Реферат: Распоряжение Президиума ран от 23 сентября 2008 г. №10104-653 "Об утверждении Порядка формирования Программ фундаментальных исследований ран". Актуальность

1. ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММЫ ПРОГРАММНО-ЦЕЛЕВЫМ МЕТОДОМ


Основанием для разработки и осуществления Программы Президиума РАН «Фундаментальные науки – медицине» являются:

Постановление Президиума РАН от 30 октября 2001 г. № 263 «О состоянии академического здравоохранения (представление Комиссии РАН по медицинским учреждениям)»;

Постановление Общего собрания РАН от 14 ноября 2001 г. № 29 «О деятельности Президиума Российской академии наук в 1996 – 2001 годах» в части п.6: «Рекомендовать Президиуму РАН вместе с медицинскими учреждениями РАН и при сотрудничестве с Российской академией медицинских наук разработать комплексную программу «Наука – медицине», активно используя достижения фундаментальной науки для улучшения здоровья населения. Принять необходимые меры для сохранения и укрепления собственной медицинской базы РАН»;

Постановление сессии совместного Общего собрания РАН и РАМН с участием РАСХН и РАХ от 18 декабря 2003 г. «Наука – здоровью человека».

Распоряжение Президиума РАН от 23 сентября 2008 г. № 10104-653 “Об утверждении Порядка формирования Программ фундаментальных исследований РАН”.


Актуальность Программы определяется в первую очередь ее широкой социальной востребованностью в связи с резким снижением в последние 15 лет уровня массового медицинского обслуживания населения, что повлекло за собой ухудшение демографической ситуации в стране. Перед медицинскими учреждениями РАН помимо традиционных задач – профилактики и лечения заболеваний стоит и специфическая задача – продление творческого долголетия ученых, а, следовательно, и борьба с преждевременным старением.

Основной организационной идеей Программы является объединение усилий научно-исследовательских институтов, входящих в состав различных отделений РАН, на решение актуальных задач фундаментальной и клинической медицины путем использования достижений естественных и точных наук – биологии, химии, физики и математики. Учитывая многопрофильность институтов РАН и их высокий кадровый и научно-технический потенциал, характер фундаментальных и инновационных работ варьирует в широких пределах – от углубления или получения принципиально новых представлений об этиологии и патогенезе социально значимых заболеваний до разработки диагностики и лечения их на основе современных технологий. Кроме того, уникальная материально-техническая база учреждений физического профиля позволяет конструировать и доводить до производства приборы медицинского назначения.

Программа носит междисциплинарный характер и формируется на конкурсной основе.

Важнейшим условием успешного развития Программы является методическое и научно-практическое взаимодействие с медицинскими учреждениями РАН. Научно-организационное руководство Программой обеспечивается координатором и Научным Советом, в состав которого входят наиболее квалифицированные специалисты РАН, РАМН и Росздрава. Основными исполнителями программы являются институты РАН и привлекаемые ими медицинские учреждения, включая учреждения медицинского центра РАН.

^ Оригинальность, научная и социально-экономическая значимость, Программы заключаются в разработке принципиально новых подходов к прогнозированию возможности возникновения и констатации начала развития социально значимых заболеваний. С этой целью осуществляется разработка доклинической диагностики (до проявления первых симптомов) на основе поиска эндогенных молекулярных маркеров и использования неинвазивных методов, позволяющих поставить окончательный диагноз. В свою очередь, ранняя диагностика открывает принципиально новые возможности для разработки новых подходов к профилактическому лечению, направленному в первую очередь на поддержание компенсаторных механизмов организма.


За время существования – с 2002 года – Программа доказала свою востребованность и эффективность, став одним из важнейших механизмов инновационной деятельности РАН.

В рамках программы на основе использования достижений фундаментальных исследований в области естественных и точных наук для решения приоритетных задач практического здравоохранения получены результаты мирового класса. К ним относятся:

новые знания об этиологии и патогенезе социально значимых заболеваний, в первую очередь нейродегенеративных заболеваний;

новые материалы медицинского назначения;

новые высокоэффективные лекарственные средства;

новые медицинские технологии, направленные, в том числе, на жизнеобеспечение людей в экстремальных ситуациях и их последующую реабилитацию;

пионерские приборы медицинского назначения.

