Рецепты молодости: какие новейшие биотехнологии представили на ФБТ

На IV Форуме будущих технологий обсуждали развитие биоэкономики. Что это такое, никто точно не знает: термин новый, определения разнятся. Но все надеются, что при такой экономике люди будут жить долго, счастливо и в согласии с природой. Какие прорывные разработки на форуме представил «Росатом», вы прочитали в прошлом номере, сейчас — рассказ о первых шагах партнеров госкорпорации в сторону светлого биобудущего.

Лечение старости

На сессии «Биотехнологии для продления здорового возраста: тренды, разработки, внедрение» обсуждали аспекты долголетия. Известно, что с годами у человека резко повышается риск возникновения рака. Но наука не стоит на месте. Молекулярно-генетические исследования выявляют наследственную предрасположенность к тем или иным видам рака, что позволяет выстроить оптимальную систему возрастных обследований. Основой для выбора терапии становится генетический «портрет» опухоли, рассказал главный внештатный онколог Минздрава России, гендиректор Национального медицинского исследовательского центра (НМИЦ) радиологии академик РАН Андрей Каприн.

В НМИЦ радиологии разработали платформу полногеномного секвенирования ARIADNA для биоинформатической обработки геномных данных. На ее базе создаются персонализированные мРНК-вакцины против отдельных форм рака (в онкологии под вакцинами понимают не профилактические, а терапевтические препараты нового поколения, которые уничтожают злокачественные клетки и активируют противоопухолевый иммунитет). Есть и универсальные онковакцины. Первый заместитель руководителя Федерального медико-биологического агентства (ФМБА) России Татьяна Яковлева сообщила, что готовы три пептидные вакцины против колоректального рака. Андрей Каприн добавил, что разрабатывается вакцина против рака поджелудочной железы.

Растет роль радионуклидной терапии. «Благодаря ей пациенты даже с большим количеством метастазов, которые ранее не поддавались терапии, например при кастрационно-резистентном раке предстательной железы, продолжают жить, — рассказал Андрей Каприн. — В собственных GMP-лабораториях, так называемых ядерных аптеках, мы синтезируем РФЛП (радиофармацевтические лекарственные препараты. — «СР»). «Росатом» скоро запустит завод в Обнинске, и мы наладим массовое производство РФЛП».

Медицина будущего

Тему радионуклидов на сессии «Ядерные технологии для биоэкономики и человека» продолжил Кирилл Комаров, первый заместитель гендиректора «Росатома», директор блока по развитию и международному бизнесу: «В России «Росатом» обеспечивает порядка 85 % рынка поставки изотопов. На глобальном уровне корпорация входит в топ‑5 производителей изотопов и поставляет более 90 % разновидностей широко применяемых в мире видов изотопной продукции. Без медицинских изотопов невозможна высокоточная диагностика и терапия широкого спектра заболеваний — неврологических, ревматологических, онкологических, кардиологических и эндокринных».

Медицинские технологии «Росатома» сегодня — далеко не только ядерные. «Опираясь на уникальные компетенции и многолетний опыт, «Росатом» развивает перспективные технологии, которые формируют облик медицины будущего, — отметила Ксения Тагирова, заместитель директора блока по развитию и международному бизнесу «Росатома», директор направления по медицине. — В числе таких направлений — биофабрикация органов, геномное редактирование и, конечно, квантовые вычисления в разработке лекарств и стратегий лечения с учетом индивидуальных особенностей пациента. Все это — шаги к фундаментальному изменению нашего представления о жизни, революция в здравоохранении. Не просто продление существования, а возможность прожить долгую, насыщенную и активную жизнь».

Напечатать человека

Еще пару лет назад об аддитивных технологиях в медицине говорили как о синей птице, которую страшно спугнуть. Сейчас дело перешло в практическую плоскость: на сессии «Аддитивные биотехнологии» медики и ученые представляли конкретные проекты.

В Университете науки и технологий «МИСиС» методом биопринтинга вырастили барабанные перепонки и ушную раковину человека и при участии ФМБА провели пересадку нескольким пациентам. Те замечательно себя чувствуют, рассказал первый проректор МИСиСа Сергей Салихов.

