Проект РНФ № 14-50-00068 нацелен на выполнение комплексной Программы развития Института цитологии РАН (ИНЦ РАН), предусматривающей поддержание и повышение уровня фундаментальных и прикладных исследований в области клеточной биологии, увеличение числа работ института в рейтинговых международных журналах, укрепление материально-технической базы, развитие международной кооперации, усиление кадрового потенциала Института и созданию наукоемкой, востребованной экономикой страны и медицинским сообществом продукции. Научная программа проекта включает 3 направления исследований: «Стволовые клетки – основа клеточных технологий» (руководитель академик Никольский Н.Н.), «Эффекторные программы клеточного старения» (руководитель д.б.н. Поспелов В.А.) и «Трансформированные и раковые стволовые клетки как мишени для противоопухолевых средств» (руководитель д.б.н. Маргулис Б.А.).
В 2015 году, в результате выполнения проекта, возросло общее количество публикаций ИНЦ РАН (в 1,22 раза), увеличилась доля статей в базе данных WoS Core Collection. Только в рамках научной части проекта издано 43 публикации в рецензируемых изданиях. В том числе, по направлению «Стволовые клетки – основа клеточных технологий», 7 статей посвящены разработке новых клеточных технологий.
В ходе выполнения проекта по направлению «Трансформированные и раковые стволовые клетки как мишени для противоопухолевых средств» важное значение приобрели работы по скринингу химических соединений на клеточных моделях, представляющие большой интерес для разработки лекарственных средств для лечения онкологических заболеваний.
По направлению «Эффекторные программы клеточного старения» получили развитие исследования, связанные с изучением молекулярных механизмов клеточного старения эмбриональных и мезенхимных стволовых клеток, опухолевых клеток, получены новые данные о связи процессов старения и эффекторных программ - аутофагии и программированной клеточной гибели.
Опыт работы Института в области биологии эмбриональных и индуцированных плюрипотентных стволовых клеток оценен приглашением к участию во Всемирном Альянсе по iPSC терапии» (The Global Alliance for iPSC Therapies, GAiT). ИНЦ РАН принял участие в международных рабочих совещаниях по урегулированию вопросов, связанных с международными едиными стандартами, унификации протоколов по получению iPS клеток для гаплобанков и организации производств по стандартам GMP (мероприятия проводились в США, Англии, Франции).
В 2015 году ИНЦ РАН выполнен первый этап по переводу работ на культурах клеток и создания клеточных продуктов на стандарты GMP. Проведен этап проектирования и подготовки помещений для монтажа лабораторного модуля чистых помещений. Закуплены технологические элементы модуля «чистых» помещений, изготовленные по индивидуальному проекту и в соответствии с международными стандартами. Закуплено оборудование для автоматизированного культивирования клеток и современное оборудование для работ с культурами клеток, что позволяет модернизировать и значительно усилить приборную базу и повысить качество проводимых исследований. Финансирование проекта позволило передать в 7 клиник Санкт-Петербурга (различного медицинского профиля) для клинических испытаний более 8 тысяч квадратных сантиметров клеточного продукта «Эквивалент дермальный» для лечения пациентов с ожогами и трофическими язвами.
Фундаментальные направления исследований ИНЦ РАН имеют высокую практическую значимость и привлекательны для молодых исследователей. В 2015 году увеличилась доля молодых ученых, принимающих участие в работе Института; увеличен прием в аспирантуру, в том числе по направлениям гранта РНФ - 5 новых аспирантов ИНЦ РАН включены в состав коллектива исполнителей, возросло число студентов, выполняющие бакалаврские и магистерские квалификационные работы в рамках проекта.
В 2016 году возросло общее количество публикаций участников гранта РНФ 14-50-00068 в высокорейтинговых журналах, опубликовано 3 статьи в научных журналах с IF более 10, в том числе статья в Nature Medicine (IF=30.357). Только в рамках научной части проекта были изданы и приняты к печати 41 публикация в рецензируемых журналах. По направлению «Стволовые клетки – основа клеточных технологий» наиболее значимым результатом можно считать доказательство эффективности применения стволовых клеток для коррекции патологий эндометриальной ткани и преодоления бесплодия экспериментальных животных. Продолжены работы по созданию биомедицинских клеточных продуктов для восстановления кожных покровов человека, роговицы глаза и мочевого пузыря. По направлению «Эффекторные программы клеточного старения» получены новые данные о сигнальных путях, отвечающих за переключение между клеточными программами старения и гибели в трансформированных и мезенхимных стволовых клетках. В рамках направления «Трансформированные и раковые стволовые клетки как мишени для противоопухолевых средств» важное значение имеют работы текущего года по разработке новой стратегии лечения онкологических заболеваний, основанной на сочетании уже известных противоопухолевых препаратах и веществ, модулирующих активность молекулярных шаперонов. В результате проведенного скрининга выявлены вещества, обладающих анти-шаперонной активностью, с помощью генетических манипуляций созданы клеточные модели для испытания новых противоопухолевых препаратов.
