имплантатов на основе биологических и полимерных материалов для хирургического лечения заболеваний сердечно-сосудистой системы с использованием математического моделирования, приемов тканевой инженерии и определением геномных предикторов.
Актуальным в эндокринологии, нейроэндокринологии, тиреоидологии, детской эндокринологии и диабетологии, а также в области смежных дисциплин с ортокринной и паракринной сигнальной индукцией патологических процессов будут совершенствование технологий профилактики, диагностики и лечения с последующим внедрением в практику (трансляционная медицина) , разработка новых геномных, протеомных и метаболомных маркеров как эндокринопатий, так и вызванных ими синдромальных поражений, а также лекарственно-индуцированных эндокринопатий с целью снижения заболеваемости, разработка структурированной системы профилактики генетически детерминированных эндокринопатий, в том числе редких и ассоциированных с ними социально-значимых заболеваний, создание новых диагностических и лечебных технологий, обеспечивающих полноценную социальную и репродуктивную реабилитацию лиц с эндокринопатиями, диагностированными как в неонатальном, так и репродуктивном возрасте, разработка превентивных мероприятий по профилактике преждевременного старения и инвалидизации лиц зрелого возраста, разработка методов пренатальной и предимплантационной диагностики, идентификация новых биомишеней, воздействие на которые позволит снизить вероятность развития метаболических, сердечно-сосудистых и онкологических рисков ожирения.
Актуальным в области педиатрии и репродуктивного здоровья будет разработка инновационных подходов к профилактике и прогнозированию формирования и течения социально-значимых инфекций и заболеваний с высоким пожизненным риском у детей и подростков, распознавание генетической основы различных болезней, поиск эффективных биомаркеров для ранней диагностики хронической инвалидизирующей патологии, создание автоматизированных комплексов для оценки когнитивных способностей ребенка и диагностикумов для верификации редких генетических диагнозов, оптимизация методов хирургического лечения детей с хронической (в том числе инвалидизирующей и жизнеугрожающей) патологией с применением нового поколения хирургического инструментария, биодеградируемых материалов.
Предусмотрены идентификация механизмов и основных этапов физиологической регрессии герминативного матрикса на основании результатов комплексного морфологического исследования, включающего иммуногистохимическое, электронно-микроскопическое исследования, морфо- и цитокариометрию вентрикулярной герминативной зоны у погибших живорожденных и мертворожденных детей 22 - 40 недель гестации, разработка эффективных методов профилактики и лечения иммунопатологических состояний у детей разного гестационного возраста на основе изучения роли кишечной микробиоты в формировании иммунной системы у новорожденных и детей первых месяцев жизни, разработка новых иммунобиологических препаратов для лечения репродуктивных потерь и профилактики формирования врожденных пороков на основе рекомбинантных пептидов, изучение механизмов генетической дифференциации российских популяций по условно нейтральным генам и генам наследственных болезней, разработка моделей расчета индивидуального риска развития репродуктивных патологий и создание молекулярно-генетической карты репродуктивного здоровья.
Актуальным в травматологии и ортопедии будут разработка критериев диагностики, профилактики и прогнозирования клинического течения и раннего прогрессирования тяжелых врожденных деформаций позвоночника у детей на основе изучения молекулярно-генетических и биохимических маркеров, выявление молекулярно-генетических маркеров формирования и характера развития патологических процессов у пациентов с врожденной патологией тазобедренного сустава, разработка и клиническая апробация новых отечественных металлоконструкций для травматологии и ортопедии.
Актуальным в трансплантологии будут разработка неинвазивных диагностических комплексов на основе функциональных и лабораторных тестов для прогнозирования и диагностики отторжения трансплантата сердца, печени в ранние и отдаленные сроки после трансплантации, создание биомедицинских клеточно- и тканеинженерных продуктов печени и хряща на основе композитных тканеспецифических резорбируемых матриксов, получение из постнатальных стволовых клеток и соматических клеток человека эпителиального и мезенхимного фенотипа васкуляризованных тканеинженерных конструкций для замещения костной, хрящевой, мышечной (включая миокардиальную) и эпителиальных тканей, разработка новых методик мультифакторного трехмерного анализа наноструктуры биоматериалов, клеток и тканей с использованием комплексной сканирующей зондовой крионанотомографии.
