ЦКП программа развития

ПРОГРАММА РАЗВИТИЯ ЦКП

«Центр генетических ресурсов лабораторных животных» (ЦГР), сформированный на базе SPF-вивария ИЦиГ СО РАН

НА 2014-2020 ГОДЫ

 

Раздел 1. Характеристика ЦКП

1.1. Приоритетные направления развития науки и технологий, а также критические технологии, в рамках которых работает ЦГР

Развитие фЦКП, обеспечивающего работы по ПНЗ № 6

«Формирование сети национальных центров генетических коллекций лабораторных животных для моделирования патологий человека и испытаний новых лекарственных препаратов»,

заложит основы для выполнения других приоритетных задач, относящихся к «Наукам о жизни».

В частности, с первых шагов реализации ПНЗ «Мозг – исследование и моделирование структуры, функций и механизмов когнитивной деятельности с целью изучения природы патологий, разработки принципиально новых медицинских технологий и создание «мозго-машинных систем» планируется проведение экспериментов на генетических линиях мышей с репортерными генами, обеспечивающими визуализацию нейрональных процессов, а также на мышах, моделирующих различные формы нейропатологий.

В работах, планируемых в рамках ПНЗ «Исследование, разработка и создание гибридных, биоподобных и искусственных биологических материалов, структур и систем», предполагается создание таргетных лекарственных препаратов, дальнейшее продвижение которых в клиническую практику потребует проведения всех видов доклинических испытаний, в том числе изучения их терапевтической эффективности на животных, моделирующих целевую патологию.

Наконец, в работах по ПНЗ «Исследование структуры и функций биологических систем с целью изучения природы социально-значимых заболеваний и разработки новых лекарственных препаратов» будет накоплена информация об ассоциациях молекулярно-генетических маркеров и патологий человека, которая должна быть верифицирована на трансгенных животных, модулирующих эти ассоциации, и далее эти же животные послужат модельными организмами для поиска оптимальных стратегий персонализированной терапии.

Формирование сети национальных центров генетических коллекций лабораторных животных для моделирования патологий человека и испытаний новых лекарственных препаратов является первостепенной задачей, решение которой необходимо для получения прорывных научных результатов по направлениям развития науки, технологий и техники, утвержденным Президентом Российской Федерации, а также по всем направлениям деятельности многопрофильной национальной платформы «Медицина будущего», реализации программы «Развитие фармацевтической и медицинской промышленности Российской Федерации на период до 2020 года и дальнейшую перспективу»,  «Комплексной программы развития биотехнологий в Российской Федерации на период до 2020 года», «Стратегии развития медицинской науки в Российской Федерации на период до 2025 года». Создание сети ЦКП (центров генетических коллекций), обеспечивающих работу с лабораторными животными в полном соответствии с принятыми во всех странах-членах ВТО нормами GLP, должно стать своего рода «локомотивом» для вытягивания на мировой уровень всего комплекса научно-практических работ по поиску и испытанию новых средств диагностики, профилактики и лечения болезней.

 

1.2. Основные научные направления ЦГР

 

  1. Формирование коллекции генетических линий лабораторных животных, в том числе на основе собственных работ по трансгенезу и экспериментальному моделированию социально-значимых болезней человека.
  2. Поведенческие и нейрофизиологические эффекты целевых мутаций генов, контролирующих метилирование и механизмы иммунной защиты.
  3. Нанобиобезопасность и нанобиология.
  4. Репродуктивные и эпигенетические эффекты активации иммунной защиты
  5. Экспериментальная онкология
  6. Диагностика и мониторинг экспериментальных нейропатологии на основе методов нейровизуализации
  7. Проведение доклинических испытаний на свободных от патогенов животных (SPF-статус) в соответствии со стандартами GLP.

 

1.3. Проводимые исследования и оказываемые услуги на оборудовании ЦГР

  • Разведение лабораторных животных, обеспечивающее поддержание генетических статуса и уровня здоровья линий в соответствии с критериями контролируемого отсутствия видоспецифических патогенов (specific pathogen free – SPF).
  • Применение технологий криоархивирования эмбрионов, эмбриональных стволовых клеток и спермы: (а) для формирования и развития коллекций генетических линий, (б) для обмена генетическим материалом с зарубежными центрами генетических ресурсов, (в) для предтрансплантационной передержки эмбрионов, (г) для оптимизации программ разведения аутбредных линий животных, таких как линия мышей SCID.
  • Обеспечение полного цикла работ по освобождению конвенциональных животных от патогенов, включая вымывание и криоконсервацию эмбрионов на стадии двух клеток, предтрасплантационную инкубацию и дезинфицирование, имплантацию суррогатным матерям и контроль SPF-статуса потомков.
  • Морфофункциональное фенотипирование генетических линий мышей и крыс на основе технологий автоматического мониторинга физиологических функций и различных форм поведения, исследований биохимии и клеточного состава крови, а также показателей сперматогенеза.
  • Разработка стандартных протоколов нейрофенотипирования на основе технологий магнитно-резонансной томографии и ЯМР спектроскопии.
  • Подготовка биообразцов для анализа методами геномики, транскриптомики, протеомики, метаболомики, клеточной биологии  и микроскопии.
  • Создание на иммонодефицитных мышах линий SCID и NODSCID моделей онкопатологий на основе культур опухолевых клеток человека, включая первичные культуры.
  • Разработка и апробация протоколов изучения терапевтической эффективности новых лекарственных препаратов на экспериментальных моделях гипертензии, онкопатологий, девиантного поведения, индуцированной наночастицами нейродегенерации.
  • Консультационная и научно-образовательная деятельности по профилю ПНЗ.