В 2006-2008 гг. по результатам исследований ежегодно публикуется около 500 научных статей, в том числе 50-80 в престижных международных журналах.

^ Инновационный характер Программы определяется количеством поданных заявок на патенты и количеством полученных патентов. С 2002 г. по 2007 г. эти показатели увеличились в 8 раз. Кроме того, с 2005 г. ряд инновационных проектов был объединен в отдельный блок, в рамках которого осуществляется разработка, клинические испытания и внедрение новых медицинских технологий на базе медицинских учреждений РАН – Центральной клинической больницы (ЦКБ) РАН в Москве, а также больниц Научных центров РАН в Санкт-Петербурге, в Пущино, в Черноголовке, в Троицке, в Казани и в Кольском научном центре.

Программа динамично развивается. Так, если в 2002-2003 гг. исследования проводились только по трем научным направлениям, то в 2008 г. – по двенадцати направлениям. С 2002 по 2008 гг. число финансируемых проектов возросло с 37 до 153 – более чем в 4 раза, количество организаций-участников увеличилось с 20 до 64 – в три раза, объем финансирования возрос в 2.7 раза - с 30 до 81 млн. руб. . В 2008 г. в работе Программы участвовали институты восьми Отделений РАН, находящиеся в различных городах России – Москве, Санкт-Петербурге, Мурманске, Пущино, Нижнем Новогороде, Самаре, Казани, Черноголовке, Уфе.

Итоги работы Программы подводятся на ежегодных конференциях поэтапно – сначала на конференциях Дальневосточного, Сибирского и Уральского региональных отделений РАН, а затем на объединенной конференции, включающей институты Центральной части РАН. Работа конференций вызывает большой интерес у научной и медицинской общественности, а по их итогам проводятся пресс-конференции с представителями важнейших средств массовой информации – ИТАР-ТАСС, «Медицинская газета», «Поиск», «Радио России», телевидения и др.


^ 2. ОСНОВНЫЕ ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ПРОГРАММЫ

Целью Программы является проведение фундаментальных исследований, ориентированных на решение ряда приоритетных проблем медицины, и внедрение основных достижений в практику медицинских учреждений Российской академии наук.

^ Задачи Программы:

исследование этиологии и патогенеза ряда распространенных и социально значимых заболеваний;

разработка новых медицинских технологий на основе результатов фундаментальных исследований – методов диагностики, медицинских приборов, материалов медицинского назначения и лекарственных препаратов;

привлечение медицинских учреждений РАН к научным исследованиям, научно-техническим разработкам и клиническим испытаниям, оказание им материально-технической помощи;

внедрение (в том числе с помощью Координационного Совета по инновационной деятельности РАН) апробированных результатов программы в российское здравоохранение в целом и в медицинские учреждения РАН в частности, повышая, таким образом, уровень и качество медицинского обслуживания сотрудников РАН. Перед медицинскими учреждениями РАН, помимо традиционных задач –профилактики, диагностики и лечения заболеваний, стоит и специфическая задача – борьба с преждевременным старением и продление творческого долголетия ученых.


В соответствии с поставленными задачами исследования планируется проводить по одиннадцати научным направлениям, отраженным в Плане фундаментальных научных исследований РАН на 2008-2012 гг. (Приложение № 2 к Программе фундаментальных научных исследований государственных академий наук на 2008-2012 гг.): 4, 7, 9, 22, 25, 28, 30, 34, 37, 39, 41, 42, 45, 48, 49, 50, 52, 53, 65, 71.


^ 1. ЭТИОЛОГИЯ И ПАТОГЕНЕЗ


1) Этиология и патогенез многофакторных социально значимых заболеваний

Ключевую роль в развитии многофакторных заболеваний играет комбинация наследственной предрасположенности и факторов риска, не связанных с генетическим полиморфизмом человека. К числу таких заболеваний относятся атеросклероз, ишемическая болезнь сердца, артериальная гипертензия, диабет, ожирение, рак, заболевания печени, бронхиальная астма, остеопороз и др. Для этих заболеваний характерен высокий уровень инвалидизации и смертности трудоспособного населения.

