Алтайские ученые работают над разработкой рекомбинантного фермента заживляющего действия

Ноябрь 13 13:09 2020

Проект из Алтайского края стал победителем в конкурсе «Старт». Ксения Старожилова, аспирант и младший научный сотрудник Алтайского государственного университета, стала лучшей в направлении «Биотехнологии» с проектом по разработке ангиогенина, на основе которого можно производить инновационные заживляющие средства.

Разработкой Ксении Старожиловой уже заинтересовались производители.
Фото предоставлено Ксенией Старожиловой

Ксения Старожилова работает в противораковом центре и пишет диссертацию. Объект ее научного и практического внимания – ферменты – одно из ведущих направлений в биотехнологии. В 2018 году, будучи студенткой биофака, она уже становилась победителем программы «Умник» с проектом разработки рекомбинантной термостабильной а-амилазы. Это один из ключевых ферментов, используемый в целом ряде отраслей — в пищевой промышленности, при производстве моющих средств. Проект Ксении Старожиловой направлен на получение высокоэффективного фермента, устойчивого к высоким температурам, который существенно улучшит качество моющих средств.

Поскольку победителям «Умника» необходимо подавать заявку на участие в «Старте» с новым проектом, Ксения начала исследования по получению ангиогенина – тоже перспективное и востребованное направление.

— Ангиогенин – небольшой белок, стимулирующий рост сосудов в месте повреждения, отчего рана быстрее заживает и не образуется рубцов, – поясняет Ксения. – Его уже применяет при производстве заживляющих мазей и антивозрастных кремов одна из российских компаний, причем находится она в Новосибирске. Мы планируем улучшить разработку, что позволит проводить более простую очистку фермента, чтобы исключить риски аллергий и сделать его безопаснее.

Ученые возлагают на ангиогенин, открытый 25 лет назад, большие надежды. Его изучение может привести к созданию лекарств, увеличивающих циркуляцию крови в сердечной мышце, и таким образом спасти от инфарктов, а также снимать боль при стенокардии и других сердечных заболеваниях. А способы блокирования ангиогенина могут оказаться полезными для лечения онкологических заболеваний, когда, наоборот, необходимо остановить рост новых кровеносных сосудов в опухоли.

«Рождающий сосуды»

Первый год реализации проекта будет посвящен научно-исследовательским работам по получению лабораторного образца – продуцента, который будет синтезировать ангиогенин. Рекомбинантный ангиогенин человека извлекают на основе генно-инженерных штаммов бактерий и культур клеток животных.

— Все делается руками – берем промышленный штамм бактерии и начинаем испытывать ее, – рассказывает Ксения. – Ген, кодирующий белок, удается фактически встроить в генетический аппарат бактерии, которая получит способность продуцировать точно такой же ангиогенин, который вырабатывается в организме человека.

На базе проекта будет открыто малое инновационное предприятие, которое ближайший год посвятит научно-исследовательским и опытно-конструкторским работам – средства «Старта» позволят значительно продвинуться в этом вопросе, ведь исследования такого рода очень затратные. Кроме того, планируется сотрудничество со студенческим конструкторским бюро «Папа гена» АлтГУ.

В случае успешного завершения исследования, на основе ангиогенина планируют выпускать мази и гели заживляющего действия.

— Для начала не обязательно открывать собственное производство, – уверена Ксения. – Есть предприятия, которые могут выполнять заказы на условиях аутсорсинга. Например, сделать на основе нашего уникального компонента косметический продукт, упаковать его в тюбик. Да, рентабельность проекта на таких условиях чуть ниже, зато меньше рисков.

Разработкой алтайских ученых уже заинтересовались косметическая и пищевая компании Барнаула и Новосибирска. Они ждут результатов научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, в случае успеха готовы спонсировать проект.

Наука будущего

Ксения Старожилова с воодушевлением занимается исследованием ферментных белков и их клонированием. Это направление будущего, уверена она. Алтайские ученые в содружестве с новосибирскими биотехнологами не первый год осваивают генную инженерию. Так, младший научный сотрудник ГНЦ ВБ «Вектор» Светлана Беленькая под научным руководством Дмитрия Щербакова, доцента кафедры органической химии АлтГУ, заведующего лабораторией иммунохимии в отделе биоинженерии государственного научного центра вирусологии и биотехнологии «Вектор», ведет работу над получением рекомбинантного химозина. С его помощью создаются сычужные сыры, такие как «Швейцарский», «Голландский», «Костромской», «Чеддер». Этот фермент также способствует усваиванию молока, расщепляя одну связь в нем. Его получение неэтичное и дорогостоящее – в естественной среде данный фермент вырабатывается в желудочных железах телят. Для получения фермента их убивают. Еще 20 лет назад на Западе начали разрабатывать искусственные варианты, сейчас отечественное сыроделие практически полностью зависимо от импортного рекомбинантного химозина. Ученые работают над получением этого фермента из бактерий. Еще одна из последних запатентованных разработок Дмитрия Щербакова – новое средство против лихорадки Эбола.

Противораковый центр АлтГУ, где работает Ксения Старожилова после окончания магистратуры, исследует инновационные технологии диагностики онкологии. С этого года центр развивает еще и пищевое направление. Ксения, как специалист генной инженерии, занимается с коллегами разработкой синтезированных белков для производства сыров.

— Многие методы исследования пищевой биохимии и медицинской похожи, – поясняет ученый. – Методы генной инженерии медицинского направления можно применять в пищевой промышленности, и наоборот. Но с пищевыми биотехнологиями проще в реализации, менее длительные сроки испытаний, что позволит центру зарабатывать дополнительные средства на исследования.

Программа «Старт» направлена на создание новых и поддержку существующих малых инновационных предприятий, выпускающих продукцию на основе результатов собственных научно-технических и технологических исследований, имеющих значительный потенциал коммерциализации.