14 607 21 0145 Федеральная целевая программа Исследования

14. 607. 21. 0145 Федеральная целевая программа «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014— 2020 годы» Приоритетное направление: Науки о жизни Программное мероприятие: 1. 3 Проведение прикладных научных исследований и разработок, направленных на создание продукции и технологий Соглашение № 14. 607. 21. 0145 от 03. 10. 2016 на период 2016 - 2018 гг. Тема: Создание универсальной микрофлюидной платформы для скрининга биоразнообразия микроорганизмов Руководитель проекта: академик РАН Габибов А. Г. Получатель субсидии Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биоорганической химии им. академиков М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова Российской академии наук (ИБХ РАН Индустриальный партнер Потребительское акционерное общество «Фармсинтез» . Фармацевтическая компания "Фармсинтез" основана в 1996 году в Санкт-Петербурге. На сегодняшний день в коллективе компании "Фармсинтез" работают девять кандидатов наук и семьдесят специалистов с высшим образованием. Компания постоянно обучает и повышает квалификацию своих сотрудников, добивается максимальной реализации трудового потенциала каждого специалиста. В 2006 году компания "Фармсинтез" получила сертификат ГОСТ Р ИСО 9001 -2008. Себестоимость продаж за 9 месяцев 2014 года составила 68, 018 млн руб. , валовая прибыль - 145, 684 млн руб. , прибыль до налогообложения - 26, 790 млн руб. Роль в проекте: материально-техническое обеспечение проекта и оценка и сопровождение РИД Ожидаемые результаты проекта В результате выполнения проекта будет разработана высокопроизводительная технология скрининга микроорганизмов с целью поиска антимикробной активности. В предлагаемой платформе благодаря возможности ко-культивирования микроорганизмов в микрофлюидных контейнерах дается практическое решение одновременно нескольких проблем: (1) скрининг, идентификация и изолирование отдельных клонов микроорганизмов с потенциальными потребительскими свойствами, (2) характеристика этих клонов на генетическом уровне с последующим биоинформационным анализом, (3) предсказание возможных потенциально интересных продуктов метаболизма этих микроорганизмов, как потенциальных «киллеров» патогенной флоры, (4) идентификация этих метаболитов и проверка их потенциального терапевтического действия. Текущие результаты проекта 14. 607. 21. 0145 На начальном этапе имеется бактерияпатоген – «таргет» , для которой поставлена задача поиска штамма микроорганизма – «эффектор» , способного продуцировать вещества (антимикробные пептиды, низкомолекулярные вещества) обладающие антимикробными свойствами. Далее, с использованием технологии микрофлюидики, проводится инкапсулирование пары «таргет» - «эффектор» . Для регистрации антимикробной активности вводятся специальные флуоресцентные маркеры: (i) внутриклеточный флуоресцентный белок – для наблюдения за бактерией «таргетом» , (ii) – флуоресцентный краситель – для идентификации живых клеток микроорганизмов и (iii) – флуоресцентный краситель для определения количества клеток бактерии «таргета» «на входе» . После инкубации проводится отбор «позитивных» инкапсулированных пар с использованием стандартного клеточного сортера (FACS Aria. III или аналог) Цели и задачи проекта Цель: Создание технологии высокопроизводительного скрининга антибактериальной активности микроорганизмов, применение ее для поиска принципиально новых антимикробных препаратов из клеток микробиоты млекопитающих и/или человека и изучение механизмов их действия на патогенные микроорганизмы. 1) Отработка методики высокопроизводительного скрининга антимикробной активности в каплях микрофлюидной двойной эмульсии. 2) Поиск штаммов бактерий, оказывающих ингибирующее влияние на рост патогенных микроорганизмов. 3) Поиск естественных антимикробных агентов найденных штаммов бактерий микрофлоры и слизистой оболочки человека. Выявление естественных молекулярных механизмов действия найденных антимикробных агентов. Перспективы практического использования Методология скрининга индивидуальных клеток методом проточной цитофлуориметрией-сортингом (FACS) в каплях микрофлюидной двойной эмульсии вода/масло/вода используемая в данной работе является абсолютно новой технологией. Уникальность данного подхода является его универсальность, производительность и экономичность. Производительность скрининга, которая достигается использованием данного метода, составляет более 100 миллионов событий в час и является максимальной из существующих в настоящее время методов, доступна лишь в нескольких научных центрах мира и не имеет аналогов в России. Экономичность данного метода является прямым следствием производительности и обусловлена уникально малым объемом индивидуальной реакции (5 -100 пико литров), что позволяет многократно (более чем в миллион раз) снизить расход реагентов. Таким образом, данная технология, находящаяся на самом раннем этапе развития, уже имеет значительные преимущества по сравнению с классическими методами скрининга. В ходе выполнения первого этапа Соглашения получены следующие результаты: 1) выполнен аналитический обзор современной научно-технической, методической литературы, в области современных представлений о поиске новых антимикробных препаратов и технологий высокопроизводительного скрининга микроорганизмов, в том числе обзор научных информационных источников: статьи в ведущих зарубежных и (или) российских научных журналах, монографии и (или) патенты) - не менее 15 научно-информационных источников за период 2012 – 2016 г. г. ; 2) созданы микрофлюидные чипы различной геометрии для инкапсуляции бактериальных клеток в капли двукратной эмульсии; 3) отработаны условия модификации поверхности чипа для оптимизации условий инкапсуляции бактериальных клеток; 4) получены штаммы бактерий-патогенов (таргетов) Staphylococcus aureus, Salmonella enterica и энтеропатогенной Escherichia coli, продуцирующие флуоресцентные белки-репортеры (флуоресцентный маркер), позволяющие использовать полученные штаммы в качестве живого биосенсора на антибактериальную активностьх; 5) выполнены патентные исследования в соответствии с ГОСТ 15. 011 - 96.