Будем выращивать ГМО
Принятая на днях программа развития генетических технологий в России пока не разрешает использовать ГМО в промышленности, однако нацелена на то, чтобы сократить отставание отечественной науки от мировой
Исследованиям генно-модифицированных организмов (ГМО) дан зеленый свет: правительство утвердило Федеральную научно-техническую программу развития генетических технологий на 2019–2027 годы. Это значит, что в ближайшее время ученым предстоит решить задачу ускоренного развития генетических технологий — и прежде всего показать свои успехи в генетическом редактировании.
Целевые индикаторы программы — не менее 20 генотерапевтических лекарственных препаратов и биомедицинских клеточных продуктов, содержащих клеточные линии с генетической модификацией и прошедших стадию доклинических исследований. Главным образом это препараты по онкологии, сердечно-сосудистой патологии и другим заболеваниям, в том числе передаваемых по наследственному признаку.
Программа ставит задачи создать научно-технологические заделы и в сельском хозяйстве: вывести не менее 30 линий растений и животных, включая аквакультуру, которые более устойчивы к болезням, климатическим изменениям и проч. Предусмотрено создание биоресурсных центров, где будут храниться генетические базы данных.
По замыслу разработчиков программы, в дальнейшем инновационные достижения российских ученых станут востребованы в реальном секторе экономики, повысят конкурентоспособность отечественных производителей на мировом рынке и обеспечат национальную и биологическую биобезопасность страны. Суммарное финансирование новой программы за девять лет составит 125 млрд рублей.
Отставание из прошлого
Сегодняшний мировой рынок технологий генетического редактирования оценивается почти в 3,5 млрд долларов. По прогнозам, к 2022 году он достигнет 6,28 млрд долларов (ежегодный рост — порядка 15%). Наиболее передовая страна в области генетики — США. За последние два–три года в американские компании (стартапы), занимающиеся редактированием генов, было инвестировано более миллиарда долларов. Среди европейских стран, инвестирующих в биотехнологическую отрасль, в основном выделяют Францию, Германию, Данию. Быстрорастущими биотехнологическими рынками являются также Китай и Индия — предполагается, что в ближайшие пять лет они могут выйти на передовые позиции.
В России необходимость развития собственных генетических технологий назрела давно. По сравнению с другими государствами наша страна сильно отстает, о чем красноречиво говорят цифры. По данным Организации экономического сотрудничества и развития, из общего объема расходов стран на исследования и разработки доля расходов на биотехнологические компании, к примеру, в США составляет 12,3%, во Франции — 9%, а в России — лишь 0,5%.
Отечественные наработки в области генетических технологий крайне малы, поэтому большая часть необходимой продукции для различных отраслей импортируется. К примеру, доля российского импорта ряда аминокислот — триптофана, треонина, валина, которые используются при производстве кормов для сельскохозяйственных животных, достигает ста процентов, ферментов — более 70%.
Другая проблема — дороговизна генетических технологий. И если говорить о медицинских препаратах, то подавляющему большинству потенциальных пациентов они сейчас недоступны. Так, розничные цены ежегодного курса лечения с помощью единственного российского препарата для генной терапии «Неоваскулген», предназначенного для лечения ишемии ног, доходят до четырех тысяч долларов.
Сложившаяся ситуация на рынке геномики, по мнению специалистов, — прямое следствие прошлой политики государства. «Еще в середине двадцатого века власть неправильно оценила будущий вклад генетических технологий в развитие человечества. Безусловный просчет советской страны в 1940–1950-е годы состоял в недооценке данного направления науки как с точки зрения гуманитарного вклада в развитие человеческого общества, которое неизбежно идет вперед и генерирует новое знание, так и в оценке роли генетики в развитии народного хозяйства и даже безопасности страны», — говорит заведующий лабораторией геномики и эпигеномики ФИЦ «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН Егор Прохорчук.