 

 

1.4. Наиболее значимые научные результаты, полученные с использованием оборудования ЦГР за последние 3 года

По завершению в 1-ом квартале 2012 г. комплектации SPF-вивария ИЦиГ СО РАН основным оборудованием и приборами, на его базе были развернуты работы в соответствии с задачами фЦКП «Центр генетических ресурсов лабораторных животных». Это позволило получить ряд значимых результатов по основным направлениям деятельности фЦКП:

 

А) Биотехнология лабораторных животных. Выполнены работы по освобождению от видоспецифических патогенов (редеривации) уникальных генетических линий лабораторных животных, которые были получены в ИЦиГ СО РАН путем селекции по симптомам артериальной гипертензии, преждевременного старения, предрасположенности к каталепсии и другим нарушениям поведения (Амстиславский и др., 2013). Редеривация уникальных генетических линий мышей и крыс, созданных в ИЦиГ СО РАН, поддержание и разведение нокаутных линий мышей, полученных российскими учеными, а также приобретение в зарубежных центрах новых генотипов вывели фЦКП в национальные лидеры по разнообразию модельных организмов, обеспечивающих трансляционные исследования социально значимых заболеваний человека.

Амстиславский С.Я., Игонина Т.Н., Рожкова И.Н., Брусенцев Е.Ю., Роговая А.А., Рагаева Д.С., Напримеров В.А., Литвинова Е.А., Плюснина И.Ф., Маркель А.Л. РЕДЕРИВАЦИЯ ПУТЕМ ТРАНСПЛАНТАЦИИ ЭМБРИОНОВ ЛИНИЙ ЛАБОРАТОРНЫХ МЫШЕЙ И КРЫС // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2013, 17 (1): 147-161.

Б) Фундаментальные исследования. Разнообразие генетических линий лабораторных животных SPF-статуса, а также кадровое и инструментальное обеспечение, позволили получить ряд приоритетных научных результатов, подтвержденных публикациями в высокорейтинговых журналах.

Экспериментально обоснован вклад в формирование популяционной защиты от инфекций двустороннего взаимодействия иммунной системы и механизмов хемокоммуникации. Введение самцам мышей антигенов, моделирующих защитную реакцию на заражение, снижает их запаховую привлекательность для самок (Gerlinskaya et al., 2013). В свою очередь, феромоны самок мышей повышают устойчивость самцов к респираторным инфекциям. Причем, в отличие от профилактических спреев на основе бактериальных компонентов, половые феромоны стимулируют лейкоцитарную интервенцию в легкие без активации провоспалительных цитокинов и без развития стресс-реакции (Moshkin et al., 2013).

Gerlinskaya L.A., Shnayder E.P., Dotsenko A.S., Maslennikova S.O., Zavjalov E.L., Moshkin M.P. Antigen-induced changes in odor attractiveness and reproductive output in male mice // Brain, Behavior, and Immunity, 2012. 26:  451–458. IF= 6.128

Moshkin M.P., Kontsevaya G.V., Litvinova E.A., Gerlinskaya L.A. IL-1β-independent activation of lung immunity in male mice by female odor // Brain, Behavior, and Immunity, 2013, 30: 150–155. IF= 6.128.

Методом прижизненной спектроскопии ядерно-магнитного резонанса (ЯМР) установлено, что введение мышам бактериального эндотоксина, индуцирующего воспалительные реакции, и 2-деокси-д-глюкозы, ингибиторующей энергообмен, вызывает прямо противоположные метаболические изменения в гиппокампе. Моделирование воспаления приводит к преобладанию в ткани мозга тормозных медиаторов, а моделирование энергетического дефицита – возбуждающих.

Moshkin M.P., Akulov A.E., Petrovski D.V., Saik O.V., Petrovskiy E.D., Savelov A.A., Koptyug I.V. Proton magnetic resonance spectroscopy of brain metabolic shifts induced by acute administration of 2-deoxy-d-glucose and lipopolysaccharides // NMR Biomed. 2014. 27(4): 399-405. doi: 10.1002/nbm.3074.  IF= 3,559

Сравнительные исследования лабораторных мышей и норных грызунов, эволюционировавших в среде с высоким содержанием пыли, выявили различия в геометрии и аэродинамике носовых полостей, благодаря которым у норных животных имеет место большее осаждение пыли в респираторном отделе носовой полости по сравнению с мышами, но меньшее в области обонятельного эпителия. Таким образом, экологическая специализация вида повышает эффективность защиты легких и головного мозга от накопления наноразмерных аэрозолей (Moshkin et al., 2014). На основе полученных данных рассматриваются варианты оптимизации респирометров для лиц, работающих в запыленных условиях.

Moshkin M.P., D.V. Petrovski, Akulov A.E., Romashchenko A.V., Gerlinskaya L.A., Ganimedov V.L., Muchnaya M.I., Sadovsky A.S., Koptyug I.V., Savelov A.A., Troitsky S.Yu., Moshkn Y.M., Bukhtiyarov V.I., Kolchanov N.A., Sagdeev R.Z., Fomin V.M. Nasal aerodynamics protects brain and lung from inhaled dust in subterranean diggers, Ellobius talpinus // Proceedings of the Royal Society B. 2014. vol. 281, no. 1792. doi:10.1098/rspb.2014.0919 IF= 5.292

В исследованиях на мышах линий CBA/Lac and NOD/SKID получены новые данные, обосновывающие возможность программирования плюрипотентности и туморогенности гематопоэтических стволовых клеток путем введения фрагментов ДНК (dsDNA) подопытным животным (Dolgova et al., 2014).

Dolgova E.V., Alyamkina E.A., Efremov Y.R., Nikolin V.P., Popova N.A., Tyrinova T.V., Kozel A.V., Minkevich A.M., Andrushkevich O.M., Zavyalov E.L., Romaschenko A.V., Bayborodin S.I., Taranov O.S., Omigov V.V., Shevela E. Y., Stupak V.V., Mishinov S.V., Rogachev V.A., Proskurina A.S., Mayorov V.I., Shurdov M.A., Ostanin A.A., Chernykh E.R., Bogachev S.S. Identification of cancer stem cells and a strategy for their elimination // Cancer Biol. Ther. 2014, 15(10): 1378-1394. IF=3,63

 

В). Доклинические испытания. Моделирование на животных различных заболеваний человека является важнейшим условием поиска и испытаний новых средств лечения болезней.

