Летняя встреча – празднование 25-летия отдела молекулярно-генетических и нанобиологических технологий НИЦ
5 июня отдел молекулярно-генетических и нанобиологических технологий Научно-исследовательского центра (далее Отдел) ПСПбГМУ им. акад. И. П. Павлова (далее Университет) отметил 25-летие. Это событие коллектив Отдела отпраздновал на учебно-спортивной базе Университета в Васкелово. В торжественном мероприятии приняли участие ректор нашего Университета академик РАН Сергей Федорович Багненко, главный ученый секретарь Президиума РАН академик РАН Михаил Владимирович Дубина, и другие гости.
Отдел был создан известным ученым, одним из основоположников молекулярной медицины профессором Евгенией Иосифовичем Шварцем по приглашению профессора Эдвина Эдуардовича Звартау (тогда проректора по науке Университета) в 2001 году. 5 июня приказ о создании Отдела был подписан ректором Университета академиком РАМН Н. А. Яицким и профессором Э. Э. Звартау. В разные годы отделом руководили Евгений Иосифович Шварц (2001–2003 гг.), Михаил Владимирович Дубина (2003–2017 гг.). С 2017 года по настоящее время отдел возглавляет доктор биологических наук Софья Николаевна Пчелина.
После краткого приветственного фуршета торжественную часть мероприятия открыл ректор Университета Сергей Федорович Багненко. В своем приветственном слове Сергей Федорович подчеркнул, что дело, заложенное 25 лет назад Евгением Иосифовичем, развивается, в Отделе трудятся профессионалы высокого уровня, Отдел обеспечивает проведение научных исследований по молекулярной генетике человека в Университете на самом высоком уровне.
Тожественное заседание продолжил академик РАН Михаил Владимирович Дубина. В своем приветственном слове он отметил, что ему приятно оказаться снова в стенах родного Университета, видеть знакомые лица, встретить своих учителей. Отметил теплую обстановку, всегда присутствующую в Отделе с момента его основания. Подчеркнул развитие технологий от метода ПЦР для диагностики наследственной патологии до геномных исследований, проводящихся в Отделе в настоящее время, и выразил надежду, что Отдел и сегодня имеет поддержку со стороны руководства Университета.
Как свидетель, участник и инициатор создания научного подразделения (Отдела), проводящего фундаментальные исследования в области молекулярной генетике человека и их трансляции в прикладную медицину в нашем Университете, выступил профессор Эдвин Эдуардович Звартау, отметив исторические моменты создания Отдела, а именно его заочное знакомство с Евгением Иосифовичем Шварцем через академика Владимира Андреевича Алмазова, а затем и их очную встречу.
Места в президиуме заняли Сергей Федорович Багненко, Михаил Владимирович Дубина, Софья Николаевна Пчелина и руководитель дружественного отдела биохимической генетики отдела молекулярной биологии, генетики и фундаментальной медицины Института экспериментальной медицины профессор0 Вадим Борисович Васильев. Ведущей как торжественной части мероприятия, так и последовавшего банкета выступила руководитель Отдела Софья Николаевна Пчелина.
На торжественной части юбилейного мероприятия были представлены три доклада: С. Н. Пчелиной и заведующих лабораториями отдела Валентины Вадимовны Мирошниковой и Татьяны Сергеевны Усенко. Доклады логично делились тематически: С. Н. Пчелина представила историю развития Отдела от момента его создания до сегодняшних дней, в то время как ее заместители представили срез проводимых сегодня в Отделе научных исследований.
В своем докладе Софья Николаевна отметила, что исторически сложилось так, что коллектив Отдела невозможно отделить от коллектива лаборатории молекулярной генетики человека (руководитель С. Н. Пчелина), отделения молекулярной и радиационной биофизики (руководитель отделения Андрей Леонидович Коневега) Петербургского института ядерной физики НИЦ «Курчатовский институт», и поделилась воспоминаниями о переезде коллектива лаборатории (ПИЯФ) с площадей Педиатрической академии на базу Научно-исследовательского центра Университета, отметила неоценимую помощь директора НИЦ профессора Владимира Викторовича Томсона, а также помощь Университета в ремонте помещений и оснащении их оборудованием. Также Софья Николаевна отметила, что возглавлять отдел после таких выдающихся научных корифеев и талантливых организаторов, как Евгений Иосифович Шварц и Михаил Владимирович Дубина, – это большая честь, ответственность, но и поддержка. С. Н. Пчелина подчеркнула, как приятно коллективу видеть сегодня Михаила Владимировича на юбилее Отдела.
