Итоги обсуждения научной повестки ФНТП развития генетических технологий на 2019-2027 годы
в рамках открытого заседания Президиума Российской ассоциации содействия науке, 7 декабря 2018 года

Оглавление
1. Предложения в области медицинских исследований и возможных клинических применений
2. Предложения в области сельского хозяйства
3. Предложения по фундаментальным исследованиям в рамках программы и по созданию новых инструментов редактирования
4. Предложения в части создания инфраструктуры для реализации программы
5. Предложения и дополнения в федеральную научно-техническую программу развития генетических технологий на 2019-2027 годы от рабочей группы Хелснет НТИ
6. Мнение венчурного инвестора

1. Предложения в области медицинских исследований и возможных клинических применений

М.А. Школьникова, научный руководитель НИКИ педиатрии им. Ю.Е.Вельтищева ФГБОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России:
1. В России – стране с высокой смертностью населения и особенно в трудоспособных возрастах, нужна программа по профилактике и лечению генетических заболеваний, манифестирующих в детском возрасте. Это реальный ресурс для снижения смертности и увеличения ожидаемой продолжительности жизни населения, так как высокая смертность в молодых трудоспособных возрастах не может в большинстве случаев быть следствием внезапно резвившихся патологий. Многие заболевания, приводящие к смерти в молодом возрасте, имеют генетическую основу – например первичные электрические заболевания сердца, поражающие не менее 1 из 1000 детей и являющиеся основой для развития жизнеугрожающих аритмий на протяжении всей жизни. Кроме того, следует учесть, что в возрасте 18-35 лет молодые люди реализуют жизненные планы и мало обращают внимания на здоровье, что приводит к неблагоприятным последствиям и даже смерти от своевременно не выявленной и не пролеченной патологии в детстве. Применение современных генетических технологий (диагностическое и терапевтическое назначение) в детском возрасте может улучшить ситуацию кардинально.
2. В России существуют уникальные возможности для научных исследований в области генетических технологий. В Научно-исследовательском клиническом институте педиатрии им академика Ю.Е.Вельтищева РНИМУ им Н.И.Пирогова имеется опыт лечения и мониторинга одной из самых больших в мире и уникально разнообразных педиатрических популяций с генетической патологией сердца, нервной системы, почек и наследственными заболеваниями обмена. Это дает возможность исследовать и разрабатывать инновационные методы лечения, которые имеют отношение к детям в России и во всем мире. Созданы благоприятные условия для централизованного сбора генетической информации и ее анализа. Это также уникальный ресурс для научных исследований, создания новых препаратов для лечения редких и относительно редких заболеваний, так как внутри одной страны возможно набрать необходимое число наблюдений, не прибегая к международным альянсам.
3. Важной задачей является создание базы данных, объединяющей индивидуальную генотипическую и фенотипическую информацию. При создании этой базы данных, для успешного ее функционирования в будущем и наполняемости, необходимо детально проработать условия предоставления и использования информации, учитывающие интересы всех сторон (пациентов, научно-исследовательских групп и врачей). Может быть использован международный опыт, например, при создании базы данных rd-connect, включающий в себя анонимизацию фенотипической информации, использование защищенных протоколов передачи информации, период эмбарго на использование информации, а также предоставление доступа к информации для конкретных научных проектов.
4. Генетическая диагностика как неотъемлемая часть генетических технологий требует в России кардинального улучшения качества и доступности, желательно предусмотреть в Программе создание центров коллективного пользования для секвенирования экзома, генома, транскриптома. Эти центры должны охватывать большое число пациентов, сократить время исследования до нескольких дней и дать возможность специализированным клиническим центрам анализировать данные с привлечением своих ресурсов.
5. В настоящий момент в России существует необходимость создания геномного центра коллективного пользования, опираясь на международный опыт, который бы обеспечивал качественное и доступное секвенирование различных типов для исследовательских целей. Такие геномные центры существуют, например, во Франции (Centre National de Génotypage), Испании (Centro Nacional de Análisis Genómico), США (New York Genome Center), Китае (Beijing Genomics Institute). В России существует Центр коллективного пользования в области геномики в Сколтехе, однако его мощности недостаточно для того, чтобы предложить конкурентоспособные условия.

М.Н. Карагяур, с.н.с., Институт регенеративной медицины МНОЦ МГУ имени М. В. Ломоносова:
В Институте регенеративной медицины МНОЦ МГУ имени М.В.Ломоносова при участии Лаборатории ангиогенеза ИЭК НМИЦ Кардиологии МЗ РФ было создано 8 уникальных генно-терапевтических препаратов, направленных на стимуляцию процессов ангиогенеза (гены VEGF, Ang-1, HGF, uPA), нейрогенеза (гены BDNF, uPA) и регенерации печени (гены HGF, uPA), а также предназначенных для профилактики и терапии аутоиммунных состояний (ген scFv-фрагмента антитела к CD25). Практически все упомянутые препараты успешно прошли предклинические испытания, а несколько из них в настоящий момент проходят II-III фазу клинических исследований (VEGF, uPA, BDNF). Данные генно-терапевтические препараты созданы на основе плазмидных векторов как уникальных, так и одобренных FDA, и кодируют один (моноцистронные) или два (бицистронные) гена. Даже после однократной инъекции данные генетические конструкции, попав в клетки в области повреждения, обеспечивают достаточно продолжительную продукцию терапевтических белков и, тем самым, стимулируют и поддерживают регенеративные процессы в тканях. Накопленный опыт позволяет создавать новые генно-терапевтические препараты, различные по механизму действия, терапевтической направленности, а также способам доставки (в том числе, на базе аденоассоциированных вирусных векторов), в соответствии с запросами населения и врачебного сообщества РФ.

