Впереди планеты всей. Какие разработки казахстанских учёных в сфере биотехнологий лучшие в мире – эксперт

В стремительно меняющемся мире технологий ведущее место занимает биотехнология – научное применение живых организмов или их производных для производства/изменения новых продуктов или процессов, исходя из практических задач.

Уровень развития страны часто измеряется тем, насколько эффективно государство развивает биотехнологии. Казахстан старается в этом смысле не отставать. В Астане работает Национальный центр биотехнологий, где учёные в области молекулярной биологии, генетики, биохимии, микробиологии, вирусологии, иммунологии и фармакологии создают инновационные разработки по запросам медицины, сельского хозяйства и экологии.

Его руководитель в интервью Informburo.kz рассказал о лучших разработках казахстанской науки.

– Вячеслав, расскажите, какого рода прикладные исследования проводит центр? Какие актуальные проблемы в области здравоохранения, сельского хозяйства или экологии удалось решить с помощью биотехнологий? Что из разработанного в центре применяется на практике?

– В настоящее время центр проводит прикладные исследования в области биологической безопасности и биотехнологий для нужд здравоохранения и сельского хозяйства. В НЦБ разработаны иммуноферментные и иммунохроматографические тест-системы для диагностики ящура, бешенства, бруцеллёза, нодулярного дерматита, болезни Ньюкасла, листериоза, сальмонеллёза, аденовирусной инфекции и лейкоза крупного рогатого скота. На данные тест-системы разработана и утверждена в Минсельхозе нормативно-техническая документация. Разработаны и получены штамм-продуценты моноклональных антител против CTLA-4 и PD-L1 рецепторов крупного скота, предназначенные для иммунотерапии хронических инфекций сельскохозяйственных животных. Получен штамм-продуцент интерлейкина 15, предназначенный для коррекции иммунитета при вирусных инфекционных болезнях крупного рогатого скота.

Биотехнология – наука, изучающая возможности использования живых организмов для решения технологических задач и создания живых организмов с необходимыми свойствами методом генной инженерии.

Кроме того, разработаны генетические тесты, позволяющие подбирать индивидуальные дозы тромболитического препарата "Варфарин" для пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями, антикоагулянта "Плавикс", а также фармакогенетические тесты для индивидуальной дозировки препаратов, применяемых в терапии желудочно-кишечного тракта. Наши генетические тесты позволяют повысить эффективность терапии и избежать серьёзных побочных реакций, которые могут сопровождаться внутренним кровотечением. Разработанные тест-системы требуют дальнейших шагов: регистрации в соответствующих органах и получения разрешительных документов.  

У нас очень хорошие результаты в области клеточных технологий, клеточной терапии и тканевой инженерии, применяемых в регенеративной медицине. Наши специалисты – авторы нескольких разработок с применением клеточных технологий для регенерации повреждённого суставного хряща.

Один из них – инновационный биомедицинский препарат на основе фибринового гидрогеля, стволовых клеток и ростовых факторов для эффективного лечения повреждённых коленных суставов у пациентов с остеоартрозом. Препарат успешно прошёл доклинические и ранние клинические испытания на безопасность и терапевтическую эффективность.

Испытания показали, что препарат способен восстановить повреждённый суставной хрящ, снизить боли в коленном суставе, повысить качество жизни пациентов с остеоартрозом II-III степени. Препарат малоинвазивный, что позволяет сократить период реабилитации пациента. Терапевтическая эффективность препарата превышает 80%. По сравнению с зарубежными аналогами отечественный препарат значительно быстрее может восстановить функцию повреждённого коленного сустава.

Внедрение инновационной биомедицинской технологии в медицинскую практику позволит пациентам с остеоартрозом коленного сустава полностью восстановить суставной хрящ и избежать в будущем процедуры эндопротезирования. Это позволит существенно повысить уровень оказываемых медицинских услуг в ортопедии, улучшит качество жизни пациентов с повреждёнными суставами и снизит затраты государства на социальные выплаты по инвалидности.