Также Софья Николаевна отметила, что создатель Отдела Евгений Иосифович пришел в Университет известным ученым со сложившимся коллективом, к тому моменту уже имевшем множество пионерских достижений в области молекулярной генетики человека. Первым в России коллектив применил метод полимеразной цепной реакции (ПЦР) для диагностики наследственных заболеваний, разработал метод проведения ПЦР с сухого пятна крови, описал спектр мутаций в генах при ряде наследственных заболеваний человека, одним из первых в стране приступил к изучению наследственных основ мультифакторных заболеваний, в основе развития которых лежит сложное взаимодействие наследственных и средовых факторов. На момент открытия Отдела были начаты работы по изучению основ наследственной предрасположенности к сахарному диабету, сердечно-сосудистым и тромботическим заболеваниям, бронхолегочной патологии, болезни Паркинсона. Исследования проводились в сотрудничестве с выдающимися учеными в области молекулярной генетики и кардиологии. Ключевую роль в инициировании взаимодействия Е. И. Шварца с Университетом, безусловно, сыграла их совместная пионерская работа с академиком РАМН В. А. Алмазовым, посвященная выявлению генетических основ предрасположенности к инфаркту миокарда в молодом возрасте.
Благодаря тому, что Отдел создавался на уже существующих научных разработках, в первые годы его работы был получен ряд уникальных результатов: описаны генетические факторы развития инфаркта миокарда у мужчин молодого возраста; подтверждена роль конкретных генетических вариантов в развитии наследственной тромбофилии, хронической обструктивной болезни легких, описаны наследственные формы болезни Паркинсона, начаты пионерские работы по фармакогенетике, в частности, выявлены генетические факторы индивидуальной чувствительности к варфарину. Полученные результаты легли в основу ряда диссертационных исследований, а разработанная панель генетических тестов на определение наследственной тромбофилии и индивидуальной чувствительности к варфарину внедрена в Университете в клиническую практику. Особо С. Н. Пчелина остановилась на докторских диссертациях, выполненных на базе Отдела: под руководством Е. И. Шварца выполнены докторские Ольги Александровны Беркович (генетика кардиологии), Татьяны Васильевны Ивчик (генетика пульмонологии), Татьяны Владимировны Вавиловой (генетика тромбофилии).
Михаил Владимирович Дубина возглавил отдел в 2003 году, сохранив существующие сложившиеся тематики, а также привнес в развитие отдела новое направление, а именно направление молекулярной онкологии. Именно тогда Отдел являлся референсным центром для диагностики минимальной остаточной болезни при хроническом миелоидном лейкозе с использованием метода ПЦР в режиме реального времени. Под руководством М. В. Дубины докторскую диссертацию выполнила Жанна Александровна Миронова, чье исследование было посвящено молекулярным маркерам чувствительности к терапии бронхиальной астмы. Особенно трогательно, что все докторанты нашего отдела сегодня с нами – отметила С. Н. Пчелина.
Сама Софья Николаевна, также защитила докторскую диссертацию, выполненную на базе отдела в 2012 году, и сформировала в Отделе новое направление генетики нейродегенеративной патологии. В этом году докторскую диссертацию уже представила ученица Софья Николаевны – Татьяна Сергеевна Усенко. В ее исследовании сделан шаг далее – с использованием геномных технологий обозначены мишени для терапии наследственных форм паркинсонизма. Выполненные на базе отдела кандидатские исследования упоминать не представляется возможным, отметила С. Н. Пчелина, поскольку таковых более 30.
В целом, заключила Софья Николаевна, Отдел, его успех, определяется людьми, работающими или работавшими (к сожалению, в последние годы штат Отдела претерпел две волны сокращения) в Отделе.
