Устойчивые к лекарствам штаммы туберкулеза исследуют в NLA

По данным ВОЗ, каждый день в мире от туберкулеза умирает почти 4 500 человек, и 30 000 человек заболевают им. В течение последнего десятилетия появление туберкулеза с множественной (мультирезистентной) и широкой лекарственной устойчивостью поставило под угрозу достижения медицины в борьбе с этим заболеванием.

В Назарбаев Университете также активно ведутся исследования по туберкулезу. Ученые пытаются на генном уровне определить факторы, определяющие устойчивость к базовым противотуберкулезным препаратам.  Проведя генотипирование клинических изолятов по определению структуры генетических семейств M.tuberculosis ученые Центра наук о жизни ЧУ «National Laboratory Astana» определили семь основных генотипов штаммов туберкулеза, встречающихся в Казахстане.

— Наиболее распространенным в странах азиатского региона и ассоциирующийся с лекарственной устойчивостью к противотуберкулезным препаратам является вид семейства W-Beijing. Мы выявили, что этот вид преобладает у 60% впервые выявленных больных туберкулезом и 83% ранее лечившихся больных туберкулезом, — сообщил Улан Кожамкулов, ведущий научный сотрудник Лаборатории геномной и персонализированной медицины ЧУ «National Laboratory Astana».

Семейство Beijing (Пекинский) чаще встречается в азиатских странах, хотя сегодня его можно найти в любой части света, и преобладает у молодых людей. Впервые штаммы семейства Beijing были определены во время вспышки мультирезистентного туберкулеза в 1990-х годах в Нью-Йорке (США). В 1995 году изоляты M. tuberculosis с такими же характеристиками были найдены в г.Пекине (Китай), и эта группа была названа Пекинская «Beijing», поскольку именно в Пекине 92% всех изолятов принадлежало к этому семейству. Среди европейских стран штаммы W-Beijing в основном распространены в странах Восточной Европы и бывшего СССР.

Исследователи NLA провели сравнительный биоинформатический анализ полных геномов между клиническими штаммами M.tuberculosis, чувствительными к противотуберкулезным препаратам, мультирезистентными и штаммами с широкой лекарственной устойчивостью.  В результате у лекарственно-устойчивых штаммов обнаружено 4 общих генетических локуса (гены семейства PE_PPE), в то время как у лекарственно-чувствительных эти гены отсутствуют. Ученые Назарбаев Университета полагают, что именно эти гены могут ухудшать течение заболевания, способствуя инфицированию организма лекарственно-устойчивыми штаммами туберкулеза. 

Теперь ученые хотят сравнить полученные результаты выявленных геномов лекарственно-устойчивых казахстанских штаммов с международными базами данных. Это позволит лучше понять механизмы возникновения устойчивости возбудителей туберкулеза к лекарственным препаратам и будет способствовать разработке улучшенной диагностики туберкулеза, вакцин и новых противотуберкулезных препаратов.

NLA  и компания ZALMA организовали Thermo Fisher Scientific Demo Day

Вчера National Laboratory Astana и компания ZALMA Ltd.  провели Thermo Fisher Scientific Demo Day,  в рамках которого состоялся семинар и выставка оборудования компании.  

Исследователи NLA  имели возможность проверить лабораторные образцы на оборудовании Thermo Fisher Scientific, посмотреть изображения и проанализировать данные с вестерн-блотов и гелей, а также измерить концентрации ДНК, РНК и белков своих лабораторных образцов.   

Thermo Fisher Scientific - это ведущий производитель лабораторного оборудования  и расходных материалов для диагностики и научных исследований в различных областях биологии, медицины и промышленности с оборотом более 24 млрд. долларов и персоналом  свыше 70 000 человек. Компания является признанным лидером исследований в области life science и в решении сложных аналитических задач в диагностике.

Юбилейная конференция, посвященная 10-летию Центра наук о жизни, состоится в мае 2020 года

20 мая 2020 года в NLA пройдет международная конференция, посвященная 10-летию Центра наук о жизни, "Modern challenges for biomedical sciences: from bench to bedside". Трехдневная конференция соберет исследователей из ведущих университетов ближнего и дальнего зарубежья, в том числе Великобритании, России, Китая, Японии, США, Южной Кореи и Германии, топ-менеджмента образовательных учреждений, представителей правительства РК и других.  Цель конференции - создание площадки для интеграции, диалога и обсуждения передовых достижений в области геронтологии, биоинженерии и регенеративной медицины, биоинформатики и системной биологии, микробиома и метаболома.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      

Обнаружены новые генетические мутации, вызывающие внезапную сердечную смерть у человека

Ученые NLA открыли новые генетические факторы в развитии внезапной сердечной смерти у человека. Данное открытие поможет лучше понять природу сердечных заболеваний и предупредить риски у здоровых людей. Результаты уникального исследования опубликованы в рецензируемом научном журнале Plos One.  