Километры кожи из клеток
Медицинские работники подтверждают, что сегодня работа отечественной геномики напрямую зависит от стоимости импорта. «Наши медико-биологические эксперименты получаются довольно дорогими, так как вся приборная база и расходные материалы зарубежные. В конечном счете у нас и информационная зависимость, потому что все приборы работают через облачные технологии. Не хочу нагнетать страсти, но большая страна должна иметь не только свои самолеты, но и приборы по секвенированию генома нового поколения», — уверен профессор, член правления Российского общества клинической онкологии (RUSSCO) Евгений Имянитов.
Вместе с тем в новой программе тема создания отечественного оборудования для секвенирования ДНК выделена в отдельный блок, что не может не радовать ученых. «Создание отечественной системы для секвенирования — уже просто перезревшая проблема. В “мирной” жизни секвенаторы точно будут востребованы медицинской диагностикой, ведь мир не стоит на месте и привычная нам полимеразная цепная реакция завтра будет замена дешевыми диагностиками на основе секвенирования. Нам не нужны “роллс-ройсы” от секвенаторов, нам вполне подойдут “жигули”, простой и надежный прибор с отечественным программным обеспечением и реагентикой», — рассуждает Егор Прохорчук.
В целом же генетические технологии в области медицины и здоровья человека условно разделяют на два направления: диагностика и лечение заболеваний. В первом случае проводится работа, связанная непосредственно с исследованием генома человека, иногда — с геномом бактерий, которые населяют его организм. Второе направление, касающееся лечения, менее изучено в нашей стране. Здесь речь идет прежде всего о разработках биофармацевтических компаний. К примеру, в нашей стране большие успехи есть по такой нозологии, как муковисцидоз, — пациентов с таким генетическим заболеванием поддерживают генотерапеветическими препаратами.
Сегодня биомедицинские компании, занимающиеся персонализированной медициной, самостоятельно проводят тестирование генома человека. «Геном — это некий сценарий, по которому живет биологический организм. Изучив конкретный геном, мы рассказываем, какие у человека имеются возможности по здоровью. Наши тесты не панацея, но это определенный процент хорошо описанных научных связей между различными генетическими вариантами и заболеваниями», — рассказывает медицинский директор Atlas Biomed Group Андрей Перфильев. В дальнейшем его компания намерена расширять свои направления по диагностике и скринингу. Главным образом это увеличение набора тестирования, отбор базы данных, работа с технологиями машинного обучения, чтобы сделать генетические предсказания максимально точными.
Новая федеральная программа развития генетических технологий уделяет большое внимание вопросам редактирования генома. «Если говорить о мировом прорыве для всех отраслей медицины и биологии, то это разработка метода CRISPR, который позволяет редактировать геном высших организмов, в том числе вносить точные изменения в геном уже сформировавшихся организмов. Однако в научной среде не утихают споры о безопасности такой терапии для пациентов: первые исследования клинического применения CRISPR показывали довольно высокую вероятность ошибок редактирования. Кроме того, есть серьезные основания полагать, что невозможно удалить все копии вируса из организма, а даже небольшое количество оставшихся копий позволит болезни вернуться», — рассказывает врач-биофизик, член Американской ассоциации исследований рака и Европейского общества медицинской онкологии Марья Козинова. Тем не менее важность нового метода очевидна: раньше раковые опухоли и клетки невозможно было культивировать, сейчас же значительная доля исследований по поиску новых лекарств проводится на клеточных моделях, искусственно полученных с помощью CRISPR.
Вместе с тем существующие законы ограничивают работу практикующих специалистов. «Генетические технологии могут дать такой прорыв, о котором многие и не мечтали — это излечение от онкологических заболеваний, ВИЧ-инфекции, продление качества жизни; люди смогут жить как минимум вдвое дольше. На какое направление ни посмотришь — везде бесконечный космос возможностей. Однако на практике уровень нашей современной российской медицины оставляет желать лучшего. К примеру, в нашем ожоговом центре нам приходится лечить пациентов тем, что мы ищем здоровую кожу на теле человека и переносим ее на видные места. Тогда как сегодня в реальности мы можем сантиметр кожи превратить в километр, как это делается в научных лабораториях. Но применять подобное в клинической практике запрещается», — говорит главный врач, пластический хирург и косметолог собственной клиники Денис Гинзбург.
