Нокаут болезням. Наука бьется за здоровье пациентов.

С другой стороны, зная, что биомедицина и здоровье человека – одно из приоритетных направлений программы развития университета, особо удивляться такой активности не приходится. За последние годы в СПбГУ было запущено сразу несколько крупных проектов в этой сфере, и почти все они вращаются вокруг созданного в 2015 году Института трансляционной биомедицины (ИТБМ). На его примере “Поиск” уж рассказывал о том, как грантовая система финансирования помогает выстраивать здание российской науки, вовлекая в нее талантливых творцов вроде Рауля Гайнетдинова. Нейробиолог, изучавший классические моноамины, в частности, дофамин, защитивший кандидатскую диссертацию в московском Институте фармакологии, подался за границу. Работал в течение 12 лет в Университете Дьюка (США) рядом с нобелевским лауреатом Бобом Лефковицем, затем – в отделении нейронаук Итальянского института технологий, пока не выиграл грант СПбГУ на создание лаборатории нейробиологии и молекулярной фармакологии. В ее стенах продолжил исследования, поддержанные грантом РНФ, семейства следовых аминов – потенциальных лекарственных мишеней для лечения заболеваний мозга (“Рецепторы успеха”, “Поиск” №29-30, 2015 г.). 

Этот локальный успех обрел совершенно иное звучание, когда в декабре 2014 г. СПбГУ выиграл конкурс на получение большого (750 млн руб. на пять лет) гранта РНФ по направлению “Реализация комплексных научных программ организаций”, представив программу развития трансляционной биомедицины. В феврале 2015 года в университете был создан Институт трансляционной биомедицины, в состав которого вошли и лаборатория Рауля Гайнетдинова, и еще четыре исследовательских подразделения, нацеленных на передачу научного контента в медицинскую практику. А поскольку Гайнетдинов занимался разработкой и продвижением концепции института, то был назначен его директором. И уже в этом качестве перечислял достижения института, к структуре которого благодаря поддержке РНФ и других фондов и выделению университетских профессорских ставок удалось добавить еще три ассоциированных лаборатории, возглавляемые учеными международного класса: Аланом Калуевым, Олегом Шупляковым и Павлом Мусиенко (“Рецепты из лаборатории”, “Поиск”, №21, 2017 г.).

Помнится, тогда директор отметил, что за два года совместной работы сотрудники института опубликовали 154 статьи с общим импакт-фактором 714, но посетовал на некоторое отставание от кембриджского Broad Institute – знаменитого, щедро финансируемого филантропами и государством междисциплинарного биомедицинского центра, у которого 11 собственных лабораторий и аж 160 ассоциированных. Так вот на сегодня сотрудники ИТБМ опубликовали уже 257 научных статей с общим импакт-фактором 1221 (включая публикации в изданиях Nature, Science и PNAS), а в его состав также входят 11 лабораторий, включая ассоциированные! В числе “новичков” – Николай Скрынников (грант РНФ и финансирование университета), лаборатория которого занимается использованием ЯМР в протеомике, Алексей Томилин, формирующий лабораторию стволовых клеток и клеточного репрограммирования, Александр Канапин и Анастасия Самсонова – семейная пара биоинформатиков, ныне работающих в Англии, готовая повторить путь Рауля Гайнетдинова при получении независимого финансирования. А началось предметное сотрудничество супругов с ИТБМ с выступления на одной из предыдущих конференций. На полную мощность заработали Биобанк и институтский виварий, созданный в рамках гранта РНФ при активной поддержке университета.

Как обобщил, открывая конференцию, проректор СПбГУ по научной работе Сергей Аплонов, параллельно с созданием Института трансляционной биомедицины в университете организовано несколько ресурсных центров, с квалифицированным персоналом, оснащенных самым современным оборудованием биомедицинских исследований. А включение в 2018 году в структуру СПбГУ Клиники высоких медицинских технологий им. Н.И.Пирогова завершило формирование биомедицинской экосистемы университета – совокупности институциональных, инфраструктурных, кадровых и интеллектуальных ресурсов, заточенных на получение практических результатов в области биомедицины и здоровья человека. Сотрудники ИТБМ тесно сотрудничают с коллегами из Института химии, биологического, медицинского, психологического и других факультетов СПбГУ. И, что естественно для вуза, силами профессоров и научных сотрудников института реализуются образовательные программы, в том числе магистерская программа “Биоинформатика”, студенты и аспиранты университета регулярно побеждают на международных олимпиадах по медицине.