Инновация — печать in situ, роборукой на пациенте. В 2023 году в госпитале им. Бурденко успешно прошла первая такая операция в мире. Еще одна важная разработка — ручные биопринтеры, которые удобно применять в полевых условиях.

В «Росатоме» биоаддитив развивается в нескольких направлениях, рассказал директор научно-производственного центра медицинских изделий НИИ технической физики и автоматизации Владислав Парфенов: «Мы работаем в тесной кооперации с врачами. Например, создаем персонализированные пористые импланты, которые точно соответствуют потребностям конкретного пациента. С Курчатовским институтом прорабатываем проект печатных активированных имплантов — они дают строго дозированное облучение, так минимизируется риск повторного образования опухоли».

Следующая важная задача — создание универсальных клеток, которые подойдут любому пациенту. Их появление в разы ускорит биопечать. «Надеюсь, наши решения помогут преодолеть столетний рубеж жизни человека», — заключил Владислав Парфенов.

Врачи в один голос говорят, что аддитивные технологии широко востребованы в медицине. Чтобы внедрить персонализированные медизделия и биопечать повсеместно, нужно в первую очередь наладить регуляторную политику. «Она должна выполнять не барьерные, а защитные функции», — подчеркнула руководитель направления научно-технического сотрудничества, директор по перспективным направлениям «Росатома» Екатерина Чабан. И конечно, нужно готовить универсальных специалистов в этой области. Перестройкой образовательных программ сейчас занимаются все крупные вузы.

Спасение голодных поросят

На сессии «Алгоритмы жизни: искусственный интеллект и новые вычисления» обсуждали роль больших данных и сложных вычислений в развитии биоэкономики. Гендиректор компании «Лифт Центр» Михаил Насибулин говорил о технологиях высокопроизводительного секвенирования для разработки новых подходов к геномной и постгеномной селекции в животноводстве. Проще говоря, о методах быстрого чтения генетической информации. «Мы разрабатываем технологии контроля вылупления птенцов определенного пола, изучая молекулярные механизмы гибернации эмбрионов и генетические механизмы определения пола птиц, — привел пример Михаил Насибулин. — Искусственный интеллект помогает в анализе геномных и постгеномных данных и позволяет принимать более точные селекционные решения». Также в «Лифт Центре» продумывают методы продления репродуктивного периода кур-несушек.

Другое ноу-хау — система подачи питания с искусственным интеллектом. «Свиноводы часто сталкиваются с проблемой многоплодия, когда свинья рожает больше поросят, чем может прокормить, — объяснил Михаил Насибулин. — В системе кормления мы применяем компьютерное зрение и предиктивную аналитику».

Памяти Велихова

В 2024 году, немного не дожив до своего 90-летия, скончался выдающийся ученый-термоядерщик академик РАН Евгений Велихов. Год назад в память о нем Российский научный фонд объявил конкурс грантов. Презентация пяти проектов-победителей состоялась на IV Форуме будущих технологий.

«Для атомщиков имя Велихова связано прежде всего с термоядерными разработками. Но научные интересы Евгения Павловича были гораздо шире. В 1977 году он выступил инициатором международного проекта ИТЭР, а в 1983‑м создал отделение информационных технологий и вычислительных систем АН СССР, ныне отделение нанотехнологий и информационных технологий РАН. Поэтому линейка грантов затрагивает большой спектр науки», — объяснила руководитель проектного офиса координации и обеспечения деятельности научно-технологического развития «Росатома» Марина Андрианова.

В двух проектах «Росатом» выступает квалифицированным заказчиком. В Институте системного программирования им. Иванникова РАН при участии Московского государственного технического университета им. Баумана создается гетерогенная вычислительная система для решения производственных задач в области вычислительной гидродинамики и теплопередачи, а также анализа промышленных данных. Аналогов этой системы в мире нет: она одновременно использует разного рода аппаратные средства (процессоры CPU, GPU, TPU и др.). Итогом станет база верификационных данных для аттестации отраслевого программного обеспечения.

В Сколковском институте науки и технологий разрабатывают технологию выпуска натрий-ионных аккумуляторов — более дешевой и доступной альтернативы литий-ионным. К 2029 году планируется изготовить опытные образцы.