Прорыв в ГМО
В настоящее время в России использование генно-модифицированных организмов (ГМО) в промышленности, в первую очередь в сельском хозяйстве, запрещено. Специалисты считают, что новый закон пока негласно, но предполагает в дальнейшем использование ГМО-растений, так как в программе бизнесу предлагается использовать полученные ноу-хау российских ученых на практике. Все будет зависеть от дальнейших подзаконных актов и востребованности научных открытий на практике. И, скорее всего, о наиболее спорных методах геномного редактирования, когда происходит скрещивание межвидовых организмов, речи пока не идет.
Условно говоря, ГМО (в широком смысле этого понятия) можно получать тремя способами. В первом варианте, по словам руководителя практики АПК в консалтинговой компании «НЭО Центр» Владимира Шафоростова, если рассматривать растения и животных, мы говорим о классическом варианте селекции для получения новых видов. Второй вариант предполагает генетическое редактирование, когда целенаправленно меняется структура генома организма в рамках одного вида. И третий — генная модификация с использованием материалов сторонних организмов. К примеру, в США вывели новый вид лососевых, добавив к классической породе рыб ДНК угря. Получившиеся особи стали обладать сверхпризнаками: они растут быстрее своих сородичей, но при этом потребляют меньше корма.
В нашей стране ГМО как интеграцию чужеродного, не из того вида генетического материала, вряд ли разрешат — слишком уж дискуссионна эта тема, как и этичность редактирования генома человека. «Но если ученые будут менять одну букву генетического текста в рамках кросс-видового скрещивания, то это приравнивается к случайному генезу, который может происходить с живыми организмами в природе. В этом плане я вижу прорыв в ГМО. В первую очередь это касается растений, появляется возможность создавать новые интересные сорта. Так же и в животноводстве, можно вывести породы коров, устойчивых к лейкозу, свиней, устойчивых к африканской чуме и прочему», — говорят эксперты.
Между тем Егор Прохорчук уверен, что достичь уникальных показателей в генетических технологиях, чтобы они были действительно полезны производителям, можно лишь финансируя не академиков, а конкретные проекты. «Пока что финансирование госпрограммы вызывает больше вопросов: в ценах 2019 года это два миллиарда долларов. Грубо говоря, по 222 миллиона долларов в год через все инструменты финансирования (гранты, ФЦП, госзадания и прочее). Для сравнения: только одна европейская лаборатория по молекулярной биологии в Германии в городе Гейдельберге имела бюджет 2017 года, равный 237 миллионам евро, что сопоставимо с годовым финансированием всей нашей программы», — говорит он. «Практическую пользу от реализации программы по генетическим технологиям мы увидим, когда поймем, как будут перераспределены в ней финансовые средства. Есть крупные федеральные НИИ, есть небольшие коммерческие компании — все заинтересованы в проведении разных экспериментов. Наш прогресс целиком зависит от финансирования. Чем больше возможностей материально-технических, тем быстрее мы будем двигаться вперед», — отмечает генетик медицинского холдинга «Медика» Елена Шабанова.
Эксперты, работающие в сельском хозяйстве, отмечают, что генетика в нашей стране сильно отстала от передового мирового уровня. «В России есть целый ряд НИИ и ученых, которые могут заниматься генетической модификацией. Даже технологии CRISPR-редактирования стали более доступными: если пять лет назад комплект оборудования для геномной селекции стоил около миллиона долларов, то сейчас лишь несколько десятков тысяч долларов. Другое дело, что понимание успешности той или иной генетической линии упирается в обработку big data. На сегодняшнем этапе важно не просто создать что-либо, а посмотреть, как в дальнейшем будет проходить эта генерация: в разных странах мира, в разных компаниях, с разными способами содержания, кормления и прочее. Именно в этом заключается сила крупных генетических компаний, с которыми нам будет очень сложно конкурировать», — говорит президент консалтинговой компании Agrifood Strategies Альберт Давлеев.