По данной проблеме в институтах РАН имеется существенный задел в области генетических исследований, однако недостаточное внимание уделяется анализу и поиску факторов риска, не связанных с генетическим полиморфизмом.

2009 г. – Идентификация и классификация общих и специфических факторов риска возникновения социально-значимых заболеваний (7,0 млн. руб.).

2010 г. – Определение генетических маркеров предрасположенности к конкретным заболеваниям и генов, зависимых от факторов риска и ответственных за развитие патологического процесса (8,0 млн. руб.).

2011 г. – Идентификация биомишеней и разработка рекомендаций по профилактике заболеваний и подбору адекватной фармакотерапии (9,0 млн. руб.).


^ 2) Биофизические и физиологические основы применения инертных газов в медицине

После открытия группы инертных газов в начале ХХ века ученые всего мира лишь спустя несколько десятилетий окончательно убедились в том, что такие химически инертные газы, как гелий (Не), аргон (Ar), криптон (Kr) и ксенон (Xe) являются биологически активными, при чем эта активность проявляется только при увеличении их парциального давления в газовой смеси и растворимости в воде и липидах. Установлено, что Не является газом разбавителем О2 при глубоководных водолазных спусках и используется для лечения бронхообструктивного синдрома, ишемии миокарда и при ряде других заболеваний дыхательной и сердечно-сосудистой систем, а Хе признан идеальным общим анестетиком. Приоритет российской науки в этой области подтвержден отечественными и международными патентами и фармстатьей на Хе для анестезии. Способность инертных газов при повышении давления и снижении температуры образовывать псевдохимические соединения с водой – клатраты, не разрушающие клетки при при замораживании, открывают новые возможности в развитии криомедицины.

ГНЦ РФ ИМБП РАН 40 лет работает в этой области, имеет в своем составе гипербарический комплекс, входящий в список уникальных экспериментальных установок России. Серьезные наработки имеются в институтах РАН: биофизики клетки, цитологии, физиологии им. И.П.Павлова, белка, неорганической химии СО РАН, биологии моря ДВО РАН и ряде других.

1 Этап (2009 г.) – Биофизические исследования на различных живых системах, разработка технологии лечения О2-Не смесями (9,0 млн. руб.).

2 Этап (2010 г.) – Физиологические исследования на животных и с участием человека, разработка технологии лечения О2-Ar смесями (10,0 млн. руб.).

3 Этап (2011 г.) – Биофизические и физиологические исследования применительно к криомедицине, разработка технологии лечения О2-Кr смесями, обоснование и разработка программы реализации полученных результатов в здравоохранение (12,0 млн. руб.).


^ 3) Нарушение регуляций гомеостаза как этиопатогенетический фактор в развитии заболеваний.

Наиболее ярким проявлением гомеостаза является способность организма поддерживать постоянство состава крови, а также внутриклеточной и внеклеточной жидкостей. Другие проявления гомеостаза – поддержание оптимального уровня артериального давления и температуры тела. Поддержание гомеостаза является необходимым условием нормального функционирования организма и использования компенсаторных механизмов. Нарушение регуляции гомеостаза является одной из причин функциональных нарушений в организме и развития патологических процессов.

Основными причинами нарушения гомеостатических регуляций могут быть неблагоприятные условия жизни, нерациональное питание, никотин, алкоголь, инфекционные токсины, ионизирующая радиация, стресс, возрастные изменения.

В России проблемы регуляции функций успешно разрабатываются в Институте физиологии РАН им. И.П.Павлова, Институте эволюционной физиологии и биохимии им. И.М.Сеченова РАН, Институте медико-биологических проблем РАН, Институте высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, Институте мозга человека РАН, Институте биохимии РАН им. А.Н.Баха и др.

1 Этап (2009 г.) – Исследования механизмов поддержания гомеостаза внутренней среды организма при различных заболеваниях (5,8 млн. руб.).

