Институт биофизики и клеточной инженерии предлагает потребителям Метод (технологию) генетической модификации фибропластов дермы с использованием технологии таргетных нуклеаз CRISPR/CAS9 на основе коммерческого предложения с технической поддержкой и/или лицензионного соглашения и ищет партнеров для заключения соглашения о техническом сотрудничестве.

Генетическая модификация дермальных фибробластов с использованием технологии таргетных (программируемых) нуклеаз — это одно из самых перспективных направлений современной регенеративной медицины и медицинской биотехнологии.

Важность и актуальность.

1. Терапия тяжелых наследственных заболеваний кожи.
Для многих генетических дерматозов традиционная медицина предлагает только симптоматическое лечение. Таргетные нуклеазы позволяют устранить саму причину патологии:
• Врожденный буллезный эпидермолиз («дети-бабочки»): Модификация фибробластов позволяет исправить мутации в генах коллагена (например, COL7A1) или ламинина. Возврат исправленных клеток (аутологичная трансплантация) восстанавливает прочность кожи.
• Синдром Элерса-Данлоса и другие коллагенопатии: Точечное редактирование дефектных генов помогает восстановить правильный биосинтез и архитектонику внеклеточного матрикса.

2. Борьба со старением кожи и эстетическая медицина.
Фибробласты первыми подвергаются хроно- и фотостарению, теряя способность вырабатывать коллаген и гиалуроновую кислоту.
• Омоложение клеточного пула: С помощью CRISPR можно активировать «спящие» гены молодости или подавить гены, отвечающие за клеточное старение (сенесценцию).
• Снижение окислительного стресса: Модификация путей, регулирующих защиту от свободных радикалов, позволяет создавать фибробласты с повышенной устойчивостью к ультрафиолету (UV) и токсинам.

3. Лечение хронических ран, рубцов и ожогов.
Нарушение функций фибробластов ведет к патологическому заживлению тканей.
• Сахарный диабет и трофические язвы: Локальное введение фибробластов с усиленной экспрессией факторов роста (например, VEGF или PDGF) стимулирует ангиогенез и ускоряет закрытие ран.
• Профилактика келоидных рубцов: Таргетное выключение генов, ответственных за избыточный синтез фиброзной ткани (например, элементов сигнального пути TGF-beta), предотвращает появление грубых шрамов.

4. Идеальная клеточная модель: Безопасность и Доступность.
Фибробласты дермы — это практически идеальный объект для клеточной инженерии:
• Простота получения: Биопсия кожи - малоинвазивная, безопасная и безболезненная процедура.
• Высокий пролиферативный потенциал: Клетки легко размножаются в лабораторных условиях (in vitro), что дает достаточно материала для редактирования и последующего скрининга.
• Платформа для репрограммирования: Модифицированные фибробласты можно легко превратить в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPSC) для регенерации любых других органов.

С использованием технологии таргетных нуклеаз CRISPR/Cas9 в Институте биофизики и клеточной инженерии разработан метод генетической модификации фибробластов дермы с мутацией в гене трансмембранного белка регулятора проводимости ионов хлора (CFTR), вызывающей муковисцидоз.

Разработан протокол генетической модификации мезенхимальных стволовых клеток и фибробластов кожи с использованием технологии CRISPR/Cas9 с целью исправления мутаций или внесения изменений в нуклеотидную последовательность, кодирующую тот или иной ген.

Технология CRISPR/Cas9 перспективна для создания клеточных тест-систем трудноизлечимых генетических заболеваний человека, при разработке кандидатов лекарственных средств и протоколов лечения с их использованием. при создании линейки новых биомедицинских продуктов для регенеративной медицины, для разработки протокола редактирования генома клеток у пациентов с наследственными заболеваниями.

Информация размещена в Каталоге "100 лучших разработок НАН Беларуси для экономики страны за 2022–2023 годы", 2024, стр. 214-215. и Каталоге "Опережающие разработки НАН Беларуси", 2024, стр.224-225.

