CC BY
11
Научно-технологические кластеры
Поиск
полюсов развития
Современная химическая наука - лидер в области изучения молекулярных основ функционирования биологических систем. Понимание на молекулярном уровне механизма действия биомолекул открывает широкие перспективы для выяснения молекулярных механизмов возникновения серьезных заболеваний человека, создания лекарственных соединений нового поколения, обеспечения продовольственной, сырьевой, медицинской безопасности, увеличения продолжительности жизни, поддержания здорового генофонда нации. Именно поэтому в НАН Беларуси в виде кластера создан Ведущий центр по изучению химических основ жизни. О том, как он будет развиваться и какими вопросами планируют заниматься ученые, рассказывает директор Института биоорганической химии член-корреспондент Сергей УСАНОВ и заместитель главного ученого секретаря НАН Беларуси доктор химических наук Наталья ЛИТВИНКО.
- Научные работы Института биоорганической химии охватывают широкий ареал структурно-функциональных исследований биополимеров, входящих в состав живых организмов. Об этом свидетельствуют достижения ученых в области изучения белков, включая жизненно значимые биокатализаторы, нуклеиновых кислот, углеводов, низкомолекулярных биорегуляторов (пептидов, липидов, нуклеозидов, гормонов и др.). Работы сотрудников Института снискали признание и авторитет в мировой науке, что подтверждено многочислеными научными публикациями в оте-чественых и зарубежных журналах. ИБОХ является обладателем 66 патентов, 66 опытно-промышленных регламентов, 26 ТУ и 37 товарных знаков. Заключено 23 лицензионных договора на передачу технологий производства иммунодиагностиче-ской продукции. Научные сотрудники стремятся развивать фундаментальную науку, создавать новые научные знания и школы, поддерживать существующие.
Традиционно исследователи занимаются изучением взаимосвязи между структурой и функ-
Фото Юрия ИВАНОВА
цией сложных биологических соединений, таких как белки, нуклеиновые кислоты, липиды, полисахариды, витамины и гормоны. Поэтому одним из кластеров, создаваемых в Институте биоорганической химии НАН Беларуси, стал Ведущий центр по изучению химических основ жизни. Он возьмет на себя роль центра научно-технологического превосходства по расширению горизонтов научной деятельности, обеспечивающих более глубокое познание жизненных процессов, в том числе новых аспектов выявления взаимоотношения структуры и функции важнейших составляющих метаболизма.
Возможно, это будут изыскания в сфере антисенснуклеотидов, орфанных белков, веществ с прогнозируемой биологической активностью, разработка многопараметрических методов анализа (чиповых технологий), высокопроизводительного секвенирования; моделирование in silico структуры биомолекул и процессов, происходящих в живых системах, их анализ in vitro c использованием биохимических и биофизических подходов, разработка искусственных катализаторов, в том числе химерных, создание научно-технологического задела по биокаталитическим процессам получения соединений, востребованных в различных отраслях промышленности.
Среди задач Центра - координация работы научных, научно-инновационных и внедренческих организаций различных форм собственности, а также научно-исследовательской деятельности лабораторий и кафедр учреждений высшего образования в области наук о жизни.
Об инфраструктуре кластера
Отделение химии и наук о Земле Национальной академии наук Беларуси уже функционирует как химико-фармацевтический кластер, в рамках которого научные разработки исследователей реализуются на практике. Так, благодаря Программе инновационного развития Республики Беларусь на 2011-2015 гг. проведена реконструкция помещений опытного производства Института биоорганической химии (корпус «В»), что позволило открыть научно-производственный центр «ХимФармСин-тез» и организовать выпуск новых фармацевтических субстанций. Здесь разработано и внедрено в практику 4 отечественных противоопухолевых лекарственных средства и 9 фармацевтических субстанций. В 2014 г. НПЦ реализовал фармпро-дукции на сумму 16 839,3 млн руб., что практически покрыло затраты на его реконструкцию. В прошлом году получен сертификат соответствия надлежащей производственной практике GMP и выпущено продукции на сумму 30 159,6 млн руб.
