблизительно на 400 миллионов рублей, то в прошлом году эта сумма составила уже 900 миллионов рублей, — сообщила журналистам генеральный директор Государственного научно-производственного объединения «Химический синтез и биотехнологии» — директор Института микробиологии НАН Беларуси Эмилия КОЛОМИЕЦ. — Нами были созданы микробные удобрения, средства защиты растений, факторы роста для повышения производительности культур, много препаратов для животноводства, заменяющих антибиотики в кормах, для промыслового рыбоводства — на выходе получается экологически чистая рыба с высокой производительностью. Особенно мы почувствовали востребованность микробиологии, когда в связи с пандемией закрылись границы: так, в первом полугодии на нашем производстве было выпущено на 150 тысяч долларов импортозамещающей продукции. Мы заполнили образовавшийся пробел.

hightech.com

У нас сегодня есть возможность создавать самые разные формы препаратов: сухие, концентраты, гранулированные, жидкие... Это позволяет нам сохранять конкурентоспособность. Сейчас мы работаем над очищающими и моющими средствами с пробиотическим компонентом. Есть аналоги за рубежом, но они очень дорогие, поэтому почти не доступны для нас. Такие препараты можно использовать в качестве моющих средств, например, в вагонах поездов, электричек, так как там, где есть кондиционеры, накапливается патогенная микрофлора. Они будут эффективны и в промышленности, и в быту. Это совместный проект с «Беласептикой». Мы включаем в средства микроорганизмы, способные не только подавлять патогены, но и продуцировать ферменты, чистящие поверхности. Во время эпидемии COVІD-19 нам предлагали их испытать, но пока мы не имеем такого права. В частности, для дезинфекции медицинских помещений они могут оказаться весьма эффективными.

Работают в Институте микробиологии и над созданием биогербицидов, которые станут альтернативой гербицидам и уменьшат нагрузку на окружающую среду.

Клеточные технологии

Директор Института биофизики и клеточной инженерии Национальной академии наук Андрей ГОНЧАРОВ рассказал о разработках в области клеточных технологий и применении стволовых клеток.

Использование клеточных технологий в медицине началось в 70-е годы ХХ века с пересадки костного мозга. А 90-е годы ознаменовались первыми работами по применению дендритных клеток в онкологии. Очень активно начал развиваться и такое направление, как использование мезенхимальных стволовых клеток для лечения самых разных заболеваний.

В Беларуси клеточные технологии в медицине начали активно развиваться в начале 90-х годов, это были в большей степени фундаментальные исследования, направленные на получение клеточного продукта, а в середине 2000-х начались первые клинические испытания. Сегодня ученые со всего мира делают ставку в терапии на биомедицинский клеточный продукт. Есть мнение, что именно за клеточной терапией — будущее.

Всего в человеческом организме насчитывается более 200 типов клеток со своей специализацией. Одни составляют нашу нервную систему, другие — кровеносную, третьи формируют костные ткани и так далее. Стволовые же клетки не имеют никакой «специализации», но они способны превращаться в любой тип клеток. И делают это на протяжении всей жизни человека в зависимости от нужд со стороны тех или иных органов. По сути, стволовые клетки-бесценные запасные части, без которых наш организм не смог бы обновляться, очень быстро старел бы и погибал. Чем старше человек, тем меньше у него запас стволовых клеток.

picabu.ru

— В настоящее время в Беларуси действуют около 50 инструкций, в которых изложены методы оказания медицинской помощи с использованием клеточных технологий, — проинформировал Андрей Гончаров. — Далеко не каждая страна может похвастаться таким большим количеством разработанных методов. В нашем институте сосредоточены как фундаментальные исследования, так и разработка биомедицинских клеточных продуктов, их производство, хранение и применение. Есть отделение клеточной терапии, где мы можем лечить пациентов в амбулаторных условиях.

Мезенхимальные стволовые клетки имеют ярко выраженные возобновляемые способности, поэтому более половины всех исследований в мире связаны с их использованием. Белорусские медики и ученые также придерживаются мировых трендов. Мезенхимальные стволовые клетки выделяют из различных источников, включая жировые ткани, костный мозг. Они используются с двумя целями: для восстановления утраченных функций (в том числе лечения трофических язв) и для иммуносупрессии. Такие стволовые клетки подавляют иммунитет, а это полезно для лечения аутоиммунных, аллергических и других заболеваний с чрезмерным воспалительным компонентом, например, для заболеваний суставов.