В экспериментах на созданной линии мышей с наследственной предрасположенностью к каталепсии ASC (Antidepressant Sensitive Catalepsy), установлено, что синтезированный в НИОХ СО РАН новый ноотропный препарат (TC-2153) нормализует поведение мышей линии ASC (Kulikov et al., 2012). При длительном введении данного препарата у леченых мышей возрастает экспрессия ключевого гена нейрогенеза – нейротрофического фактора мозга (BDNF).

Kulikov AV, Tikhonova MA, Kulikova EA, Volcho KP, Khomenko TM, Salakhutdinov NF, Popova NK. A new synthetic varacin analogue,8-(trifluoromethyl)-1,2,3,4,5-benzopentathiepin-6-amine hydrochloride (TC-2153), decreased hereditary catalepsy and increased the BDNF gene expression in the hippocampus in mice. Psychopharmacology (Berl). 2012;221(3):469-478. doi:10.1007/s00213-011-2594-8. IF=3.988.

Исследована на мышах с инокулированными опухолями возможность применения коньюгата полиэтиленамина с жирными кислотами в качестве тераностика, подавляющего рост опухолевых клеток с одновременным контролем эффективности лечения с помощью фторофой ЯМР спектроскопии (Godovikova et al., 2013).

Godovikova T.S., Lisitskiy .A., Antonova N.M., Popova T.V., Zakharova O.D., Chubarov A.S., Koptyug I.V., Sagdeev R.Z., Kaptein R., Akulov A.E., Kaledin V..I, Nikolin V.P., Baiborodin S.I., Koroleva L.S., Silnikov V.N. Ligand-directed Acid-sensitive amidophosphate 5-trifluoromethyl-2′-deoxyuridine conjugate as a potential theranostic agent // Bioconjug Chem. 2013, 24 (5): 780-95. IF= 4,821

Показано накопление молекулярных маркеров болезни Альцгеймера – бета-амилоида и фосфорилированого тау-белка – с образованием амилоидных бляшек в коре и гиппокампе крыс линии OXYS. На этой, созданной в ИЦиГ СО РАН генетической модели ускоренного старения, исследована терапевтическая эффективность инновационного антиоксиданта – пластохинонил-децил-трифенилфосфоний (SkQ1), регулярное введение которого существенно задерживает развитие Альцгеймер-подобных нарушений мозга (Stefanova et al., 2014, 2014а).

Stefanova NA, Kozhevnikova OS, Vitovtov AO, Maksimova KY, Logvinov SV, Rudnitskaya EA, Korbolina EE, Muraleva NA, Kolosova NG. Senescence-accelerated OXYS rats: A model of age-related cognitive decline with relevance to abnormalities in Alzheimer disease. Cell Cycle. 2014;13(6):898-909. DOI: 10.4161/cc.28255. IF=5.243.

В опытах на мышах линии SCID с привитой аденокарциномой человека проведена оценка эффективности нового противоопухолевого препарата лактаптина – протеолитический фрагмент каппа-казеина человеческого молока (Koval et al., 2014).

Koval O.A., Tkachenko A.V., Fomin A.S., Semenov D.V., Nushtaeva A.A., Kuligina E.V., Zavjalov E.L., Richter V.A. Lactaptin Induces p53-Independent Cell Death Associated with Features of Apoptosis and Autophagy and Delays Growth of Breast Cancer Cells in Mouse Xenografts // PLoS One. 2014. 9(4): e93921. doi: 10.1371/journal.pone.0093921. IF= 3,534.

По итогам токсикологических исследований противотуберкулезного препарата на основе окисленного декстрана заказчиком работы ОАО «ФНПЦ Алтай» (г. Бийск) подготовлена заявка в Фармакологический комитет РФ.  

1.5. Участие в мероприятиях по подготовке кадров высшей квалификации

фЦКП является базой для выполнения квалификационных работ студентами и аспирантами институтов Сибирского отделения РАН, Новосибирского государственного университета, Московского государственного университета, Томского государственного университета, Новосибирского сельскохозяйственного университета. В 2014 г. их общее число составляет 18 человек. В 2015 г. планируется увеличение на 25 %.

Начиная с 2015 г. сотрудники фЦКП будут проводить обучающие курсы для студентов Факультета естественных наук НГУ по правилам работы с лабораторными животными и основам биоэтики.

 

Раздел 2. Цель и задачи Программы

2.1. Цель программы

В рамках работ по решению приоритетной научной задачи «Формирование сети национальных центров генетических коллекций лабораторных животных для моделирования патологий человека и испытаний новых лекарственных препаратов» расширить коллекцию генетических линий мышей и провести дооснащение центра коллективного пользования федерального уровня оборудованием высокотехнологического фенотипирования, обеспечивающего изучение на животных с целевыми мутациями вклада отдельных генов в эффективность репродукции, скорость старения, нейробиологические нейропатологические процессы.

 

2.2. Задачи программы и основные мероприятия, направленные на решение задачи

 

Создание к 2020 году национальной сети генетических коллекций лабораторных животных, как ключевых центров коллективного пользования научным оборудованием и ресурсами экспериментальной биологии и биомедицины для выполнения работ по приоритетным направлениям развития науки и технологий Российской Федерации, формирующей современную приборно-инструментальную и биоресурсную базу единой национальной инфраструктуры сектора исследований и разработок, обеспечивающей:

  • проведение многопрофильных, многометодовых и междисциплинарных исследований;
  • новое качество исследований, соответствующее мировому уровню;
  • эффективную внутреннюю и международную кооперацию в инновационной сфере на основе высокого приборно-инструментального, технологического и методического потенциала.