По данным ученых-кардиологов США, внезапная сердечная смерть является причиной каждой четвертой в мире человеческой смерти по естественным причинам.  Внезапная сердечная смерть имеет два основных сценария: пароксизмальные желудочковые тахикардии сердца, внезапно возникающий и внезапно прекращающийся приступ сердцебиения с частотой 150—300 ударов в минуту, или фибрилляции желудочков, отсутствие координированного сокращения желудочков. ^[1] Следует отметить, что фибрилляция желудочков и переходящая в нее желудочковая тахикардия являются наиболее частой причиной смерти в течение первых часов после возникновения острого инфаркта.

Анализ данных электрокардиограмм показывает, что в 83.5% случаев в момент внезапной сердечной смерти у умерших возникали желудочковые аритмии или реже брадикардии, переходящие в асистолию сердца. А примерно от 5 до 12% случаев внезапной смерти происходят у ранее бессимптомных, казалось бы, здоровых людей, без каких-либо симптомов. Исходя из этих данных, ученые убеждены в том, что желудочковые нарушения ритма сердца ассоциируются с высокой вероятностью развития фатальных аритмий или с так называемой внезапной аритмической смертью.

— Генетически обусловленные заболевания или каналопатии связаны с нарушением потоков ионов калия или кальция в мышечных клетках сердца. Они также являются основной причиной сердечной недостаточности и внезапной сердечной смерти во всем мире, — говорит Айнур Акильжанова, доктор медицинских наук, заведующая Лабораторией геномной и персонализированной медицины в National Laboratory Astana.

Влияют ли генетические мутации на внезапную сердечную смерть? Каким образом моделируется генетический фон, и какова роль негенетических факторов, таких как образ жизни, факторы окружающей среды и т.д. на развитие сердечных заболеваний? На эти вопросы попытались ответить ученые-генетики NLA в своем недавнем исследовании. Ученые исследовали мутации гена рианодинового рецептора-2 (RYR2), который является одним из ключевых игроков, влияющих на отток кальция из саркоплазматического ретикулума (примечание — мембранная органелла мышечных клеток, схожая с эндоплазматическим ретикулумом других клеток, главной функцией которого является запасание ионов кальция (Ca²⁺)) в цитоплазму. Мутации в этом гене и являются причиной развития катехоламинергической полиморфной желудочковой тахикардии (CPVT1).

В рамках проекта ученые исследовали генетические мутации гена RYR2 в ДНК 70 казахстанских пациентов с различными вариантами желудочковой тахикардии, а также членов их семей. Ученым Назарбаев Университета удалось открыть два новых ранее неизвестных генетических варианта, способных влиять на развитие желудочковой тахикардии, а также ранее известную генетическую мутацию, связанную с аритмогенной дисплазией правого желудочка 2-го типа (ARVD2).

Кроме того, ученые оценили клиническую значимость новых редких генетических факторов в развитии аритмии у казахстанских пациентов с диагностированной желудочковой тахикардией и их клинически/фенотипически здоровых членов семьи. Эти результаты позволят оценить риски развития сердечной патологии и внезапной сердечной смерти в Казахстане и разработать мероприятия по их профилактике.

Доктор Акильжанова отметила, что до 2000 г. в мире при лечении CPVT генетический подход не применялся. В 2001 году была впервые доказана роль мутаций гена сердечного рианодинового рецептора RYR2 в развитии CPVT1. В связи с тем, что катехоламинергическая полиморфная желудочковая тахикардия может стать причиной внезапной смерти среди детей и взрослых, Общество сердечного ритма и Европейской ассоциация сердечного ритма рекомендуют проводить раннее генетическое тестирование членов семьи. Ученые Назарбаев Университета подчеркивают, что клиническое наблюдение за пациентами-носителями генетических факторов будет способствовать пониманию дальнейших факторов риска и их влияния на развитие сердечных заболеваний.

