Институт биофизики и клеточной инженерии НАН Белоруссии

Институт биофизики и клеточной инженерии НАН Беларуси
Изображение логотипа
Прежнее название Институт фотобиологии
Основан 1973
Материнская организация Национальная академия наук Беларуси
Расположение  Белоруссия, Минск
Юридический адрес Республика Беларусь, г. Минск, ул. Академическая, 27.
Сайт ibce.by

Государственное научное учреждение «Институт биофизики и клеточной инженерии Национальной академии наук Беларуси» было создано в 1973 году[1].

История института[источник не указан 643 дня]

В 1957 году из Института биологии в качестве самостоятельного научно-исследовательского подразделения с подчинением Президиуму АН БССР выделилась лаборатория биофизики и изотопов АН БССР. Возглавил лабораторию профессор Александр Аркадьевич Шлык[2].

В 1973 году на базе лаборатории биофизики и изотопов создан Институт фотобиологии, возглавляемый академиком Александром Аркадиевичем Шлыком[2].

В 2004 г. в связи со сменой основных направлений деятельности учреждение было переименовано в Институт биофизики и клеточной инженерии НАН Беларуси[3].

С 2005 г. при Институте функционирует филиал кафедры биофизики физического факультета Белорусского государственного факультета — кафедра биофизики и клеточной биологии[4].

В 2014 г. в составе Института создан Республиканский научно-медицинский центр «Клеточные технологии»[5], а в 2021 г. — Центр иммунологии и аллергологии[6]и Центр экспериментальной и прикладной вирусологии[7].

Направления научной деятельности

В соответствии с уставом, основными направлениями научной деятельности Института являются[8]:

  • молекулярная и клеточная биофизика,
  • клеточные технологии и клеточная инженерия,
  • иммунология и аллергология,
  • вирусология,
  • нанобиология,
  • структурная биоинформатика.

Структура института

В составе Институте 7 структурных подразделений:

  • Лаборатория биофизики и биохимии растительной клетки (руководитель — канд. биол. наук Кабачевская Елена Михайловна)
  • Лаборатория иммунологии и вирусологии (руководитель — канд. биол. наук Дуж Елена Васильевна)
  • Лаборатория медицинской биофизики (руководитель — канд. биол. наук, доц. Шамова Екатерина Вячеславовна)
  • Лаборатория молекулярной биологии клетки (руководитель — канд. биол. наук Полешко Анна Григорьевна)
  • Лаборатория нанобиотехнологий (руководитель — канд. биол. наук Абашкин Виктор Михайлович)
  • Лаборатория прикладной биофизики и биохимии (руководитель — член-корр. НАН Беларуси, д-р биол. наук Кабашникова Людмила Федоровна)
  • Сектор молекулярного моделирования и биоинформатики (руководитель — д-р биол. наук, доц. Вересов Валерий Гавриилович)
  • Отделение клеточной терапии.

Отделение клеточной терапии имеет лицензию на медицинскую деятельность по разным направлениям[9], что дает Институту возможность осуществлять полный цикл клеточной терапии от разработки клеточных продуктов до их производства и клинического применения на собственной базе[10].

Основные результаты научных исследований (с 1973 г.)

