Вы здесь

Как в Беларуси развиваются биотехнологии?


Вы успели подзабыть пандемию ковида, когда не выходили из дома без маски и вздрагивали, если кто-то рядом чихнет? С большой долей вероятности это время всем нам предстоит пережить снова. Человечество ждет новая пандемия, предупредил директор Института биофизики и клеточной инженерии Национальной академии наук Беларуси Андрей Гончаров. На этот раз — пандемия гриппа H5N1. И готовиться к ней надо уже сейчас.​


О том, что третье тысячелетие будет эпохой пандемий, микробиологи и вирусологи говорят и пишут уже с его начала. И вот, новая пандемия, вполне вероятно, «на пороге». 

— Это достаточно серьезная проблема: предполагается, что в скором будущем мир получит пандемию, и скорее всего, это будет пандемия гриппа, — сказал Андрей Гончаров. — Когда ее ждать? На этот вопрос никто не ответит. Но в мире постоянно регистрируются вспышки вируса гриппа, в основном это вирус гриппа птиц, его самые разные формы. В США заболевание началось с Техаса, третий заболевший — в штате Мичиган, и это вирус H5N1. В Мексике недавно умер пациент с вирусом гриппа H5N2. Вирус гриппа характеризуется очень высокой способностью к мутациям, и если в одном организме соединяются два разных вируса гриппа, они могут обмениваться участками генома — происходит так называемая рекомбинация. Получившийся вирус может иметь самые непредсказуемые биологические свойства.

Говоря о вирусе, который сейчас циркулирует в США, ученый отметил: для вируса птичьего гриппа нетипично то, что он заражает крупный рогатый скот.

— Вирусы легко переходят межвидовой барьер, от КРС заболевает человек, кошки, грызуны... То есть первый шаг на пути преодоления межвидового барьера уже произошел. И если сейчас вирус получит способность легко распространяться и высокую патогенность, тогда это — потенциальный пандемический штамм. К этому нужно готовиться, — подчеркнул ученый. — Пандемия гриппа действительно будет, ее избежать невозможно, к этому нужно быть постоянно готовым. 

Важнейшей мерой ученый назвал вакцинирование от обычного сезонного гриппа. 

— По наблюдениям, сделанным во время пандемии гриппа 2009-2010 годов, практически никто из пациентов, привитых от сезонных вариантов гриппа, не умер от пандемического штамма, — подчеркнул директор Института биофизики и клеточной инженерии НАН. — Очевидно, что каждой стране необходимы свои разработки в этой области, и каждая страна должна быть готова к массовому выпуску средств для профилактики и лечения. В Беларуси выпуск препаратов против гриппа налажен на разных предприятиях, если мы запустим производство вакцин — будет очень здорово, — подвел итог Андрей Гончаров.

В нашей стране разрабатывается отечественная вакцина против сезонного гриппа, рассказал ученый. И уже готовы первые прототипы вакцины против гриппа H5N1. 

Заслон на пути болезней

Сегодня этот вирус распространяется в США достаточно активно, уже в 9 штатах заражаются самые разные животные, заболели три человека. 

— Если произойдет мутация этого вируса или его рекомбинация с другими вирусами, новая пандемия по степени влияния на экономику и жизнь людей будет более разрушительной, чем ковид-19. Поэтому институт занимается этой проблемой, и у нас уже есть первый прототип кандидатной вакцины против гриппа H5N1, — рассказал Андрей Гончаров. 

Кроме того, разрабатываются подходы к созданию вакцин на основе аденовирусных векторов, которые будут отличаться высокими иммуногенностью и скоростью разработки, рассказал он. 

— Это позволит быстро создавать вакцины против практически любых вирусных заболеваний, — резюмировал ученый.

Вирусология — важнейшее направление работы Института биофизики и клеточной инженерии Национальной академии наук Беларуси, отметил он. Центр экспериментальной вирусологии (как структура института) был введен в эксплуатацию чуть меньше года назад, и сегодня две основные его разработки — вакцина против гриппа и платформа на основе аденовирусов, позволяющая разрабатывать вакцины для медицины и ветеринарии. 

Не остаются без внимания ученых и не менее важные, хотя, возможно, и менее срочные направления: институт биофизики и клеточной инженерии НАН — одна из ведущих организаций Беларуси в области разработки и применения биомедицинских клеточных продуктов. 

