Научные институты: Лаборатория моделирования и генной терапии заболеваний человека

Об Университете

Пресс-центр

Образование

Наука и инновации

Сотрудничество

Студенческая жизнь

Приоритет-2030

Лаборатория моделирования и генной терапии заболеваний человека

Адрес: ул. Победы, 85, корп.11, к.305
т. (4722) 30-13-73
Руководитель лаборатории – Бухман Владимир Львович
 Положение о лаборатории (утв.07.12.2021)
Объявления и события
НИИ фармакологии живых систем


О лаборатории

Лаборатория моделирования и генной терапии заболеваний человека была создана в соответствии с Указом Президента Российской Федерации от 28 ноября 2018 г. №680 «О развитии генетических технологий в Российской Федерации», в рамках Федеральной научно-технической программы развития генетических технологий на 2019-27 годы, утвержденной Постановлением Правительства Российской Федерации от 22 апреля 2019 года №479, в ходе реализации выполнения Исследовательской программы и Плана-графика реализации работ по соглашению о предоставлении гранта Министерства науки и образования Российской Федерации в форме субсидий из федерального бюджета научным организациям и образовательным организациям высшего образования на реализацию отдельных мероприятий Федеральной научно-технической программы развития генетических технологий на 2019-27 годы (I очередь. Исследовательские программы), №075-15-2021-1346 от 04 октября 2021 г. по теме «Развитие технологий генетического моделирования в области медико-биологических исследований и генной терапии нейромышечных заболеваний».

Лаборатория создана с целью комплексного решения задач ускоренного развития генетических технологий, в том числе технологий генетического редактирования, обеспечения разработки биологических препаратов, диагностических систем и иммунобиологических средств для сферы здравоохранения.

Целью исследовательской программы является проведение на территории Российской Федерации масштабных исследований с участием ведущих научных ученых и привлечением обучающихся для сбора образцов и анализа данных и результатов.

Миссией НИУ «БелГУ» является содействие достижению национальных целей развития Российской Федерации, научно-технологическому прорыву и повышению качества жизни населения Белгородской области за счет высокого качества образования, новых технологий и глобально конкурентоспособных исследований, формирования социальной среды, способствующей привлечению и раскрытию талантов.

Задачи исследовательской программы

На период 2021-23 гг

  1. Создать инфраструктуру и открыть лабораторию моделирования и генной терапии заболеваний человека, а также биоресурсную коллекцию – депозитарий линий мышей – моделей заболеваний человека.
  2. Провести гуманизацию гена альфа-синуклеина в геноме мыши путем его точечного редактирования с помощью CRISPR технологий и создать линии с регулируемой экспрессией гена, кодирующего нормальный и модифцированный, ассоциированный с наследственной формой болезни Паркинсона, вариант альфасинуклеина. Использовать полученные модели для изучения механизма распространения по нервной системе агрегационной патологии, индуцированной различными типами затравок агрегации альфа-синуклеина человека.
  3. Создать генетически модифицированные линии мышей, моделирующие потерю нормальной функции альфа-синуклеина, характерную для симптоматической стадии болезни Паркинсона и использовать их для оценки вклада этого механизма в патогенез болезни Паркинсона.
  4. Проведение исследований, разработка и доклинические испытания генотерапевтических препаратов на основе плазмид и аденоассоциированных вирусов для терапии дисферлинопатии.
  5. Разработать курсы и включить в образовательные программы по генетическим технологиям студентов и аспирантов

Задачи 2 этапа реализации (2022 год)