С 2025 года мы планируем принять участие в конкурсе и получить финансирование либо от Министерства здравоохранения, либо от Министерства науки для проведения клинических исследований в Алматы, Шымкенте, Караганде и Астане с привлечением сотен добровольцев-пациентов с остеоартрозом коленного сустава. На это требуется несколько миллиардов тенге.

Одним из последних достижений нашего центра – разработка отечественного иммунотерапевтического препарата на основе модифицированных противоопухолевых лимфоцитов (CAR-T клетки) для лечения определённых типов рака крови – лейкоза и лимфомы. CAR-T клетки способны находить и уничтожать раковые клетки в организме больного.

Иммунотерапия с использованием CAR-T клеток – это инновационный метод лечения рака крови, который может излечить пациентов на последних стадиях болезни. В настоящее время CAR-T терапия применяется в США, Европейском союзе, странах Юго-Восточной Азии и России. Стоимость лечения варьируется от 100 000 долларов (в Турции) и до 475 000 долларов (в США) на одного пациента.

Казахстанская технология производства иммунотерапевтического препарата позволит в будущем значительно снизить его стоимость за счёт оптимизации процессов.

В ближайшем будущем НЦБ планирует провести первые клинические испытания иммунотерапевтического препарата на онкологических пациентах после неудачного курса химиотерапии в рамках научной программы Минздрава. В перспективе внедрение инновационного препарата сделает доступной терапию CAR-T для пациентов в РК, что сохранит огромные финансовые средства казахстанцев. Потому что такие больные могут лечиться с помощью CAR-T только за рубежом, по цене не ниже 100 000 долларов за курс терапии.

Внедрение CAR-T важно для сообщества врачей-онкологов в РК, потому что это поднимет онкогематологию Казахстана на уровень стран с передовой медициной.

Национальный центр биотехнологии – ведущее научное учреждение биологического профиля в Казахстане, созданное указом президента РК в 1993 году. Центр выполняет программы в области биотехнологии, биологической безопасности и экологии. НЦБ является фундаментом для подготовки кадров и расширения взаимодействия в области биотехнологии, содействует междисциплинарным исследованиям в сфере фундаментальных наук о жизни и технологий с целью максимизации влияния биотехнологических выгод на благо общества.

В НЦБ есть наработки для получения сельскохозяйственных растений, в том числе древесных или масличных культур, которые будут устойчивы к засухе или засолённости почвы. У нас есть несколько лабораторий, специализирующихся на биотехнологии растений и генетической инженерии растений, где применяются современные методы для получения новых сортов пшеницы и картофеля. Выведено несколько сортов пшеницы, устойчивых к засухе.

Есть договорённость с агрофирмой "Родина", которая выделила участки, где высажены опытные сорта пшеницы. Ещё мы получили хлопчатник коричневого цвета, который вывели с использованием определённых генетических манипуляций. Это лишь часть наших разработок и исследований в области биотехнологий. Есть много других интересных проектов.

– Есть ли какое-либо научное достижение центра, которое можно считать прорывом в мире биотехнологий?

– Один из прорывных проектов – это разработка нашего биопрепарата для регенерации и восстановления повреждённых коленных суставов при остеоартрозе. Это сейчас очень актуально и востребовано.

Аналогичная технология в мире есть, но по сравнению с другими аналогами наша технология и препарат могут быстрее восстанавливать повреждённый суставной хрящ.

Мы также разработали фармакогеномные ДНК-тесты для персонализированной дозировки лекарств. Такой тест, например, очень важен, когда хирург проводит операцию на сердце и сосудах, чтобы избежать побочных эффектов. Взять те же препараты для лечения рака. Они очень токсичные, и важно не ошибиться с дозировкой.  

