• Направления работы » Федеральная целевая программа » Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2010 годы


  • Резюме проекта, выполняемого/выполненного
    в рамках ФЦП

    «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-
    технологического комплекса России на 2014 – 2020 годы»

    по этапу № 3

    Номер Соглашения о предоставлении субсидии: 14.607.21.0065
    Тема: «Разработка тест-системы для выявления и анализа лекарственной устойчивости инфекционных агентов, приводящих к нарушениям репродуктивных функций»
    Приоритетное направление: Науки о жизни
    Критическая технология: Геномные, протеомные и постгеномные технологии
    Период выполнения: 23.09.2014 - 30.12.2016
    Плановое финансирование проекта: 108.125 млн. руб.
    Бюджетные средства 86.50 млн. руб.,
    Внебюджетные средства 21.625 млн. руб.
    Получатель: Федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный научный центр дерматовенерологии и косметологии" Министерства здравоохранения Российской Федерации.
    Индустриальный партнер: Общество с ограниченной ответственностью "БИОЧИП-ИМБ"
    Ключевые слова: Тест-система для диагностики in vitro, инфекционные агенты, заболевания урогенитального тракта, нарушение репродуктивных функций человека, генетические детерминанты лекарственной устойчивости, молекулярно-генетический метод, мультиплексный анализ нуклеотидных последовательностей, ДНК-чипы

    1. Цель проекта
    Целью проекта является разработка тест-системы на основе ДНК-чипов для идентификации возбудителей инфекций, приводящих к нарушению репродуктивных функций (ИПНРФ) с одновременным определением генетических детерминант устойчивости к спектру антимикробных препаратов.
    Основной задачей 3-го этапа проекта являлись экспериментальные исследования по разработке и оптимизации компонентов тест-системы для выявления и анализа возбудителей ИПНРФ, включая комплекты для амплификации и гибридизации, положительный контрольный образец, а также разработка и изготовлени ДНК-чипов.

    2. Основные результаты проекта
    Завершен комплекс работ, направленных на создание методологической и компонентной базы для изготовления макетов тест-системы для выявления и анализа лекарственной устойчивости возбудителей ИПНРФ. Разработан и проверен комплект реагентов, обеспечивающий мультиплексную амплификацию (АМ) и флуоресцентное маркирование сегментов геномов возбудителей ИПНРФ. Предложена процедура мультиплексной ПЦР с циклической элонгацией с целью равномерной амплификации всех исследуемых локусов геномов возбудителей. Для контроля стадий амплификации и гибридизации создан и проверен положительный контрольный образец (КО). Разработаны и изготовлены ДНК-чипы в количестве 1200 ед. с иммобилизованными олигонуклеотидами из состава специальных реагентов, позволяющие проводить видовую идентификацию 17 возбудителей ИПНРФ с одновременным установлением 39 молекулярных детерминант устойчивости к 8 классам антимикробных препаратов. Разработан и проверен комплект, обеспечивающий гибридизацию (ГБ) флуоресцентно-меченных ПЦР-продуктов на ДНК-чипе. С целью достижения необходимого времени гибридизации в условиях созданного комплекта ГБ проведен экспериментальный подбор композиции гидрогеля для иммобилизации олигонуклеотидов на подложке ДНК-чипа. По результатам оптимизации процедур амплификации и гибридизации на ДНК-чипе составлены спецификации комплектов АМ, ГБ и КО.
    Предложен алгоритм расчета дискриминационных отношений между совершенными и несовершенными дуплексами ДНК-чипа после проведения гибридизации, с учетом разброса концентраций иммобилизованных олигонуклеотидов, оцениваемого по внутреннему флуоресцентному контролю каждого зонда. Данный алгоритм реализован в программном обеспечении, входящем в состав Универсального аппаратно-программного комплекса (УАПК) для анализа биологических микрочипов и будет использован в дальнейшем при интерпретации результатов гибридизации образцов ДНК возбудителей ИПНРФ с применением макета тест-системы.
    Для формирования коллекции образцов ДНК возбудителей ИПНРФ продолжен сбор, обработка и характеризация клинического материала от пациентов с инфекционно-воспалительными заболеваниями репродуктивного тракта. При проведении ПЦР в режиме реального времени, микробиологического исследования с использованием анализатора Vitek II, а также масс-спектрометрической характеризации с помощью времяпролетного масс-спектрометра MALDI Microflex выполнена развернутая идентификация возбудителей ИПНРФ. С использованием комплекса микробиологических и молекулярно-генетических методов дано описание идентифицированных возбудителей ИПНРФ по устойчивости/чувствительности к 8 антимикробным препаратам (пенициллину, цефтриаксону, тетрациклину, доксициклину, азитромицину, спектиномицину, ципрофлоксацину и метронидазолу). Получены и внесены в коллекцию 100 образцов, содержащих высокоочищенную ДНК возбудителей ИПНРФ, охарактеризованных по видовой принадлежности и спектрам антибиотикорезистентности. Готовая к проведению испытаний и хранящаяся коллекция насчитывает, суммарно, 300 образцов ДНК возбудителей ИПНРФ.
    Достижение результатов работы на Этапе 3 обеспечивалось, в т.ч., с привлечением Межинститутского Центра коллективного пользования «Геном» ИМБ РАН и Уникальной научной установки «Комплекс по изготовлению ДНК-чипов» ИМБ РАН (http://www.ckp-rf.ru/usu/352445/).
    Индустриальным партнером проекта проведена первичная оценка нормативов при производстве комплектов реагентов и ДНК-чипов, входящих в тест-систему.
    Объем выполненных работ и полученные результаты полностью удовлетворяют требованиям технического задания. В результате выполнения 3-го этапа проекта полностью завершены работы по конструированию и оптимизации специальных реагентов, компонентов реакций амплификации и гибридизации на ДНК-чипе, процедур определения нуклеотидных последовательностей геномов возбудителей ИПНРФ, включая методы амплификации, гибридизации и интерпретации результатов проводимого анализа. Реализация разработанных методик и спецификаций в составе макета тест-системы с последующими испытаниями вплотную приблизит к созданию продукта для персонализированной диагностики in vitro возбудителей инфекций репродуктивного тракта человека.