На конференции выступили с докладами и сообщениями представители всех подразделений института. Рауль Гайнетдинов охватил две темы: изучение дофаминовой нейропередачи, отвечающей за такие важные функции мозга, как контроль за движением, вниманием, эмоциями, когнитивные способности (известно, что как избыток, так и дефицит дофамина ведут к подчас необратимым патологиям), и следовых аминов и их рецепторов, с целью поиска новых лекарственных средств. Характерно, что в обоих случаях применяются так называемые нокаутные технологии, когда функции белков можно установить, выключив их гены из физиологического процесса, тестируя поведение лабораторных животных и фиксируя возникающие патологии. С этой целью в институте собрана целая коллекция “нокаутов” – шесть пород мышей и три породы крыс, у которых выключены молекулы, специфичные для той или иной болезни мозга, причем часть генетически модифицированных моделей выведена в трансгенном центре института.

Юрий Чернов, лаборатория которого занимается биохимическими исследованиями болезни Альцгеймера, рассказал, как во взаимодействии с Биобанком СПбГУ выявляются причины возникновения патологических амилоидов – белков, определяющих течение болезни, и ведется поиск способов предотвращения образования амилоидных бляшек. 

Руководитель лаборатории химической фармакологии Михаил Красавин представил ряд соединений, перспективных для лечения инфекционных заболеваний, в частности, туберкулеза, синтезированных и исследованных за последние три года. В сотрудничестве с петербургскими микробиологами ученые СПбГУ тестируют соединения не только на чувствительных к лекарствам, но и довольно устойчивых штаммах. Но самый тесный контакт у химика Красавина и его коллег – с лабораторией Гайнетдинова, из которой они получают “заказы” на синтез веществ, способных воздействовать на рецепторы следовых аминов. В результате уже готовы четыре заявки на патентование принципиально новых лекарственных препаратов. Кстати, началась эта коллаборация тоже с одного из предыдущих retreat.

Руководитель лаборатории биологического тестирования современных систем доставки лекарств Татьяна Тенникова поделилась опытом конструирования биодеградируемых наноконструкций, позволяющих блокировать патогены и адресно направлять лекарственные соединения в нужные ткани и даже клетки. Ранее для этой целевой доставки использовались полимерные молекулы, сейчас их место занимают наноконтейнеры, пригодные для создания достаточно высокой концентрации полезного содержимого.

По мнению руководителя лаборатории алгоритмической биотехнологии профессора Калифорнийского университета Павла Певзнера, опыт, накопленный в каждом из подразделений института, позволяет перейти к сквозным проектам. Одним из них мог бы стать проект ускоренного поиска новых антибиотиков, с применением вычислительных методов: “Биология становится все более и более вычислительной, анализ данных занимает в ней уже до 30 процентов”. Также он предложил вплотную заняться изучением микробиома (совокупность микробных сообществ) человека: это очень важное направление современной медицины, в частности, применительно к заболеваниям желудочно-кишечного тракта.

Как полагает Рауль Гайнетдинов, конференция показала, что за неполные пять лет институт сумел воплотить классическую модель трансляционной биомедицины from bench to bed (от лабораторного стола до больничной койки): сбор и хранение биологических образцов пациента в Биобанке – их протеомный, геномный, биохимический, биоинформатический анализ – моделирование патологических процессов, в том числе на лабораторных животных, выявление мишеней для терапевтического воздействия – разработка лекарственных средств и способов их нанодоставки к очагам заболевания – совместная апробация методик и препаратов с клиницистами.

Только за время проведения конференции еще пять статей сотрудников института приняты к публикации в высокорейтинговых международных журналах, три из них – в изданиях Nature. Очень кстати подоспела и 72-страничная обзорная статья Рауля Гайнетдинова, написанная им с двумя соавторами, в июльском (2018 г.) номере авторитетного журнала Pharmacological Reviews, посвященная изучению следовых аминов и их рецепторов за последние 30-40 лет. В нее, разумеется, вошли исследования, выполненные на средства грантов РНФ. Такие тематические обзоры изучаются в качестве обязательного учебного пособия во всех медицинских университетах мира, что служит признанием лидерства авторов статьи в данной сфере фармакологии и гарантией многочисленных ссылок. Предыдущий обзор по дофамину и его рецепторам, подготовленный Гайнетдиновым еще от имени Итальянского института технологий для того же издания в 2011 году, уже процитирован около 1000 раз.

Словом, история о том, как грантовая система финансирования науки в сочетании с мощной поддержкой университета вывела новый институт на высочайший уровень, похожа на сказку со счастливым концом. Действительно, 31 декабря 2018 года истекает срок действия пятилетнего гранта РНФ по приоритетному направлению “Реализация комплексных научных программ организаций”. Однако созданный задел позволяет участникам проекта надеяться, что продолжение следует.