Увеличение удельного веса лабораторного и аналитического оборудования в возрасте до 5 лет в общей стоимости лабораторного и аналитического оборудования в сети центров коллективного пользования научным оборудованием и рост числа организаций – пользователей научным оборудованием сети центров коллективного пользования научным оборудованием.

Повышение удельного веса исследователей в возрасте до 39 лет в общей численности исследователей, выполняющих работы в сети центров коллективного пользования научным оборудованием.

 

2.2.1. Формирование и развитие национальной сети центров генетических коллекций лабораторных животных предполагает модернизацию инфраструктур ЦКП для масштабного накопления и поддержания генетических линий лабораторных животных, в том числе, моделей патологий человека. Важным условием выполнение работ в данной области инфраструктурного обеспечения фундаментальных и прикладных исследований является разработка единых протоколов первичного фенотипирования, генетического контроля и определения вирусной, бактериальной и паразитарной контаминации лабораторных животных. Внедрение этих протоколов для обязательного исполнения позволит проводить исследования на лабораторных животных в соответствии с мировыми стандартами. Создание условий для содержания и разведения животных SPF-статуса, а также логистическое и биотехнологическое обеспечение доставки уникальных генетических линий животных, в том числе в виде криоархивированных образцов (замороженные эмбрионы и гаметы), из ведущих ресурсных центров, создаст российским ученым ранее недоступные возможности прямой экспериментальной проверки новых теоретических идей и прикладных разработок в области фундаментальной биологии, биомедицины, фармакологии и нанобиобезопасности.

 

2.2.2. Разработка и освоение широкого спектра технологий получения модельных организмов, включая методы генной инженерии, селекции по ключевым симптомам патологий, хирургического, фармакологического, диетического и экологического (включая радиацию и наноаэрозоли) моделирования обеспечит формирование панели экспериментальных моделей, необходимых как для изучения молекулярно-генетических и иммуно-физиологических механизмов патогенеза, так и для оценки терапевтической эффективности новых средств профилактики и лечения болезней.

Использование современных методов прижизненного тестирования при динамических наблюдениях модельных организмов, имеющих строго контролируемое течение патологических процессов, существенно ускорит поиск диагностически значимых маркеров заболеваний и преморбидных (на грани здоровья и болезни) состояний. Это существенно расширит области применения активно внедряемых в медицинскую практику методов магнитно-резонансной и позитронно-эмиссионной томографий, ЯМР спектроскопии, эпигеномного (профили метилирования), протеомного и метаболомного анализов жидких сред и образцов крови, также ряда других неинвазивных или малоинвазивных подходов, например, хромато-масс-спектрометрическое определение в выдыхаемом воздухе летучих продуктов метаболизма.

 

2.2.3. Высокий уровень инструментального оснащения комплексного описания фенотипов в сочетании с пополняемой коллекцией генетических линий мышей с нокаутами отдельных генов послужит базой для конкурентоспособных исследований в одной из стремительно развивающихся областей биологии – фенотипической аннотации геномов млекопитающих, как основы для расшифровки генетических механизмов здоровья и болезней человека. Комплексное изучение патогенезов на генетических моделях артериальной гипертензии, преждевременного старения, метаболического синдрома, нарушений поведения обогатит фармакологические исследования новыми молекулярными мишенями для профилактики и лечения этих социально-значимых заболеваний.

Большие перспективы получения приоритетных научных результатов ожидаются при развитии программы фенотипического изучения нокаутных линий мышей, основу которой составит стандартный протокол (pipeline) нейробиологического и репродуктивного фенотипирования животных с подавленной экспрессией генов иммунной защиты. Результаты этих исследований прольют свет на природу таких клинически значимых явлений, как особенности эмбрионального и постнатального развития при разных иммуногенетических отношениях родителей, а также вскроют причинно-следственные связи иммунологических и нейробиологических нарушений, включая механизмы психофизиологических девиаций, обусловленных взаимодействием иммунной защиты и кишечного микробиома.

Центральное место в протоколах фенотипирования займет томография животных разного возраста, включающая в себя последовательное ЯМР спектрометрическое измерение метаболитов коры головного мозга и гиппокампа, функциональную томографию покоя, трактографию (коннектом) методом диффузионного тензора (diffusion tensor imaging – DTI), мозговое кровообращение и полное количественное описание морфологического строения различных отделов мозга. Морфологические исследования на основе МРТ получат развитие при использовании эмпирических данных для численного моделирования физиологических процессов. В частности, моделирование гемодинамики в сосудистом русле головного мозг позволит выделять области риска формирования аневризм или образования атеросклеротических бляшек.

 

2.2.4. На базе ЦКП, образующих сеть национальных центров генетических коллекций лабораторных животных, будут сформированы образовательные программы, рассчитанные на студентов университетов, магистрантов, аспирантов, научных сотрудников, технический персонал вивариев. Эти программы будут включать в себя: основные положения биоэтики; обучение Надлежащей лабораторной практике (GLP) и международным правилам приобретения лабораторных животных и их содержания, а также основным манипуляциям при работе с животными; обучение экспериментальной хирургии; обучение современным технологиям племенного и товарного разведения животных SPF-статуса, технологиям редеривации и криоархивирования; проведение тренингов по генной инженерии млекопитающих (методы манипуляций с геномом млекопитающих и основы репродуктивной биологии грызунов).

