Распоряжение Президиума ран от 23 сентября 2008 г. №10104-653 "Об утверждении Порядка формирования Программ фундаментальных исследований ран". Актуальность
| Вид материала | Документы |
- Программа фундаментальных исследований президиума ран «Биоразнообразие» 2005-2008,, 173.94kb.
- Программа Ассоциация этнографов и антропологов России Институт этнологии и антропологии, 1172.05kb.
- Программа отчетной конференции по программе фундаментальных исследований Президиума, 123.52kb.
- Программа фундаментальных исследований Президиума ран, 3259.61kb.
- Тезисы докладов, 3726.96kb.
- С. Л. Соболев а омскийфилиа л утверждаю: Директор д ф-м н., профессор В. А. Топчий, 462.84kb.
- Тема проекта, 300.81kb.
- П. П. Ширшова ран мгту им. Н. Э. Баумана XII международная научно-техническая конференция, 200.72kb.
- Проблемы экологии биологических систем, 489.67kb.
- Проекты программы межрегиональных и межведомственных фундаментальных исследований (совместные, 423.42kb.
1. ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММЫ ПРОГРАММНО-ЦЕЛЕВЫМ МЕТОДОМ
Основанием для разработки и осуществления Программы Президиума РАН «Фундаментальные науки – медицине» являются:
- Постановление Президиума РАН от 30 октября 2001 г. № 263 «О состоянии академического здравоохранения (представление Комиссии РАН по медицинским учреждениям)»;
- Постановление Общего собрания РАН от 14 ноября 2001 г. № 29 «О деятельности Президиума Российской академии наук в 1996 – 2001 годах» в части п.6: «Рекомендовать Президиуму РАН вместе с медицинскими учреждениями РАН и при сотрудничестве с Российской академией медицинских наук разработать комплексную программу «Наука – медицине», активно используя достижения фундаментальной науки для улучшения здоровья населения. Принять необходимые меры для сохранения и укрепления собственной медицинской базы РАН»;
- Постановление сессии совместного Общего собрания РАН и РАМН с участием РАСХН и РАХ от 18 декабря 2003 г. «Наука – здоровью человека».
- Распоряжение Президиума РАН от 23 сентября 2008 г. № 10104-653 “Об утверждении Порядка формирования Программ фундаментальных исследований РАН”.
Актуальность Программы определяется в первую очередь ее широкой социальной востребованностью в связи с резким снижением в последние 15 лет уровня массового медицинского обслуживания населения, что повлекло за собой ухудшение демографической ситуации в стране. Перед медицинскими учреждениями РАН помимо традиционных задач – профилактики и лечения заболеваний стоит и специфическая задача – продление творческого долголетия ученых, а, следовательно, и борьба с преждевременным старением.
Основной организационной идеей Программы является объединение усилий научно-исследовательских институтов, входящих в состав различных отделений РАН, на решение актуальных задач фундаментальной и клинической медицины путем использования достижений естественных и точных наук – биологии, химии, физики и математики. Учитывая многопрофильность институтов РАН и их высокий кадровый и научно-технический потенциал, характер фундаментальных и инновационных работ варьирует в широких пределах – от углубления или получения принципиально новых представлений об этиологии и патогенезе социально значимых заболеваний до разработки диагностики и лечения их на основе современных технологий. Кроме того, уникальная материально-техническая база учреждений физического профиля позволяет конструировать и доводить до производства приборы медицинского назначения.
Программа носит междисциплинарный характер и формируется на конкурсной основе.
Важнейшим условием успешного развития Программы является методическое и научно-практическое взаимодействие с медицинскими учреждениями РАН. Научно-организационное руководство Программой обеспечивается координатором и Научным Советом, в состав которого входят наиболее квалифицированные специалисты РАН, РАМН и Росздрава. Основными исполнителями программы являются институты РАН и привлекаемые ими медицинские учреждения, включая учреждения медицинского центра РАН.
Оригинальность, научная и социально-экономическая значимость, Программы заключаются в разработке принципиально новых подходов к прогнозированию возможности возникновения и констатации начала развития социально значимых заболеваний. С этой целью осуществляется разработка доклинической диагностики (до проявления первых симптомов) на основе поиска эндогенных молекулярных маркеров и использования неинвазивных методов, позволяющих поставить окончательный диагноз. В свою очередь, ранняя диагностика открывает принципиально новые возможности для разработки новых подходов к профилактическому лечению, направленному в первую очередь на поддержание компенсаторных механизмов организма.