А.И. Лукашев, директор Института медицинской паразитологии, тропических и трансмиссивных заболеваний им. Е.И. Марциновского Первого МГМУ им. И. М. Сеченова:
Уже за первые два десятилетия 21 века возникли не менее шести новых опасных вирусных инфекций. На сегодняшний день возможность фармакологической индустрии по разработке новых вакцин совершенно не соответствует уровню угрозы от возникающих инфекционных заболеваний, поскольку время разработки вакцин в десятки раз дольше необходимого для своевременного реагирования. Решением проблемы может быть создание «платформенных» вакцин на основе технологий редактирования ДНК, где в вирусный вектор с хорошо изученными свойствами, отработанной технологией производства и известными фармакологическими свойствами вставляется фрагмент нового микроорганизма. Возможность создания таких платформенных вакцин активно изучается во всем мире, однако комплексное решение технических и законодательных проблем пока что не было достигнуто ни в одной стране. Предполагается выделить направление ФНТП для разработки конструкций потенциальных платформенных вакцин (различные платформы, методы создания, интегрированные адъюванты, оценка возможности повторного применения и т.д.), методик проведения испытаний безопасности и эффективности, анализа зарубежного опыта в этой области, оценки потенциальных угроз.

А.А. Замятнин, директор Института молекулярной медицины Первого МГМУ им. И. М. Сеченова:
На сегодняшний день развитие генной терапии в России значительно отстает от мирового уровня. Практически не ведется ни фундаментальных, ни прикладных исследований, количество специалистов в отрасли практически недостаточно даже для адаптации существующих технологий. Законодательная база также не соответствует мировому уровню. Предлагается включить в ФНТП блок исследований по разработке средств генной терапии, возможно, включающих редактирование соматического генома, разработку методик проведения испытаний безопасности и эффективности генно-терапевтических препаратов, оценку уровня популяционного иммунитета в Российской Федерации к наиболее актуальным в мире векторам для доставки средств генной терапии.
В.А. Федорова, д.м.н., проф., зав. лабораторией молекулярной биологии и нанобиотехнологий (ЛМБиН), зам. по НИР филиала ФИЦ вирусологии и микробиологии, г. Саратов:
Научный коллектив состоит из специалистов с высшим медицинским, биологическим, математическим и ветеринарным образованием и занимается фундаментальными и научно-прикладными исследованиями в области получения новых знаний и создания профилактических и диагностических препаратов против заразных инфекционных заболеваний, общих для человека и животных.
Участие ЛМБиН в реализации ФНТП развития генетических технологий на 2019-2027 гг. возможно по следующим направлениям:

1. Репродуктивное здоровье нации — молекулярно-генетические технологии для выявления и детальной характеристики новых эпидемически опасных клональных линий возбудителя хламидиоза и других патогенов, этиологических факторов бесплодия (см. статью в Вестнике дерматологии и венерологии, 2018; The Open Microbiol. J) с целью поиска новых молекулярных таргетов для разработки диагностических тест-систем и терапевтических вакцин нового поколения.

2. Направление One Health – изучение роли патогенов зоонозной природы в развитии инфекционной патологии человека и способности бактерий преодолевать межвидовой барьер (изучение коллекций генетического материала патогенов, вызывающих антропозоонозы, секвенирование, биоинформатическая обработка, создание доступной интерактивной базы данных о геномных портретах/вариабельности геномов патогенов, выявляемых у сельскохозяйственных животных на территориях РФ и сопредельных государств, поиск новых микроорганизмов с применением метагеномных подходов).

3. Разработка новых подходов к секвенированию нуклеотидных последовательностей с использованием лазерных спеклов с целью
• Интерпретации генетических данных сверхбольшого объема с помощью виртуальных GB-спеклов
• Разработки концепции сверхбыстродействующего оптического процессора для задач биоинформатики
• Разработки новых принципов чтения нуклеотидных последовательностей с помощью динамических лазерных спеклов, основанных на модификации/совершенствовании технологии нанопор.
Потенциальные подходы к «оцифровке» образцов нуклеотидных последовательностей микроорганизмов частично разработаны (алгоритмы представлены в статье Ulyanov SS и др. Laser Physics Letters. 15 (2018) 045601 (6pp) https://doi.org/10.1088/1612-202X/aaa11c; Ulianova O.V. и др. Frontiers In Bioscience, Landmark, 24, 597-597, January 1, 2019) – пресс-релизы на сайтах https://indicator.ru/news/2018/06/14/opticheskij-processor-dnk/, https://www.sgu.ru/news/2018-06-21/professor-sgu-uchastnik-proekta-rnf-po-innovacionnoy, https://www.sgu.ru/media/sweetmilk/no34-sentyabr-2018.

4. Генетические технологии, в том числе, технологии генетического редактирования для использования насекомых как источника и продуцентов антимикробных пептидов, а также источника дешевого кормового белка в животноводстве.

5. Развитие направления технологии генетического редактирования совместно с Training immunity для изучения эпигенетических механизмов врожденного и адаптивного иммунитета против инфекционных заболеваний человека и животных.

6. Генетические технологии для создания терапевтических моноклональных, включая гибридные, антител.

7. Генетические технологии для создания ветеринарных вакцин и антимикробных иммунобиологических препаратов.

8. Генетические технологии, включая технологии генетического редактирования для создания сельскохозяйственных животных, устойчивых к инфекциям, с повышенной продуктивностью жизненно важных продуктов питания, лечебного питания, а также продуцентов биологически активных компонентов с заданными свойствами.