 

 


 

Раздел 3. Мероприятия Программы

3.1. Закупка современного дорогостоящего научного оборудования стоимостью свыше 3 млн. рублей

№ п/п Наименование оборудования (материалов) Единица измерения Количество Обоснование приобретения. Номер этапа работ, в котором планируется закупка Стоимость оборудования, млн. руб., из них:
Средства субсидии Средства получателя субсидии
1 Блок управления «COLD HEAD» для томографа BioSpec 117/16 USR Шт 1 Заканчивается гарантийный срок службы используемой в настоящее время головки. Ее замена необходима для поддержания работоспособности уникального сверх высокопольного томографа BioSpec 117/16 USR (Bruker, Германия) 1 3,1 0
2 Радиочастотная объемная катушка для МРТ высокого разрешения (Mouse Head, 23 mm) Шт 1 Катушка повысит качество томографического сигнала при исследовании мелких лабораторных животных, необходимость которой определяется применением сложных МРТ технологий, обеспечивающих высокое качество функциональной МРТ и качество регистрации степени миелинизации нервных волокон методом AFI. 1 5,9 0
3 Проточный цитофлюориметр Guava easyCyte  8 Flow Cytometer (Merck Millipore, Германия) Шт 1 Уникальный модульный подход к цитометрии потока позволяет выполнять анализ клеток и их сортировку в инновационной системе. Разработанный подход с многокрасочной прикладной поддержкой в памяти обеспечивает гибкость, которая позволяет одновременно проводить разнообразные исследования в области иммунологии и клеточной биологии. 1 3,8 0
4 Конфокальный рамановский дисперсионный спектрометр inVia  в комплетации для медико-биологических исследований (ReniShaw, Великобритания) Шт 1 Выявление опухолевых клеток на ранних стадиях развития, а также метастазов, исследование бактериальных колоний, их идентификация, исследование живых модельных организмов на предмет воздействия различных препаратов, их локализации в тканях, исследование отдельных клеток, исследование лекарственных форм на предмет распределения компонентов, размера частиц и других параметров в корреляции с растворимостью  и биодоступностью, исследование живых тканей (инфракрасные лазеры), например, на предмет отложений в сосудах как холестеринового, так и кальциевого происхождения. 1 19,6 0
5 Прибор для определения жировой массы, свободной и связанной воды в организме мелких грызунов EchoMRI-100™  (США) Шт 1 Прибор для определения жировой массы, свободной и связанной воды в организме мышей. Использование этого инструмента позволит вывести исследования нарушений обмена при ожирениях и диабете на новый уровень. 1 5, 7 0
6 Cистема PhenoMaster с модулем «Оперантная стенка» Шт 1 Лучшая по технико-эксплуатационным характеристикам установка для прижизненного фенотипирования животных производства компании TSE – мирового лидера в данной области. Позволяет в автоматическом режиме изучать  когнитивные способности подопытных животных. Используется при проведении доклинических исследований новых лекарственных препаратов. 1 11,9 0
7 Инвертированный биологический микроскоп лабораторного класса Axio Vert.A1. (Carl Zeiss Microscopy) со встроенным стабилизированным блоком питания, планахроматическими объективами. В комплекте с микроманипуляторами Narishige, имеющими функции грубого/точного привода с моторизировнной подачей и тремя степенями свободы (Micromanipulation CZ-MOM-202D) и управляющим ПК Шт 1 Axio Vert.A1 – это единственная в своем классе система с таким внушительным количеством функций, возможностей и аксессуаров, остающаяся при этом достаточно компактной, для работ  по репродуктивным технологиям, включая инкубацию и трансплантацию эмбрионов на разных стадиях  развития, in vitro фертилизацию и микроинъекции генетических векторов или ЭСК для получения новых нокаутных и трансгенных животных 2 3,0 0
2 Система наблюдения, регистрации и анализа поведения лабораторных животных Laboras (Metris, Нидерланды) Шт 6 Система  позволяет Laboras  проводить исследования различных форм поведения в темное время суток без использования дополнительного освещения, что особенно важно для животных с ночной активностью. 2 4, 8 0
3 Система для изучения клеточного энергообмена SeaHorse Шт 1 Инструмент для определения изменений энергетического обмена в культурах эмбриональных и опухолевых клеток при различных фармакологических и физико-химических воздействиях 2 4,2 0
4 Система in vivo визуализации Ivis Spectrum CT (Perkin Elmer) Шт 1 Система оптической визуализации  и компьютерной микротомографией, которая позволяет работать в режимах биолюминесценции и флуоресценции. 3 36 0
ИТОГО 98 0

 

 

3.2. Закупка расходных материалов

№ п/п Наименование материалов Единица измерения Количество Обоснование приобретения. Номер этапа работ, в котором планируется закупка Стоимость оборудования, млн. руб., из них:
Средства субсидии Средства получателя субсидии
1 Корма для лабораторных животных кг 18 000 Корма для содержания и разведения лабораторных животных 1 0 1,1
2 Подстил для лабораторных животных кг 12 000 Подстил для содержания лабораторных животных 1 0 0,2
3 Дезинфицирующие и моющие средства л 150 Средства для дезинфекции и мытья помещений и оборудования для содержания животных SPF-статуса 1 0 0,3
4 Тестовые системы для определения патогенов Шт. 100 Реактивы для определения патогенов у лабораторных животных 1 0 0,55
5 Расходные материалы для инженерных систем жизнеобеспечения комплекса шт. 250 Фильтры для очищения воды и воздуха, которые позволяют содержать животных SPF-статуса 3 0 0,2
6 Лабораторные мыши 3х уникальных линий, в том числе и в виде криоматериалов, из ведущих международных ресурсных центрах лабораторных животных Голов 70 Расширение коллекции лабораторных животных фЦКП 3 0,7 0
ИТОГО 0,7 2,35

 

3.3 Модернизация, содержание и ремонт научного оборудования ЦКП.