Фундаментальные

  • Получены новые знания о строении системы биосинтеза хлорофилла, создана ее молекулярно-мембранная модель, установлена природа ферментов, осуществляющих биосинтетические реакции, и выяснены механизмы регуляции их активности. Предложены новые подходы по использованию предшественников и продуктов растительных тетрапирролов в сельском хозяйстве;
  • Предложена новая модель структурной организации биологической мембраны — твердо-каркасно-жидко-мозаичная и обоснованы представления о напряженных метастабильных состояниях мембран в живой клетке;
  • Установлено, что индуцируемый физико-химическими факторами окислительный стресс в клетках крови человека, сопровождается сложными структурными и функциональными перестройками их мембран и ингибированием активности ряда мембраносвязанных ферментов, что лежит в основе патогенеза таких заболеваний человека как ишемическая болезнь сердца, миелодиспластический синдром, апластические анемии, а также патологий беременности;
  • На основе белорусских сортов картофеля получены трансгенные линии с генами антимикробных пептидов с повышенной устойчивостью к фитофторозу;
  • Разработана концепция взаимодействия между световыми и гормональными сигнальными каскадами в растительной клетке с участием циклического гуанозинмонофосфата как узлового элемента данного взаимодействия при физиологических условиях и в условиях абиотического стресса;
  • Обнаружен индуцированный действием 5-аминолевулиновой кислоты синтез важнейших природных антиоксидантов антоцианов в растениях озимого рапса, что создает перспективы их использования в качестве нового альтернативного сырьевого источника антоцианов для нужд пищевой и фармакологической отраслей промышленности;
  • Предложен способ генной терапии злокачественных клеток на основе дендримеров и смесей (коктейлей) миРНК, который станет основой разработки новых методов лечения злокачественных новообразований;
  • Осуществлено структурное компьютерное моделирование проапоптотического и антиапоптотического действия белков семейства Bcl-2, опосредованного митохондриальными рецепторами VDAC2, TOM40, TOM20, TOM22, TOM70 и выявлены механизмы антиапоптотического действия белков семейства Bcl-2;
  • Научно обоснован метод тестирования фитопатогенного заражения ярового ячменя Bipolaris sorokinianа (Sacc.) Shoem. с использованием показателей окислительного стресса, что существенно упрощает процедуру диагностики заболевания;
  • Научно обосновано использование β-аминомасляной, салициловой кислоты и ее производных, β-1,3-глюкана в качестве иммуномодулирующих агентов, индуцирующих комплекс защитных реакций в растительных клетках, включая активацию салицилатного сигнального пути, и повышающих устойчивость растений овощных, зерновых и технических культур к фитопатогенам.
  • Комплексно исследовано состояние системы иммунитета пациентов с пневмонией, вызванной вирусом SARS-CoV-2. На основании анализа более 100 показателей установлены основные закономерности функционирования иммунной системы, отмечена гиперактивация миелоидного звена иммунитета, анергия и истощение Т-клеток; выявлены предикторы неблагоприятного исхода коронавирусной инфекции[11].
  • Изучена динамика состояния специфического гуморального и клеточного иммунитета у пациентов после перенесенной внебольничной пневмонии, вызванной вирусом SARS-CoV-2 для прогнозирования продолжительности иммунной защиты ;
  • Разработан и стандартизирован высокоэффективный метод генерации in vitro индуцированных плюрипотентных стволовых клеток из унипотентных и мультипотентных соматических клеток человека[12];
  • С использованием системы редактирования CRISPR/Cas9 была проведена генетическая модификация мезенхимальных стволовых клеток (МСК) человека с целью изучения возможности генетической терапии;
  • Разработка методов генетической модификации дендритных клеток при помощи лентивирусных векторов, кодирующих опухолеспецифические антигены.
  • Экспериментально разработаны наночастицы на основе графена, оксида железа, серебра и салициловой кислоты, а также амфифильные дендроны, способные проявлять антиоксидантную активность и противоопухолевое действие в комплексе с противоопухолевыми препаратами или миРНК на злокачественные клетки in vitro.