Кроме комплекса работ, направленных на расширение уже существующих возможностей по использованию клеточных технологий в клинике, в рамках проекта в 2016 году проведены поисковые исследования, нацеленные на разработку принципиально новых, еще не существующих клеточных и генотерапевтических технологий. В наибольшей степени это относится к комплексу работ с индуцированными плюрипотентными клетками (иПСК) человека.
В рамках международного сотрудничества и участия ИНЦ РАН во Всемирном Альянсе по iPSC терапии (The Global Alliance for iPSC Therapies, GAiT), разрабатывается программа по созданию международного «Гаплобанка» иПС клеток человека. Данный банк задуман как постоянно пополняемая коллекция гомозиготных по трем основным генам гистосовместимости (HLA-A, HLA-B и HLA-DRB) иПСК человека, полученных по стандартам GMP и прошедших контроль качества по единым стандартным протоколам. Цель создания «Гаплобанка» – использование, полученных в странах-участниках, линий иПСК в регенеративной медицине.
В 2016 г. была отработана методика получения иПСК человека из мезенхимных стволовых клеток с использованием ростовых сред и реагентов, соответствующих стандартам GMP. Член-корр. РАН Томилин А.Н. принял участие в заседании GAiT, проходившем в Сан-Франциско (США), где обсуждались вопросы, касающиеся создания Гаплобанка, контроля качества получаемых в GMP условиях линий иПСК, а также вопросы гистосовместимости.
В 2016 году ИНЦ РАН проведена международная конференция “Cell technologies at the edge: research and practice”, на которой ведущие зарубежные и российские ученые представили свои последние достижения и обсудили дальнейшее развитие направления по исследованию и применению стволовых клеток и клеточных технологий в медицине. В рамках проекта проводится ежегодный Мини симпозиум «Молекулярная онкология».
Научные результаты, полученные в ходе выполнения проекта, были представлены на 20 значимых международных и российских профильных научных мероприятиях, включая международный конгресс 12th International Congress of Cell Biology (Prague, Czech Republic), международные конференции “StemCellBio – 2016 (Россия), «Aging and metabolism» (Испания), EMBO (Греция), International Conference “Changing the Face of Modern Medicine: Stem Cells & Gene Therapy” (Италия), «Cellular senescence: from Molecular Mechanisms to Therapeutic Opportunities» (Израиль), International Symposium of Heat Shock Proteins in Biology and Medicine: Stress Responses in Health & Disease (США), VIII Всероссийский съезд трансплантологов (Россия), II Всероссийская конференция по молекулярной онкологии (Россия), V съезд физиологов СНГ и V съезд биохимиков России (Россия) и другие.
Важной составляющей программы развития Института является укрепление материально-технической базы для повышения качества проводимых исследований. В 2016 г. закуплено современное научное оборудование мирового класса. Для проведения работ с живыми клетками приобретен комплекс конфокальной микроскопии для многопараметрического исследования внутриклеточных процессов, позволяющий получать сотрудникам Института высококачественные изображения с ранее недоступным разрешением. Закуплена автоматическая станция для культивирования клеток, сортер клеток, проточный цитофлуориметр, планшетный флуориметр, нуклеофектор, микроскопы и другое современное оборудование, позволяющее проводить исследования на мировом уровне.
В 2016 году продолжены работы по организации опытного производства клеточных продуктов. Закончен ремонт помещений для монтажа лабораторного модуля чистых помещений, произведен монтаж оборудования. Введены в действие правила надлежащей лабораторной практики (GLP) для организации и проведения в Институте доклинических исследований лекарственных препаратов и средств медицинского назначения в соответствии с законодательством РФ. Сотрудники Института прошли обучение по программам, одобренным Минздравом России, касающимся правил организации и проведения доклинических исследований лекарственных средств GLP.
Продолжились научно-исследовательские работы с клиниками Санкт-Петербурга. Одним из важных мероприятий в рамках реализации Комплексной научной программы является укрепление кадрового потенциала. Фундаментальные направления исследований ИНЦ РАН имеют высокую фундаментальную и практическую значимость и привлекательны для молодых исследователей. В 2016 г. в штат Института было принято 8 молодых сотрудников в возрасте до 35 лет, численность сотрудников в возрасте до 39 лет увеличилась на 4.5%. Только в рамках гранта РНФ, для выполнения проекта в 2016 году, было привлечено 52 студента из ведущих ВУЗов Санкт-Петербурга, выполнявших бакалаврские и магистерские диссертации.