Тема номера
В 2015 г. введена в строй вторая очередь производства твердых лекарственных форм на предприятии «Академфарм» и выпущено фармпродукции на сумму более 100 млрд руб.
На площадях Института физико-органической химии НАН Беларуси в 2012 г. введена в эксплуатацию первая очередь производства фармацевтических субстанций на основе производных аминокислот, в 2015 г.- вторая. Налажен промышленный выпуск 17 фармацевтических субстанций. Проведена аттестация промышленных помещений на соответствие требованиям стандарта GMP. ИФОХ в 2015 г. реализовал субстанций на сумму 111,5 млн руб. в 2014 г.- 250 млн руб., в 2013 г.-98,4 млн руб.
В рамках Государственной программы «Импортозамещающая фармпродукция» Институтом биоорганической химии были аккредитованы на проведение испытаний 6 лабораторий отдела фармакологии и фармации и отдел контроля качества НПЦ «ХимФармСинтез». Характерно, что в отличие от всех других фармпроизводств продукция ХимФармСинтеза на сто процентов имеет белорусское происхождение, так как создана на основе оригинальных отечественных технологий и выпущена на своих мощностях и на РУП «Белмедпрепараты». Среди них такие лекарственные средства, как лейкладин, флудара-бел, карбоплатин, клофарабин, иматиниб (частично), децитабин, пеметрексед и др. Препараты на основе производных аминокислот - валикар, гамовен, гепавил, гроцепрол, инокардин, нейра-мин, алендроновая кислота и др.- созданы на базе разработок Института физико-органической химии НАН Беларуси.
Ожидания, сложности
Мы не сомневаемся в успешности кластерного подхода. Для этого имеются и развитая научно-исследовательская инфраструктура, состоящая из активных и взаимодополняющих научных групп и производств, исторически сложившиеся научные школы. Вместе с тем на данном этапе существуют определенные сложности, в частности не выработаны механизмы, позволяющие привлекать ведущих ученых страны к работе в кластере. И хотя предлагаемая система напоминает западную, когда на государственном уровне определяются проблемы, головная научная организация, как безусловный лидер в ее решении, выделяются необходимые финансовые средства для их реализации и создаются условия для привлечения ведущих специалистов, в нашей практике пока нет действенных инструментов мотивации для консолидации ученых в кластерах.
Определение точек роста
На первом этапе предстоит реализовать тактику определения точек роста и выявить «белые пятна» - существенное отставание от мирового уровня, отсутствие или утрату научных школ; заделы - наличие базовых знаний, компетенций, инфраструктуры, которые могут быть использованы для форсированного развития соответствующих направлений исследований; возможность альянсов - наличие отдельных конкурентоспособных коллективов, осуществляющих исследования на высоком уровне и способных «на равных» сотрудничать с мировыми лидерами; паритет -уровень белорусских исследований не уступает мировому.
На втором этапе необходимо будет установить соответствие следующим критериям: носят ли избранные нами прорывные направления междисциплинарный или межотраслевой характер, позволят ли они при успешном решении ответить на вызовы, стоящие перед приоритетным направлением, будут ли они способствовать формированию технологической основы будущей экономики и общества, позволят ли решить ключевые научные проблемы в рассматриваемом направлении, создать задел на будущее, и наконец, смогут ли они привести к появлению в долгосрочной перспективе новых рынков или рыночных ниш, продуктов с новыми свойствами, инновационных услуг.
Инициативы по реализации кластерного подхода
Нами рассматриваются различные подходы, среди них международные семинары и конференции, в том числе видеоконференции, с участием крупнейших мировых научных центров и университетов, круглые столы с приглашением исследователей вузовской, отраслевой науки, молодежи, формирование проблемного профильного совета по кластеру и проведение его заседаний, организация выступлений в СМИ и др.
Совсем недавно состоялась видеоконференция по вопросам изучения сигнальных путей биосинтеза брассиностероидов в растениях с участием ученых из России, Франции и Беларуси. То есть Центр уже начал действовать в заданном направлении.