  1. Поддержание и совершенствование научной инфраструктуры проекта.
  2. Повышение квалификации членов коллектива и подготовка кадров для генетических исследований.
  3. Создание биоресурсной коллекции – депозитария линий генетически модифицированных соматических, половых клеток и животных.
  4. Разработка программы совместных исследований сети лабораторий по тематике проекта.
  5. Создание двух уникальных линий мышей-моделей, несущих гуманизированный ген альфа-синуклеина, – кодирующий нативный альфа-синуклеин, и кодирующий А53Т вариант альфа-синуклеина, который ассоциирован с наследственной формой болезни Паркинсона и некоторых типов деменций с рассеянными тельцами Леви.
  6. Проведение доклинических испытаний 2 генотерапевтических препаратов для терапии дсчферлинопатии.
  7. Генетические исследования (секвенирование нового поколения) и биоинформатический анализ данных секвенирования. Забор биопсийного материала пациентов с генетически подтвержденным диагнозом «дисферлинопатия», обработка и биобанкирование биоматериала, подготовка клеточных тест-систем.
  8. Проведение научной конференции по теме проекта.

Коллектив лаборатории

Для реализации поставленных целей и задач были привлечены опытные и начинающие специалисты в области биологии и медицины. В работе лаборатории участвуют 7 докторов наук, 8 кандидатов наук, 12 научных сотрудников и 10 лаборантов-исследователей, имеющих значительный опыт исследовательской работы.

Коллектив лаборатории моделирования и генной терапии заболеваний человека представлен следующими сотрудниками:

  • Бухман Владимир Львович – руководитель лаборатории моделирования и генной терапии заболеваний человека, к.б.н., 1956 г.р.
  • Покровский Михаил Владимирович – зав. кафедрой фармакологии и клинической фармакологии НИУ «БелГУ», директор НИИ Фармакологии живых систем НИУ «БелГУ», д.м.н., 1960 г.р.
  • Нинкина Наталья Николаевна – ведущий научный сотрудник, д.м.н, 1955 г.р.
  • Покровская Татьяна Григорьевна – профессор кафедры фармакологии и клинической фармакологии, д.м.н, 1961 г.р.
  • Корокин Михаил Викторович – профессор кафедры фармакологии и клинической фармакологии, д.м.н, 1982 г.р.
  • Дейкин Алексей Васильевич – директор объединенного центра генетических технологий НИУ БелГУ, к.б.н, 1983 г.р.
  • Автина Татьяна Валерьевна – доцент кафедры фармакологии и клинической фармакологии, к.ф.н, 1984 г.р.
  • Гудырев Олег Сергеевич – доцент кафедры фармакологии и клинической фармакологии, к.м.н, 1983 г.р.
  • Гуреев Владимир Владимирович – профессор кафедры фармакологии и клинической фармакологии, д.м.н, 1974 г.р.
  • Даниленко Людмила Михайловна – профессор кафедры фармакологии и клинической фармакологии, д.ф.н, 1968 г.р.
  • Деев Роман Вадимович – научный сотрудник, к.м.н, 1979 г.р.
  • Екимова Наталья Викторовна – директор экспериментально-биологической клиники НИУ БелГУ, 1980 г.р.
  • Зыкова Виктория Александровна – лаборант-исследователь, 1982 г.р.
  • Корокина Лилия Викторовна – доцент кафедры фармакологии и клинической фармакологии, к.м.н, 1982 г.р.
  • Костина Дарья Александровна – доцент кафедры фармакологии и клинической фармакологии, к.м.н, 1990 г.р.
  • Кочкарова Индира Султановна – младший научный сотрудник, 1975 г.р.
  • Кузубова Елена Валерьевна – младший научный сотрудник, 1999 г.р.
  • Куликова Светлана Юрьевна – младший научный сотрудник,1984 г.р.
  • Патраханов Евгений Александрович – лаборант-исследователь, 1997 г.р.
  • Пересыпкина Анна Александровна – профессор кафедры фармакологии и клинической фармакологии, д.б.н., 1987 г.р.
  • Покровский Владимир Михайлович – лаборант-исследователь,1998 г.р.
  • Пученкова Олеся Андреевна – лаборант-исследователь,1997 г.р.
  • Семыкина Татьяна Викторовна – лаборант-исследователь,1987 г.р.
  • Солдатов Владислав Олегович – младший научный сотрудник,1994 г.р.
  • Суханова Юлия Сергеевна – младший научный сотрудник, 1999 г.р.
  • Чапров Кирилл Дмитриевич – младший научный сотрудник, 1998 г.р.
  • Степенко Юлия Владимировна – младший научный сотрудник,1997 г.р.
  • Улезько Анастасия Александровна – лаборант-исследователь,1998 г.р.
  • Радченко Александра Игоревна – младший научный сотрудник,1998 г.р.
  • Сушкова Дарья Николаевна – младший научный сотрудник,1995 г.р.
  • Карагодина Анастасия Юрьевна – лаборант-исследователь,1998 г.р.
  • Краюшкина Анастасия Михайловна – лаборант-исследователь,1998 г.р.
  • Белашова Анастасия Викторовна – лаборант-исследователь,1999 г.р.
  • Воронина Диана Георгиевна – младший научный сотрудник,1988 г.р.
  • Белых Андрей Евгеньевич – старший научный сотрудник, к.м.н., 1989 г.р.
  • Беляева Вероника Сергеевна – младший научный сотрудник,1996 г.р.
  • Борисова Алина Юрьевна – лаборант-исследователь, 2000 г.р.