№ п/п Наименование работы Краткое содержание работы Ожидаемые результаты выполнения работы Номер этапа выполнения работ Стоимость, млн. руб., из них:
Средства субсидии Средства получателя субсидии
Работы по содержанию научного оборудования
1 Модернизациятехнологического  автоклава Getinge-1  в моечно-стерилизационном блоке Перевод на электронный протокол  процесса автоклавирования Позволит увеличить надежность работы автоклавов 1 1,9 0
2 Модернизациятехнологического  автоклава Getinge-2  в моечно-стерилизационном блоке Перевод на электронный протокол  процесса автоклавирования Позволит увеличить надежность работы автоклавов 1 0 1,0
3 Система водоподготовки с резервным аккумулированием воды для поенияживотных и собственных нужд оборудования Установка дополнительной системы водоподготовки RIOS с дополнительными ёмкостями для хранения воды питьевого качества, а также установка 3-й ступени, более грубой очистки воды в подвале Позволит создать систему резервирования воды для животных на случай чрезвычайных ситуаций 3 0 2,6
Работы по содержанию научного оборудования
4 Текущее обслуживание томографа «BioSpec 117/16USR» (Bruker, Germany) Обеспечение безаварийной работы томографа Поддержание необходимого уровня жидкого гелия для обеспечения безаварийной работы томографа 1 0 1,0
Работы по ремонту научного оборудования
5 Автоматизированная система контроля уровня жидкого азота в криохранилище Автоматизированная система контроля  уровня жидкого азота в криохранилище повысит надежность хранения эмбрионов Позволит снизить риски при хранении биоматериалов в жидком азоте 1 0 0,6
ИТОГО 1,9 5,2

 

 

3.4. Разработка новых методик выполнения измерений

№ п/п Наименования разрабатываемых методики выполнения измерений/исследований Ожидаемые результаты использования методики Номер этапа выполнения мероприятия Стоимость, млн. руб., из них:
Средства субсидии Средства получателя субсидии
1 Методика криоархивирования эмбрионов мышей и крыс на 2-х клеточной стадии развития Эта технология является наиболее распространенным методом криоархивирования в зарубежных центрах. Ее осовоение откроет доступ к криоархивам к крупнейших биоресурсных центров, в частности BRC RIKEN (Цукуба, Япония) 1 0,1 0
2 Методики комплексного определения видового состава кишечной микрофлоры на основе анализа одноцепочечного конформационного полиморфизма. Освоение этого метода позволит внедрить в практику мониторинга здоровья у животных SPF статуса комплексную оценку микрофлоры кишечника. Это также обеспечит реализацию проектов в области изучения морфофункциональных эффектов кишечного микробиома. 1 0,1 0
3 Методика получения моделей канцерогенеза путем инокуляции иммунодефицитным мышам первичных опухолей, взятых от онкологических больных. Моделирование опухолей человека на лабораторных животных является необходимом звеном поиска новых средств анти-канцерной терапии. 1 0,1 0
4 Методики автоматизированной регистрации диагностически значимых форм поведения при моделировании на животных депрессии, состояния тревоги, когнитивных расстройств. Фенотипирование животных разных генетических линий и испытание психотропных препаратов требуют систем автоматической регистрации поведения. 1 0,1 0
5 Разработка алгоритма анализа контрастов МРТ имиджа, обусловленных неоднородным распределением магнитно-контрастных наночастиц в структурах мозга. Количественная оценка распределения контраста позволит с высокой точностью исследовать распределение наночастиц в головном мозге при разных способах введения. 1 0,1 0
6 Методика редеривации контаминированных животных путем пересадки двуклеточных эмбрионов суррогатным матерям, свободным от видоспецифических патогенов (specific pathogen free – SPF). Ориентация на двуклеточные эмбрионы снижает вероятность внутриутробного заражения и повышает качество работы. 2 0,1 0
7 Методики иммуногистохимии и in situ гибридизации на срезах тканей мозга и кишечника. Потребность в методике определяется работами по фенотипированию животных с дефицитом кишечного муцина, а также исследованиями в области нанонейротоксикологии. 2 0,1 0
8 Методика получения трансгенных животных путем инъекции в пронуклеус зиготы системы CRISP/Cas. CRISP/Cas – один из самых современных методов генной инженерии, освоение которого создаст широкие возможности получения нокаутных и трансгенных животных. 2 0,1 0
9 Разработка стандартного протокола (pipeline) для томографического фенотипирования структурно-функциональных характеристик мозга на разных этапах развития. Сочетание пополняемой коллекции генетических линий и сверх высокопольного томографа создают условия для продвижении в области исследований генетической детерминации морфологических, функциональных и биохимических параметров мозга. При этом для вхождения в международные консорциумы требуется отработка стандартных протоколов. 2 0,1 0
10 Освоение, совместно с Университетом штата Вашингтон (Сиэтл, США), методики оценки миелинизации нервных волокон на основе импульсной последовательности AFI (Actual Flip-Angle Imaging), которая позволяет проводить количественную оценку макромолекул в белом и сером веществе головного мозга. Освоение данной методики позволит проводить точное количественное описание морфологических нарушений нейронов при моделировании различных нейропатологий. 2 0,1 0
11 Освоение, совместно с Университетом Южной Калифорнии (Лос-Анжелес, США), методики трактографических исследований мозга мышей методом диффузионной тензорной визуализации (ДТВ). Освоение метода диффузионной тензорной визуализации позволит включиться в масштабные исследования роли генетического полиморфизма в формировании нервных связей, которые проводятся под эгидой концерна ENIGMA. 3 0,1 0
12 Методика получения трансгенных и нокаутных животных на основе генетических линий эмбриональных стволовых клеток путем агрегационного химеризма и микроинъекций в бластоцисту. Получение трансгенных и нокаутных животных методом агрегационного химеризма относится к одной из наиболее распространенных технологий. Ее освоение обеспечит полный цикл работ в области генной инженерии лабораторных животных. 3 0,1 0
13 Методика получения экспериментальной модели нейродегенерации путем многократного интраназального введения наночастиц оксидов металлов. Наноразмерные аэрозоли неорганических соединений относятся к факторам риска болезни Паркинсона. Отработка методики моделирования нейродегенеративных патологий на основе наночастиц обеспечит развитие работ в области нанобиобезопасности. 3 0,1 0
14 Разработка комплексного протокола фенотипирования сосудистого русла головного мозга, основанного на сочетании ангиографии, полученной методом МРТ, и численного моделирования параметров гемодинамики, включая выделение зон турбулентности и критических значения напряжений сдвига (shear stress). Дополнение стандартной ангиографии методами численного моделирования сосудистого русла позволит анализировать изменчивость системы кровообращения в терминах гидродинамики. 3 0,1 0
ИТОГО 0,14 0