За время существования – с 2002 года – Программа доказала свою востребованность и эффективность, став одним из важнейших механизмов инновационной деятельности РАН.
В рамках программы на основе использования достижений фундаментальных исследований в области естественных и точных наук для решения приоритетных задач практического здравоохранения получены результаты мирового класса. К ним относятся:
новые знания об этиологии и патогенезе социально значимых заболеваний, в первую очередь нейродегенеративных заболеваний;
новые материалы медицинского назначения;
новые высокоэффективные лекарственные средства;
новые медицинские технологии, направленные, в том числе, на жизнеобеспечение людей в экстремальных ситуациях и их последующую реабилитацию;
пионерские приборы медицинского назначения.
В 2006-2008 гг. по результатам исследований ежегодно публикуется около 500 научных статей, в том числе 50-80 в престижных международных журналах.
Инновационный характер Программы определяется количеством поданных заявок на патенты и количеством полученных патентов. С 2002 г. по 2007 г. эти показатели увеличились в 8 раз. Кроме того, с 2005 г. ряд инновационных проектов был объединен в отдельный блок, в рамках которого осуществляется разработка, клинические испытания и внедрение новых медицинских технологий на базе медицинских учреждений РАН – Центральной клинической больницы (ЦКБ) РАН в Москве, а также больниц Научных центров РАН в Санкт-Петербурге, в Пущино, в Черноголовке, в Троицке, в Казани и в Кольском научном центре.
Программа динамично развивается. Так, если в 2002-2003 гг. исследования проводились только по трем научным направлениям, то в 2008 г. – по двенадцати направлениям. С 2002 по 2008 гг. число финансируемых проектов возросло с 37 до 153 – более чем в 4 раза, количество организаций-участников увеличилось с 20 до 64 – в три раза, объем финансирования возрос в 2.7 раза - с 30 до 81 млн. руб. . В 2008 г. в работе Программы участвовали институты восьми Отделений РАН, находящиеся в различных городах России – Москве, Санкт-Петербурге, Мурманске, Пущино, Нижнем Новогороде, Самаре, Казани, Черноголовке, Уфе.
Итоги работы Программы подводятся на ежегодных конференциях поэтапно – сначала на конференциях Дальневосточного, Сибирского и Уральского региональных отделений РАН, а затем на объединенной конференции, включающей институты Центральной части РАН. Работа конференций вызывает большой интерес у научной и медицинской общественности, а по их итогам проводятся пресс-конференции с представителями важнейших средств массовой информации – ИТАР-ТАСС, «Медицинская газета», «Поиск», «Радио России», телевидения и др.
2. ОСНОВНЫЕ ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ПРОГРАММЫ
Целью Программы является проведение фундаментальных исследований, ориентированных на решение ряда приоритетных проблем медицины, и внедрение основных достижений в практику медицинских учреждений Российской академии наук.
Задачи Программы:
- исследование этиологии и патогенеза ряда распространенных и социально значимых заболеваний;
- разработка новых медицинских технологий на основе результатов фундаментальных исследований – методов диагностики, медицинских приборов, материалов медицинского назначения и лекарственных препаратов;
- привлечение медицинских учреждений РАН к научным исследованиям, научно-техническим разработкам и клиническим испытаниям, оказание им материально-технической помощи;
- внедрение (в том числе с помощью Координационного Совета по инновационной деятельности РАН) апробированных результатов программы в российское здравоохранение в целом и в медицинские учреждения РАН в частности, повышая, таким образом, уровень и качество медицинского обслуживания сотрудников РАН. Перед медицинскими учреждениями РАН, помимо традиционных задач –профилактики, диагностики и лечения заболеваний, стоит и специфическая задача – борьба с преждевременным старением и продление творческого долголетия ученых.
В соответствии с поставленными задачами исследования планируется проводить по одиннадцати научным направлениям, отраженным в Плане фундаментальных научных исследований РАН на 2008-2012 гг. (Приложение № 2 к Программе фундаментальных научных исследований государственных академий наук на 2008-2012 гг.): 4, 7, 9, 22, 25, 28, 30, 34, 37, 39, 41, 42, 45, 48, 49, 50, 52, 53, 65, 71.
