Цифровые двойники заболеваний, анализ больших биомедицинских данных, персонализированный подход к лечению даже малоизученных наследственных болезней, генная терапия и редактирование — это больше не научная фантастика, а современная медицина.
Для того чтобы такие инновационные технологии внедрялись в клиническую практику, в России в рамках реализации национального проекта «Наука и университеты» были созданы четыре научных центра мирового уровня (НЦМУ). Здесь ученые выполняют исследования и разработки по приоритетам научно-технологического развития Российской Федерации, чтобы отечественная медицина вышла на качественно новый уровень.
НЦМУ «Цифровой биодизайн и персонализированное здравоохранение» — это масштабный проект по цифровизации медицины и управлению здоровьем. В консорциуме участвуют Первый Московский государственный медицинский университет им. И. М. Сеченова, Институт системного программирования им. В. П. Иванникова, Новгородский государственный университет им. Ярослава Мудрого (НовГУ), НИИ биомедицинской химии им. В. Н. Ореховича, Институт конструкторско-технологической информатики РАН.
Главным результатом деятельности НЦМУ станет первая в мире единая большая база данных, объединяющая показатели функционального значения, биоинформационного, геномного и лекарственного мониторинга. Также появится уникальная технологическая платформа для создания «цифровых двойников заболевания», которые позволят врачам прогнозировать течение, развитие, лечение и исход заболевания. Еще одним результатом работы НЦМУ станет система эффективного прогнозирования лечения и подбора индивидуальной терапии на основе симуляции процессов.
Деятельность НЦМУ позволит вывести медицину на качественно новый уровень. Инновационные разработки будут внедряться в практическую медицину, что повысит качество оказываемых услуг.
В рамках деятельности НЦМУ запланировано 200 мероприятий, направленных на достижение ключевых показателей национального проекта «Наука и университеты». К работе будет привлечено 170 исследователей, 40% из которых — молодые ученые. 500 молодых специалистов со всей страны смогут пройти обучение и стажировки. Планируется, что за время работы НЦМУ будет опубликовано более 650 высокорейтинговых научных работ.
30 марта 2021 года, объявленного в России Годом науки и технологий, в Новгородском госуниверситете на базе НЦМУ «Цифровой биодизайн и персонализированное здравоохранение» создана лаборатория «Медицинская информатика». В лаборатории будет сформирован уникальный междисциплинарный научный коллектив, способный максимально эффективно участвовать в реализации целей НЦМУ. НЦМУ «Центр персонализированной медицины» станет научно-производственной биомедицинской экосистемой. В консорциум входят Национальный медицинский исследовательский центр им. В. А. Алмазова Минздрава России и Институт экспериментальной медицины. Основная цель НЦМУ — разработка и внедрение в практику технологий диагностики и лечения заболеваний на основе персонализированной медицины.
Новые методы будут включать оценку генетических рисков, биомоделирование заболеваний, модификацию генома. Кроме того, на базе НЦМУ планируется создание препаратов для генной терапии, а также биомедицинских клеточных продуктов с применением технологий геномного редактирования. Разработки НЦМУ будут способствовать повышению качества лечения сердечно-сосудистых заболеваний и сопутствующих метаболических нарушений, ряда онкологических и инфекционных заболеваний, а также заболеваний генетической природы, включая редкие и малоизученные.
В Год науки и технологий в России на базе НЦМУ открылся Центр компетенций «Наследственные, редкие и малоизученные заболевания». Среди его основных задач — улучшение уровня диагностики и лечения генетических заболеваний, содействие исследованиям их этиологии, изучение их патофизиологических, клеточных, биологических и молекулярных механизмов. Ученые НЦМУ также будут заниматься разработкой методов таргетной терапии: она блокирует рост раковых клеток с помощью вмешательства в конкретные целевые (таргетные) молекулы, необходимые для роста опухоли, а не препятствует размножению всех быстро делящихся клеток, как это делает традиционная химиотерапия. В рамках Центра компетенции формируется интердисциплинарная команда, с привлечением инновационных решений в сфере IT-технологий.
НЦМУ «Национальный центр персонализированной медицины эндокринных заболеваний» создан на базе НМИЦ эндокринологии Минздрава России. Его основные задачи — создание системы персонализированного лечения и подготовка кадров. Фундаментальные исследования, проводимые на базе уже существующих институтов НМИЦ эндокринологии, будут расширены за счет новых лабораторий. Так, для интеграции технологий искусственного интеллекта в клиническую практику в конце марта на базе НЦМУ была создана лаборатория биоинформатики. В планах лаборатории — разработка методов персонализированного ведения пациентов и алгоритмов анализа больших биомедицинских данных.
Помимо лаборатории биофинформатики на базе НЦМУ откроются лаборатории общей, молекулярной и популяционной генетики, редактирования генома, математических и цифровых технологий, неинвазивных технологий диагностики эндокринопатий, клеточных технологий, метаболической визуализации и радиотераностики. Для выполнения амбициозных фундаментальных задач необходимо разработать новую систему обучения специалистов. Для этого НЦМУ будет заниматься подготовкой кадров в области генетики, транскриптомики, биостатистики и биоинформатики. Современные специалисты будут работать на стыке экспериментальной и клинической эндокринологии, что обеспечит транзит инновационных технологий в клиническую практику.
Четвертым научным центром мирового уровня, занимающимся проблемами современной медицины, стал Павловский центр «Интегративная физиология — медицине, высокотехнологичному здравоохранению и технологиям стрессоустойчивости». В консорциум входят Институт физиологии им. И. П. Павлова РАН, Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова РАН, Институт медико-биологических проблем РАН, Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ». Интегративная физиология занимается изучением функционирования организма как единого целого — исследует каждый отдельный компонент организма как часть, интегрированную в целостную систему. Это направление особенно актуально сегодня, так как самые распространенные хронические заболевания (рак, неврологические и сердечно-сосудистые заболевания, заболевания желудочно-кишечного тракта) являются по своей природе комплексными. В настоящее время нет явного мирового лидера в интегративной физиологии. Это связано с фокусированием большинства исследований во всем мире на глубинных механизмах отдельных физиологических процессов.
Создание НЦМУ — основа для появления такого мирового лидера в России. Неотъемлемой составляющей физиологических исследований НЦМУ является изучение стресса. Он показывает максимально скоординированное взаимодействие систем организма и позволяет исследовать механизмы, лежащие в основе этого взаимодействия. Кроме того, благодаря исследованиям стресса ученые могут оценить резервные возможности организма. В марте Павловский центр заключил Соглашение с Руанским университетом (Франция) о создании новой российско-французской лаборатории под руководством ведущего ученого НЦМУ, профессора Руанского университета С. Фетисова. Лаборатория будет заниматься уникальными разработками новых подходов к регуляции пищевого поведения, контролю аппетита и веса тела. Паспортом федерального проекта «Развитие научной и научно-производственной кооперации» предусмотрен отбор не менее 9 научных центров мирового уровня, выполняющих исследования и разработки по приоритетам научно-технологического развития. Объём финансового обеспечения НЦМУ на период 2020–2024 годов составляет более 15 млрд рублей.