К перспективным научным задачам относятся разработка и усовершенствование методов контролируемых вмешательств (малоинвазивные технологии, транслюминальная хирургия) , в том числе с использованием робототехники, расширение диапазона комбинированных хирургических вмешательств на нескольких органах и системах с применением методов биоинженерии (использование комбинированных многокомпонентных трансплантатов, включающих аутотрансплантаты и биоинженерные конструкции) , разработка и усовершенствование методов трансплантации органов и тканей с использованием технологий регенеративной медицины, создание технологий направленного подавления трансплантационного иммунитета и создания устойчивой толерантности организма реципиента к трансплантированному органу, разработка методов реконструкции органов, тканей и сегментов конечностей с помощью технологий культивирования эпителиальных тканей, а также воссоздания объемных структур с использованием трехмерных матриксов заданных свойств с возможностью получения различных по свойствам и структуре тканеинженерных конструкций, разработка новых инновационных технологий лечения обширных ожогов и ран с использованием полученных биотехнологических продуктов.
Актуальным в области персонализации медицины, регенеративной медицины, иммунологии, фармакологии, клеточных, генно-инженерных технологий будет создание новых наноформ лекарственных препаратов, имеющих качественно новый уровень биодоступности и стабильности, в частности разработка терапевтических препаратов на основе миниантител; наноформ вакцин, иммунобиологических и иммунопрофилактических препаратов; методов подавления пролиферации клеток с помощью нанопрепаратов.
Планируются разработка и внедрение современных методов диагностики и профилактики ревматических заболеваний на основе методов ДНК-диагностики (мРНК, микроРНК и полиморфизмы в геномной ДНК) , идентификация иммунных механизмов их патогенеза на основе расшифровки структуры и спектра наиболее важных аутоантигенов и изучения механизма дисфункции антигенпрезентирующих клеток, разработка высокоемких селективных антигенных сорбентов в диагностических и лечебных целях, изучение молекулярно-генетических, иммунологических, биохимических и фармакологических аспектов патогенеза, диагностики и лечения критических состояний.
К перспективным научным задачам относится сохранение и расширение коллекции лабораторных приматов с целью моделирования социально значимых заболеваний человека и оценки качества препаратов медицинского назначения.
В области постгеномных, протеомных и метаболомных биомедицинских технологии будет осуществляться отработка методов внесения направленных изменений в геномы при помощи дизайнерских нуклеаз на примере 3 - 5 регуляторных каскадов и выбор регуляторных систем, воздействие на которые может иметь геропротекторный или герореверсивный эффект, отработка внесения направленных изменений в геном человека на уровне изолированных клеточных культур, оценка влияния возраста на регенеративные свойства стволовых клеток и разработка методов коррекции их нарушений с помощью технологий редактирования генома.
Предусматривается поиск информативных молекулярных маркеров (геномных, транскриптомных, протеомных и метаболомных) для оценки риска возникновения, развития и неблагоприятного прогноза социально значимых заболеваний, выявление распространенности полиморфизмов генов, участвующих в фармакокинетике и фармакодинамике лекарств, применяемых для лечения сердечно-сосудистых заболеваний и сахарного диабета 2 типа, их взаимосвязь с фармакинетическими особенностями здоровых добровольцев и пациентов с указанными патологиями, изучение физиологических субстратов и ингибиторов катепсинов при развитии малигнизации, метастазирования и воспалительных процессов, разработка системного подхода к анализу живых объектов путем комбинации методов геномики, транскриптомики, протеомики и метаболомики, био- и хемоинформатики, создание методик измерения протеомного и метаболомного состава в образцах биологического материала, лекарственного мониторинга основных заболеваний, выявление биомаркеров, повышающих предиктивный потенциал диагностики.
Актуальным является создание отечественных терапевтических генотехнологий, включая методы генотерапии сердечно-сосудистых заболеваний, злокачественных опухолей (генохимиотерапия) , а также технологии генокоррекции наследственной патологии (прежде всего, дефектов метаболизма) и генотерапевтических конструкций для активной иммунотерапии и иммунокоррекции, технологий подавления работы поврежденных генов с помощью антисмысловых олигонуклеотидов, включая короткие интерферирующие РНК, методов молекулярно-направленной терапии социально значимых заболеваний с применением моноклональных антител, а также низкомолекулярных ингибиторов и активаторов целевых белков, генно-инженерных технологий получения, скрининга и продукции рекомбинантных белков, включая антитела и миниантитела, для терапевтических и диагностических целей.
Будут разработаны методология оценки биобезопасности инновационных полимерных нанокомпозитов медицинского назначения, основанная на молекулярно-клеточных изменениях основных органов - мишеней, и токсикологический паспорт новых тераностических нанобиокомпозитов.
Предполагается получение новых данных, раскрывающих роль М1- и М2-макрофагов в регуляции функций стволовых клеток и фиброгенеза, исследование клеточно-молекулярных механизмов пластичности фагоцитов мононуклеарной системы (моноцитов, макрофагов, дендритных клеток) .