1. ЭТИОЛОГИЯ И ПАТОГЕНЕЗ
1) Этиология и патогенез многофакторных социально значимых заболеваний
Ключевую роль в развитии многофакторных заболеваний играет комбинация наследственной предрасположенности и факторов риска, не связанных с генетическим полиморфизмом человека. К числу таких заболеваний относятся атеросклероз, ишемическая болезнь сердца, артериальная гипертензия, диабет, ожирение, рак, заболевания печени, бронхиальная астма, остеопороз и др. Для этих заболеваний характерен высокий уровень инвалидизации и смертности трудоспособного населения.
По данной проблеме в институтах РАН имеется существенный задел в области генетических исследований, однако недостаточное внимание уделяется анализу и поиску факторов риска, не связанных с генетическим полиморфизмом.
2009 г. – Идентификация и классификация общих и специфических факторов риска возникновения социально-значимых заболеваний (7,0 млн. руб.).
2010 г. – Определение генетических маркеров предрасположенности к конкретным заболеваниям и генов, зависимых от факторов риска и ответственных за развитие патологического процесса (8,0 млн. руб.).
2011 г. – Идентификация биомишеней и разработка рекомендаций по профилактике заболеваний и подбору адекватной фармакотерапии (9,0 млн. руб.).
2) Биофизические и физиологические основы применения инертных газов в медицине
После открытия группы инертных газов в начале ХХ века ученые всего мира лишь спустя несколько десятилетий окончательно убедились в том, что такие химически инертные газы, как гелий (Не), аргон (Ar), криптон (Kr) и ксенон (Xe) являются биологически активными, при чем эта активность проявляется только при увеличении их парциального давления в газовой смеси и растворимости в воде и липидах. Установлено, что Не является газом разбавителем О2 при глубоководных водолазных спусках и используется для лечения бронхообструктивного синдрома, ишемии миокарда и при ряде других заболеваний дыхательной и сердечно-сосудистой систем, а Хе признан идеальным общим анестетиком. Приоритет российской науки в этой области подтвержден отечественными и международными патентами и фармстатьей на Хе для анестезии. Способность инертных газов при повышении давления и снижении температуры образовывать псевдохимические соединения с водой – клатраты, не разрушающие клетки при при замораживании, открывают новые возможности в развитии криомедицины.
ГНЦ РФ ИМБП РАН 40 лет работает в этой области, имеет в своем составе гипербарический комплекс, входящий в список уникальных экспериментальных установок России. Серьезные наработки имеются в институтах РАН: биофизики клетки, цитологии, физиологии им. И.П.Павлова, белка, неорганической химии СО РАН, биологии моря ДВО РАН и ряде других.
1 Этап (2009 г.) – Биофизические исследования на различных живых системах, разработка технологии лечения О2-Не смесями (9,0 млн. руб.).
2 Этап (2010 г.) – Физиологические исследования на животных и с участием человека, разработка технологии лечения О2-Ar смесями (10,0 млн. руб.).
3 Этап (2011 г.) – Биофизические и физиологические исследования применительно к криомедицине, разработка технологии лечения О2-Кr смесями, обоснование и разработка программы реализации полученных результатов в здравоохранение (12,0 млн. руб.).
3) Нарушение регуляций гомеостаза как этиопатогенетический фактор в развитии заболеваний.
Наиболее ярким проявлением гомеостаза является способность организма поддерживать постоянство состава крови, а также внутриклеточной и внеклеточной жидкостей. Другие проявления гомеостаза – поддержание оптимального уровня артериального давления и температуры тела. Поддержание гомеостаза является необходимым условием нормального функционирования организма и использования компенсаторных механизмов. Нарушение регуляции гомеостаза является одной из причин функциональных нарушений в организме и развития патологических процессов.
Основными причинами нарушения гомеостатических регуляций могут быть неблагоприятные условия жизни, нерациональное питание, никотин, алкоголь, инфекционные токсины, ионизирующая радиация, стресс, возрастные изменения.
В России проблемы регуляции функций успешно разрабатываются в Институте физиологии РАН им. И.П.Павлова, Институте эволюционной физиологии и биохимии им. И.М.Сеченова РАН, Институте медико-биологических проблем РАН, Институте высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, Институте мозга человека РАН, Институте биохимии РАН им. А.Н.Баха и др.
1 Этап (2009 г.) – Исследования механизмов поддержания гомеостаза внутренней среды организма при различных заболеваниях (5,8 млн. руб.).
2 Этап (2010 г.) – Изучение общих и специфических механизмов гомеостаза при различных заболеваниях (6,2 млн. руб.).
3 Этап (2011 г.) – Регуляция механизмов гомеостаза как способ профилактики и лечения заболеваний (8,0 млн. руб.).