2 Этап (2010 г.) – Изучение общих и специфических механизмов гомеостаза при различных заболеваниях (6,2 млн. руб.).

3 Этап (2011 г.) – Регуляция механизмов гомеостаза как способ профилактики и лечения заболеваний (8,0 млн. руб.).


2. ДИАГНОСТИКА


С учетом специфики институтов РАН по данному направлению целесообразно сосредоточить усилия на следующих проблемах.

1) Разработка и производство высокочувствительных биосенсоров различных типов. Создание портативных устройств экспресс диагностики биологически активных соединений различной природы, маркеров соматических и инфекционных заболеваний, микроорганизмов и др.

Цель работ: разработка методов молекулярной диагностики ряда распространенных заболеваний человека, включая инфекционные заболевания путем выявления их возбудителей, а также продуктов их жизнедеятельности.

Ведущие центры: Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН, Институт микробиологии РАН, Центр фотохимии РАН и др.

2) Разработка методов донозологической (в том числе “in-vivo”) диагностики состояния человека, средств мониторинга физической и умственной работоспособности, профессионального долголетия. Комплексная ДНК-диагностика наследственных заболеваний.

Цель работ: разработка средств ранней диагностики, позволяющих предупредить, сохранить и восстановить здоровье, работоспособность и профессиональное долголетие.

Ведущие центры: ГНЦ Институт медико-биологических проблем РАН, Институт биохимии им. А.Н. Баха РАН, Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН, Институт прикладной физики РАН и др.

3) Создание тест-систем, направленных на раннюю диагностику генетических и особо опасных заболеваний на основе конъюгатов плазменно-резонансных наночастиц с антителами, ДНК/РНК и другими биомакромолекулами. Разработка технологий прогнозирования факторов риска и развития заболеваний на основе расшифровки индивидуальных геномов. Индивидуальная диагностика.

Цель работ: создание генно-инженерных конструкций для диагностики онкологических и других социально-значимых заболеваний.

Ведущие центры: Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН, Институт молекулярной генетики РАН, Институт цитологии и генетики СО РАН и др.

4) Разработка систем дистанционного медицинского обслуживания на основе алгоритмического и программного обеспечения обработки клинико-диагностической информации и создания экспертных диагностических систем и систем поддержки принятия решений.

Цель работ: создание систем обеспечения высококвалифицированной консультативно-диагностической поддержки населения удаленных и труднодоступных территорий, систем индивидуального диагностического обеспечения во внегоспитальных условиях.

Ведущие центры: Институт проблем передачи информации РАН, Институт системного программирования РАН, Вычислительный центр РАН, Институт прикладной математики РАН, Институт проблем информатики РАН и др.


3. БИОФОТОНИКА


1) Лазерные технологии для визуализации живых структур

Раздел 1A - Лазерные технологии для трехмерной визуализации биологических структур с использованием видимого излучения.

Научная и практическая значимость. Создание новых методов визуализации представляет собой актуальное и исключительно важное направление в биомедицине. Основные требования, предъявляемые к развивающимся технологиям, - максимальная информативность и минимальное повреждающее действие в сочетании с портативностью регистрирующей аппаратуры, удобством эксплуатации и относительной дешевизной. На сегодняшний день данным требованиям в наибольшей степени удовлетворяют методы оптического биоимиджинга. Освоение совокупности технологий оптического биоимиджинга позволит получать разномасштабные прижизненные изображения биологических объектов на тканевом, клеточном и субклеточном уровнях, что весьма актуально как для фундаментальных исследований живых систем от молекулы до целого организма, так и для создания новых методов диагностики и контроля лечения в клинической практике.

Задел: Создан ряд приборов для ОКТ, ОДТ, ДФТ и КОПТ, не имеющих аналогов, разрабатываются методики их использования в биомедицине.

Исполнители – Институт общей физики РАН (Москва), Институт прикладной физики РАН (Н.Новгород), Институт нормальной физиологии им. П.К. Анохина РАМН (Москва), ЦКБ РАН.

^ Раздел 1Б - Лазерные технологии для визуализации, основанные на применении флуоресцентных белков.