В стране используются также дендритные клетки. Их задача — обучать другие клетки иммунной системы бороться с неким возбудителем. Это может быть либо инфекционное заболевание, либо рак. Дендритные клетки преимущественно используются для лечения онкологических заболеваний. «Клеточные технологии — не панацея, но они позволяют увеличить продолжительность жизни и предотвратить рецидив болезни, — подчеркивает Андрей Гончаров. — Сейчас в Беларуси зарегистрировано восемь биомедицинских клеточных продуктов, из них четыре разработаны Институтом биофизики и клеточной инженерии».

Наш «портрет» по ДНК

Еще одно очень важное направление в развитии биотехнологий закрывают белорусские генетики. С успехами генетической науки связывают надежды на создание прорывных технологий в сельском хозяйстве, пищевой промышленности, победу над тяжелыми заболеваниями человечества и их упреждение. Достижения генетики применяются в спорте, судебно-медицинской практике, природоохранной деятельности, даже в торговле, поскольку межгосударственное перемещение товаров требует дополнительных мер контроля.

В Республиканском банке ДНК человека, животных, растений и микроорганизмов содержатся ценные образцы ДНК европейского зубра, ДНК рыб, лошадей, коллекция образцов ДНК недействительных трансформантов льна-долгунца, не имеющей аналогов в мире... В банке хранятся образцы ДНК пациентов со злокачественными и доброкачественными опухолями различных органов, с бронхиальной астмой, остеопорозом, тугоухостью и другими заболеваниями. Есть образцы ДНК коренных жителей Беларуси из шести этнографических регионов страны, ДНК спортсменов национальных команд, штаммы микроорганизмов, используемых в производстве ферментированных молочных продуктов, а также биоудобрений и биостимуляторов роста растений.

По сути, собранные коллекции представляют собой аналог библиотеки систематизированных генетических первоисточников (на каждый новый образец составляется паспорт), к которым ученые смогут обратиться в любой момент. Возможно, в будущем, когда молекулярная генетика сделает гигантский рывок вперед, все эти образцы станут уникальным материалом для исследователей...

По словам директора Института генетики и цитологии НАН Руслана ШЕЙКО, сегодня в Республиканском центре геномных биотехнологий оказываются услуги по генетическому тестированию предрасположенности к более чем 20 социально значимым заболеваниям: среди них сердечно-сосудистые заболевания, остеопороз, диабет второго типа, тромбофилия. В ближайшее время планируется расширить спектр услуг. Станет возможным определение индивидуальных генетических особенностей метаболизма витаминов, алкоголя, холестерина, старения кожи, состояния волос.

Уже сейчас разрабатываются технологии для целей криминалистики, позволяющие определять возраст и внешность неизвестного индивида по образцу его ДНК. Изучаются генетические механизмы индивидуальной чувствительности к лекарственным препаратам, которые будут использоваться при разработке ДНК-маркеров для клинической практики, причины долгожительства.

gipermed.info

В Институте генетики и цитологии разработана также программа определения психоэмоционального статуса человека: она включает аппаратные методы психофизиологического тестирования, которые в отличие от психологических тестов объективно оценивают состояние человека. Ученые надеются, что сравнение результатов психофизиологического тестирования с данными молекулярно-генетического анализа позволит выявить наиболее информативные гены, ассоциированные с психоэмоциональными особенностями человека, и разработать ДНК-технологию определения склонности к личностным расстройствам, асоциальному поведению, включая склонность к агрессии, суицидам, депрессии и так далее.

Психоэмоциональные качества и стрессоустойчивость важны для представителей многих профессий, а не только для спасателей или водолазов, тем более что причиной большинства техногенных катастроф становится человеческий фактор. В спорте тоже очень часто спортивный результат зависит от стрессоустойчивости атлета. А в некоторых видах спорта, наоборот, требуется агрессивность. Генетикам еще предстоит разобраться, какие психоэмоциональные качества и для какого спорта приоритетны.

Кстати, в прошлом году в институте была создана группа биоинформатики, что позволяет осуществлять разработку методов и алгоритмов анализа с большим массивом геномных данных.

Надежда НИКОЛАЕВА

Название в газете: Наша біятэхналагічная будучыня

Выбор редакции

Общество

Ветеран патрульно-постовой службы милиции рассказывает о службе в 90-е годы

Ветеран патрульно-постовой службы милиции рассказывает о службе в 90-е годы

Служба эта очень напряженная — нужно постоянно быть в курсе всего, что происходит на территории вверенного района, держать контакт с местными жителями.

Общество

Преступная «охота». Как защитить себя от «любителей чужого имущества»?

Преступная «охота». Как защитить себя от «любителей чужого имущества»?

Владение какими-то вещами означает и то, что на них могут посягнуть посторонние. Нет разницы, что это — мобильный телефон, сумочка или бензотример.