В 2017 году опубликовано более 35 статей, среди которых 13 опубликовано в журналах первого квартиля (Q1), в том числе 6 статей с IF выше 4 (Redox Biology (IF=6.337), Cell Death and Disease (IF=5.965), Oncotarget (IF=5.168), Aging (IF=4.876)). Важно отметить, что среди 6 статей с ИФ=3-4 опубликованы 2 работы, доказывающие эффективность применения мезенхимных стволовых клеток для заместительной клеточной терапии (журналы Stem Cell International (IF=3.54) и Journal of Tissue Engineering and Regenerative Medicine (IF=3.989)). Появление этих статей в профильных международных изданиях свидетельствует о повышении конкурентоспособности научных достижений коллектива проекта в области клеточных технологий. Кроме того, следует отметить повышение числа публикаций коллектива в российских журналах медицинского профиля (Офтальмология, Туберкулез и болезни легких, Практическая медицина, Московский хирургический журнал и др.), в том числе в соавторстве с представителями клинической медицины, что демонстрирует востребованность результатов фундаментальных исследований ИНЦ РАН для практического применения в медицине.
Повышение уровня компетенций участников проекта выражается в постоянном росте числа представленных докладов на международных и российских научных конференциях. В 2017 году результаты исследований по проекту были представлены в виде 30 устных докладов на 22 научных мероприятиях. Ведущие исполнители проекта представили 16 пленарных и устных докладов по приглашению организаторов мероприятий, в том числе: 3 на III Национальном Конгрессе по регенеративной медицине, 2 на Международной конференции “Future of Biomedicine 2017”, 1 на XIX Всероссийской конференции с участием представителей Министерства здравоохранения РФ и Росздравнадзора «Государственное регулирование в сфере обращения лекарственных средств и медицинских изделий» «ФармМедОбращение 2017» , 1 на VI International Symposium “Topical Problems of Biophotonics-2017”, 1 на II международном форуме «Российско-китайское биомедицинское сотрудничество в рамках инициативы “Один пояс – один путь”, с участием многочисленной делегации Китайской Народной республики (Министерств и представителей бизнес-компаний КНР), 2 на BiotechClub 2017, 2 на III Всероссийской Конференции по молекулярной онкологии, 2 на Конференции с международным участием "Клеточная биология: проблемы и перспективы", 1 на Научно-практической конференции «Биомедицинские клеточные продукты – разработка, регистрация, производство» и 2 на Второй российской конференции с международным участием «Физика - наукам о жизни». Кроме того, было сделано 24 устных доклада на 13 конференциях различного ранга, включая 42nd FEBS Congress “From Molecules to Cells and Back” (Israel), 21 Evolutionary Biology Meeting at Marseilles (France), 8th International Congress of Stress Proteins in Biology and and Medicine (Finland), Welcome nanoBSR network meeting (Sweden), FENS Regional Meeting (Hungary), и других научных мероприятиях.
Упрочились позиции Института цитологии РАН в сфере международного сотрудничества. Участниками проекта было заключено 8 научных Договоров и Соглашений на проведение совместных исследований, в том числе: Collaboration Agreement между ИНЦ РАН и University of Luxembourg (2017-2019), на разработку новых биосовместимых матриц для культивирования нейронов; Confidential disclosure Agreement о научном сотрудничестве в области молекулярных и клеточных технологий между ИНЦ РАН и Klinikum rechts der Isarder Technischen Universität München (Germany); Interinstitutional договор между ИНЦ РАН и Poly-Orth International (Sharon, MA, USA) для совместных исследований по имплантации титановых пилонов для восстановления целостности кости. Важным достижением является одобрение проведения работ на лабораторных животных в ИНЦ РАН (Foreign Ass. Number: F18-00380), в том числе в соответствии с международными правилами (Animal Welfare Assurance for Foreign Institutions, 2017-2022), Office of Laboratory Animal Welfare (OLAW) National Institutes of Health (Bethesda, USA). В 2017 году заключено 2 Соглашения о научном сотрудничестве с институтами Национальной академии наук Беларуси (ИОНХ и ФТИ НАН Беларуси) и 1 Договор о создании консорциума по программе Республики Казахстан «Стимулирование продуктивных инноваций» (при поддержке Комитета науки Министерства образования и науки РК) для совместной работы по созданию клеточных продуктов для лечения ожогов и трофических язв. Подписано трехстороннее Соглашение о научно-техническом сотрудничестве между ИНЦ РАН, Sartorius Stedim Biotech S.A. и ООО «ОПТЭК» и создании на базе ИНЦ РАН Российско-Скандинавского референтного центра по клеточным технологиям на 2017-2022г.г.