^[1] Человеческое сердце состоит из четырех отдельных полостей – камер. Своеобразную роль насосов в сердце выполняют предсердия (левое и правое) и желудочки.

От мусора до альтернативного топлива: как организовать переработку отходов в Астане?

Ученые NLA пришли к выводу, что 30% твердо-бытовых отходов в столице подлежит вторичной переработке, и 10% можно извлечь в качестве топлива для энергетических нужд города. Такие данные исследовательская группа получила в ходе поиска возможностей получения энергетического топлива из твердо-бытовых отходов (ТБО) на базе полигона ТБО в Астане.

«Идея заключалась в том, чтобы частично утилизировать ТБО, которые мы сами выделяем ежедневно, и посмотреть варианты его использования для коммунальных нужд города. Если конкретно, для производства тепловой энергии в отопительный сезон», – отметил руководитель проекта, PhD Ербол Сарбасов.

 В ходе экспериментального процесса образцы обработанного топлива совместно сжигались в установке с псевдосжиженным слоем для изучения параметров горения при наличии угля и без него.

Исследовательская группа Назарбаев Университета, куда вошли сотрудники Лаборатории зеленой энергетики и окружающей среды National Laboratory Astana и Школы инженерии пришли к выводу, что сухой горючий остаток из ТБО можно утилизировать двумя способами: методом пиролиза для получения синтетического газа или совместным сжиганием в топках с кипящим слоем. Второй способ будет более эффективен для применения в малых районных котельных Астаны.

Ученые отмечают, что состав мусора различается, в зависимости от района вывоза. Они настроены крайне оптимистично, подчеркивая, что утилизация ТБО в Астане положительно скажется на экологической ситуации в городе, а также поможет увеличить сроки службы санитарных полигонов для захоронения твердо-бытовых отходов.

Ученые NLA исследуют влияние качества микробиома человека на развитие возрастной деменции

Болезнь Альцгеймера (БА) - это хроническое прогрессирующее нейродегенеративное заболевание, сопровождающееся потерей памяти, драматическими изменениями характера и поведения, а на поздних стадиях невозможностью осуществлять нормальную ежедневную жизнедеятельность. Ученые Назарбаев Университета начали исследование состава кишечного микробиома пациентов с диагнозом БА. Подобные исследования также проводятся в США и Китае.

— В рамках исследования мы собрали для сравнения образцы кишечной флоры пожилых людей, страдающих и не страдающих БА. Исследовательской группой ученых мы ищем корреляцию состава кишечной микрофлоры с БА, как потенциального маркёра ранней диагностики этой болезни, — сообщает Шолпан Аскарова, ведущий научный сотрудник и руководитель Лаборатории Биоинженерии и регенеративной медицины  National Laboratory Astana.

До недавнего времени считалось, что кишечный микробиом участвует в процессах, протекающих исключительно в кишечнике, например таких, как ферментация углеводов, синтез витаминов, метаболизм ксенобиотиков, и выступает барьером для патологических бактерий. Тем не менее, за последние 15 лет функции кишечного микробиома были пересмотрены, была обнаружена прямая взаимосвязь между плотностью и видовым составом кишечной микрофлоры и развитием ряда патологий, таких как диабет, ожирение, сердечно-сосудистые заболевания, которые, в свою очередь, являются известными факторами риска развития БА.

— Определенно, возраст, образ жизни, рацион питания, а также регион проживания играют большую роль в составе кишечной микрофлоры, — комментирует Алмагуль Кушугулова, ведущий научный сотрудник и руководитель Лаборатории микробиома человека и долголетия National Laboratory Astana.

Данные, полученные при изучении лабораторных животных, свидетельствуют о том, что бактерии, заселяющие кишечник, могут оказывать негативное воздействие на функции нервных клеток и способствовать развитию БА. Эти выводы подтверждаются клиническими исследованиями, проведенными в Медицинском университете Chongqing (Китай) и Научно-Исследовательском центре по изучению болезни Альцгеймера (Wisconsin Alzheimer’s disease Research Center, США).

Согласно прогнозам ВОЗ, уровень заболеваемости возрастной деменции ухудшается с каждым годом, и к 2050 году количество больных увеличится в три раза. БА поражает примерно 10% людей в возрасте 65-75 лет и 32% пожилых людей в возрасте 80 лет и старше. В Казахстане в настоящий момент нет точных данных по количеству пожилых людей, страдающих деменцией. Однако, опираясь на данные мировой статистики и учитывая численность населения Казахстана, можно предположить, что в нашей стране не менее 200 000 человек преклонного возраста могут страдать возрастной деменцией. 