2. ДИАГНОСТИКА
С учетом специфики институтов РАН по данному направлению целесообразно сосредоточить усилия на следующих проблемах.
1) Разработка и производство высокочувствительных биосенсоров различных типов. Создание портативных устройств экспресс диагностики биологически активных соединений различной природы, маркеров соматических и инфекционных заболеваний, микроорганизмов и др.
Цель работ: разработка методов молекулярной диагностики ряда распространенных заболеваний человека, включая инфекционные заболевания путем выявления их возбудителей, а также продуктов их жизнедеятельности.
Ведущие центры: Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН, Институт микробиологии РАН, Центр фотохимии РАН и др.
2) Разработка методов донозологической (в том числе “in-vivo”) диагностики состояния человека, средств мониторинга физической и умственной работоспособности, профессионального долголетия. Комплексная ДНК-диагностика наследственных заболеваний.
Цель работ: разработка средств ранней диагностики, позволяющих предупредить, сохранить и восстановить здоровье, работоспособность и профессиональное долголетие.
Ведущие центры: ГНЦ Институт медико-биологических проблем РАН, Институт биохимии им. А.Н. Баха РАН, Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН, Институт прикладной физики РАН и др.
3) Создание тест-систем, направленных на раннюю диагностику генетических и особо опасных заболеваний на основе конъюгатов плазменно-резонансных наночастиц с антителами, ДНК/РНК и другими биомакромолекулами. Разработка технологий прогнозирования факторов риска и развития заболеваний на основе расшифровки индивидуальных геномов. Индивидуальная диагностика.
Цель работ: создание генно-инженерных конструкций для диагностики онкологических и других социально-значимых заболеваний.
Ведущие центры: Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН, Институт молекулярной генетики РАН, Институт цитологии и генетики СО РАН и др.
4) Разработка систем дистанционного медицинского обслуживания на основе алгоритмического и программного обеспечения обработки клинико-диагностической информации и создания экспертных диагностических систем и систем поддержки принятия решений.
Цель работ: создание систем обеспечения высококвалифицированной консультативно-диагностической поддержки населения удаленных и труднодоступных территорий, систем индивидуального диагностического обеспечения во внегоспитальных условиях.
Ведущие центры: Институт проблем передачи информации РАН, Институт системного программирования РАН, Вычислительный центр РАН, Институт прикладной математики РАН, Институт проблем информатики РАН и др.
3. БИОФОТОНИКА
1) Лазерные технологии для визуализации живых структур
Раздел 1A - Лазерные технологии для трехмерной визуализации биологических структур с использованием видимого излучения.
Научная и практическая значимость. Создание новых методов визуализации представляет собой актуальное и исключительно важное направление в биомедицине. Основные требования, предъявляемые к развивающимся технологиям, - максимальная информативность и минимальное повреждающее действие в сочетании с портативностью регистрирующей аппаратуры, удобством эксплуатации и относительной дешевизной. На сегодняшний день данным требованиям в наибольшей степени удовлетворяют методы оптического биоимиджинга. Освоение совокупности технологий оптического биоимиджинга позволит получать разномасштабные прижизненные изображения биологических объектов на тканевом, клеточном и субклеточном уровнях, что весьма актуально как для фундаментальных исследований живых систем от молекулы до целого организма, так и для создания новых методов диагностики и контроля лечения в клинической практике.
Задел: Создан ряд приборов для ОКТ, ОДТ, ДФТ и КОПТ, не имеющих аналогов, разрабатываются методики их использования в биомедицине.
Исполнители – Институт общей физики РАН (Москва), Институт прикладной физики РАН (Н.Новгород), Институт нормальной физиологии им. П.К. Анохина РАМН (Москва), ЦКБ РАН.
Раздел 1Б - Лазерные технологии для визуализации, основанные на применении флуоресцентных белков.
Научная и практическая значимость. Одним из основных направлений молекулярной и клеточной биологии в ближайшие 10-15 лет будет построение количественной модели функционирующей клетки (in silico cell, silico-mouse). При этом основным методом будет визуализация биохимических реакций in vivo. Среди оптических методов важнейшими являются флуоресцентные методы, характеризующиеся высокой чувствительностью и селективностиью. Использование флуоресцирующих белков позволяет маркировать клетки in vivo и изучать их молекулярную организацию - локализацию белков, концентрацию низкомолекулярных метаболитов, рН и ионов металлов (Са, Zn и др.), активность ферментов. Внутриклеточное перемещение белков и белок-белковые взаимодействия в живых клетках могут регистрироваться в реальном времени с миллисекундным временным разрешением.