Научная и практическая значимость. Одним из основных направлений молекулярной и клеточной биологии в ближайшие 10-15 лет будет построение количественной модели функционирующей клетки (in silico cell, silico-mouse). При этом основным методом будет визуализация биохимических реакций in vivo. Среди оптических методов важнейшими являются флуоресцентные методы, характеризующиеся высокой чувствительностью и селективностиью. Использование флуоресцирующих белков позволяет маркировать клетки in vivo и изучать их молекулярную организацию - локализацию белков, концентрацию низкомолекулярных метаболитов, рН и ионов металлов (Са, Zn и др.), активность ферментов. Внутриклеточное перемещение белков и белок-белковые взаимодействия в живых клетках могут регистрироваться в реальном времени с миллисекундным временным разрешением.

Задел: Имеются уникальные флуоресцентные белки, структура которых расшифрована, создана база для их широкого использования в качестве маркеров клеточных структур.

Перспективы. До 2010 года может быть разработана технология получения прижизненных двух- и трехмерных флуоресцентных изображений, отображающих молекулярные процессы в нормальных и опухолевых клетках, в мелких лабораторных животных (мыши, крысы и т.д.), а также в колониях бактерий, дрожжей, патогенез вирусов. Основными элементами этой технологии будут различные молекулярные наносенсорные генные конструкции на основе цветных флуоресцирующих белков. Возможно создание различного рода флуоресцентных томографов и двумерных спектрально-флуоресцентных сканеров для работ в области экспериментальной медицины, системной (количественной) биологии животных и растений.

Создание молекулярных имиджей клеток кардинально изменит стратегию создания новых лекарственных препаратов. Молекулярные имиджи лабораторных животных позволят не только усовершенствовать методы разработки и адресной доставки лекарственных препаратов внутри организма, но и значительно ускорить предклинические испытания новых лекарств на мелких лабораторных животных (мыши, крысы).

^ Раздел 1 В. - Лазерные технологии для диагностики, основанные на применении флуоресцентных зондов

Научная и практическая значимость. Одним из наиболее перспективных направлений создания новых физических методов медицинской диагностики является создание технологий, основанных на использовании флуоресцентных методов обнаружения патологически измененных участков макромолекул и клеток. Некоторые зонды сами являются биологически активными веществами, и с их помощью можно произвольно изменять функции мембран и биомакромолекул. Применение флуоресцентных зондов позволяет регистрировать изменения в биоструктурах с пространственным разрешением порядка единиц Ангстрема и временным разрешением в фемто-, пико- и наносекундном диапазоне. Чувствительность методов позволяет зарегистрировать флуоресценцию одиночной флуоресцирующей молекулы и требуют микроколичеств образца. Использование двухфотонного возбуждения зондов позволяет исследовать живые клетки. Методы, основанные на флуоресцентном зондировании, информативны при оценке состояния организма при различных заболеваниях и способны дать информацию, которую невозможно получить иными методами.

Развитие данного направления включает направленный синтез и квантово-механическую характеристику новых зондов, развитие сверхбыстрых (фемто-, пико-, нано-) методов регистрации событий в возбужденном состоянии, и измерения флуоресценции одиночных молекул, адаптацию методов к клиническим условиям. Все эти возможности в настоящее время могут быть реализованы только с помощью лазерных технологий.

Задел: наличие базы фемто-, пико- и наносекундной оптики, опыт применения флуоресцентных зондов для исследования биоструктур, оригинальные зонды, вычислительная база, опыт использования флуоресцентных методов в клинике.

Исполнители: Институт химической физики РАН, Физический институт им. П.Н.Лебедева РАН, Институт кристаллографии РАН.


^ Направление 2. Нанобиофотоника

Использование металлических наночастиц для диагностики (контрастирования) и фототермического воздействия на клетки и ткани (в том числе на раковые клетки с целью фототермической терапии раковых опухолей), применение квантовых точек и наноразмерных флуорофоров в диагностике, разработка методов высокоразрешающей микроскопии, создание наносенсоров, управление биологическими процессами на наноуровне с использованием фемтосекундного излучения.

