Кому и зачем нужны биобанки?
В 2009 году издание Time опубликовало список идей, меняющих мир прямо сейчас: в него вошло и биобанкирование - инновационная технология, без которой сегодня невозможно развитие наук о жизни.
Успехи биомедицинских исследований связаны с использованием биобанков и биоресурсных коллекций. Благодаря им, научным разработкам на основе их применения развивают современные технологии в области животноводства, растениеводства, активно изучают взаимодействие человека и микроорганизмов, добывают новые знания о влиянии микробиоты на здоровье человека, сохраняют генофонд ценных биоресурсов человечества. Биобанкирование - важнейшее звено развития трансляционной и персонализированной медицины, эффективной ранней диагностики, мониторинга и прогнозирования заболеваний, создания клеточных продуктов для регенеративной медицины, разработки и внедрения в клиническую практику новых высокоэффективных лекарственных средств.
Что такое биобанк
Биобанк - организация, которая собирает и, следуя четко определенным правилам, хранит биологические образцы, а также информацию о самих образцах и донорах, их предоставивших. Биоматериалом могут быть кровь, слюна, моча, ткани, клетки, биопсийные образцы, ДНК.
Причем по мере наблюдения за донорами, у которых был забран биоматериал, база данных пополняется новыми сведениями. Например, кроме пола, возраста донора, его анамнеза (перечня болезней, которые он перенес, результатов проведенных анализов) к описанию каждого образца могут добавить сведения о вредных привычках, образе жизни, выявленных мутациях генов, лечении, которое проходил донор.
Иллюстрация предоставлена О.Драпкиной
Появление и распространение биобанков значительно ускорило прогресс в области медицины и биотехнологии - с использованием биобанков разного профиля разрабатывать и внедрять инновации в клиническую практику становится проще.
Биобанки организуют при фармкомпаниях, в больницах, научных институтах и исследовательских центрах. Это не просто помещение, оснащенное морозильными камерами (криохранилищами), а система, организованная и функционирующая по определенным правилам.
Все процедуры, связанные со сбором, обработкой, хранением и выдачей биоматериала, регламентированы. Персонал проходит специальное обучение, а при работе строго соблюдает этические нормы. Так, например, доноры биообразцов обязательно подписывают информированное согласие, а сведения об этих персонах конфиденциальны.
Создание коллекций биоматериалов в биобанках - многоэтапная и кропотливая работа.
Какие известны биобанки
Все биобанки делятся на исследовательские, диагностические и терапевтические. Большинство относится к исследовательским - тем, что содержат человеческие биоматериалы, и тем, где хранятся биоматериалы растительного и животного происхождения. Исследовательские биобанки с человеческими образцами делят еще на две большие группы: популяционные и нозологические (связанные с болезнями).
В популяционных банках собирают масштабные коллекции биообразцов, взятых у добровольцев. Продолжая наблюдение за донорами и используя уже собранную коллекцию, например, образцов сыворотки крови, можно выявлять, скажем, биохимические маркеры крови (как правило, определенные белки, липиды и др.). Их количественные показатели в крови соответствуют риску развития тех или иных неинфекционных болезней. На основе информации о таких маркерах можно разработать тест-системы для раннего выявления или оценки риска развития заболеваний.
В нозологических биобанках образцы собирают у людей с определенными клиническими диагнозами. Так появляются коллекции материалов, взятых, например, у онкологических пациентов, тех, кто перенес инфаркт миокарда или страдает каким-то генетическим заболеванием. С помощью этих специфических коллекций изучают механизмы болезней, в том числе генетическую предрасположенность к их возникновению.
Биобанки, хранящие биоматериал для применения в клинической практике, например, для лечения пациентов, относятся к терапевтическим. Это банки спермы или яйцеклеток в центрах репродукции или биобанки с образцами микробиоты кишечника.
Один из ярких примеров использования биобанков - работа британского UK Biobank, где с 2006 года хранят взятые у жителей страны биоматериалы, а также информацию о здоровье доноров.
Данные этого биобанка регулярно используют при проведении научных исследований. Например, в 2022 году с их помощью удалось (https://www.nature.com/articles/s41586-022-04569-5) показать связь между перенесенным ковидом и изменениями в головном мозге, ведущими к психическим расстройствам, в том числе к повышенной тревожности и ослаблению эмпатии.
А как у нас?
Российские исследователи также активно применяют биобанки в своей работе. Так, например, в крупнейшем российском научно-исследовательском биобанке (https://biobank.gnicpm.ru/),
существующем с 2014 года в Национальном медицинском исследовательском центре терапии и профилактической медицины Минздрава России (ФГБУ «НМИЦ ТПМ» Минздрава России), к 2025 году было собрано 1 119 000 биологических образцов, из которых более 310 000 были использованы для изучения распространенности различных заболеваний и факторов риска их развития, маркеров неинфекционных заболеваний, мишеней, на которые могут действовать те или иные лекарства, и т. д. Такие исследования позволяют создать национальную систему мониторинга состояния здоровья.
Вне зависимости от профиля все биобанки дают возможность упростить проведение научных исследований. Благодаря разнообразию и большому объему различного биоматериала можно не тратить время на поиски соответствующих добровольцев и создание новых коллекций, а воспользоваться теми материалами и данными, которые уже есть в биобанках, выбрать из разных коллекций необходимый набор биоматериалов под поставленную задачу.
В России биобанки объединяет Национальная ассоциация биобанков и специалистов по биобанкированию (НАСБИО), созданная в 2018 году при поддержке Министерства здравоохранения. Сейчас в ней 49 учреждений, имеющих в своей структуре биобанки. НАСБИО стимулирует развитие отечественной сети биобанков, содействует в разработке и реализации научных и практических проектов и программ, связанных с использованием их коллекций и инфраструктуры, проводит научные и обучающие мероприятия.
Без биобанков развитие современных биотехнологий невозможно, ведь только они могут предоставить для инновационных разработок биоматериал необходимого объема и качества - десятки и сотни тысяч образцов. Благодаря биобанкированию эффективность и качество научно-медицинских исследований в России и мире повышаются, а прогресс в науке ускоряется.
Оксана ДРАПКИНА, академик РАН,
Алексей МАШКОВ, доктор медицинских наук, НМИЦ терапии и профилактической медицины
Обложка: photogenica.ru