– В июле у вас открылась геномная лаборатория Astana Genetic Center. Было анонсировано, что оборудование лаборатории позволит точно диагностировать наследственные и онкологические заболевания. Насколько доступна такая диагностика для обычных казахстанцев, учитывая, что в стране высокий уровень онкобольных?

– Геномная лаборатория была открыта совместно с BGI Group (крупная всемирно известная китайская компания) и нашими частными партнёрами. BGI Group занимается исследованиями и разработкой передовых, геномных и омиксных технологий для точной и персонализированной медицины. Компания привезла и установила у нас два современных секвенатора нового поколения. Они позволяют делать до ста анализов в день. Сейчас очень быстро развивается как отдельное направление секвенирование единичной клетки, когда по одной клетке можно рассказать всё о состоянии организма.

Лаборатория будет проводить раннюю диагностику различных наследственных, генетических заболеваний. Например, выявлять на ранней стадии мутации у будущего ребёнка – синдром Дауна, синдром Эдвардса и другие генетические заболевания. Особенно это важно для возрастных женщин, которые рожают после 35 лет. Раньше, если врач подозревал, что имеется риск определённых отклонений, то отправлял пациента перепроверять анализы за рубежом. Это было долго и дорого. Мы надеемся, что теперь услуга будет дешевле и быстрее. В лаборатории также можно будет выявлять определённые онкомаркеры. То есть на ранней стадии в плазме крови или в тканевой биопсии можно будет определять, есть ли у человека ДНК раковых клеток.

Ранняя и точная диагностика – это залог успешного лечения и выздоровления. Создание геномной лаборатории – первый совместный "пазл" для развития инновационных методов диагностики с помощью современных геномных технологий. Самое главное, что у нас есть подготовленные научные кадры, которые могут работать на секвенаторах такого уровня и анализировать полученные данные. В рамках партнёрства компания уже обучила пятерых наших сотрудников. В будущем мы планируем отправлять на обучение в Китай самых лучших наших специалистов. При этом BGI Group планирует расширить линию данного оборудования на базе нашего центра. То есть хотят привезти и установить более высокопроизводительный секвенатор нового поколения, который планируется установить в январе-феврале 2025 года. Разумеется, это бизнес-проект и все услуги будут платными.  

– Национальный центр ставит перед собой амбициозную задачу – превратить биотехнологию Казахстана в "высокодоходный бизнес наукоёмких технологий". Удаётся ли вам выполнять такую задачу и каким образом?

– Наверное, уже со следующего года мы сделаем такой высокотехнологичный скачок. Планируем развивать производство высокотехнологичных биофармацевтических препаратов с высокой добавочной стоимостью для лечения рака и остеоартроза коленного сустава. С помощью наших инновационных технологий можно будет избежать эндопротезирования сустава и повысить шанс на выживание при лечении рака крови.

Мы также планируем дальше разрабатывать и внедрять в производство изделия медицинского назначения, ветеринарные препараты и диагностические тест-системы для выявления инфекций у животных и человека. Все наши технологии и продукты, которые мы разрабатываем, востребованы рынком. К нам обращаются врачи и бизнесмены, которые говорят о своих потребностях, и, исходя из этого, мы разрабатываем биотехнологические продукты. Особо радует, что сейчас бизнес идёт в науку и инвестирует в наукоёмкие технологии, производство технологичной продукции. Есть венчурные фонды, которые буквально охотятся за передовыми научными разработками.

– Согласно официальной информации, из 304 научных сотрудников 70 – с научной степенью. Где они обучались, достойная ли у них зарплата и условия труда?

– Всё верно. У нас достаточно сильный научный кадровый состав. Наши сотрудники – это в основном выпускники казахстанских и зарубежных вузов. Мы сотрудничаем с ведущими университетами Казахстана, откуда к нам приходят на практику и стажировку будущие учёные. Из них мы отбираем самых лучших и предлагаем работу. Учёный должен вырасти, начав с лаборанта, и дальше уже получать учёные степени.