9. Генетические технологии для создания пептидных вакцин против группы заболеваний как альтернатива ассоциированным и комбинированным вакцинам (устный доклад в качестве приглашенного докладчика был сделан в 2017 г в институте Пастера, Париж).

Костюк Г.П., Морозова А.Ю., Резник А.М., Захарова Н.В., ГБУЗ ПКБ №1 им. Н.А. Алексеева ДЗМ:
Молекулярно-генетические технологии охраны психического здоровья
С целью установления нейробиологических механизмов возникновения и развития эндогенных психических расстройств, поиска их несомненных клинических и биологических маркёров и ускоренного развития технологий генетического редактирования на клинической базе ГБУЗ Москвы «Психиатрическая клиническая больница № 1 им. Н.А. Алексеева Департамента здравоохранения города Москвы» во взаимодействии с ведущими научными центрами России – ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр психиатрии и наркологии им. В.П. Сербского», ФГБНУ «Научный центр психического здоровья», НИЦ «Курчатовский институт», ФГБНУ «Медико-генетический научный центр», ФГБОУ ВО «Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова» – в течение последних двух лет проводится популяционное междисциплинарное исследование эндогенных психических расстройств.
В рамках данного исследования собрана постоянно пополняемая коллекция свыше 700 образцов биоматериала пациентов и здоровых лиц, обследованных по единому алгоритму, включающему более 1500 клинических, социальных, психологических и психометрических переменных. Разработан прототип информационной системы для регистрации, анализа и биоинформационной обработки результатов клинико-генетического обследования. Произведено генотипирование 400 образцов с получением данных о генетических аномалиях при различных формах расстройств шизофренического спектра. Проведено иммунотипирование с получением данных о различиях иммунного статуса при различных формах эндогенных психических расстройств. Выполнено фМРТ-сканирование 60 пациентов и проводится обработка данных с целью уточнения врожденных и приобретенных аномалий головного мозга. Проведен молекулярный анализ методом жидкостной биопсии 250 образцов крови больных с различными формами психических расстройств, обнаружены убедительные корреляции содержания вкДНК, РНК и мтДНК с формами заболевания и ответом на терапию. Создана инфраструктура отбора биопсии обонятельного эпителия с получением первичных нейрональных культур для реализации оригинальной клеточной модели изучения экспрессии генов и построения карты генов с нарушенной экспрессией, для последующего геномного редактирования CRISPR Cas9. Начат набор секционного постмортального материала больных с эндогенными психическими заболеваниями.
В краткосрочной перспективе (3-5 лет) будет создана генетическая база данных биологических объектов, содержащая геномные данные 3000 образцов больных эндогенными психическими расстройствами, а также будут разрабатываться и апробироваться системы экспресс-диагностики и раннего выявления целевых генетических структур для последующей разработки технологии редактирования генетических вариантов и дефектов, приводящих к заболеваниям из группы эндогенных психических расстройств.
В рамках реализации проекта ФНТП развития генетических технологий на 2019-2027 годы научно-исследовательский отдел ПКБ №1 им. Алексеева ДЗМ готов предоставить свою базу аннотированных образцов биоматериала пациентов с разной психиатрической патологией и здоровых лиц, и готов к сотрудничеству с другими участниками программы.

И.Н. Малышева, генеральный директор Клиники новых медицинских технологий «АрхиМед»:
Участие лаборатории АрхиМед в реализации научно-технической программы развития генетических технологий на 2019-2027 годы:
1. Разработка диагностических тест-систем для генетических исследований, основанных на методе секвенирования ДНК.
2. Проведение испытаний отечественных тест-систем.
3. Внедрение инновационных технологий в отечественную медицину.
4. Использование существующей лабораторной базы для создания банка клеточных культур.
5. Создание Коллаборативной лаборатории хромато-масс-спектрометрии для проведения совместных научно-исследовательских работ с использованием существующего оборудования.

Ж.И. Глинкина, заведующая лабораторией молекулярной генетики ПМЦ «МАТЬ И ДИТЯ»:
Преимплантационная генетическая диагностика (ПГД)
Преимплантационная генетическая диагностика – это исследование эмбрионов на стадии доимплантационного развития, то есть пока эмбрион еще не перенесен в матку женщины и находится в инкубаторе в чашках для культивирования. На этой стадии развития имеется возможность провести генетическое исследование самих эмбрионов. Во всем мире данное исследование широко применяется в медицинской практике в программе ЭКО. Это связано с тем, что перенос заведомо здоровых эмбрионов повышает процент наступления беременности, снижает процент выкидышей, способствует рождению детей без генетической патологии в программе ЭКО и тем самым повышает эффективность лечения бесплодия. Исследователями разных стран доказано, что эмбрионы с неправильной генетикой зачастую останавливаются на разных стадиях своего развития: до имплантации, и на любом сроке беременности или при рождении дают пороки развития и умственную отсталость. Это происходит по причине сбоя в программе развития эмбриона, которая прописана в генах, т. е. эмбрион неправильно развивается. К сожалению эмбрионы с генетической патологией в программе ЭКО внешне не отличаются от эмбрионов без патологии и обычно врачи переносят в полость матки внешне морфологически «красивые» эмбрионы. Таким образом, при переносе генетически здоровых эмбрионов уменьшается количество попыток ЭКО (гормональная нагрузка на организм сводится к минимуму), а время достижения результата ЭКО, рождение здорового ребенка, сокращается. Исследование эмбрионов на моногенные заболевания у пар носителей мутаций имеет принципиальное значение, так как эта группа заболеваний не лечится и приводит к высокому проценту инвалидизации детей. При проведении ПГД у этих пациентов эмбрионы необходимо исследовать и анеуплоидии.
В качестве основных задач, на которые необходимо обратить внимание:
1) разработка отечественных наборов для ПГД анеуплоидий;
2) разработка отечественных наборов для ПГД моногенных заболеваний и анеуплоидий одновременно.