Валентина Вадимовна Мирошникова, заведующая лабораторией медицинской генетики Отдела представила основные результаты исследований, посвященных патогенезу кардиометаболических заболеваний, которые являются одним из ключевых направлений работы Отдела. За время изучения данной проблемы совместно с клиниками университета созданы уникальные коллекции подкожной, висцеральной и эпикардиальной жировой ткани от пациентов с метаболическими нарушениями (морбидное ожирение, метаболический синдром, сахарный диабет 2 типа) и ишемической болезнью сердца. Данный материал является уникальным и позволяет исследовать вопрос роли тканеспецифичной экспрессии генов и их эпигенетической регуляции (метилирование ДНК, микроРНК). Впервые было показано гиперметилирование регуляторных областей генов транспортеров холестерина ABCA1 и ABCG1 в эпикардиальной жировой ткани при ИБС. В Отделе ведется работа по изучению роли внеклеточных везикул, секретируемых жировой тканью, в развитии сопутствующих ожирению патологий. Совместно с НИЦ КИ исследована морфология внеклеточных везикул подкожной и висцеральной жировой ткани при ожирении и СД2 методом криоэлектронной микроскопии (или получены данные о). Был изучен состав микроРНК везикул висцеральной жировой ткани при ожирении, дифференциально экспрессирующие микроРНК были далее детектированы в везикулах плазмы крови у пациентов с ожирением и СД2, что позволило выявить новый биомаркер развития СД2 при ожирении. Было изучено влияние внеклеточных везикул жировой ткани на макрофаги и регуляторные Т-лимфоциты, которые играют важную роль в воспалении жировой ткани и сосудов. Результаты фундаментальных исследований внедряются коллективом Отдела в клиническую практику. В рамках программы «Приоритет 2030» разработана уникальная таргетная панель «Дислипидемия и риск ССЗ», которая предполагает поиск патогенных и вероятно патогенных генетических вариантов, ассоциированных с развитием моногенных дислипидемий, выявление полигенной гиперхолестеринемии, оценку риска сердечно-сосудистых осложнений, а также фармакогенетическое тестирование с целью оптимизации терапии статинами. В настоящее время в отделе проводится дифференциальная диагностика наследственных дислипидемий как для взрослых пациентов клиник, так и для детей в рамках отдельного проекта «Обратный каскадный генетический скрининг семейной гиперхолестеринемии», внедрение расширенной таргетной NGS панели позволило выявить первые в СПб случаи ситостеролемии.
Выступление заведующей лабораторией молекулярной биологии Отдела Татьяны Сергеевны Усенко был посвящен молекулярно-генетическим основам нейродегенеративных заболеваний. Данное направление долгие годы развивается в сотрудничестве с кафедрой неврологии Университета. За годы работы был создан уникальный биобанк образцов пациентов с синуклеинопатиями — группой нейродегенеративных заболеваний, к которым относятся болезнь Паркинсона, деменция с тельцами Леви и мультисистемная атрофия. Общей особенностью этих заболеваний является патологическое накопление белка альфа-синуклеина. Несмотря на значительный прогресс в изучении данных заболеваний, остаются нерешенными важные проблемы ранней диагностики. На начальных стадиях синуклеинопатии имеют сходные клинические проявления, отсутствуют биомаркеры для диагностики и дифференциальной диагностики, а также не разработаны эффективные нейропротекторные методы лечения.
Основу исследований составляют современные омиксные технологии — геномика, транскриптомика, липидомика и протеомика. Полученные результаты проходят дальнейшую экспериментальную валидацию, а выявленные молекулярные мишени используются для поиска и скрининга потенциальных таргетных препаратов.
Одним из направлений работы является изучение распространенности наиболее частых патогенных вариантов в генах GBA1 и LRRK2 в группе пациентов с болезнью Паркинсона в различных регионах России (СПб, Казань, Томск). На основе транскриптомных исследований были выявлены потенциальные биомаркеры раннего начала болезни Паркинсона у носителей мутаций гена GBA1, а также потенциальные мишени для терапии. Липидомные и протеомные исследования позволили охарактеризовать влияние различных типов мутаций в гене GBA1 на состав внеклеточных везикул, которые, согласно современным данным, также вовлечены в патогенез болезни Паркинсона.
Для решения задачи анализа молекулярных путей патогенеза болезни Паркинсона, а также для скрининга эффективности разрабатываемых препаратов в лаборатории создан комплекс современных экспериментальных моделей. Исследователи используют пациент-специфичные клеточные модели, а также клеточные линии нейробластомы SH-SY5Y с гиперэкспрессией альфа-синуклеина. На этих моделях проводится тестирование препаратов, направленных на молекулярные мишени, которые были выявлены в ходе транскриптомного профилирования.
В качестве пациент-специфичных клеток используются макрофаги, дифференцированные из мононуклеаров периферической крови пациентов. Такой подход представляет особый интерес, поскольку макрофаги чувствительны к нарушениям работы лизосомных гидролаз. Лизосомная дисфункция сегодня рассматривается как один из ключевых механизмов развития болезни Паркинсона.
Значимые результаты получены и в области поиска биомаркеров синуклеинопатий. В сотрудничестве с Медико-генетическим научным центром имени академика Н. П. Бочкова (Москва) были выявлены различия в ферментативной активности лизосомных гидролаз в крови пациентов с различными формами синуклеинопатий с использованием высокоэффективной жидкостной хроматографии с тандемной масс-спектрометрией (ВЖЭХ-МС/МС).