Задел: Имеются уникальные флуоресцентные белки, структура которых расшифрована, создана база для их широкого использования в качестве маркеров клеточных структур.
Перспективы. До 2010 года может быть разработана технология получения прижизненных двух- и трехмерных флуоресцентных изображений, отображающих молекулярные процессы в нормальных и опухолевых клетках, в мелких лабораторных животных (мыши, крысы и т.д.), а также в колониях бактерий, дрожжей, патогенез вирусов. Основными элементами этой технологии будут различные молекулярные наносенсорные генные конструкции на основе цветных флуоресцирующих белков. Возможно создание различного рода флуоресцентных томографов и двумерных спектрально-флуоресцентных сканеров для работ в области экспериментальной медицины, системной (количественной) биологии животных и растений.
Создание молекулярных имиджей клеток кардинально изменит стратегию создания новых лекарственных препаратов. Молекулярные имиджи лабораторных животных позволят не только усовершенствовать методы разработки и адресной доставки лекарственных препаратов внутри организма, но и значительно ускорить предклинические испытания новых лекарств на мелких лабораторных животных (мыши, крысы).
Раздел 1 В. - Лазерные технологии для диагностики, основанные на применении флуоресцентных зондов
Научная и практическая значимость. Одним из наиболее перспективных направлений создания новых физических методов медицинской диагностики является создание технологий, основанных на использовании флуоресцентных методов обнаружения патологически измененных участков макромолекул и клеток. Некоторые зонды сами являются биологически активными веществами, и с их помощью можно произвольно изменять функции мембран и биомакромолекул. Применение флуоресцентных зондов позволяет регистрировать изменения в биоструктурах с пространственным разрешением порядка единиц Ангстрема и временным разрешением в фемто-, пико- и наносекундном диапазоне. Чувствительность методов позволяет зарегистрировать флуоресценцию одиночной флуоресцирующей молекулы и требуют микроколичеств образца. Использование двухфотонного возбуждения зондов позволяет исследовать живые клетки. Методы, основанные на флуоресцентном зондировании, информативны при оценке состояния организма при различных заболеваниях и способны дать информацию, которую невозможно получить иными методами.
Развитие данного направления включает направленный синтез и квантово-механическую характеристику новых зондов, развитие сверхбыстрых (фемто-, пико-, нано-) методов регистрации событий в возбужденном состоянии, и измерения флуоресценции одиночных молекул, адаптацию методов к клиническим условиям. Все эти возможности в настоящее время могут быть реализованы только с помощью лазерных технологий.
Задел: наличие базы фемто-, пико- и наносекундной оптики, опыт применения флуоресцентных зондов для исследования биоструктур, оригинальные зонды, вычислительная база, опыт использования флуоресцентных методов в клинике.
Исполнители: Институт химической физики РАН, Физический институт им. П.Н.Лебедева РАН, Институт кристаллографии РАН.
Направление 2. Нанобиофотоника
Использование металлических наночастиц для диагностики (контрастирования) и фототермического воздействия на клетки и ткани (в том числе на раковые клетки с целью фототермической терапии раковых опухолей), применение квантовых точек и наноразмерных флуорофоров в диагностике, разработка методов высокоразрешающей микроскопии, создание наносенсоров, управление биологическими процессами на наноуровне с использованием фемтосекундного излучения.
Научная и практическая значимость – за счет использования уникальных свойств наночастиц создание более точных методов диагностики и развитие прицельных методов воздействия.
Задел: производство наночастиц, соответствующих мировым стандартам, производство и использование наноразмерных флуорофоров, разработка методов изучения физических свойств и стандартизации наночастиц, наличие базы фемтосекундной оптики, технологии соединения наночастиц со специфическими антетелами для их адресной доставки, технологии оптического мониторинга,
Исполнители – Институт биохимии и физиологии растений РАН (Саратов), Институт химической физики РАН (Москва), Институт биохимии им. А.Н.Баха РАН (Москва), Институт биоорганической химии им. М.М.Шемякина и Ю.А.Овчинникова РАН (Москва), ФИАН (Москва), Институт молекулярной биологии РАН (Москва), Центр фотохимии РАН (Москва), Институт прикладной физики РАН (Н.Новгород), Институт кристаллографии им. А. В. Шубникова РАН.
Направление 3. Лазерная медицина