Выполнение работ по проекту способствует налаживанию связей с медицинскими учреждениями страны, что является необходимым условием для внедрения клеточных продуктов в клиническую практику. В 2017 году заключены Соглашения с четырьмя российскими организациями (СПб НИИ фтизиопульманологии МЗ РФ, НИИ травматологии и ортопедии имени Р.Р. Вредена" МЗ РФ, Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова" МО РФ, СПб учреждение здравоохранения "Госпиталь для ветеранов войн"). Все эти организации проводят совместные с ИНЦ РАН исследования в области создания биомедицинских клеточных продуктов для лечения социально-значимых болезней человека.
В 2017 г. сделаны шаги по коммерциализации разработанных клеточных технологий. Пять договоров заключено со сторонними организациями, в рамках выполнения одного из них проведены доклинические исследования лекарственных средств по стандарту GLP на модельных тест-системах in vitro. Проведение доклинических исследований по стандарту GLP реализовано в процессе выполнения Программы ИНЦ РАН, на базе созданной инфраструктуры, и демонстрирует расширение методических подходов и квалификации коллектива исполнителей проекта и Института в целом.
В 2017 году продолжена работа по обновлению и усовершенствованию парка высокотехнологичного оборудования. Приобретен и установлен, в специально подготовленные, помещения новый проточный цитофлуориметр CytoFLEX Beckman Coulter, имеющий 10 каналов регистрации. Приобретен и введен в эксплуатацию высокоточный счетчик клеток Muse. Таким образом, в текущем году закончена работа по созданию в ИНЦ РАН современного комплекса оборудования для проточной цитофлуриметрии, соответствующего самым строгим мировым требованиям и позволяющего проводить исследования с использованием широкого набора флуоресцентных методик. Приобретен современный соникатор - оборудование, которое необходимо для фрагментации макромолекул и надмолекулярных комплексов с целью их последующего анализа методами молекулярной биологии, проведено оснащение необходимым оборудованием Группы по разработке биосовместимых скаффолдов, что позволило интенсифицировать работу по созданию скаффолдов для экспериментальных и прикладных исследований. Оснащено всеми необходимыми приборами (инкубаторы, ламинарный бокс, холодильники) помещение для работы с вирусами, используемыми при создании генетических конструкций.
Завершена работа по первому этапу оснащения опытного производства Центра клеточных технологий - в 2017 году закуплен счетчик частиц, позволяющий вести мониторинг частиц в среде чистых помещений, мелкое лабораторное оборудование, лабораторная мебель, система для дезинфекции парами перекиси водорода, система очистки воды, автоклав. Начаты работы по оснащению биобанка, необходимого для хранения клеток человека, предназначенных для приготовления клеточных продуктов и применения в медицине. Кроме того, проведено обновление ряда физически и морально устаревшего общелабораторного оборудования, необходимого для выполнения проекта.
Одним из центральных событий года, состоявшихся благодаря реализации комплексной программы развития ИНЦ РАН, явилось открытие Центра клеточных технологий. Помещения Центра введены в эксплуатацию и аттестованы экспертной лабораторией на соответствие классу чистоты ISO8 и ISO7, что полностью соответствует целям и задачам проекта. Начиная со второго квартала 2017 года, эксплуатация чистой зоны осуществляется в соответствии с требованиями нормативных документов. Введено в эксплуатацию закупленное ранее оборудование опытного производства. Проведены валидации основного технологического оборудования в соответствии со стандартами GMP: этапы валидации монтажа (IQ) и функционирования (OQ) инкубаторов, изоляторов, автоматической станции для культивирования клеток. Ведется отработка технологий культивирования клеток и производства биомедицинских клеточных продуктов в условиях опытного производства с применением автоматической станции для культивирования клеток. Продолжается работа по подготовке к аттестации опытного производства по стандарту GMP. Открытие Центра клеточных технологий ИНЦ РАН было приурочено к научно-практической конференции "Биомедицинские клеточные продукты - разработка, регистрация, производство" (18-19 мая 2017 г), которая была организована участниками проекта РНФ и проведена на базе ИНЦ РАН. Конференция стала основным мероприятием первой половины 2017 года в области клеточных биомедицинских технологий. В конференции приняли участие более 150 делегатов из разных регионов России и ближнего зарубежья. Среди них лидеры отрасли: разработчики биомедицинских клеточных продуктов (БМКП), специалисты по доклиническим и клиническим исследованиям БМКП, представители Министерства здравоохранения, Росздравнадзора, разработчики 180-ФЗ "Об обращении биомедицинских клеточных продуктах", представители фармотрасли. Проведение знаковой для отрасли конференции на базе ИНЦ РАН укрепило позиции организации в области создания БМКП и технологий регенеративной медицины.
Суммарные достижения, полученные в ходе реализации Комплексной программы ИНЦ РАН будут представлены на Итоговой отчетной конференции 24-25 октября 2018 г.
Полное описание проекта и список публикаций смотрите на сайте РНФ - http://rscf.ru/prjcard_int?14-50-00068