Реализация перспективных форм международного научного сотрудничества, участие от Республики Беларусь в крупнейших международных научно-исследовательских проектах с экспортным эффектом позволит ускорить создание новых инновационных технологий и продуктов и обогатить науки о жизни новыми знаниями.
Научно-технологические кластеры
Инженерная энзимология -элементное звено кластера
- Лаборатория прикладной энзимологии ИБОХ НАН Беларуси - один из возможных структурных элементов Ведущего центра по изучению химических основ жизни. Ее работа связана с исследованием сопряженности межфазного катализа липолитических реакций, жизненно необходимых для пищеварения, продолжения рода и иммунного ответа, с системами биохимической защиты при некоторых патологических состояниях организма, обусловленных нарушениями активности фосфолипаз, установленных при развитии рака груди, легких, прямой кишки, желудка, крови, а также атеросклероза, гипертонии, эпилепсии, шизофрении, болезней Альцгеймера, Паркинсона и других социально опасных заболеваний.
Исследователями накоплен значительный опыт работы в инженерной энзимологии - перспективном научно-техническом направлении, которое объединяет фундаментальные и прикладные научные изыскания в области конструирования и использования органических катализаторов (энзимов) с заданными свойствами на основе ферментов и мультиферментных систем, выделенных из клеток. На счету лаборатории около полутора десятков белорусских и евразийских патентов. Результаты многолетней работы обобщены в двух монографиях и ряде глав книг, в том числе изданной в Амстердаме, более чем в 250 научных трудах.
В качестве точек роста видится дальнейшее проведение исследований в недостаточно развитой в Беларуси области медицинской энзимологии -энзимодиагностике, энзимотерапии с использованием комплекса полученных в лаборатории практических наработок. Так, на основе изучения стабильности липосом, сформированных из широкого спектра фосфолипидов в различных сочетаниях, к ферментной деградации, даны рекомендации по составу, обеспечивающему наибольшую их устойчивость в организме как потенциальных переносчиков лекарственных средств, в том числе конъюгатов фосфолипидов с противоопухолевыми нуклеозидами. Найдены неизвестные ранее ингибиторы и активаторы липолитических ферментов яда змей и панкреаса, которые могут рассматриваться как потенциальные противоядия и антипанкреатические средства, и предложено их использование в перспективе в энзимотерапии.
Научный потенциал лаборатории направлен на получение знаний мирового уровня. К примеру, 100%-ную специфичность при диагностике острого
панкреатита показали клинические испытания набора реагентов «ФЛА2-ФОА» для определения в сыворотке крови активности панкреатической фосфолипазы А2, выпущенного совместно с опытным производством ИБОХ на основе не имеющей аналогов в мире разработанной в лаборатории методологии с использованием супрамолекулярного комплекса гемоглобина с жирными кислотами как индикатора фосфолиполиза, защищенной двумя патентами. На очереди тест-системы для определения биобезопасности пестицидов, общей антиок-сидантной способности биологических жидкостей и биоцидной активности.
Кластер исследований биосистем человека
В Национальной академии наук Беларуси на базе Института физиологии создан Центр моделирования биологических систем человека. Проводимые в нем изыскания затронут вопросы выявления, предотвращения и коррекции патологий сердечно-сосудистой, эндокринной систем, проблемы канцерогенеза, нарушений деятельности мозга, безопасности питания и др. Рассказать о работе Центра мы попросили директора Института физиологии НАН Беларуси члена-корреспондента Иосифа ЗАЛУЦКОГО.
- Иосиф Викторович, какие задачи стоят перед созданным Центром?
- Организм человека - чудесное, совершенное творение природы, состоящее из миллионов отдельных клеток. Физическое здоровье - это нормальное
функционирование всех систем и органов. Болезнь, в свою очередь,- совокупность сложных патологических процессов, реакций. Это качественно новое состояние организма, возникающее под влиянием экзогенных патогенных факторов или в связи с нарушением генетического программирования, характеризующееся недостаточностью процессов