Прикладные

  • Разработаны липосомальные формы лекарственных субстанций: рифампицина, бутаминофена, биена и триазавирина;
  • Разработаны новые инкрустирующие составы и иммуностимулирующие препараты на основе 5-аминолевулиновой кислоты, β-аминомасляной, салициловой кислоты и ее производных, β-1,3-глюкана для повышения устойчивости растений овощных, зерновых и технических культур к фитопатогенам и устойчивости к действию экстремальных факторов среды;
  • Разработаны технологии получения биологически активных добавок и сырья для производства лекарственных средств на основе микроводорослей спирулины и хлореллы[13][14];
  • Разработана технология очистки и обеззараживания питьевой бутиллированной воды методом озонирования[15];
  • Разработаны технологии производства и контроля качества 19 новых биомедицинских клеточных продуктов на основе стволовых и дифференцированных клеток для применения в клеточной терапии: мезенхимальные стволовые клетки (МСК) костного мозга, жировой ткани, обонятельной выстилки, плаценты; МСК, преддифференцированные в остеогенном, хондрогенном и эндометриально-децидуальном направлении, внеклеточные везикулы, полученные из МСК; фоликулярные и лимбальные стволовые клетки, клетки пигментного эпителия сетчатки глаза, фибробласты и кератиноциты, паратироциты; моноцитарные дендритные клетки, толерогенные дендритные клетки, регуляторные Т-лимфоциты, цитокин-индуцированные киллерные клетки, естественные киллерные клетки.
  • Зарегистрировано 7 биомедицинских клеточных продуктов разработки Института[16]:
    • клетки дендритные моноцитарные,
    • мезенхимальные стволовые клетки,
    • фибробласты кожи человека,
    • тканевой эквивалент кожи,
    • лимбальные эпителиальные стволовые клетки
    • клетки мезенхимальные стволовые, индуцированные к дифференцировке в остеогенном направлении,
    • клетки мезенхимальные стволовые пулированные.
  • Совместно с ГУ «Республиканский научно-практический центр эпидемиологии и микробиологии» разработан прототип вакцины против COVID-19, в доклинических исследованиях показана ее безопасность и эффективность[17];
  • Выполнен ряд разработок, направленных на преодоление негативных последствий пандемии коронавирусной инфекции COVID-19: метод лечения внебольничных пневмоний, вызванных вирусом SARS-CoV-2 с помощью аллогенных мезенхимальных стволовых клеток[18]; метод определения содержания в периферической крови Т-клеток, специфичных к вирусу SARS-CoV-2[19]; метод определения предикторов развития тяжелой формы инфекции, вызванной SARS-CoV-2;
  • Совместно с организациями Министерства здравоохранения Республики Беларусь разработано 16 инструкций, в которых изложены методы клеточной иммунотерапии онкозаболеваний (рак поджелудочной железы[20], рак мочевого пузыря[21]) и аутоиммунного заболевания системная красная волчанка[22]; на методы регенеративной медицины (лечение ожогов, длительно незаживающих ран, трофических язв, рубцовых дефектов кожи, недержания мочи у женщин и мужчин, кератитов и дистрофий роговицы глаза, рецессии десны, хронического периодонтита, внутриматочных синехий, синдрома Ашермана, послеоперационного рубца матки[21]);
  • Разработаны и внедрены в практическую деятельность методы ммунологической и аллергологический лабораторной диагностики, в том числе, определение содержания циркулирующих опухолевых и раковых стволовых клеток в периферической крови у пациентов[23], диагностика лекарственной и пыльцевой аллергии при помощи теста активации базофилов[24]и др.;
  • Создана биотехнологическая коллекция культур клеток человека, животных, высших растений, водорослей и цианобактерий[25], содержащая эталонные паспортизированные культуры клеток человека, животных и растений, а также их рабочий запас для обеспечения качественным охарактеризованным, стандартизированным клеточным материалом научных и учебных организаций, организаций здравоохранения, в том числе, диагностических лабораторий, фармакологических предприятий, сельскохозяйственных организаций и биотехнологических производств.

Подготовка кадров[значимость факта?]

  • В Институте с 70-х годов прошлого века осуществляется подготовка кадров высшей квалификации аспирантов и соискателей по специальности 03.01.02 («Биофизика»), 03.01.04 («Биохимия»), 03.01.05 («Физиология и биохимия растений»).
  • С 2019 г. в Институте открыта специальность 03.03.04 («Клеточная биология, цитология, гистология»);
  • C 2021 г. в Институте открыта специальность 14.03.09 («Клиническая иммунология, аллергология»).