2. Предложения в области сельского хозяйства

В.В. Таранов, заведующий лабораторией стрессоустойчивости растений ФГБНУ ВНИИСБ:
Лаборатория стрессоустойчивости растений ФГБНУ ВНИИСБ занимается геномным редактированием растений с 2015 года. К настоящему моменту получен положительный опыт редактирования генома модельного растения Arabidopsis thaliana. Реализуются три проекта по редактированию генома сельскохозяйственных культур — картофеля, пшеницы и капусты. Проекты имеют существенную фундаментальную составляющую и направлены на решение важных практических задач. Проект по редактированию генома картофеля направлен на повышение устойчивости растений картофеля к вирусу Y. В проекте по редактированию генома белокочанной капусты ведется работа по получению форм капусты, не поражающихся сосудистым бактериозом. Проект по редактированию генома пшеницы направлен на создание сортов пшеницы, иммунных к мучнистой росе.
Также коллектив участвует в работе по разработке эффективных вариантов генетического инструментария для редактирования генома с использованием белков – аналогов Cas9, обладающих меньшим размером, что облегчает их использование в генно-инженерной работе, а также выделение и очистку рекомбинантных белков. Целью данной работы является создание оригинального генетического инструментария, не подпадающего под действие запатентованных систем редактирования генома. Также, ведется работа по разработке новых вариантов технологии CRISPR/Cas9 для направленного внесения в геномную ДНК однонуклеотидных замен.
Все вышеперечисленные проекты реализуются в коллаборации с ведущими профильными научными организациями, обладающими необходимыми компетенциями.
В контексте реализации ФНТП генетические технологии хотелось бы отметить три важных с нашей точки зрения вопроса, которые необходимо учитывать для успешной реализации проектов по геномному редактированию сельскохозяйственных культур.
Для успешного выполнения проектов по геномному редактированию растений требуется:
¬ наличие достаточного количества высококвалифицированных исполнителей с заработной платой, соответствующей их высокой квалификации;
— доступ на регулярной основе к центру коллективного пользования, осуществляющему таргетное высокопроизводительное секвенирование с достаточной частотой (не реже 1 раза в месяц), при этом требуется в каждом запуске использовать небольшой процент от «загрузки» прибора;
— создание центра компетенций, на постоянной основе осуществляющего генетическую трансформацию культурных растений, по аналогии с центрами трансформации в США. Трансформация растений в таких центрах осуществляется «потоком», что позволяет снизить себестоимость и повысить скорость получения результатов;
— привлечение специалистов в области патентоведения для консультирования руководителей проектов.
Фактором, препятствующим реализации прикладных разработок в области геномного редактирования сельскохозяйственных растений, является отсутствие ясной юридической базы, регулирующей внедрение таких разработок на территории РФ. Единственный закон, регулирующий использования сортов растений с редактированым геномом — Федеральный закон от 03.07.2016 № 358-ФЗ, допускает разные варианты интерпретации. В таких условиях становится практически невозможно найти инвестора для реализации даже самых экономически перспективных проектов. Действующее законодательство не может ограничить импорт семенного материала и продуктов, полученных с применением сортов растений с редактированным геномом по причине отсутствия хоть сколько-нибудь эффективных методов идентификации растений с редактированным геномом. Таким образом, действующие ограничения только препятствуют развитию данных технологий на территории РФ. Развитие технологии геномного редактирования на растениях в нашей стране возможно только при условии изменения законодательной базы.

М.Г. Дивашук, заведующий лабораторией диагностики патогенов растений ФГБНУ ВНИИСБ:
Обоснование.
Агробиотехнологии должны служить трансферным мостом между фундаментальной наукой и непосредственным внедрением в практику и производство. Таким образом, в рамках агробиотехнологий необходимо ставить задачи по практическому применению именно в ближайшей перспективе. На мой взгляд, технологии редактирования Crispr/Cas имеют огромный потенциал прежде всего в селекции растений. Так как большинство проблем редактирования Crispr/Cas (в том числе этического свойства) характерные для применения в медицине не столь актуальны для растений. Здесь на первый план выходит проблема крайне ограниченного знания о геномах растений по сравнению с геномами человека или животных. Таким образом, наблюдается острый дефицит «мишеней» для редактирования, благодаря целенаправленному изменению которых можно получить прорывные изменения в селекционном процессе и урожайности культур. Также определенной проблемой быстрого внедрения в производство продуктов редактирования растений является то, что Crispr/Cas пока находится в «серой» зоне законодательства по трансгенам.
Проект и предложение.
Создание лаборатории/центра/группы Геномных селекции и редактирования. Первый объект — озимая пшеница, как основной драйвер нашего экспортного потенциала в АПК, и возможности привлечению к работе заинтересованных представителей агрохолдингов, Минсельхоза и т.д.
Создание приборной базы и научной группы направленной на геномную селекцию и геномное редактирование. С помощью геномной селекции мы получаем новые знания о взаимодействии, влиянии различных участков хромосом на хозяйстве-ценные признаки, не имея никакой информации о самих генах. Затем мы выявляем гены-кандидаты в наиболее важных локусах определенных на стадии ГС. Проверяем их влияние и взаимодействие с помощью геномного редактирования. И получаем «портфолио» генов и отредактированных линий, которые можно будет быстро включать в селекционный процесс. При этом, что на мой взгляд важно, на каждой стадии исследований будет как и научная составляющая, так и непосредственный практический выход в селекцию не ограниченный законодательством.. Ряд ведущих селекционных центров РФ, проявляют заинтересованность в активном участии в данной работе, и готовы предоставить материал, фенотипические оценки, тренинговых популяций, проводить испытания полученных линий в полевых условиях и т.д.