Научная и практическая значимость – за счет использования уникальных свойств наночастиц создание более точных методов диагностики и развитие прицельных методов воздействия.

Задел: производство наночастиц, соответствующих мировым стандартам, производство и использование наноразмерных флуорофоров, разработка методов изучения физических свойств и стандартизации наночастиц, наличие базы фемтосекундной оптики, технологии соединения наночастиц со специфическими антетелами для их адресной доставки, технологии оптического мониторинга,

Исполнители – Институт биохимии и физиологии растений РАН (Саратов), Институт химической физики РАН (Москва), Институт биохимии им. А.Н.Баха РАН (Москва), Институт биоорганической химии им. М.М.Шемякина и Ю.А.Овчинникова РАН (Москва), ФИАН (Москва), Институт молекулярной биологии РАН (Москва), Центр фотохимии РАН (Москва), Институт прикладной физики РАН (Н.Новгород), Институт кристаллографии им. А. В. Шубникова РАН.


Направление 3. Лазерная медицина.

Развитие методов лазерной хирургии, включая лазерную нанохирургию, разработка сенсибилизаторов и методов фотодинамической терапии, использование высокоинтенсивных лазеров как источников рентгеновского излучения в биомедицине. Разработка теории и усовершенствование методов лазерной и светодиодной фототерапии.

Научная и практическая значимость: развитие эффективных и в то же время щадящих органосохраняющих технологий лечения; в том числе развитие новых источников для рентгеновского излучения и ускоренных частиц позволит значительно оптимизировать базу для лучевой диагностики и лучевой (адронной) терапии.

Использование эффекта избирательного повреждения раковых клеток при облучении светом лазера участков тела больного раком человека привело к бурному развитию метода фотодинамической терапии рака (ФДТ). Создание новых сенсибилизаторов для ФДТ и методов доставки лазерного луча к больным клеткам, а также разработка лазерно-флуоресцентных методов контроля за эффективностью ФДТ позволит увеличить действенность этого терапевтического метода.

Задел: Имеется опыт использования лазеров в практической хирургии (онкология, общая хирургия, травматология и ортопедия, кардиохирургия, оториноларингология, урология, гинекология); разработаны методы модификации хрящей для использования в травматологии и ортопедии, нейрохирургии, оториноларингологии; использования лазерно-информационных технологий в трансплантологии; опыт разработки новых видов фотосенсибилизаторов и источников излучения для ФДТ. В наличии сверхмощные лазерные установки, не имеющие аналогов в мире, которые будут использованы в качестве источников рентгеновского излучения и ускоренных частиц.

Исполнители – Институт проблем лазерных и информационных технологий РАН (Шатура), Институт общей физики РАН (Москва), Институт прикладной физики РАН (Н.Новгород).


4. ИНФОРМАТИКА


1) Временной анализ и сжатие данных в медицинских исследованиях

В настоящее время активно развиваются исследования в области электрических и магнитных измерений сердечной и мозговой активности, создаются банки данных компьютерной и магниторезонансной томографии, электрографии, ангиографии. Все эти данные используются в телемедицине, поэтому задача временного анализа и сжатия этих данных является актуальной. Особенно следует подчеркнуть актуальность совместного анализа электрических и магнитных измерений в кардиографии и энцефалографии. Совместный анализ позволяет более детально рассмотреть электрофизиологические процессы в мозге и сердце, проводить своевременное распознавание патологических изменений с точной пространственной локализацией этих изменений. Для исследования электрических и магнитных сигналов будут использоваться методы теории стохастических дифференциальных уравнений и теории семимартингалов. Учитывая важность передачи кардиографических и энцефалографических данных по каналам связи, а также необходимость создания баз данных этих сигналов особую актуальность приобретает проблема сжатия данных. Еще более актуальна эта задача для передачи и хранения данных в компьютерной и магниторезонансной томографии.

Будут разработаны методы сжатия без потерь и с потерями на основе методов кодирования источников и дискретных вейвлет-преобразований. Разработанные методы позволят существенно снизить объем передаваемой и хранимой информации, необходимой при медицинских исследованиях.