Руководители института в разные годы

Примечания

  1. ↑ Отделения наук. nasb.gov.by. Дата обращения: 27 марта 2023. Архивировано 27 марта 2023 года.
  2. ↑ 1 2 Шлык Александр Аркадьевич - белорусский биохимик, ученый - Наши люди (неопр.). nashi-lyudi.by. Дата обращения: 27 марта 2023.
  3. ↑ Волотовский И.Д. Дата обращения: 27 марта 2023. Архивировано 27 марта 2023 года.
  4. ↑ Кафедра биофизики физического факультета БГУ. Дата обращения: 27 марта 2023. Архивировано 27 марта 2023 года.
  5. ↑ Белорусские ученые с помощью клеточных технологий противостоят трудноизлечимым заболеваниям. www.belta.by (30 апреля 2020). Дата обращения: 27 марта 2023. Архивировано 27 марта 2023 года.
  6. ↑ Инна ГОРБАТЕНКО. Центр иммунологии и аллергологии будет создан в НАН Беларуси. www.sb.by (29 октября 2021). Дата обращения: 27 марта 2023. Архивировано 27 марта 2023 года.
  7. ↑ Лукашенко подписал распоряжение о создании отечественной вакцины от COVID-19 | Новости республики | Глубокский район | Глубокое | Новости Глубокого | Новости Глубокского района | Глубокский райисполком. glubokoe.vitebsk-region.gov.by. Дата обращения: 27 марта 2023. Архивировано 27 марта 2023 года.
  8. ↑ Институт биофизики и клеточной инженерии НАН Беларуси. biochem.by. Дата обращения: 27 марта 2023. Архивировано 27 марта 2023 года.
  9. ↑ Лицензии на медицинскую деятельность. Дата обращения: 27 марта 2023. Архивировано 27 марта 2023 года.
  10. ↑ Разбираемся, опасны ли стволовые клетки. Дата обращения: 27 марта 2023. Архивировано 7 октября 2020 года.
  11. ↑ Учредитель: Некоммерческое партнерство «Международное партнерство распространения научных знаний» Адрес: 119234, г Москва, ГСП-1, Ленинские горы, МГУ, Д. 1, Стр. 46, офис 138 Смотреть на карте Тел./Факс: +7939-42-66, +7939-45-63 Почтовый адрес: 119234, г Москва, пл Университетская, д.1, а/я №71 Время работы: с 10-00 до 18-00. А.Гончаров о показателях системы иммунитета у пациентов с COVID-19. «Научная Россия» - электронное периодическое издание. Дата обращения: 27 марта 2023. Архивировано 27 марта 2023 года.
  12. ↑ Тишук О.И, Полешко А.Г, Волотовский И.Д. Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки. Получение, свойства и перспективы применения в биологии и медицине // Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия биологических наук. — 2021-08-04. — Т. 66, вып. 3. — С. 345–356. — ISSN 2524-230X. Архивировано 27 марта 2023 года.
  13. ↑ Белорусские ученые разрабатывают технологию выращивания водоросли спирулины. belisa.org.by. Дата обращения: 27 марта 2023. Архивировано 27 марта 2023 года.
  14. ↑ С. С. Мельников, Е. Е. Мананкина, Т. В. Самович, Н. В. Козел, Н. В. Шалыго. Оптимизация условий выращивания хлореллы // Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия биологических наук. — 2014. — Т. 0, вып. 3. — С. 52–56. — ISSN 2524-230X. Архивировано 27 марта 2023 года.
  15. ↑ Экологически безопасная озонная технология хранения плодоовощной продукции (англ.). Инитор (25 сентября 2007). Дата обращения: 27 марта 2023. Архивировано 27 марта 2023 года.
  16. ↑ Реестры УП Центр экспертиз и испытаний в здравоохранении. www.rceth.by. Дата обращения: 27 марта 2023. Архивировано 27 марта 2023 года.
  17. ↑ Елена БАСИКИРСКАЯ. Прототип отечественной вакцины прошел исследования в пробирке, начинаются испытания на животных. www.sb.by (3 сентября 2021). Дата обращения: 27 марта 2023. Архивировано 27 марта 2023 года.
  18. ↑ Клеткой по пневмонии. Дата обращения: 27 марта 2023. Архивировано 27 марта 2023 года.
  19. ↑ Оценить клеточный иммунитет к коронавирусу смогут все желающие. www.belta.by (25 марта 2021). Дата обращения: 27 марта 2023. Архивировано 27 марта 2023 года.
  20. ↑ Использование дендритных клеток эффективно в лечении рака поджелудочной железы - ученый. www.belta.by (16 сентября 2020). Дата обращения: 27 марта 2023. Архивировано 27 марта 2023 года.
  21. ↑ 1 2 "КЛЕТОЧНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЛЕЧЕНИЯ В БЕЛАРУСИ - Журнал "Здравоохранение"". Журнал "Здравоохранение" - Научно-практический рецензируемый ежемеcячный журнал. 2022-07-07. Архивировано 27 марта 2023. Дата обращения: 27 марта 2023.
  22. ↑ Е. Г. Рында, А. Е. Гончаров, К. А. Чиж, Н. Г. Антоневич, Т. В. Рябцева, Я. С. Минич, В. Э. Мантивода. Иммунологическая эффективность пулированных мезенхимальных стволовых клеток обонятельной выстилки оболочки носовой полости при лечении системной красной волчанки // Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия медицинских наук. — 2022-03-10. — Т. 19, вып. 1. — С. 7–18. — ISSN 2524-2350. — doi:10.29235/1814-6023-2022-19-1-7-18. Архивировано 27 марта 2023 года.
  23. ↑ Т. А. Позняк, А. Е. Гончаров, В. М. Абашкин, А. И. Становая, А. В. Прохоров, Д. Г. Щербин. Циркулирующие опухолевые клетки и циркулирующие раковые стволовые клетки и их детекция методом проточной цитофлуориметрии // Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия биологических наук. — 2021-08-04. — Т. 66, вып. 3. — С. 370–384. — ISSN 2524-230X. — doi:10.29235/1029-8940-2021-66-3-370-384.
  24. ↑ "Молекулярная аллергология-2022: практические аспекты". pedklin.ru. Дата обращения: 27 марта 2023.
  25. ↑ Биотехнологическая коллекция культур клеток человека, животных, высших растений, водорослей и цианобактерий | Институт биофизики и клеточной инженерии. Дата обращения: 27 марта 2023.