С.А. Брускин, заведующий лабораторией функциональной геномики ФГБУН Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН:
1. Редактирование геномов водорослей с целью контроля мейоза. Позволит получить растения, способные к размножению только в лабораторных условиях. Это позволит использовать такие водоросли для генетической модификации и получения самого разнообразного спектра продуктов — от кормов для животных или пищи для человека, до продуцентов биологически важных веществ и биопластиков.
2. Растения как биосенсоры опасности различной природы. Целью проекта является управление клеточной сигнализацией для обнаружения химических, биологических или радиологических угроз. Растительные сенсоры, разрабатываемые в рамках проекта, должны будут распознавать специфические стимулы и отвечать на эти сигналы с помощью дистанционно распознаваемого фенотипа.
3. Создание и развитие центра генетической трансформации растений, для генетической модификации основных сельскохозяйственных культур и мощностью минимум 30 трансформаций в день.

3. Предложения по фундаментальным исследованиям в рамках программы и по созданию новых инструментов редактирования

Адонин Л.С., к.б.н., с.н.с., ФГБУН Институт цитологии РАН (г.Санкт-Петербург):
Расшифровка программы «морфогенез» генома. Что это дает?
Значительную часть геномов эукариот составляют мобильные элементы (ТЕ, transposable elements) (Boeke and Devine, 1998) – повторяющиеся фрагменты ДНК, которые потенциально могут менять свою локализацию. Они значительно повлияли на размеры, структуру и функции геномов. Количество повторов в человеческом геноме по последним оценкам достигает 66%–69% (de Koning et al., 2011), тогда как гены занимают около 2% (Lander et al., 2001). В связи с огромной представленностью в геномах эукариот, TE рассматриваются как один из основных факторов эволюции эукариотических геномов. Последовательности ТЕ выступают в роли промоторов, энхансеров, сайленсеров, также как и в роли сайтов эпигенетической модификации и альтернативного сплайсинга (Kazazian HHJr. 2004; Ivics Z. 2009; Han, Boekeб 2005). Предложение о том, что ТЕ выступают в роли цис-регуляторных элементов, подкрепляется данными секвенирования нового поколения.
Известно, что ТЕ играют существенную роль в поддержании хромосомной архитектуры и регуляции транскрипции групп генов, обеспечивают регуляцию работы генома с раннего эмбрионального развития и на протяжении всей жизни организма. Нарушение транскрипции транспозонов влечет за собой развитие заболеваний, в том числе раковые опухоли разной природы. На сегодняшний день механизмы, лежащие в основе нарушения функций TE и их транскрипции при раковых заболеваниях остаются в значительной степени необъяснимыми.
Молекулярные процессы протекающие при развитии раковой опухоли напоминают механизмы эмбрионального развития (Стойка и др. 2004; Gormus et al, 2016), поэтому в этом проекте я предлагаю определить вклад конкретных транспозонов в механизмы эпигенетической регуляции генома при нормальном развитии. В качестве модели предлагаю использовать развитие морского ежа. Модель доказала свою ценность для биологии развития: ее использовали в частности, для изучения экспрессии Нох генов и генных каскадов. Развитие иглокожих дает возможность определить спектр некодирующих РНК на разных стадиях, сравнить спектры между собой; определить те ТЕ, РНК которых особенно значима для регуляторного типа развития.
Наша группа является одной из очень немногих в России, где есть специалисты, соединяющие знание биологии морских объектов, методов молекулярной биологии и биоинформатики. Секвенированный геном морского ежа позволяют аннотировать в контигах WGS повторяющиеся последовательности обоих классов (тандемные повторы (ТП) и ТЕ). Сравнение состава ТЕ и ТП в препаратах РНК, позволит приблизиться к поминанию механизма действия некодирующей РНК в базовых процессах морфогенеза. И наконец понять где она записана в геноме. Это, в свою очередь, приведет нас к возможности модерировать/управлять процессами в течении раковых заболеваний разный этиологии.

М.Н. Карагяур, с.н.с., Институт регенеративной медицины МНОЦ МГУ имени М. В. Ломоносова:
Одними из наиболее перспективных инструментов для реализации технологий геномного редактирования в медицине являются редакторы оснований (гибриды молекул Cas9/Cpf1 и деаминаз). Достаточно высокая точность, эффективность и безопасность делают возможным их применение в клинике уже в ближайшее время: для коррекции генетических патологий плода (in utero после 16 недель развития), постнатального и взрослого организмов. Благодаря этим свойствам редакторов оснований их применение не требует внесения изменений в существующее законодательство и уменьшает потребность в редактировании генома половых клеток и эмбрионов, что снижает остроту этических и правовых вопросов, ассоциированных с внесением наследуемых модификаций в геном человека.
Как очень перспективному инструменту, редакторам оснований должно быть уделено особое место в ФНТП. По нашему мнению необходимо проводить их всестороннее исследование: от поиска и создания новых до изучения безопасности, способов доставки и возможностей использования уже существующих. В Институте регенеративной медицины МНОЦ МГУ мы планируем использовать редакторы оснований для создания клеточных и животных моделей широкого спектра заболеваний, а также для поиска новых терапевтических подходов заболеваний, ассоциированных с иммунной системой (инфекционные, онкологические, аутоиммунные и иммунодефицитные заболевания).