Головной исполнитель: Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН.

^ 2) Разработка математических моделей и информационных технологий медицинской диагностики, прогнозирования, распознавания и анализа биомедицинских данных

Одной из наиболее актуальных и трудных проблем современной медицины являются создание системы ранней диагностики тяжелых заболеваний на преклинической стадии и разработка методов прогнозирования течения заболевания и результатов его лечения. Решение указанных проблем требует автоматизации анализа диагностической информации, автоматизации принятия диагностических, профилактических, терапевтических или оперативных решений в практической медицине, и создания математических моделей течения и прогнозирования лечения для отдельных тяжелых заболеваний (онкология, гематология, болезнь Альцгеймера, заболевания иммунной системы, генетически обусловленные заболевания и др.).

Специфика биомедицинской информации характеризуется очень большими объемами данных, их разнородностью и комплексностью (медицинские изображения, текстовые документы, количественная и мультимедийная информация, сигналы), неполнотой, высоким шумом сигнала и противоречивостью.

Планируемые фундаментальные исследования, посвященные разработке математических моделей и информационных технологий медицинской диагностики, прогнозирования, распознавания и анализа биомедицинских данных будут проводиться совместно с ведущими институтами Отделения биологии РАН, медицинскими НИИ, ЦКБ РАН и другими клиническими учреждениями:

- прогнозирование непосредственных и отдаленных результатов в рамках неоадъювантного лечения сарком костей высокой степени злокачественности (РОНЦ им. Н.Н. Блохина РАМН и ИБХФ им. Н.М.Эммануэля РАН);

- анализ статистики лечения пациентов при камнях чашечек в клинических условиях с целью поиска корреляций между методами лечения мочекаменной болезни и клиническими обследованиями, и разработки методик коррекции лечения (Урологическая клиника Московской медицинской академией им. И.М.Сеченова и Государственная академия тонкой химической технологии им. М.В.Ломоносова);

- анализ эффективности различных видов лечения дегенеративного заболевания позвоночника и выбору оптимального вида лечения (НИИ нейрохирургии им. Н.Н.Бурденко РАМН, Медицинский центр Банка России);

- прогнозирование отдаленных результатов хирургического лечения атеросклероза на основе анализа клинических данных, дискретно-логических методов классификации и мультиалгоритмических композиций (Клиника факультетской хирургии РГМУ);

- дифференциальная диагностика гемобластозов и определение закономерностей опухолевого роста (анализ морфологии опухолевых клеток, на основе автоматизации обработки гистологических и цитологических препаратов) (Гематологический научный центр РАМН, ЦКБ РАН);

- построение модели болезни Альцгеймера (Институт биологии развития РАН им. Н.К.Кольцова).

^ 3) Разработка методов анализа биометрических изображений

Работа направлена на создание новых математических методов анализа биометрических изображений, используемых для локализации объектов и определения их геометрических параметров, необходимых для формирования диагностических признаков. Объектами исследования являются изображения томографических, магнитографических, электрографических сечений и изображения радужной оболочки глаза.

Предлагается новый подход к обнаружению объектов, совмещающий достоинства интегральных методов локализации и методов активных контуров, метод локализации объектов, основанный на использовании дискретизированного преобразования Хоу, метод оптимизация параметров интегрального преобразования в фазовом пространстве с использованием стохастической геометрии.

Будут разработаны методы измерения геометрических параметров пространственных объектов по малому числу наблюдаемых проекций, которые составляют основу фундаментальных научных исследований, проводимых в рамках проекта. Планируется создание медицинской информационной системы в едином информационном пространстве диагностических, биометрических, медицинских данных. Это позволит создать автоматизированные рабочие места для врачей (АРМ хирурга) и автоматизировать работу кабинета медицинской статистики.

Будет разработана компьютерная система реконструкции структуры коронарных сосудов по данным рентгеновской ангиографии, где аналогичные методы используются для реконструкции пространственной сосудистой системы.