— Мы располагаем как лабораторными комплексами, так и отделениями клеточной терапии, где клеточные продукты непосредственно используются для лечения пациентов, — уточнил Андрей Гончаров. — Из зарегистрированных в нашей стране 16 биомедицинских клеточных продуктов семь — наши разработки. А за последний год мы разработали еще девять клеточных продуктов для лечения самых разных заболеваний. Идет процесс их государственной регистрации. 

Так, в сотрудничестве с организациями Минздрава Институт биофизики и клеточной инженерии разработал методы лечения наиболее тяжелых заболеваний современности с использованием клеточных продуктов. 

— Это лечение рака почки, мочевого пузыря, сахарного диабета 1 типа, системного склероза, гипопаратиреоза, дефектов костей. Это те методы, которые показаны в случае неэффективности стандартной терапии по клиническим протоколам, — рассказал ученый.

Особый геном долгожителей

Медицина — область, где в наши дни научные прорывы происходят именно в сфере биотехнологий.

— Важнейшее направление нашей работы — создание геномных биотехнологий для медицины и спорта, — рассказал заместитель директора по научной работе ГНУ «Институт генетики и цитологии НАН Беларуси» Павел Морозик.

— Мы работаем в области становления персонализированной медицины, основанной на индивидуальных особенностях человека, проводим изучение генетических механизмов развития болезней, разрабатываем методы ранней ДНК-диагностики, изучаем генетические основы индивидуальной чувствительности к лекарственным препаратам. Исследования проводятся по широкому спектру заболеваний — сердечно-сосудистые, эндокринные, аутоимунные, онко-патологии.

Разрабатываются фармакогенетические методики терапии эпилепсии, методы диагностики и лечения редких наследственных заболеваний, рассказал Павел Морозик. 

— Проведены исследования по изучению роли микробиома в реализации особенностей генома долгожителей Беларуси, — добавил ученый. — Выявлены варианты генов, которые чаще встречаются у таких людей.

— Одна из наших последних разработок — базовая генетическая конструкция, являющуюся основой для получения РНК-вакцины, — подчеркнул директор Института микробиологии НАН Александр Шепшелев. — Она имеет преимущество перед существующими: вводится не инвазивно, а через дыхательные пути и отличается высокой эффективностью лечения на начальных стадиях развития вируса. 

Он отметил, что разработка основана на отечественных штаммах микроорганизмов.

— Мы пошли дальше: разработали штамм-продуцент фермента, который используется для получения адъюванта — то есть усилителя вакцин, и отработали носитель. Таким образом, обеспечен полный цикл создания вакцины импортозамещающим способом. Сейчас работаем с Минздравом для включения данных разработок в клиническую практику. Полученный результат — научная основа для быстрой разработки широкого перечня вакцин нового поколения с возможностью безинвазивного введения.

Селекция — на уровне клеток

Ученым, работающим в области биотехнологий, кажется, под силу решение самых сложных задач современности: не только вылечить болезни, прежде считавшиеся приговором, но и обеспечить продовольственную безопасность, утилизировать опасные отходы, оздоровить деградирующие почвы, научить растения не бояться мороза и зноя, вывести высокопродуктивные породы животных. В Беларуси биотехнологии развиваются активно, подчеркнули представители НАН, и в приоритете такие важнейшие направления, как здравоохранение и аграрный сектор. В Национальной академии наук налажено производство инновационных биопрепаратов для различных сфер: от повышения урожайности сельхозкультур, заготовки кормов, профилактики и лечения животных до очистки почв и водоемов, а в сфере здравоохранения разрабатываются и внедряются в производство отечественные лекарственные препараты, основанные на собственных технологиях ферментного синтеза соединений с противоопухолевой и иммуностимулирующей активностью, рассказал академик-секретарь отделения биологических наук Национальной академии наук Беларуси Олег Баранов. Он отметил, что отделение биологических наук НАН включает 8 научно-исследовательских институтов, две экспериментальные лесные базы и завод биотехнологического профиля.

— Биотехнология растений развивается по трем направлениям, — рассказал академик. — Первое — получение посадочного материала растений различных типов, в том числе лесных, с применением культуры клеток и тканей. Современные методы позволяют получать одномоментно большое количество посадочного материала, который имеет генетическую идентичность и очищен от вирусов и других микроорганизмов. Важный момент: такой материал можно получать круглогодично.