Планируется создание на основе системы редактирования генома CRISPR/Cas9 вирусных и невирусных генетических конструкций для нокаута генов урокиназы и урокиназного рецептора в опухолевых клетках, в частности нейробластоме, оценка возможности использования CRISPR/Cas9 в качестве нового подхода для их подавления, изучение эффективности разных способов доставки антигенного материала для стимуляции противоопухолевого материала и выбор оптимальной тактики для проведения клеточной иммунотерапии.
Предполагается получение новых данных о молекулярной регуляции кардиомиоцитарной дифференцировки стволовых клеток на модели эмбриональных стволовых клеток и индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, разработка методов повышения терапевтических свойств постнатальных стволовых клеток, установление механизмов формирования межклеточных контактов и пролиферативной активности, дифференцированного потенциала, физиологических свойств и миграции как единичных клеток, так и в составе сфероидов при моделировании трехмерных структурно-функциональных тканей с использованием природных (натуральных) , синтетических и гибридных структур, разработка фармакологических подходов стимуляции функций эндогенных прогениторных клеток и регенерации тканей, разработка оригинальных по структуре и механизму действия лекарственных средств (нейропсихотропных средств, транквилизаторов, ноотропов, антидепрессантов, нейролептиков, противоастенических средств, средств лечения алкогольной и наркотической зависимости, противомигреневых средств, средств лечения нейродегенеративных заболеваний, нейропротекторов) , новых лекарственных средств для профилактики и лечения онкологических, сердечно-сосудистых заболеваний, болезней эндокринной системы и болезней обмена, болезней пищеварительной системы, экстремальных состояний.
Актуальным будет разработка новых принципов и методов выделения и концентрирования радионуклидов и новых технологий для получения стратегических материалов для ядерной медицины.
Направление науки: 3.2. Медико-биологические науки
Перечень приоритетных направлений фундаментальных и поисковых научных исследований на 2021 - 2030 годы
Направление фундаментальных и поисковых научных исследований | Раздел фундаментальных и поисковых научных исследований |
| 3.2.1. Исследование фундаментальных основ жизнедеятельности | 3.2.1.1. Интегративные основы деятельности головного мозга в норме и при патологии |
| 3.2.1.2. Изучение механизмов психоэмоционального стресса и устойчивости к нему | |
| 3.2.1.3. Дизрегуляционная патология органов и систем; патологические интеграции | |
| 3.2.1.4. Исследование механизмов развития патологических процессов при критических, терминальных и постреанимационных состояниях | |
| 3.2.1.5. Создание стандартизированных биомоделей лабораторных животных | |
| 3.2.1.6. Исследование специфических свойств биологических молекул в норме и при патологии на основе современных биомедицинских технологий с применением современных систем биобанкирования и big data | |
| 3.2.1.7. Молекулярно-клеточные механизмы патогенеза атеросклероза и прогрессирования атеросклеротических поражений сосудов | |
| 3.2.1.8. Изучение участия медиаторов, гормонов, инкретинов, аутокоидов интеграции деятельности систем пищеварения, дыхания, кровообращения и выделения, клиническое применение результатов | |
| 3.2.1.9. Изучение генетических механизмов формирования патологического процесса; изучение генетической структуры российской популяции по "нормальным" генам и генам наследственных болезней, создание биобанков | |
| 3.2.2. Постгеномные, протеомные и метаболомные биомедицинские технологии | 3.2.2.1. Исследование фундаментальных механизмов старения с использованием методов редактирования генома |
| 3.2.2.2. Разработка методов молекулярного профилирования, обеспечивающих прогнозирование рисков развития социально значимых заболеваний | |
| 3.2.2.3. Изучение влияния генетических полиморфизмов на фармакокинетику и фармакодинамику лекарственных средств у пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями и сахарным диабетом 2 типа в рамках концепции персонализированной медицины | |
| 3.2.2.4. Изучение функций биологических систем в норме и патологии на основе "омиксных" технологий | |
| 3.2.2.5. Исследования структурно-функциональных свойств протеолитических ферментов катепсинов в норме и при патологии | |
| 3.2.2.6. Молекулярно-генетические механизмы стимулирования неоостеогенеза с использованием различных остеоиндукторов | |
| 3.2.2.7. Постгеномная цифровая медицина; метоболомный анализ; геноцентричный анализ протеома человека для оценки состояния здоровья | |