Для повышения квалификации мы также отправляем наших сотрудников на стажировки в ведущие зарубежные вузы и научные центры. Зарплата у нас рыночная и варьируется в зависимости от должности – от 250 тысяч до 2 млн тенге. Если сотрудник вовлечён не в один, а в несколько проектов и программ, то зарплата, естественно, у него увеличивается.

– Есть ли какие-то причины, по которым исследования в центре не проводятся в полной мере? Например, проблемы с финансированием, кадровый голод или недостаточная материально-техническая база?

– В настоящее время наука финансируется неплохо. Ежегодно объявляют конкурсы на гранты и научные программы. Мы на последнем конкурсе Министерства науки и высшего образования выиграли 20 научных грантов. Планируется ещё получить финансирование по двум научным программам стоимостью больше миллиарда тенге на три года. Пока у нас не хватает определённого уникального оборудования для проведения фундаментальных и прикладных исследований в сфере биологии и медицины, потому что центр давно не получал госсубсидий на покупку дорогостоящего оборудования, стоимость которого от миллиона долларов и даже больше.

Стандартное оборудование у нас есть. Научных кадров в НЦБ хватает. Мы мечтаем развивать геномное редактирование, с помощью которого можно корректировать геном живых организмов: растений, бактерий, животных, человека. Например, есть болезни или мутации, которые передаются по наследству. Эти болезни можно прервать: взять молекулярные ножницы, вырезать эти мутации и получить оздоровлённый геном. После этого мутации передаваться не будут.

– Когда речь заходит о развитии отечественной генетики, генной инженерии или стволовых клетках, то у казахстанцев может возникнуть скепсис: "Мы автомобиль не можем создать, что уж говорить о высоких технологиях". Как вы можете это прокомментировать?

– Да, такой стереотип у казахстанского обывателя есть, и возникает он из-за недостаточной популяризации науки. У казахстанского телевидения нет ни одной научной передачи как для детей, так и для взрослых. Возможно, самих учёных плохо слышно или СМИ слабо освещают их достижения. В той же России есть программы, где учёные читают лекции и рассказывают о собственных и мировых научных достижениях. Поэтому казахстанцы часто удивляются: "А у нас разве есть учёные?!" Некоторые откровенно хейтят в сети, считая, что учёные вообще "дармоеды и ничего не делают". На самом деле это большое заблуждение.

За всю науку я не буду отвечать, но именно в сфере биотехнологии у нас наука есть. И государство её финансирует, увеличивая суммы грантов, проектов и научных программ. Если говорить про СНГ, то лидерами по развитию биотехнологии являются Россия и Беларусь. На третьем месте, наверное, идут Казахстан с Узбекистаном.

Наука будет хорошо развиваться, если мы будем чаще приглашать известных и ведущих мировых учёных, которые бы делились с нами опытом. У нас много умных молодых людей, которые хотят заниматься наукой. Но не все находят себя в ней, некоторые просто уходят в бизнес. Нынешний министр науки и высшего образования старается поднять статус учёного. Существуют выплаты и доплаты за различные степени. В то же время финансирование науки у нас составляет меньше одного процента от ВВП. А должен быть хотя бы один процент. В РФ этот показатель равен где-то 1,1%, в США  – 2,5%. Самое большое финансирование в Южной Корее – больше 4%.

В древности биотехнология развивалась эмпирическим путём. Например, выпечка хлеба, виноделие, сыроварение, силосование кормов для скота – всё это различные микробиологические процессы. Настоящая генная инженерия и биотехнология как наука начала развиваться лишь в середине XX столетия. Сегодня только одна Европейская федерация биотехнологии (ЕФБ), созданная в 1978 году с центральным офисом в Барселоне, объединяет 225 коллективов и более пяти тысяч индивидуальных членов из 56 стран мира. Ведущими странами в сфере развития биотехнологии являются США, Китай, Индия и страны Европы.