Второе направление в области биотехнологии растений — клеточная селекция.

— В замкнутой системе создаются условия, моделирующие стресс-факторы: повышенная температура, недостаток влажности, засоленность почв. Клетки приспосабливаются, выживают и дают потомство, значительно более устойчивое к тем стресс-факторам, — пояснил ученый. 

И третье направление — геномное редактирование, то есть получение растений с заданными свойствами.

— Ряд признаков растений не полезны для человека. Технологии направленной селекции позволяют удалять ненужные признаки. Например, в древесине содержится компонент лигнин, затрудняющий процесс производства бумаги и обуславливающий его дороговизну. «Выключение» или снижение уровня активности этого гена позволяет получать растение, которое будет более эффективно использоваться для производства целлюлозы, — сказал Олег Баранов.

Для урожаев и защиты природы

Вместе с традиционными знаниями биотехнологии успешно решают как новые (например, в связи с изменением климата), так и «вечные» задачи, которые стоят перед аграриями. Среди последних разработок Института микробиологии НАН — штаммы-продуценты, вырабатывающие фитогормоны, которые способствуют выживаемости растений в сложных условиях. 

— Эти штаммы могут использоваться как основа для микробных препаратов, повышающих устойчивость сельхозкультур к неблагоприятным факторам окружающей среды, — пояснил директор Института микробиологии. 

Среди новых разработок Института — инновационный микробный препарат «Грамисил».

— Он создан для озимой пшеницы, предназначен для предпосевной обработки семян и опрыскивания растений. Использование препарата увеличивает урожай зерна на 14-15%, при том, что доза минеральных азотных и фосфорных удобрений снижается на 30%.

Рассказал Александр Шепшелев о кормовых добавках нового поколения «Селекорд-200» и «Селекорд-2000» на основе дрожжей. «Селекорд-200» предназначен для обогащения рациона молодняка КРС — телята, получающие добавку, демонстрируют среднесуточные привесы выше на 7-9% при уменьшении затрат на корма. «Селекорд-2000» увеличивает яйценоскость кур, повышая содержание белка, каротиноидов, витамина А и селена в яйцах. А кормовая добавка «Апифил» — основа для сахарных подкормок пчел, имеет пролонгированное действие и улучшает их здоровье во время зимовки.

Снижение антропогенной нагрузки (то есть влияния хозяйственной деятельности человека на окружающую среду) — еще одна задача, решение которой — биотехнологии. И если прежде белорусские ученые создавали биодеструкторы монопродуктов (например, нефти), то сегодня работают над биологическими способами «утилизации» сложных смесей — например, для очистки сточных вод химических и перерабатывающих производств. Новая разработка Института микробиологии — препарат «БиоСЭф», обеспечивающий очистку многокомпонентных водных растворов и предотвращающий экологический ущерб от выбросов высокотоксичных соединений, обратил внимание Александр Шепшелев. 

Еще одна задача для микробиологов — биоразлагаемая упаковка. Сегодня биотехнология разработана. Теперь с учетом экономической целесообразности ученые отрабатывают вопросы применения такой упаковки в различных отраслях, рассказал директор Института микробиологии. 

Среди разработок белорусских ученых — линейка препаратов для восстановления деградированных почв, рассказала Татьяна Пилипчук, заведующая лабораторией молекулярной диагностики микробоценозов техногенных экосистем ГНПО «Химический синтез и биотехнологии». 

Разработана и линейка препаратов для очищения водных пространств. Среди них — «Биопруд»: бактерии в его составе переводят отложения прудов в усвояемую для рыб форму, тем самым очищая воду, обогащая рацион речных обитателей минеральными веществами и эффективно воздействуя на патогенны рыб.

Александра АНЦЕЛЕВИЧ

Выбор редакции

Общество

От воды до беды — один шаг

От воды до беды — один шаг

На водоемах страны тонут люди. Что важно знать, чтобы не пополнить список жертв?

Здароўе

В Беларуси дополнят национальный календарь прививок

В Беларуси дополнят национальный календарь прививок

В нем появится и прививка против рака шейки матки.

Молодежь

Анастасия Еленская: у этого движения одни плюсы!

Анастасия Еленская: у этого движения одни плюсы!

Что же такое студотрядовское движение и какие возможности дает современной молодежи?