| 3.2.2.8. Изучение возможностей "омиксных" технологий для разработки персонифицированной терапии больных социально значимыми заболеваниями | |
| 3.2.3. Медицинские клеточные и генно-инженерные технологии, регенеративная медицина | 3.2.3.1. Изучение роли стволовых клеток и активации сигнальных путей в молекулярных механизмах формирования новообразований |
| 3.2.3.2. Разработка методологии применения клеточных технологий, направленных на стимуляцию репаративных процессов и модуляции иммунного ответа при иммунопатологических состояниях | |
| 3.2.3.3. Идентификация генов, ответственных за возникновение наследственных и приобретенных заболеваний и разработка систем терапии, основанных на введении в организм новой генетической информации для исправления генетических дефектов | |
| 3.2.3.4. Исследование молекулярно-клеточных основ регуляции иммунного ответа и разработка новых технологий в клеточной иммунотерапии онкологических, инфекционных и аутоиммунных заболеваний | |
| 3.2.3.5. Создание стандартизированных биомоделей и систем биобанкирования биологического материала | |
| 3.2.3.6. Молекулярные механизмы клеточной дифференцировки, иммунитета и онкогенеза | |
| 3.2.3.7. Клеточные технологии для исследования молекулярных механизмов патологических процессов и совершенствования методов лечения | |
| 3.2.3.8. 3D-биоинженерия для разработки фундаментальных основ медицинских технологий, создания комплексных тканей сочетанием технологий 3- мерного биопринтинга и скаффолдинга для решения задач персонализированной регенеративной медицины | |
| 3.2.3.9. Исследование механизмов стимуляции регенерации ткани, клиническое применение результатов этих работ | |
| 3.2.3.10. Создание технологий терапии и тканеинженерных конструкций на основе стволовых клеток | |
| 3.2.3.11. Поиск аутологичных тканевых аналогов, биосовместимых полимерных материалов и разработка методов их клинического применения для лечения обширных ожогов и ран, других патологий, требующих замещения значительных объемов ткани | |
| 3.2.3.12. Исследования в области биосенсорных технологий и разработка новых биосенсорных систем для диагностики и контроля за эффективностью терапии заболеваний | |
| 3.2.3.13. Разработка новых направлений поиска препаратов для стимуляции функций эндогенных стволовых и прогениторных клеток и регенерации тканей | |
| 3.2.4. Фармакология и фармация (фармакологическая коррекция процессов жизнедеятельности) | 3.2.4.1. Поиск и разработка векторных систем для высокоселективной доставки диагностических и лекарственных препаратов в клетки мишени на основе антител, аптамеров, рецепторов, лигандов и других биологически активных молекул |
| 3.2.4.2. Создание контейнерных систем доставки диагностических и лекарственных препаратов в клетки мишени на основе липосом, мицелл, наночастиц, наногелей и полимерных конъюгатов, а также на основе специфических клеточных систем | |
| 3.2.4.3. Изучение и создание генетических систем, ответственных за метаболизм лекарственных препаратов, их полиморфизма и корреляции с индивидуальной лекарственной устойчивостью | |
| 3.2.4.4. Создание средств для таргетного воздействия на сигнальные пути факторов роста клеток | |
| 3.2.4.5. Изучение молекулярных механизмов хронических воспалительных и репаративных процессов в клетках органов и тканей; применение биотехнологических подходов для создания препаратов с контролируемым высвобождением основного лекарственного компонента | |
| 3.2.4.6. Разработка новых подходов к генной терапии заболеваний (в том числе генная терапия ВИЧ-инфекции) | |
| 3.2.4.7. Разработка нового поколения противовирусных, антибактериальных, противопаразитарных и противогрибковых лекарственных препаратов, в том числе биологически активных веществ (БАВ) , для преодоления устойчивости к химиотерапевтическим препаратам | |
| 3.2.4.8. Изучение генетических маркеров чувствительности к фармакологическим препаратам | |
| 3.2.4.9. Разработка новых принципов и методов выделения и концентрирования радионуклидов и новых технологий для получения стратегических материалов для ядерной медицины | |
| 3.2.4.10. Создание тест-систем скрининга лекарств | |
| 3.2.4.11. Поиск новых молекулярных мишеней фармакологической регуляции патологических процессов | |
| 3.2.4.12. Изучение механизмов взаимодействия организма человека с природными лечебными субстанциями, их комбинациями с природными лечебными факторами для применения в персонифицированной медицине | |
| 3.2.4.13. Цифровизация процесса применения лекарственных препаратов на основе единой платформы систем поддержки принятия решений и построения на их базе экспертных систем с целью обеспечения персонализированной эффективной и безопас |