Наука и технологии России

Вход Регистрация

Новая парадигма тестирования

В Московском государственном машиностроительном университете (МАМИ) с этого года реализуется проект «Разработка методологии оценки острой токсичности отходов производства и потребления и их безопасности для здоровья человека в системах in vitro с имитацией микроциркуляции», поддержанный ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 20142020 годы».

Дмитрий_Сахаров
Дмитрий Сахаров, руководитель лаборатории в МАМИ, кандидат биологических наук

«Проект заключается в разработке новых методик оценки токсичности отходов промышленных предприятий (в том числе при возможных техногенных катастрофах), основанных на технологии “Человек-на-чипе”, которая развивается в мировой науке в последние пять лет», – рассказывает руководитель проекта Дмитрий Сахаров, возглавляющий в МАМИ лабораторию трансляционных исследований. Она была открыта в марте 2014 года, когда университет выиграл конкурс Минобрнауки России в рамках государственных заданий вузам по созданию новых научных лабораторий с привлечением молодых специалистов. К этому времени у МАМИ уже был исследовательский задел по экологическому мониторингу, связанный с присоединением к нему Института инженерной экологии и химического машиностроения.

Сотрудники лаборатории намерены создать из клеток печени и мозга человека экспериментальные модели и на базе технологии «Человек-на-чипе», отработанной партнёром проекта – НТЦ «БиоКлиникум», предложить новую методику оценки безопасности промышленных отходов для здоровья человека. «Сейчас токсичность отходов исследуется, как правило, на животных моделях либо на изолированных клетках, или на основе простого суммирования допустимых концентраций веществ, входящих в состав отхода.

Смысл нашего подхода – в объединении нескольких клеточных моделей в единую замкнутую систему, имитирующую циркуляцию кровотока человека, чтобы изучать системный ответ на тот или иной загрязнитель.

Мы уходим от тестирования на животных, потому что они далеко не всегда являются релевантной моделью оценки безопасности для человека – некоторые процессы у них протекают совершенно по-другому. Уходим от результатов тестирования на монокультурах, добавляя системную компоненту для оценки кумулятивного воздействия всех отходов на клетки человека. В этом основная новизна и прорывной характер исследований», – утверждает Дмитрий Сахаров.

В работе, по его словам, будут использоваться валидированные клеточные модели, коммерчески доступные и утверждённые научным сообществом в качестве подходящих для такого рода исследований. Часть научного оборудования для проекта будет закупаться, а пока приборную базу бесплатно предоставляет партнёр. К слову, один из приборов – микробиореактор «Гомункулус» (Homunculus) был создан в НТЦ «БиоКлиникум» при поддержке ФЦП «Исследования и разработки, 2007–2013».

Микробиореактор_Гомункулус Микробиореактор «Гомункулус»

«На начальном этапе мы проводим теоретические изыскания, в том числе патентные исследования, изучаем различные подходы к выполнению поставленных задач, – поясняет Дмитрий Сахаров. – На следующем этапе начнём натурные эксперименты, то есть объединим клеточные модели сфероидов печени, нейрональных клеток и будем смотреть, как загрязнители трансформируются в печени и влияют на клетки мозга. Так мы сможем оценить нейротоксичность загрязняющих веществ, что очень важно при оценке их безопасности для здоровья человека».

Коллектив проекта – это пять научных сотрудников лаборатории, трое из которых кандидаты наук. К решению конкретных задач будут привлекаться аспиранты и студенты МАМИ.

Что ожидается на выходе? «Есть несколько возможных вариантов окончания проекта, – размышляет руководитель лаборатории. – Наша первая задача – создать такую методику оценки токсичности отходов, которую утвердил бы Роспотребнадзор, и она могла бы использоваться, например, при выдаче предприятиям экологических сертификатов (так как они обязаны сертифицировать все свои отходы, куда входит и оценка токсичности).

Вторая задача – изменить саму парадигму тестирования экологической безопасности отходов производства и потребления. До сих пор используются в основном физико-химические методы анализа на масс-спектрометрах, хроматографах, или суммирование ПДК отдельных компонентов. Мы же будем оценивать не то, превышено ли ПДК для каких-то веществ, а то, как именно вся смесь будет влиять на человека.

В отходах производства и потребления, будь то водная, газообразной или твёрдая фракция, могут присутствовать сотни разных соединений, находящихся в совершенно незначительных концентрациях. Но их кумулятивный эффект может оказывать значительное негативное влияние на человеческий организм. Если с использованием нашей системы, тестирование в которой занимает один-два дня, видно, что клетки мозга или печени погибли – значит, скорее всего, эта смесь содержит какую-то вредную комбинацию веществ. И тогда уже стоит более детально её изучать с использованием традиционных методов масс-спектрометрии (химического анализа)».

На перспективы коммерциализации результатов проекта Дмитрий Сахаров уже сейчас смотрит с оптимизмом: «В них заинтересован наш индустриальный партнёр – научно-производственная компания «БиоКлиникум», которая производит разные приборы, устройства и внедряет новые методики. Наряду с этим мы уже получили несколько писем от компаний, занимающихся в Москве биотестированием и экомониторингом. И они тоже проявили интерес к нашим разработкам».

Проект поддержан ФЦП «Исследования и разработки 2014–2020».

РЕЙТИНГ

4.64
голосов: 11

Обсуждение