 


 

3.5. Развитие кадрового потенциала ЦКП

№ п/п Наименование содержание мероприятия Краткое содержание мероприятия Ожидаемые результаты выполнения мероприятия Номер этапа мероприятия Стоимость, млн. руб., из них:
Средства субсидии Средства получателя субсидии
1 Привлечение студентов для работы в фЦКП Выполнение студентами НГУ и других университетов Сибирского региона курсовых и дипломных работ После успешной защиты дипломных работ студенты будут приняты в аспирантуру для проведения исследований в фЦКП 2 0 0,25
2 Мастер-класс на базе фЦКП по методам получения трансгенных животных. Занятия проведут профессор Й. Ивакура и доктор Ю. Кубо (Япония) – ведущие специалисты в области получения трансгенных лабораторных мышей Сотрудниками фЦКП будут освоены современные методики получения новых нокаутных линий мышей  2 0 0,55
3 Обучающие курсы для студентов Факультета естественных наук НГУ. Лекции по современным правилами работы с лабораторными животными, в том числе и животными SPF-статуса, и основам биоэтики Студенты будут ознакомлены с современными правилами работы с лабораторными животными, в том числе и животными SPF-статуса, и основам биоэтики 3 0 0,20
  ИТОГО 0,15 1,0

 

3.6. Метрологическое обеспечение деятельности ЦКП.

№ п/п Наименование мероприятия Краткое содержание мероприятия Ожидаемые результаты выполнения мероприятия Номер этапа выполнения мероприятия Стоимость, млн. руб., из них:
  Средства субсидии Средства получателя субсидии
1 Ежеквартальная отправка биообразцов для определения микробиологического статуса животных  Сбор образцов тканей животных и их отправка в независимую аккредитованную  лабораторию -QM Diagnostics (Голандия). Поддержание высоких стандартов качества лабораторных животных. 1 0 0,6
2 Внутренний мониторинг патогенов у животных с помощью ПЦР и сертифицированных ИФА наборов для определения антител Рутинная оценка присутствия патогенов у лабораторных животных Позволяет своевременно выявлять и устранять инфекцию и патогены у лабораторных животных и поддерживать у животных в колонии SPF-статус. 1 0 0,4
3 Ежеквартальная отправка биообразцов для определения микробиологического статуса животных  Сбор образцов тканей животных и их отправка в независимую аккредитованную  лабораторию -QM Diagnostics (Голандия). Поддержание высоких стандартов качества лабораторных животных. 2 0 0,5
4 Поверка и калибровка стерилизационного оборудования Getinge, Швеция Силами технического персонала фирмы, представителя компании Getinge, проведение мероприятий по техническому обслуживанию и поверке технологических автоклавов Поддержание технологических автоклавов в рабочем состоянии, что позволяет обеспечивать стерилизацию всех компонентов технологического цикла, связанных с содержанием животных SPF-категории 3 0 0,85
ИТОГО 0 2,35

 


 

3.7. Повышение доступности приборной базы ЦКП  для внешних и внутренних пользователей

№ п/п Наименование содержание мероприятия Краткое содержание мероприятия Ожидаемые результаты выполнения мероприятия Номер этапа выполнения мероприятия Стоимость, млн. руб., из них:
Средства субсидии Средства получателя субсидии
1 Создание сайта фЦКП  Создание регулярно обновляемого ресурса, который позволит получать актуальную информацию о ресурсах и загруженности фЦКП, в том числе о количестве доступных животных, имеющейся приборной базе и доступном времени ее использования, ресурсах криобанка и т.д. Увеличится количество научных проектов, выполняемых на базе Центра за счет доступности информации о фЦКП в интернете. 1 0 0,05
2 Разработка системы онлайн заявок на проведение работ На базе сайта вивария будет создана электронная система подачи заявки от заказчика и его оповещения о сроках выполнения Онлайн заявки снизят затраты времени на оформление доступа к ресурсам ЦКП 2 0 0,1
3 Поддержание сайта фЦКП  Поддержание регулярно обновляемого ресурса, который позволит получать актуальную информацию о ресурсах и загруженности фЦКП, в том числе о количестве доступных животных, имеющейся приборной базе и доступном времени ее использования, ресурсах криобанка и т.д. Увеличится количество научных проектов, выполняемых на базе Центра за счет доступности информации о фЦКП в интернете. 3 0 0,05
ИТОГО 0 0,2

 


