Институт генетики и цитологии предлагает потребителям Технологию изучения микробиома (совокупности всех микроорганизмов организма) и анализ его взаимодействия с геномом человека для разработки новых методов диагностики, лечения и профилактики различных заболеваний на основе коммерческого соглашения с технической поддержкой и/или лицензионного соглашения и ищет партнеров, заинтересованных в развитии и внедрении Технологии на основе соглашения о техническом сотрудничестве.

Изучение микробиома и его взаимодействия с геномом человека — это одно из самых перспективных направлений современной персонализированной медицины, биоинформатики и биотехнологий. Микробиом (совокупность генов всех микроорганизмов в теле человека) превышает собственный геном человека примерно в 150 раз. Микробиом рассматривается как полноценный «поддерживающий орган», управляющий гомеостазом, иммунитетом и даже метаболизмом лекарств.

Технология изучения и анализ взаимодействия.
Современные исследования микробиома отошли от классического культивирования бактерий в чашках Петри, поскольку абсолютное большинство микроорганизмов невозможно вырастить в лаборатории.
Сейчас в основе лежат передовые молекулярно-генетические методы:
• Секвенирование нового поколения (NGS): Секвенирование маркерного гена 16S рРНК (для идентификации бактерий) и полнометагеномное секвенирование (Shotgun Metagenomics), позволяющее расшифровать абсолютно все гены микроорганизмов в образце.
• Анализ взаимодействия с геномом («Хозяин — Микробиом»): Параллельное исследование полного экзома или генома человека и метагенома его микробиоты. Это помогает понять, как генетические вариации человека (например, полиморфизмы в генах иммунного ответа) определяют состав его микрофлоры, и как метаболиты бактерий активируют или подавляют экспрессию человеческих генов.

Для Республики Беларусь развитие этой технологии имеет стратегическое научно-практическое значение, подкрепленное государственной поддержкой и созданием специализированной инфраструктуры.

1. Национальная инфраструктура и уникальные исследования.
В Беларуси создан и активно функционирует единственный в стране Республиканский центр изучения микробиома на базе Института генетики и цитологии НАН Беларуси. Белорусские ученые первыми в стране внедрили практику параллельного изучения полного экзома пациента и его микробиома, что уже используется для диагностики сложных заболеваний неустановленной этиологии и корректировки хирургического или терапевтического лечения.

2. Проекты по изучению генома долгожителей.
Один из ключевых и уникальных векторов для белорусской науки — пилотный проект «Роль микробиома в реализации особенностей генома долгожителей Беларуси». Особенности микробиоты коренного населения, доживающего до глубокой старости при сохранении здоровья, позволяют выявить защитные штаммы бактерий и метаболические профили. В дальнейшем это поможет разработать отечественные геропротекторы и функциональные продукты для здорового старения граждан.

3. Практическая медицина и биобезопасность.
• Персонализированное лечение: Анализ взаимодействия генома и микробиома критически важен для гастроэнтерологии, онкологии (роль микробиоты в канцерогенезе), дерматологии и лечения аутоиммунных заболеваний.
• Борьба с антибиотикорезистентностью: Изучение внехромосомных генетических структур бактерий и горизонтального переноса генов в микробиоме помогает белорусским микробиологам искать пути преодоления устойчивости госпитальных штаммов к антибиотикам, что является приоритетом национальной безопасности.

Технология, разработанная в Институте генетики и цитологии направлена на изучение микробиома и анализ его взаимодействия с геномом человека для разработки новых методов диагностики, лечения и профилактики множества различных заболеваний. Технология основана на комплексном анализе генетического состава микробиоты, обитающих в организме человека, в основном в кишечнике, но также и на коже, в ротовой полости, на слизистых оболочках. Заключение включает данные о качественном и количественном составе бактерий, содержащихся в образце и на поиске патогенных и условно-патогенных микроорганизмов, которые являются причиной развития различных патологий.

Информация размещена в Каталоге "Опережающие разработки НАН Беларуси" 2024, стр. 206-207.

Внедрение Технологии способствует импортозамещению в сфере биомедицинских технологий: созданию собственных баз данных метагеномов, разработке национальных стандартов «здорового микробиома» и производству локальных пробиотических препаратов нового поколения (прецизионных пробиотиков), адаптированных под генетический профиль белорусов.

Оценка качественного и количественного состава микробиома человека является основой индивидуальной и предиктивной медицины. Выявление индивидуальных особенностей микробиома человека позволяет проводить профилактику ряда многофакторных заболеваний, учитывать индивидуальный ответ на применяемые лекарственные средства, что повышает эффективность лечения и снижает риск развития осложнений. Выявление патогенных и условно-патогенных микроорганизмов у людей с различными патологиями позволяет уточнить диагноз и правильно выбрать методы лечения.
Технология соответствует мировому уровню.

Результатом анализа состава микробиома являются практические рекомендации по коррекции питания.

Область применения.
Организации здравоохранения III–IV технологического уровня.
Технология может быть использована для оказания медицинской помощи гражданам с целью профилактики и лечения ряда инфекционных и неинфекционных заболеваний.

В Институте генетики и цитологии выполнена НИР «Разработать и внедрить метод медицинской профилактики нарушений церебрального статуса (Р91) у недоношенных детей».

Результаты НИР использованы при разработке Технологии.

Институт генетики и цитологии НАН Беларуси является одним из ведущих научно-исследовательских центров в области генетики и цитологии, который предоставляет широкий спектр профессиональных услуг для клиентов и партнеров и специализируется на высококачественных генетических и цитологических исследованиях, основанных на современных технологиях и передовых методах.

Основные направления исследований:
– Изучение структурно-функциональной организации геномов растений, животных, человека и микроорганизмов;
– Изучение проблем генетической и клеточной инженерии;
– Разработка генетических основ селекции растений, животных и микроорганизмов;
– Создание геномных технологий для сельского хозяйства, здравоохранения, спорта, охраны окружающей среды;
– Изучение проблем биобезопасности;
– Предоставление услуг по ДНК-маркированию и ДНК-паспортизации растений, животных, человека и микроорганизмов;
- Изучение взаимодействия генома и микробиома;
- Биоинформатика;
– Сбор и сохранение уникальных образцов ДНК как источников ценной генетической информации;
– Мониторинг генетических ресурсов Республики Беларусь, содействие доступу к генетическим ресурсам и совместному использованию выгод;
– Предоставление услуг по определению содержания генетически модифицированных ингредиентов в продовольственном сырье и пищевых продуктах.

Заключены международные соглашения о научном партнерстве с Медико-генетическим научным центром (Россия), Эстонским Биоцентром (Эстония), Институтом генетики и селекции животных Польской академии наук (Польша), Национальным институтом биологии Республики Словения (Словения, Institute of Plant Genetic Resources “K.Malkov”, Sadovo of Agricultural Academy (Болгария), Центром экспериментальной биомедицины им. Иване Бериташвили (Грузия), Институтом молекулярной и клеточной биологии СО РАН (Россия) и др.

Официальный сайт Института генетики и цитологии.

Потребители, заинтересованные в приобретении Технологии изучения микробиома (совокупности всех микроорганизмов организма) и анализ его взаимодействия с геномом человека для разработки новых методов диагностики, лечения и профилактики различных заболеваний на основе коммерческого соглашения с технической поддержкой и/или лицензионного соглашения.

Партнеры, заинтересованных в развитии и внедрении Технологии изучения микробиома (совокупности всех микроорганизмов организма) и анализ его взаимодействия с геномом человека для разработки новых методов диагностики, лечения и профилактики различных заболеваний на основе соглашения о техническом сотрудничестве.