Фото: пресс-служба СГМУ имени В.И. Разумовского, кандидат биологических наук, доцент кафедры фармацевтической технологии и биотехнологии СГМУ им. В.И. Разумовского Ирина Видяшева Ирина Викторовна, что входит в круг обязанностей специалиста этой области?
В первую очередь – это отслеживание научных достижений и умение работать с биоинформационными базами данных, анализ трендов биотехнологической индустрии, а также моделирование и создание новых биотехнологических платформ, которые будут затем интегрированы в медицину. В обязанности биоинженера может входить непосредственно работа в клеточной лаборатории и постановка экспериментов in vitro или in vivo, разработка протоколов контроля качества и документирование результатов. Биоинженер должен обеспечивать коммуникацию с патентными отделами и медицинскими учреждениями.
Какие навыки и знания необходимы для освоения данной профессии?
Биоинженеру на хорошем уровне необходимо освоить такие дисциплины как молекулярная биология, генетика, биохимия, цитология, информатика. Нужно разбираться в современных биотехнологических методах получения лекарственных средств: генетическая инженерия, белковая инженерия, инженерная энзимология, хромосомная инженерия, клеточная инженерия. Помимо этого, знать нормативную документацию, регламентирующую производство и качество лекарственных препаратов, понимать технологии производства лекарственных средств, основанные на жизнедеятельности микроорганизмов, стандарты GLP, GMP, GCP. Знание и соблюдение норм биоэтики при работе с лабораторными животными, понимание как обеспечить минимизацию экологических рисков.
Необходимо уметь выбрать путь проведения эксперимента, проанализировать и сформулировать выводы, умение работать с клеточными линиями и тканями. Он должен обеспечивать условия асептического проведения эксперимента, проводить выделение и очистку лекарственных веществ из биомассы и культуральной жидкости, а также выбирать оптимальные условия хранения лечебно-диагностических препаратов и оценивать их качество в процессе длительного хранения.
Биоинженер должен уметь работать на современном лабораторном оборудование (ПЦР-термоциклеры, спектрофотометры, микроскопы, центрифуги, биореакторы и т.д), а также ориентироваться в информационных технологиях и программном обеспечение.
Какие направления существуют в современной
биоинженерии?
Генная инженерия. До недавних пор в здравоохранении лечебные мероприятия в отношении пациентов с неизлечимыми
заболеваниями были направлены преимущественно на оказание паллиативной помощи. На
сегодняшний день генетическая инженерия позволяет разработать терапию
заболеваний человека, ранее считавшихся неизлечимыми: болезнь Альцгеймера,
мышечная дистрофия Душена, гемофилия, дистрофический буллезный эпидермолиз и
др., при этом обеспечивая долгосрочный клинический эффект.
С
быстрым развитием функциональной геномики появились инструменты инженерных
нуклеаз, в том числе революционная технология CRISPR/Cas9 (кластеризованных
коротких палиндромных повторов), что сделало процесс редактирования проще и
продуктивнее.
На
текущий момент для лечения онкогематологических заболеваний применяется ряд
терапий на основе инновационной технологии CAR-T (терапия генномодифицированными
T-клетками с химерными рецепторами антигена).
Клеточная терапия.
Технология эмбриональных стволовых клеток является одной из самых ранних
технологий регенеративной медицины. Применение методов на основе эмбриональных
стволовых клеток остается ограниченным из-за потенциального риска развития
опухолей и этических дилемм. Однако, сегодня существуют технологии, которые
позволяют перепрограммировать индуцированные плюрипотентные стволовые клетки в
клетки определенного типа, которые могут быть использованы для лечения
сердечной недостаточности, для восстановления зрения, в лечении нейродегенеративных
заболеваниях.
Тканевая инженерия.
Тканевая инженерия занимается выращиванием тканей и органов вне организма.
Носители для клеток могут быть изготовлены из натуральных (коллаген,
децеллюляризованные матрицы) или синтетических материалов.
Трехмерная
структура необходима для размножения клеток и формирования тканей или органов,
которые могут сохранить свою специализированную морфологию.
Многочисленные
исследования позволили успешно получить каркасы практически из всех органов
млекопитающих, с последующим применением в регенерации костной ткани, почек,
эндодонта и т.д.
3D-печать.
3D-печать используется в широком спектре медицинских учреждений:
кардиоторакальная хирургия, нейрохирургия, челюстно-лицевая хирургия,
офтальмология, отоларингология, ортопедия, сосудистая хирургия и т.д. 3D-печать
открывает возможность моделирования индивидуальных протезов и хирургических
инструментов на основе анатомии конкретного пациента.
Использование
биопечатных тканей позволяет экспериментаторам и обучающимся моделировать
механизмы развития заболеваний и испытывать лекарственные препараты.
Какое направление исследований вас больше всего увлекает?
Больше всего в лаборатории клеточной инженерии мне нравилось работать с клеточными линиями, одна из моих научных работ посвящена созданию многоуровневых слоев клеток с помощью магнитных наночастиц. В данный момент мне интересно работой с биоинформационными базами данных, заниматься поиском мутаций в генах, а также построением метаболических сетей.
Какие новые терапевтические подходы появятся благодаря достижениям биоинженерии в ближайшие годы?
Возможные инновационные подходы биоинженерии, помимо выше указанных, это в первую очередь генная терапия опухолей, выращивание нейронных сетей, создание новых биомолекул, биопечать тканей и органов.
Почему это перспективное направление
при выборе будущей специальности?
На
сегодняшний день интерес к биоинженерии неуклонно растет, что связано с потребностью в разработке новых лекарственных
средств и вакцин, конструированию биочипов и биосенсоров, создание
искусственных тканей и органов. Как следствие рынок труда испытывает
потребность в подобных специалистах. Профессия молодая, в дальнейшем она будет развиваться еще
более стремительно, так как влияет непосредственно на улучшение здоровья и
благополучия популяции.
Данная
специальность только набирает популярность в России, но профильные факультеты
уже открываются в российских вузах.
В
2024 году Саратовский государственный медицинский университет им. В.И.
Разумовского стал набирать набор абитуриентов для получения высшего образования
по специальности «Биоинженерия и биоинформатика». Обучающиеся ждет знакомство с
современными и интересными дисциплинами, такими как вычислительная геномика,
моделирование фармацевтических препаратов, клеточные и компьютерные технологии,
математическое моделирование в биологии и т.д.
Выпускные
работы по данной специальности соответствуют современным мировым тенденциям,
например, детекция и классификация вирусов с помощью нейросетей,
генно-терапевтические препараты на основе герпес - вируса, алгоритм для
выявления мутаций denovo в раковых опухолях и подбор таргетных терапевтических
препаратов и т.п.
Выпускники
могут стать разработчиками на фармацевтических предприятиях и в IT-компаниях,
биотехнологических фирмах и научно-исследовательских центрах. Выбор профессии
биоинженера - это возможность решать важные социально значимые задачи и строить
перспективную карьеру, имея возможность участвовать в создании инноваций и
научных открытий.
Ученые СГМУ имени В.И. Разумовского изучили роль медитации в борьбе с депрессией