Суворова И.И., к.б.н., с.н.с., ФГБУН Институт цитологии РАН (г. Санкт-Петербург):
Институт цитологии РАН уже имеет положительный опыт исследовательских работ в рамках изучения молекулярных механизмов социально-значимых заболеваний (Мегагрант РНФ 14-50-00068 «Молекулярно-клеточные технологии для лечения социально-значимых заболеваний»). В рамках данного проекта в Лаборатории Молекулярных основ дифференцировки осуществлялись эксперименты по редактированию генома эмбриональных стволовых клеток. Стоит отметить, что это одна из немногих лабораторий, которая занимается проблемами использования плюрипотентных клеток на практике, а также применением технологии Crispr/Cas9 в редактировании генома этих клеток.
Плюрипотентные клетки представляют собой уникальную клеточную популяцию, которая способна дифференцироваться во все типы клеток взрослого организма. Это свойство было определено как «плюрипотентность» и наблюдается только у эмбриональных стволовых клеток (ЭСК) и их искусственных аналогов – индуцированных плюрипотентных клеток (ИПСК). В настоящее время в области изучения и последующего применения плюрипотентных клеток существует ряд проблем, которые необходимо решить для их практического использования. В первую очередь, до сих пор не решена проблема возникновения мутаций в ЭСК и ИПСК в процессе культивирования, что может приводить к образованию опухоли в дальнейшем. Во-вторых, условия культивирования плюрипотентных клеток до сих пор не являются оптимальными, и, как правило, культуры ЭСК и ИПСК представляет собой гетерогенные популяции дифференцированных и недифференцированных клеток. В третьих, применение ЭСК на практике значительно затруднено возникающим иммунным ответом организма, за исключением иммунопривелегированных органов – глаз и нервная система. Однако эта проблема преодолевается использованием аутологичных ИПСК, которые получают из соматических клеток пациента, репрограммируют, а затем пересаживают обратно. Однако сам процесс репрограммирования достаточно неэффективен.
В настоящем проекте мы планируем решить часть имеющихся проблем в области изучения и использования плюрипотентных клеток на практике с помощью технологии Crispr/Cas9:
1. В работе будет использована технология Crispr/Cas9 в исследовании сигнальных механизмов, лежащих в основе феномена плюрипотентности. На основе полученных результатах можно разработать фармакологическую стратегию, поддерживающую клетки в плюрипотентном состоянии in vitro. Кроме того, впервые для решения этой проблемы будет использован полногеномный подход Crispr screen, одна из последних разработок в области геномного редактирования.
2. В настоящее время сложности в получении ИПСК, а также существующая необходимость культивирования их in vitro увеличивает вероятность появления генетических аберраций в геноме, приводят к необходимости в разработке новых методов получения более безопасных клеточных линий, пригодных для применения в клинике. Таким методов становится трансдифференцировка. Трансдифференцировка – метод, при котором из соматической клетки пациента можно напрямую получить клетку другого дифференцированного профиля, минуя этап становления ее плюрипотентности. Это возможно путём активации определенных эндогенных генов, используя для этого технологию CRISPR, в составе которой имеется опосредованный активатор.

Е.В. Поверенная, к.б.н., с.н.с., ФГБУ ИБМХ имени В. Н. Ореховича:
Использование технологий на основе CRISPR/Cas9 открывает новые возможности в исследовании функций генов. Это не только нокаут или нокдаун генов, но исследование белок-белковых взаимодействий (ББВ) путем встраивания с помощью технологий генного редактирования в ген His-tag (или аналога) для «вытаскивания» белкового продукта исследуемого гена совместно со взаимодействующим с ним белками. Данный способ является более «экологичным» для клетки в сравнении с текущими способами анализа ББВ.

4. Предложения в части создания инфраструктуры для реализации программы

Сергиев П.В., директор Института функциональной геномики МГУ имени М.В.Ломоносова:
Федеральная научно-техническая программа развития генетических технологий чрезвычайно важна для научно-технического развития России, поскольку очевидна ключевая роль данного направления в фундаментальной биологии, молекулярной медицине и сельском хозяйстве. Такая форма организации исследований в данной области более предпочтительна, чем грантовое финансирование, из-за больших финансовых затрат и большего времени выполнения проектов, связанных с созданием животных с измененным геномом. Разумно организовать работу заинтересованных в развитии генетических технологий коллективов-лабораторий в виде сети, консорциума, где ядром является коллектив, создающих животных с направленно измененным геномом.
В МГУ такое ядро, Институт функциональной геномики, было создано в 2018 году ректором МГУ, академиком В.А. Садовничим по предложению академиков РАН О.А.Донцовой, М.П.Кирпичникова, В.П.Скулачева, В.А.Ткачука и чл-корр РАН С.Н. Калмыкова. Это подразделение сотрудничает с профильными факультетами МГУ и других научных и образовательных организаций в научной работе. При этом мы видим перспективу построения консорциума, где коллективы занимающиеся секвенированием следующего поколения и биоинформатикой могли бы проводить поиск генов с неизвестной функцией для фундаментальных исследований и генов, мутации в которых влияют на склонность к развитию патологий человека для создания моделей данных патологий. После направленных изменений в выбранных генах модельных животных, для их исследования привлекались бы коллективы, обладающие заделом в конкретных областях молекулярной биологии, физиологии и медицины для исследования фенотипических проявлений направленных мутаций, а также для разработки схем лечения заболеваний на животных моделях выбранных патологий. Наконец, понимание функциональной роли неизвестных ранее генов открывает дорогу к созданию организмов с новыми свойствами, востребованными биотехнологией и медициной.
Среди ведущихся коллективом ИФГ МГУ совместных работ можно отметить сотрудничество с Институтом онкологии, ИБГ, ФИЦ Фундаментальные основы биотехнологии, ИБХ, Сколтехом и другими организациями. Создано около двадцати линий мышей с измененным геномом. В рамках Федеральной научно-технической программы развития генетических технологий планируется создать консорциум подразделений МГУ с привлечением коллективов институтов РАН для совместного выполнения работы по фундаментальным исследованиям функции генов млекопитающих, для которых она неизвестна, и создания животных моделей заболеваний человека для разработки методов их терапии.