3.8. Расширение перечня оказываемых ЦКП услуг

№ п/п Наименование мероприятия Краткое содержание мероприятия Ожидаемые результаты выполнения мероприятия Номер этапа выполнения мероприятия Стоимость, млн. руб., из них:
Средства субсидии Средства получателя субсидии
1 Создание коллекции клеточных культур глиом человека Будет создана линейка клеточных культур глиом человека, что позволит проводить доклинические испытания лекарственных средств Проведение доклинических испытаний новых лекарственных средств по борьбе с глиомами человека 2 0 0,1
2 Оценка миелинизации нервных волокон Приобретение объемной катушки высокого разрешения повысит качество томографического исследования мозга и позволит проводить исследования миелинизации нервных волокон Оценка миелинизации нервных волокон найдет применение в исследованиях нейропатологий и испытаниях новых средств терапии 2 0 0,2
3 Исследования нарушений обмена при ожирениях и диабете Использование прибора EchoMRI-100™  позволит вывести исследования нарушений обмена при ожирениях и диабете на новый уровень Будет достигнут качественно новый уровень изучения нарушений обмена веществ и поиска средств коррекции 2 0 0,1
4 Расширение коллекции клеточных культур глиом человека Будет создана линейка клеточных культур глиом человека, что позволит проводить доклинические испытания лекарственных средств Проведение доклинических испытаний новых лекарственных средств по борьбе с глиомами человека 3 0 0,1
5 Оценка психоэмоциональных и когнитивных способностей животных Батарея поведенчесих тестов, которая  включает в себя автоматизированную оценку психоэмоциональной сферы и когнитивных способностей животных с использованием систем PhenoMaster и Laboras Будет востребована при испытание психотропных препаратов и  при изучении нейропатологий. 3 0 0,2
ИТОГО 0 0,7

 


 

3.9. Мероприятия по развитию  внутренней и международной кооперации ЦКП в научной и инновационной сферах

№ п/п Наименование мероприятия Краткое содержание мероприятия Ожидаемые результаты выполнения мероприятия Номер этапа выполнения мероприятия Стоимость, млн. руб., из них:
Средства субсидии Средства получателя субсидии
1 Прижизненный имиджинг картирования миелина МРТ-исследования, совместно с Университетом Вашингтона, США, демиелинизации нейронов на модели рассеянного склероза у лабораторных животных Создание прижизненного неинвазивного метода картирования миелина как принципиального нового инструмента нейровизуализации, пригодного для оценки таких свойств микроструктуры серого вещества, которые невозможно оценить существующими на настоящий момент методами, с широким спектром возможных применений в научных исследованиях и клинике. Результатом проекта также будет фундаментальная методологическая основа для применения разрабатываемого метода в доклинических и клинических исследованиях. 1 0,45 0
2 Освоение технологий трансгенеза Выполнение, совместно с Центром экспериментального моделирования патологий Токийского научного университета (Япония), технологий трансгенеза Сотрудники фЦКП пройдут обучение в Новосибирске и в Токио по методам получения химерных животных методом агрегации стволовых клеток с клетками эмбрионов. 2 0,5 0
3 Исследование генетической предрасположенности к болезням головного мозга Международное сотрудничество  (совместно с ENIGMA Consortium, Университет Южной Калифорнии, США) по исследованию генетической предрасположенности к болезням головного мозга Будет выявлена предрасположенность мышей разных линий к развитию нейродегенеративных заболеваний для моделирования широко распространенных нейропатологий человека, развивающихся при болезнях Альцгеймера, Паркинсона и т.д. 3 0,15 0
  ИТОГО 1,1 0

 

Раздел 4. Контроль за реализацией Программы

 

4.1. Порядок контроля за ходом реализации Программы со стороны руководителя ЦКП

Контроль за ходом выполнения программных мероприятий проекта «Развитие коллекции генетических линий мышей и инструментального обеспечения их высокотехнологического фенотипирования для изучения на животных с целевыми мутациями вклада отдельных генов в эффективность репродукции, скорость старения, нейробиологические процессы и нейропатологии, разработка на этой основе инновационных средств коррекции генетически детерминированных нарушений», выполняемого в рамках реализации федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 — 2020 годы» (Мероприятие 3.1.2 «Поддержка и развитие центров коллективного пользования научным оборудованием», лот «Поддержка федеральных центров коллективного пользования для решения приоритетных научных задач») производится научным руководителем работ, научным руководителем Центра генетических ресурсов лабораторных животных ИЦиГ СО РАН профессором, д.б.н. Мошкиным М.П. по указанным в паспорте Программы показателям и индикаторам, позволяющим оценить ход ее реализации. Координатор Программы ежемесячно уточняет с заказчиками и участниками Программы перечень и сроки выполнения программных мероприятий.

4.2. Порядок контроля за ходом реализации Программы со стороны базовой организации ЦКП

Научный руководитель работ, руководитель Центра генетических ресурсов лабораторных животных Мошкин М.П., ежемесячно докладывает дирекции ИЦиГ СО РАН о реализации программных мероприятий.

Научный руководитель работ, руководитель Центра генетических ресурсов лабораторных животных Мошкин М.П., 1 раз в год докладывает на Ученом Совете ИЦиГ СО РАН о реализации программных мероприятий и достижении указанных в паспорте Программы показателей и индикаторов.

Контроль за реализацией программных мероприятий и достижением указанных в паспорте Программы показателей и индикаторов осуществляет Межлабораторный семинар по генетике животных ИЦиГ СО РАН.

Контроль за целевым расходованием бюджетных средств на реализацию программных мероприятий осуществляет финансовый отдел ИЦиГ СО РАН в установленном порядке.

 


 

Раздел 5. Результаты реализации Программы, оценка её эффективности

5.1. Ожидаемые значения показателей реализации Программы развития ЦКП на 2014-2015 годы

№ п/п Наименование показателя Ожидаемые значения в 2014 году Ожидаемые значения в2015 году
1 Доля сотрудников с ученой степенью, % 47 50
2 Стоимость дорогостоящего оборудования, млн. руб. 463 511
3 Средний возраст дорогостоящего оборудования, лет 2,5 2,0
4 Доля дорогостоящего оборудования в возрасте до 5 лет в общей стоимости, % 80 85
5 Загрузка дорогостоящего оборудования, % 70 80
6 Загрузка дорогостоящего оборудования в интересах внешних пользователей, % 40 45
7 Производительность ЦКП в год, млн. руб./чел. 5,09 5,30
8 Фондоотдача оборудования ЦКП за счет заказов внешних пользователей, ед. 0,21 0,20
9 Количество организаций-пользователей за год 5 30
10 Публикационная активность научных работников ЦКП 2,0 2,3