Результаты деятельности

С 1 января 2016 по настоящее время выполнено 5 проектов в рамках ФЦП «Исследования и разработки» и «Фарма 2020» Получено 4 гранта Президента РФ Опубликовано более 100 научных работ в журналах индексируемых в Scopus и WOS, в том числе 32 работы в изданиях Q1. Получено 24 патента на изобретения РФ Защищено 4 докторских и 12 кандидатских диссертаций Выполнено 84 доклинических исследованияЗавершено 23 исследования фармакокинетики и биоэквивалентности.

Лаборатория моделирования и генной терапии заболеваний человека осуществляет свою деятельность в рамках исследовательской программы «Развитие технологий генетического моделирования в области медико-биологических исследований и генной терапии нейромышечных заболеваний».

К концу 2021 планируется заключение договоров о сетевом сотрудничестве с ведущими лабораториями на базе которых проводятся генетические исследования, создание интернет портала лаборатории и информационной инфраструктуры для накопления и анализа результатов выполнения работ. Проведение работ по обеспечению функционирования лаборатории, в т.ч. проведение строительно-монтажных, ремонтно-восстановительных, пуско-наладочных работ.

Актуальность и значимость планируемых научных исследований и разработок

Стремительный рост количества пациентов с нейродегенеративными заболеваниями, особенно ускорившийся в последнее десятилетие, ставит перед современной биомедицинской наукой новые задачи, требующие неотложных решений (Collaborators, 2019). Необходимо создать методы ранней диагностики этих патологий и разработать эффективные методы патогенетической терапии как для ранних стадий, так и для развитых форм. Использование генетических моделей нейродегенеративных заболеваний человека, получаемых путем модификации и/или редактирования генома лабораторных животных, и воспроизводящих ключевые звенья патогенеза заболевания является незаменимым звеном исследований, направленных на выявление молекулярных мишеней для разработки комплексной терапии и идентификацию геномных локусов, редактирование которых приводит к реверсии патологического фенотипа (Dawson et al., 2018; Gitler et al., 2017). Важную роль в патогенезе большинства нейродегенеративных заболеваний играет необратимая патологическая агрегация конформационно нестабильных белков. Для некоторых из этих белков показано распространение агрегационной патологии по нервной системе путем передачи затравок (определенных форм агрегированного белка) от уже пораженного нейрона к синаптически связанному с ним «здоровому» нейрону с последующей амплификацией патологических агрегатов в получившем затравку нейроне (Davis et al., 2018; Frost & Diamond, 2010; Goedert et al., 2010; Jucker & Walker, 2018).

