Российские биочипы для медицины и фармакологии
Депутат Сергей Колесников предлагает для геномной регистрации использовать отечественные разработки
Лев Файнберг, «Полит.ру»
Зампред думского комитета по охране здоровья, академик РАМН Сергей Колесников («Единая Россия») провел 7 октября 2008 г. Международное экспертное совещание «Результаты участия российских ученых в международном научно-техническом сотрудничестве по проблем медицины и фармакологии».
Организаторами совещания выступили партия и фракция «Единая Россия», Парламентский центр «Наукоемкие технологии, интеллектуальна собственность», Международный научно-технический центр (МНТЦ).
Участники совещания отметили высокий научный потенциал России в области медико-биологических и фармакологических исследований и наличие высококвалифицированных кадров, что делает перспективным расширение участия ведущих российских организаций в совместных международных проектах, в т.ч. с привлечением средств и организационного потенциала МНТЦ.
В рекомендательной части итогового документа совещания предлагается при планировании деятельности МНТЦ уделить особое внимание поддержке работ, способствующих расширению международного сотрудничества России в сфере здравоохранения и смежных социально важных отраслей. Рекомендуется усилить инновационную направленность работ, выполняемых с привлечением средств МНТЦ, содействовать внедрению результатов НИОКР в экономику России и коммерциализации результатов научно-технической деятельности, в т.ч. на мировом рынке.
В ходе обсуждения академик С. Колесников отметил работы Института молекулярной биологии им. В. А. Энгельгардта РАН. Он напомнил, что в настоящее время в Госдуме обсуждает законопроект о генетической паспортизации, это тоже одна из сфер применения разработок института.
Замдиректора Института молекулярной биологии Александр Заседателев в своем выступлении заявил, что наука делается руками молодых. По его информации, нанотехнология биочипов, разрабатываемых и внедряемых Институтом, позволяет в течение нескольких часов идентифицировать, в частности, туберкулез и его лекарственно-устойчивые формы (49 мутаций). Тест-система «ТБ-Биочип» позволяет обнаруживать не менее 95% рифампицин- и свыше 80% изониазид-устойчивых штаммов возбудителя туберкулеза менее, чем за сутки. Тест-система предназначена для определения точного типа мутации, приводящей к устойчивости возбудителя туберкулеза к рифампицину или изониазиду. При стоимости однодневного пребывания в стационаре 800 руб. экономический эффект от применения биочипов в расчете на одного пациента с устойчивой формой ТБ превышает 25 тыс. руб.
Порядок проведения анализа с использованием тест-системы «ЛК-БИОЧИП» включает: получение лейкоцитов из костного мозга или крови пациента; выделение РНК из лейкоцитов; обратная транскрипция и два раунда мультиплексной полимеразной цепной реакции (ПЦР) – амплификация необходимых для анализа фрагментов кДНК, определяющих наличие транслокации; гибридизация – взаимодействие флуоресцентно-меченых продуктов ПЦР с зондами на биочипе; анализ флуоресцентного свечения ячеек биочипа при помощи прибора «Чипдедектор» и программы ImageWare. Метод позволяет определить 1 раковую клетку среди 1000 нормальных. В настоящее время тест-система «ЛК-БИОЧИП» применяется в Российской детской клинической больнице (Москва), Морозовской детской клинической больницы (Москва), Московском областном онкологическом диспансере (Балашиха), а также в отделениях гематологии и онкогематологии детских клиник в городах Нижний Новгород, Новокузнецк, Тула, Сочи, Курск, Ростов-на-Дону, Сыктывкар, Иркутск, Воронеж, Киров, Чита, Рязань, Уфа и др.
Заседателев также сообщил о системе распознавания 30 подтипов гриппа А, включая т. н. «птичий грипп» с антигенами H5N1. При этом определяются оболочечные белки вирусной частицы по генам, которые их кодируют. Работа проводится совместно с Институтом вирусологии им. Д. И. Ивановского, т.к. Институт молекулярной биологии не работает с инфекциями.
Созданы чипы для анализа ВИЧ, гепатитов В и С, простого герпеса, неонатальных инфекций. В частности, биочип позволяет идентифицировать 36 подтипов гепатита С. Созданы биочипы для определения особо опасных инфекций (чума, сибирская язва, оспа), также хромосомных нарушений при онкозаболеваниях. Для этого применяется тест-система «ЛК-БИОЧИП», разработанная в Институте молекулярной биологии, предназначена для обнаружения наиболее значимых транслокаций в геноме бластных клеток, приводящих к возникновению острых и хронических лейкозов у детей. «ЛК-БИОЧИП» выпускается в двух модификациях: «ЛК-БИОЧИП» для анализа 8 транслокаций и «ЛК-БИОЧИП-2» для анализа 13 транслокаций. Тест-система «ЛК-БИОЧИП-2» определяет следующие 13 хромосомных транслокаций: t(15;17), t(4;11), t(12;21), t(1;19), t(9;22)p190, t(9;22)p210, t(8;21), inv16, t(6;11), t(9;11), t(11;19)ENL, t(11;19)ELL, t(10;11). Молекулярная диагностика позволяет выбрать наиболее подходящую стратегию лечения, а также проследить за течением заболевания и наличием минимальной остаточной болезни после терапии, также генетическую предрасположенность к онкозаболеваниям и индивидуальную переносимость определенных типов лекарств.