Фибробласты дермы играют ключевую роль в поддержании структуры кожи, синтезе внеклеточного матрикса (коллагена, эластина) и заживлении ран. Использование таких систем, как CRISPR/Cas9, TALEN или ZFN (цинковые пальцы) для их точечного редактирования открывает революционные возможности.

Технология CRISPR/Cas9 перспективна для создания клеточных тест-систем трудноизлечимых генетических заболеваний человека, при разработке кандидатов лекарственных средств и протоколов лечения с их использованием, при создании линейки новых биомедицинских продуктов для регенеративной медицины; для разработки протокола редактирования генома клеток у пациентов с наследственными заболеваниями.

Отечественных и зарубежных аналогов нет.

Разработан лабораторный протокол.

В Институте биофизики и клеточной инженерии выполнена НИР «Изучение сигнальных процессов в животных и растительных клетках и молекулярных механизмов их функционирования». Результаты использованы при разработке методики.

Институт биофизики и клеточной инженерии является ведущим в Республике Беларусь научным учреждением в области генной инженерии, иммунологии и аллергологии, нанотераностики и персонифицированной наномедицины, экспериментальной и прикладной вирусологии.

Направления фундаментальных и прикладных научных исследований исследований Института.

В области медицинских биотехнологий:
- генная инженерия - разработка инновационных биомедицинских клеточных продуктов на основе генномодифицированных клеток;
- иммунология и аллергология - разработка новых методов лечения и диагностики аллергических заболеваний и иммунных дисфункций;
- инновационные вакцины - разработка прототипов отечественных ДНК и РНК вакцин для профилактики вирусных заболеваний;
- новые подходы к диагностике - разработка новых технологий ранней диагностики заболеваний и методов персонифицированной медицины, направленных на повшение качества жизни человека;
- редактирование генома - соматических, индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, что позволит лечить заболевания, в том числе орфанные, генетические;
- синтетический морфогенез - включая инжиниринг тканей и органов.

В области биоинформатических технологий:
- структурно-обоснованное конструирование лекарственных средств нового поколения, разработка инновационных таргетных противоопухолевых и противовирусных лекарственных средств методами структурной биоинформатики;
- синтез таргетных лекарственных препаратов и их тестирование в условиях in vitro.

В области нанотераностики и персонифицированной наномедицины:
- разработка средств адресной доставки терапевтических препаратов нового поколения с использованием наноматериалов;
- разработка биологических наночипов для диагностики заболеваний;
- исследование биосовместимых наноматериалов широкого спектра действия для создания биомедицинских клеточных продуктов, искусственных органов, принципиально новых материалов с антимикробной, противовирусной и противовоспалительной активностью.

Деятельность Центра экспериментальной и прикладной вирусологии:
- культивирование вирусов, разработка новых методов культивирования вирусов человека для создания средств диагностики, медицинской профилактики и лечения вирусных заболеваний;
- создание прототипов вакцин - против гриппа (инактивированная и рекомбинантная), против африканской чумы свиней (векторная), против туберкулеза легких (лечебная на основе донорских дендритных клеток), инновационные препараты против гриппа.

В течение последних лет Институт выполнял ряд международных контрактов и договоров в рамках Рамочных программ Европейского союза, а также с ведущими научными центрами, фондами, обществами.

Официальный сайт Института биофизики и клеточной инженерии.

Потребители, заинтересованные в приобретении Метода (технологии) генетической модификации фибропластов дермы с использованием технологии таргетных нуклеаз CRISPR/CAS9 на основе коммерческого предложения с технической поддержкой и/или лицензионного соглашения.

Партнеры, заинтересованные в развитии и внедрении в практику Метода (технологии) генетической модификации фибропластов дермы с использованием технологии таргетных нуклеаз CRISPR/CAS9 на основе соглашения о техническом сотрудничестве.