Четверть века работы Отдела, заключила Татьяна Сергеевна, — это путь непрерывного развития, внедрения передовых технологий и подготовки высококвалифицированных специалистов. Отдел активно привлекает молодых исследователей, на базе отдела ежегодно студентами выполняются бакалаврские и магистерские работы из различных учебных заведений Санкт-Петербурга. Коллектив Отдела привлекает гранты Российского научного фонда для поддержки инициативных исследований. Сегодня коллектив отдела продолжает активно развивать фундаментальные и прикладные исследования, внося существенный вклад в развитие персонализированной медицины и современных биомедицинских технологий.
После завершения тожественного заседания все присутствующие переместились в уютный банкетный зал, где их ожидали празднично накрытые столы. Все гости мероприятия имели возможность поздравить Отдел с юбилеем, преподнести памятные подарки, сказать теплые слова. С поздравлениями и воспоминаниями организации Отдела в стенах корпуса 28 выступил директор НИЦ профессор В. В. Томсон Особенно хочется подчеркнуть, что кроме сотрудников отдела (существующий коллектив отдела – 16 человек), а также бывших сотрудников отдела, поздравить коллектив Отдела приехали представители подразделений университета: кафедры факультетской терапии (проф. Е. И. Баранова, проф. О. А. Беркович), кафедры госпитальной терапии (проф. Ж. А. Миронова), института фармакологии (проф. Э. Э. Звартау), кафедры патофизиологии (зав. кафедрой проф. Т. Д. Власов), центра молекулярной медицины (С. В. Лапин), отдела биотехнологии НИИ детской онкологии, гематологии и трансплантологии имени Р. М. Горбачевой (К. В. Лепик), кафедры неврологии (доцент А. А. Тимофеева), а также приглашенные гости, представители научных учреждений, с которыми тесно взаимодействует Отдел: руководитель отделения молекулярной и радиационной биофизики НИЦ Курчатовский институт – ПИЯФ А. Л. Коневега, а также ученый секретарь отделения К. А. Шабалин, заместитель директора по научной работе Института цитологии и генетики А. Б. Малашичева, а также пред диссертационного совета на базе этого института Е. С. Корнилова, руководитель отдела геномной медицины А. С. Глотов, руководитель отдела молекулярной биологии, генетики и фундаментальной медицины Института экспериментальной медицины В. Б. Васильев, профессор кафедры генетики СПбГУ Г. А. Журавлева. Праздник прошел в дружеской и теплой атмосфере, особую теплоту которой безусловно придавало участие в мероприятии академиков РАН ректора Университета Сергея Федоровича Багненко и главного ученого секретаря Президиума РАН Михаила Владимировича Дубины. Можно отметить, что подарки в этот день получал не только коллектив Отдела: памятная картина с видом главного корпуса Университета была вручена Сергеем Федоровичем Михаилу Владимировичу. Следует подчеркнуть, сказал, Сергей Федорович, что это не только Alma Mater для выпускника Университета М. В. Дубины. Так сложилось, что принял руководство Отделом Михаил Владимирович, будучи кандидатом наук, а передал руководство Софье Николаевне – став академиком РАН.
Коллегами было высказано предложение о том, что бы данное мероприятие модифицировать в формат научной конференции, посвященной памяти основателя Отдела Евгения Иосифовича Шварца, и проводить ежегодно с целью обсуждения достижений в области молекулярной генетики в клинических фундаментальных науках, в неформальной обстановке.
С теплыми словами и пожеланиями выступили сотрудники Отдела. От имени корифеев и старших сотрудников Отдела выступил Антон Константинович Емельянов, который пожелал руководителю отдела сил, и всему коллективу развития и научного творчества, а Михаил Андреевич Николаев от имени молодых коллег сказал, что присутствие на празднике известных ученых и сложившихся руководителей, их внимание к коллективу Отдела заряжает молодых сотрудников гордостью и придает желания к проведению исследований.
Проводив гостей, коллективу Отдела предоставилась возможность насладиться красотами уникального места, которое занимает учебно-спортивная база ПСПбГМУ им. акад. И. П. Павлова, полюбоваться закатом и искупаться в Лемболовском озере. Хочется поблагодарить руководство Университета за незабываемый праздник!
Софья Николаевна Пчелина,
руководитель отдела молекулярно-генетических и нанобиологических технологий