М.Н. Карагяур, с.н.с., Институт регенеративной медицины МНОЦ МГУ имени М. В. Ломоносова:
Институт регенеративной медицины имеет опыт участия в законотворческой деятельности (N 180-ФЗ «О биомедицинских клеточных продуктах»). Что касается геномных технологий, то сотрудниками института (Карагяур М.Н., Ефименко А.Ю., Макаревич П.И.) одними из первых в РФ был проведен анализ литературы и нормативно-правовой базы на предмет вопросов этического и правового применения технологий редактирования генома в мире. На основе полученных данных опубликован обзор в сборнике «Редактирование генов и геномов (2-е изд.)» (под ред. С.М.Закияна, 2018). По обновленным данным к выходу готовится публикация в отечественном переводном журнале. Собранный материал служит одним из источников для разработки нормативно-правовой базы для регулирования геномных технологий в РФ. При необходимости авторы публикации (Карагяур М.Н., Ефименко А.Ю., Макаревич П.И., Ткачук В.А.) могут быть привлечены в качестве экспертов для обсуждения законопроекта по геномному редактированию.
Крайне важными условиями успешного развития науки являются доступность информационных и технических средств, а также координация проводимых исследований. С развитием генных технологий в РФ количество событий редактирования генов и геномов будет только расти и для сохранения полученной информации (об эффективности и точности гидовых РНК, модификациях геномных редакторов, созданных клеточных и животных моделях) при выполнении ФНТП необходимо уделить особое внимание созданию и развитию технологий банкирования биологических образцов в масштабах РФ. Информационная составляющая такого биобанка позволила бы интегрировать усилия множества институтов и лабораторий, а возможность обмена образцами (генетические конструкции, модификации геномных редакторов, клеточные и животные модели) практически ликвидировала бы необходимость «изобретать велосипеды», способствовала бы развитию коллабораций и увеличению цитируемости работ отечественных исследователей.
Институт регенеративной медицины МНОЦ МГУ имени М.В.Ломоносова участвовал в работе над проектом Ноев Ковчег: «Научные основы создания депозитария живых организмов», поддержанным РНФ (руководитель направления «Биоматериал человека» — Ефименко А.Ю., к.м.н., зав. лабораторией регенерации и репарации тканей ИРМ МНОЦ МГУ). В результате работы над проектом был накоплен опыт создания, поддержания и развития биологических депозитариев. Одним из важных результатов работы является создание базы данных о депонированных биологических образцах (первичные и линейные клетки человека, клетки с модифицированным геномом, генетические конструкции для генной терапии и редактирования генома) https://human.depo.msu.ru/. Эта база данных в совокупности с приобретенным опытом могли бы послужить основой для создания всероссийской системы депонирования биологических образцов в рамках развития геномных технологий в РФ, что позволило бы увеличить эффективность труда ученых, а также снизить материальные и временные затраты на проведение исследований.
Одним из целевых показателей выполнения данной Программы является повышение уровня цитируемости отечественных публикаций в области генных технологий. В связи с этим предлагается создать, развивать, дополнять и популяризировать общедоступную базу данных таких публикаций отечественных ученых. Такая база данных, содержащая сгруппированные по тематикам публикации, облегчила бы поиск подходящих для цитирования публикаций и способствовала бы выполнению целевых показателей ФНТП. В качестве источника пополнения базы данных могут служить тематические публикации, прилагаемые к отчетам по грантам научных фондов.

Я.И. Алексеев, директор по науке ООО «Синтол»:
Наша компания — Синтол httpwww.syntol.ru работает на рынке молекулярно-генетических исследований, производства и услуг с 1997 года. Коллектив компании — более 100 человек. Из основных направлений — производство синтетических фрагментов ДНК, РНК, широкого спектра модифицированных олигонуклеотидов, производство диагностических наборов реагентов, производство приборов для молекулярно-генетических исследований — секвенатора ДНК Нанофор 05, приборов для ПЦР в реальном времени АНК-32, АНК-48, вспомогательного лабораторного оборудования. Клиентами компании являются более 1000 организаций в России и за рубежом.
В настоящее время по контракту с Минздравом РФ мы разрабатываем первый отечественный полногеномный секвенатор ДНК на основе метода секвенирования путем синтеза с детекцией флуоресценции.
В качестве основных задач обсуждаемой ФНТП могу перечислить следующие:
1. Создание Всероссийского банка генетических данных по аналогии с Национальным центром биотехнологической информации httpwww.ncbi.nlm.nih.gov
2. Разработка технологии производства отечественного нанопорового секвенатора в реальном времени.
3. Разработка технологии производства отечественного микроматричного синтезатора для массового параллельного синтеза ДНК и РНК.
4. Разработка технологии производства наборов реагентов для идентификации объектов или свойств объектов по совокупности генетических маркеров.