Предотвращение такой передачи патогенного материала позволит остановить прогрессию нейродегенеративного процесса, в том числе на ранних, досимптоматических стадиях развития болезни (Zhang et al., 2018). Поэтому разработка терапевтических средств, способных блокировать передачу затравок агрегации или сам процесс зависимой от затравки агрегации, является одной из актуальных задач биомедицинской науки. Эффективный поиск и доклиническая валидация таких средств требуют использования гуманизированных моделей, в которых агрегация патогенного белка человека происходит в интактной нервной системе лабораторных животных. Создание гуманизированной модели агрегации альфа-синуклеина методом точечного редактирования генома мыши позволит значительно повысить эффективность валидации новых средств для терапии болезни Паркинсона, мультисистемной атрофии и деменции с тельцами Леви.

Также предусмотрено редактирование с использованием CRISPR технологии генома клона эмбриональных стволовых клеток мыши, определение полной нуклеотидной последовательности отредактированного локуса в геноме полученных клонов, подтверждение генетической делеции в локусе гуманизированного альфа-синуклеина в результате Cre-рекомбинации в контрольных экспериментах на клеточных культурах, выполнение секвенирования нового поколения для выявления таргетных генов у пациентов с диагнозом «дисферлинопатия» и биоинформатическая обработка полученных данных, определение мажорных мутаций, характеристика мутаций.

С 01.01.2022 по 31.12.2022 проведено:

  • доукомплектование лаборатории лабораторным оборудованием и материалами для выполнения работ по проекту;
  • создание биоресурсной коллекции - депозитария линий генетически модифицированных соматических, половых клеток и животных;
  • разработка программы совместных исследований сети лабораторий по тематике проекта, проведение работ по обеспечению функционирования лаборатории и депозитария (в том числе завершение работ по разработке проектно-сметной документации, проведение строительно-монтажных, ремонтно-восстановительных, пуско-наладочных работ).

В ходе исследовательской работы созданы двух уникальных линий мышей-моделей, несущих гуманизированный ген альфа-синуклеина, – кодирующий нативный альфа-синуклеин, и кодирующий А53Т вариант альфа-синуклеина, который ассоциирован с наследственной формой болезни Паркинсона и некоторых типов деменций с рассеянными тельцами Леви. Также произведен химический, патогистологический и фенотипический анализ полученных линий с целью изучения последствий инициации агрегации в разных разделах нервной системы; изучены последствия инициации агрегации в разных разделах нервной системы, имеющих отношение к патогенезу болезни Паркинсона и деменции с тельцами Леви.

Ведутся доклинические испытаний 2 ген терапевтических препаратов, осуществлён набор в целевую ординатуру и аспирантуру, проведены стажировки сотрудников и организована конференция по теме Исследовательской программы.

С 01.01.2023 по 31.12.2023 планируется:

  • разработка генетических технологий терапии дисферлинопатии в зависимости от типа мутации,
  • проведение исследований на культуре индуцируемых нейронов пациентов и первичной нейрональной культуре генетически модифицированных мышей,
  • исследования эффекта функционального замещения альфа-синуклеина другими членами семейства в экспериментах с прижизненной генетической инактивацией альфа-синуклеина у животных разного возраста, включая стареющих.

В заключение будут проведены исследования по токсикологической безопасности препарата ПЛ-ДИСФ, в том числе:

  • исследование канцерогенности;
  • исследование генотоксичности;
  • завершение исследования иммунотоксичности;
  • исследования влияния на репродуктивную (генеративную) функцию;
  • изучение эмбрио- и фетотоксического действия регистрируемого в антенатальном периоде развития.

Итогом работы станет формирование документов, предназначенных для представления в уполномоченный федеральный орган исполнительной власти с целью получения разрешения на проведение клинического исследования лекарственных препаратов.

Результаты работ

  • Основные результаты, полученные при выполнении работ по 1 этапу реализации Исследовательской программы и Плана-графика Загрузить
  • Основные результаты, полученные при выполнении работ по 2 этапу реализации Исследовательской программы и Плана-графика Загрузить

Ключевые научные публикации

Информационная инфраструктура


Информацию предоставил М.В. Покровский 08.02.2023

Назад в раздел

Нашли ошибку? Выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Сообщение об ошибке автоматически отправится в редакцию.