    3. Охраноспособные результаты интеллектуальной деятельности (РИД), полученные в рамках прикладного научного исследования и экспериментальной разработки
    Подана заявка на патент РФ «Способ таргетной амплификации геномов возбудителей инфекций органов репродукции человека с целью одновременной идентификации возбудителей и набор праймеров для осуществления способа», № 2015150974, дата приоритета 27.11.2015.

    4. Назначение и область применения результатов проекта
    Результатом проекта явится разработка чувствительной и специфичной тест-системы и технологии ее использования в сфере здравоохранения, а именно при проведении идентификации широкого спектра возбудителей ИПНРФ с одновременным обнаружением маркеров их антибиотикорезистентности. Решение данной задачи позволит существенно повысить качество лабораторной диагностики ИПНРФ и эффективность последующего лечения за счет выбора варианта персонализированной антибиотикотерапии.
    Основными потребителями разрабатываемой тест-системы будут являться клинико-диагностические лаборатории учреждений дерматовенерологического профиля РФ, центры акушества и гинекологии, родильные дома, урологические центры Министерства здравоохранения РФ, государственные и частные лаборатории, выполняющие анализы in vitro.

    5. Эффекты от внедрения результатов проекта
    Расширенное внедрение и использование разрабатываемой тест-системы в медицинских организациях позволит избежать осложнений от инфекций, передаваемых преимущественно половым путём и приводящих к нарушению репродуктивных функций, что в перспективе позитивно скажется на демографической ситуации в Российской Федерации. Экономический и технологический эффект от внедрения результатов проекта заключается в организации на территории РФ инновационного производства ДНК-чипов, в том числе решающего задачу импортозамещения высокотехнологичной продукции медицинского назначения.

    6. Формы и объемы коммерциализации результатов проекта
    Выпуск тест-системы будет осуществляться на производственных мощностях индустриального партнера – ООО «БИОЧИП-ИМБ», способной обеспечить изготовление ДНК-чипов на 10 млн. анализов/год. Суммарный объем продаж тест-системы должен составить не менее 30 млн руб., количество лабораторий, применяющих тест-систему – не менее 120. Прогнозный объем продаж тест-системы, начиная с 2021 г. – до 100 млн. руб. в год, количество лабораторий, применяющих тест-систему – не менее 200.

    7. Наличие соисполнителей
    Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта Российской академии наук (ИМБ РАН): с 26.09.2014 г. по 30.12.2016 г.