5. Предложения и дополнения в федеральную научно-техническую программу развития генетических технологий на 2019-2027 годы от рабочей группы Хелснет НТИ

М.Ю. Самсонов, директор медицинского департамента группы компаний «Р-Фарм»:
Рабочая группа Хелснет НТИ рассмотрела проект Программы и предлагает отразить следующие приоритетные направления, указанные в ДК Хелснет и не вошедшие в данный документ:
1. Целесообразно дополнить раздел II «Цель Программы» п 3. «Генетические технологии для биомедицины» параграфом о необходимости развития полногеномных систем диагностики и обработки геномных данных. При этом данные системы должны применяться не только в области выявления патогенов, как это указано в разделе «Биобезопасность и обеспечение технологической независимости», но и в области медицинской диагностики, ветеринарного и сельскохозяйственного надзора, так как масштабы и технические требования к полногеномному анализу для микроорганизмов и животных существенно различаются.
2. Направление геномной диагностики человека также является крайне значимым и перспективным. Без детального знания особенностей генома невозможна реализация концепции персонализированной и прецизионной медицины. Для реализации этих задач необходимо создание доступной для медицинских и научных учреждений популяционной базы данных геномов жителей России, построенной на основе анализа сотен тысяч геномов, а также создание алгоритмов обработки больших геномных данных в медицинских целях. Для обеспечения высокого уровня безопасности и эффективности терапии, включая методики геномного редактирования, Важно научиться хорошо читать и понимать геномную информацию, иметь доступные платформы для обработки и получения таких данных. Считаем необходимым включение указанных целей и мероприятий в раздел «Биомедицина».
3. В разделе « Биомедицина» недостаточно внимания уделено важности поддержки фундаментальных исследований механизмов функционирования генома с учетом огромного количества новых омиксных данных, без которых не может быть создан задел для эффективных прикладных решений.
4. Отдельно необходимо отметить важность создания эффективного (smart) нормативно-правового регулирования, позволяющего максимально быстро внедрять в систему диагностики заболеваний инновационные высокопроизводительные диагностические методы.
5. Важно выделить существующий тренд на математические методы моделирования сетей и каскадов сигнала управления геномом в живых организмах, системы управления генами на уровне редактирования управляющими молекулами (такими как, например, РНК). Данное направление не отражено в указанной программе и ее целевых индикаторах, однако, как минимум, на этапе создания платформ для обработки геномных данных с целью развития геномного редактирования и управления геномами необходимо внедрение цифровых моделей полных геномов, включая динамические и управляющие их элементы (такие как транскриптомы и т.д.). Создание цифровых платформ моделирования и управления динамическим геномом должно проходить с учетом наработок научно-исследовательских институтов, включая МГУ, Национально-Исследовательский Центр им. академика И.В. Курчатова, медицинские университеты и научные центры, например Университет им. Сеченова, и инновационных компаний в РФ. На сегодняшний день в проекте указаны только две коммерческие компании, что является недостаточным и требует расширения. Возможно, имеет смысл подумать о создании Клинического Центра Генетических Исследований
6. Качественное выполнение задач программы требует развитие системы биобанкинга в РФ (стандартизация подходов к получению-анализу-хранению образцов, базы данных, обмен образцами и данными и т.п.).
7. Также важно продумать развитие раннего обучения и привлечения талантливых школьников, опираясь на образовательные программы центра «Сириус». Необходимо создание образовательных модулей по новым генетическим технологиям для разных когорт обучающихся, которые можно было бы встраивать в разные программы.
8. Важно включить этические вопросы исследований и обмена данных
a. регулирование редактирования генома эмбрионов и его последствия для популяции. Китай уже объявил о рождении двух детей с отредактированным геномом, Сейчас важно понять риски такого рода интервенций и/или начать строить модели влияния наследуемых направленных изменений генома на популяционном уровне. Это как раз прикладная фундаментальная задача — какие гены можно трогать у эмбриона а какие — нет. И главное проведение таких исследований.
b. Разработка стандартов обмена геномных данных , требований к программным решениям для обработки геномных данных с учетом обеспечения защиты персональной информации человека, так как информация о нескольких десятках однонуклетидных полиморфизмов одного человека в принципе может однозначно идентифицировать личность человека

6. Мнение венчурного инвестора

А.Л. Конов, управляющий партнер венчурного фонда RBV Capital:
1. У нас вся интеллектуальная собственность не защищена. Во всем мире в каждом заштатном университете есть офис трансфера технологий, который, в том числе заботится о том, чтобы интеллектуальную собственность, создаваемую в этом университете, никто не мог похитить. Все, что создается здесь по грантам и другим подобным программам – там есть КПЭ, надо опубликовать, сделать патент. Сделали, опубликовали – считайте, что этот патент Вы подарили миру. Россия занимает 2% от мирового рынка. 98% рынка вы потеряли.
2. У нас существует презумпция виновности исследователя в поисковых разработках – он не имеет права на неудачу. Если вдруг, он провел исследование и получил отрицательный результат, он автоматически будет обвинен в неправильном расходовании (=хищении) бюджетных средств.
3. Есть порочное отношение к неудачам в бизнесе. В России человек, чей стартап провалился – он лузер. Ему нельзя больше ничего давать. В Америке, если у человека был один или два неудачных стартапа, в него инвесторы вложат охотнее, чем если человек пришел из большой фармы, с хорошим послужным списком и т.д. Потому что первый человек «набил шишки», у него есть опыт.
4. Большая опасность есть в использовании «красивых слов» — лозунгов, которые никто не понимает, но которые используют как абсолютный аргумент. Хорошо было бы, чтобы с этой программой такого не случилось.