Тест-система «ПФ-БИОЧИП» используется для выявления и диагностики генетической предрасположенности к развитию онкологических заболеваний различной этиологии и для определения индивидуальной чувствительности к некоторым лекарственным препаратам (5-фторурацилу, метотрексату, омепразолу и др.). «Фармакогенетический» биочип (ПФ-БИОЧИП), разработанный в 2004 году, является базовой молекулярно-диагностической платформой для изучения генетической предрасположенности к некоторым онкологическим заболеваниям, а также для определения индивидуальной чувствительности к ряду лекарственных препаратов. В зависимости от конкретной исследовательской или диагностической задачи (например, в зависимости от формы изучаемого заболевания) биочип может быть легко модифицирован. С помощью разработанного биочипа на гены системы биотрансформации можно не только анализировать генетическую предрасположенность к раку легкого, лейкозам, лимфомам, эпилепсии, эндометриозу, псориазу и многим другим заболеваниям, но и использовать, полученные с его помощью результаты для коррекции дозы лекарственных препаратов, а также использовать при создании «генетического паспорта». Чувствительность метода составляет 10 нг, то есть в реакцию на первом этапе необходимо вносить не менее 10 нг геномной ДНК. ПФ-БИОЧИП был протестирован на 25 контрольных и более 1100 диагностических образцах. В контрольных образцах мутации были определены ранее с помощью двух других методов: ПДРФ-анализа и секвенирования. Сравнение данных рестрикционного анализа, секвенирования и гибридизации на микрочипе показало полное совпадение результатов.
Важнейшим направлением работы Института молекулярной биологии является разработка генетических маркеров личности. Для этого предназначена тест-система «ИЛ-Биочип», позволяющая анализировать полиморфизм трех генов HLA-DQA1, AB0, AMEL. Метод дает возможность охарактеризовать каждого человека генетически по набору однонуклеотидных замен в указанных локусах, а также получить фенотипическую информацию о группе крови и поле индивида. Тест-система «ИЛ-БИОЧИП» может быть рекомендована для использования на первичном этапе судебно-генетических экспертиз. В настоящее время основными методами, используемыми в судебно-медицинской практике, являются серологический анализ крови и молекулярно-генетический анализ полиморфных локусов генома, известных как тандемные повторы с изменяющимся числом копий (STR-анализ). Однако серологический анализ крови часто затруднен в случаях деградированных образцов и мало информативен, т. к. разделяет все население всего на 4 группы. STR-анализ обеспечивает высокую вероятность идентификации, но является достаточно сложным и дорогим методом. Анализ с помощью тест-системы «ИЛ-Биочип» более точный и информативный по сравнению с серологическим. В тоже время он является гораздо менее затратным по времени, материальным и людским ресурсам, чем STR-анализ и поэтому может быть рекомендован на предварительных этапах генетической экспертизы. Для проведения анализа достаточно количества ДНК, содержащегося примерно в 100 клетках человека. Такое количество ДНК может быть получено, например, из следов слюны на окурке сигареты или на стенке стакана, из которого пил человек. Тест-система «ИЛ-Биочип» разделяет все население на 1350. Вероятность того, что данный генотип принадлежит конкретному человеку, а не является результатом случайного совпадения составляет 99,6%.
Биологические микрочипы позволяют проводить количественный иммуноанализ: диагностика рака предстательной железы. Тест-система ОМ-БИОЧИП(ПСА); определение шести онкомаркеров онкологических заболеваний (АФП, ХГЧ, РЭА, НСЕ, две формы ПСА).
Представитель Института молекулярной биологии пояснил, что генетический полиморфизм определяет наследственную предрасположенность ко многим мультифакториальным заболеваниям, в том числе онкологическим, а также лежит в основе индивидуальной чувствительности к лекарственным препаратам. Выявление ассоциаций полиморфных аллелей генов с конкретным заболеванием и ответом на лекарственную терапию позволяет не только выявлять механизмы заболевания и исследовать его природу, но и разрабатывать подходы к «персонализированной» медицине, т. е. лечению, учитывающему биохимическую индивидуальность каждого пациента. Кроме того, ввиду вариабельности частот аллелей в различных популяциях выявление взаимосвязи полиморфизма генов с риском развития онкологических заболеваний, а также с эффективностью лечения данных заболеваний является актуальным для каждой популяционной группы.
Портал «Вечная молодость» www.vechnayamolodost.ru
08.10.2008