Пока что целевые показатели в целом, которые правительство ставит перед российскими учеными, довольно низкие. К примеру, задача на 2025 год — создать отечественный кросс по курице. Однако его эффективность будет ниже, чем у зарубежных конкурентов. Сегодня такой показатель, как конверсия корма, то есть перевод корма на килограмм живого веса, в среднем по России на импортных кроссах составляет 1,6—1,7 кг на килограмм привеса. В целевом параметре также стоит 1,7–1,8 на килограмм привеса. Но если через пять лет весь мир будет работать уже с конверсией корма 1,45–1,55 кг на килограмм привеса, то отечественный кросс на промышленных площадках только подойдет к желаемому показателю 1,8.
По мнению участников рынка, сейчас наша страна в большей степени находится в процессе накопления компетенций, которые терялись начиная с конца 1980-х. К примеру, недавно компания «Мираторг» объявила о запуске инновационного центра геномной селекции с бюджетом 4,4 млрд рублей. Амбициозные планы хоть и объявлены, но пока что это лишь начало пути — лаборатории, разработка методов и проч. Результаты по оценке геномов и генотипированию сельскохозяйственных животных удастся получить далеко не сразу.
В свою очередь, свиноводы рассказывают, что уже добились критической импортонезависимости не только по мясу, но и по производству гибридов. «Сегодня в мире всего пять-шесть мировых генетических компаний-грандов, хотя еще недавно их было два десятка. Уровень конкуренции между этими компаниями очень жесткий. Достаточно сказать, что каждая из этих компаний вынуждена тратить порядка 20 миллионов долларов в год только на R&D. Пока что ни одна отечественная свиноводческая компания не может себе позволить таких расходов. Мы пошли примерно тем же путем, что и автомобилестроители. Практически все генетические компании так или иначе локализовали свое производство в нашей стране, поэтому свиноводы закупают у них продукцию. Многие работают по стратегическим договорам, платят роялти, за что получают все необходимые знания, генетические данные», — рассказывает гендиректор Национального союза свиноводов Юрий Ковалев.
На данном этапе отношение к генетическим ноу-хау у большинства производственников противоречивое. «Конечно, мы присматриваемся к разработкам ученых, например, в своей компании дошли до уровня in vitro — размножение посадочного материала в лабораторных условиях. У нас множество задумок. Я видел на выставках в Европе яблоки с синеватым оттенком, красной мякотью, вкусом персика и прочее. Но прежде, чем вступить на подобный путь генетики, мы должны решить более насущные проблемы. Во-первых, нам необходимо изменить и упростить процедуру регистрации новых сортов в России, сегодня этот процесс забюрократизирован и занимает от пяти до двенадцати лет, да и стоимость регистрации одного сорта составляет около миллиона рублей. К тому же вложения необходимо внести на старте. Но даже если зарегистрируешь новый сорт, то не факт, что завтра он принесет денег. Во-вторых, необходимо сблизить науку и производство. Мы работаем как с российскими, так и с зарубежными институтами и правообладателями. Но, к сожалению, отечественная наука в основном предлагает те сорта, которыми производственные компании не хотят заниматься, потому что они не востребованы на рынке. Генетика, геномное редактирование и прочее — это следующий этап, когда мы наведем порядок с вышеперечисленным», — рассуждает глава центра питомниководства «Сады Ставрополья» Айдын Ширинов.
Хочешь стать одним из более 100 000 пользователей, кто регулярно использует kiozk для получения новых знаний?
Не упусти главного с нашим telegram-каналом: https://kiozk.ru/s/voyrl