Головной исполнитель: Институт систем обработки изображений РАН


^ 5. ЛЕКАРСТВЕННЫЕ ПРЕПАРАТЫ


Основные задачи, связанные с созданием новых лекарственных препаратов в России, вытекают из анализа сложившейся структуры и тенденций отечественного рынка фармакологических препаратов. В 2007 г. объем фармацевтического рынка России в стоимостном выражении составил 298 млрд. руб. (или около 12 млрд. долларов; для сравнения, в США объем каждого из 10-ти наиболее продаваемых препаратов составляет более 10 млрд. долларов). Отечественный фармацевтический рынок продолжает оставаться импорт-ориентированным. По оценкам специалистов, сегодня Россия импортирует 70% потребляемых лекарств, как правило, это препараты-дженерики, т.е. лекарственные вещества, разработанные более 20 лет назад, на которые истек срок действия оригинального патента. Практически отсутствует производство субстанций, предприятия на 95-97% используют для производства готовых лекарственных средств импортные компоненты. По данным департамента экономической безопасности ТПП в России за последние годы не было зарегистрировано ни одного принципиально нового отечественного лекарства, а появление новых лекарственных средств связано с реализацией наработок прошлых лет. Такая огромная диспропорция в долях отечественных и зарубежных лекарственных средствах и возникшая зависимость обеспечения населения от импортных препаратов представляет реальную угрозу национальной безопасности, что явилось основанием для принятия в феврале 2008 г. решения Совета Безопасности о кардинальном изменении политики в области создания отечественных лекарственных средств.

В соответствии с поручением Правительства от 6 марта 2008 г. в настоящее время подготовлена концепция «Стратегии развития фармацевтической промышленности РФ до 2020 года», согласно которой основное внимание и значительные средства в ближайшие годы должны быть направлены на разработку оригинальных отечественных лекарственных препаратов, доля которых к 2020 году на Российском рынке должна составить не менее 50% (или в количественном выражении – 200 инновационных препаратов).

Таким образом, развитие фундаментальной базы создания новых оригинальных отечественных лекарственных средств становится одной из ключевых задачей, стоящей перед институтами РАН.

Основные научные направления в рамках данного раздела связаны с поиском и созданием лекарств для лечения наиболее распространенных и социально-значимых заболеваний, в частности:

- препараты для лечения сердечно-сосудистых заболеваний;

- препараты для лечения онкологических заболеваний;

- препараты для лечения нейродегенеративных заболеваний и неврологических расстройств;

- противовирусные препараты;

- препараты для лечения и предупреждения наиболее распространенных инфекций.

Вместе с тем, для обеспечения эффективного поиска, отбора и испытаний новых оригинальных отечественных лекарственных кандидатов в рамках данной Программы представляется совершенно необходимым решения ряда специальных вопросов, которые могут быть выделены в виде отдельных приоритетных научных проектов.

Важнейшим условием для успешной реализации указанных задач является разработка методов направленного синтеза и повышение эффективности отбора потенциальных лекарственных кандидатов на основе привлечения широкого спектра современных методов скрининга и оптимизации структуры наиболее перспективных соединений.

Конкретные задачи, которые необходимо решить для достижения этих целей:

1) Для обеспечения направленного синтеза биологически активных соединений – потенциальных лекарственных препаратов помимо общей поддержки синтетических исследований необходимо создание мощной информационной базы, обеспечивающей доступ специалистам к дорогостоящим базам данных по имеющимся и разрабатываемым лекарственным препаратам и возможным мишеням их действия, включая патентные базы данных. Стоимость таких услуг для коллективного пользователя может составить до 500 тыс. долларов в год. Стоимость услуг по закупке и использованию стандартных программ для обеспечения виртуального пре-скрининга массивов соединений, синтезируемых в институтах РАН, для коллективного пользователя может составить от 200 до 300 тыс. долларов в год.

2) Ключевым вопросом обеспечения рационального отбора перспективных веществ для дальнейшей передачи на доклинические испытания является создание комплексной системы по скринингу соединений на ключевые биомишени. В настоящее время ни в РАН, ни в других ведомствах такой комплексной системы скрининга нет. Поэтому огромное число синтезируемых в институтах веществ находится вне поля фармакологического скрининга. По самым сдержанны