В NLA запустили новую систему для геномных исследований и решения задач биоинформатики

Первую в Казахстане высокопроизводительную биоинформатическую вычислительную платформу для «больших геномных данных» и решения задач в области биоинформатики запустили ученые  Центра наук о жизни NLA.

— Наличие Q-Symphony или “Qazaq symphony of bioinformatics”, а также установленные и оптимизированные биоинформатические методы позволяют нам успешно проводить анализ масштабных геномных данных человека и выявлять структурные геномные варианты, проводить сложный сравнительный и популяционный анализ. Если ранее на обработку одной вычислительной задачи требовалось два месяца, то теперь с Q-Symphony на этот процесс уходит до семи дней! — комментирует Улыкбек Каиров, ведущий научный сотрудник, руководитель Лаборатории Биоинформатики и Системной Биологии, Центра Наук о Жизни NLA.

Для ученых, данные полученные с помощью Q-Symphony, в первую очередь, могут служить основой и фундаментом для создания референсной базы данных геномных вариантов казахстанцев, а также дальнейшего изучения и сравнительного популяционного анализа геномных вариантов с описанными в научной литературе. Это в свою очередь позволит более эффективно применять данные референсной базы геномных вариантов в биомедицинской практике для оценки новых генетических вариантов у здоровых индивидуумов и пациентов с патологиями в казахской популяции.

Кроме того, эти данные могут быть использованы в медицине – для уточнения диагноза пациента с неясной этиологией, ассоциированного с генетикой человека, а в персонализированной медицине – для выявления генетических предрасположенностей и предупреждения возможных рисков развития патологий, а также оценки эффективности лекарственного препарата в зависимости от генетических особенностей. В медицине известно, что разные заболевания могут протекать по-разному, равно как и лекарственные препараты оказывают разное влияние в зависимости от геномных особенностей популяции.

Система Q-Symphony состоит из четырех основных узлов: узел входа или управления, узел памяти, сеть вычислительных узлов, объединенных в один и узел хранения. Все узлы объединены высокоскоростной сетью обмена данных Infiniband производительностью 100Гб/сек. Суммарные мощности вычислительных узлов: 172 ядра, 3072 Гб оперативной памяти и 198 Тб хранилища данных.

В Q-Symphony используется специальная система кеширования данных, объёмом 3.2ТБ, что позволяет ускорить ввод-вывод данных при прохождении отдельных задач. Затем данные автоматически перемещаются на обычные дисковые накопители. А система мониторинга обеспечивает удобное прозрачное отображение загрузки ресурсов и выполнения задач в 3D режиме визуализации.

Метабиотик «Саумал» запущен в производство

Сегодня в Осакаровском районе Карагандинской области состоится открытие предприятия по производству метабиотика на основе саумала. Проект является уникальной разработкой учёных National Laboratory Astana и реализуется в партнёрстве с частным бизнесом.

Метабиотик изготовливается на основе уникального казахстанского штамма молочнокислых бактерий Lactobacillus rhamnosus CLS 17. Комплексный метабиотический продукт осуществляет коррекцию микрофлоры путем стимулирования роста собственной полезной симбионтной флоры, а включение в продукт кобыльего молока (саумал) расширяет спектр его применения, что обеспечивает продукцию конкурентным преимуществом в сравнении с аналогами. Метабиотик станет эффективным продуктом для терапии метаболических нарушений.

Проект реализуется в партнёрстве между учёными Центра наук о жизни National Laboratory Astana и частной компанией ТОО «Торговый дом «SAUMAL». Проект реализуется за счёт средств гранта АО «Фонд науки» в рамках коммерциализации РННТД.

В открытии предприятия примут участие руководитель проекта старший научный сотрудник NLA Самат Кожахметов, директор ТОО «SaumalBioTech» Галымжан Мейрамбеков, председатель правления АО «Фонд науки» Ануарбек Султангазин, исполнительный директор National Laboratory Astana Алия Казиева  и и.о. директора Центра наук о жизни Алмагуль Кушугулова.

Международная конференция корпоративного фонда «University Medical Center»: Становление академического медицинского центра

Вчера в Астане состоялась международная конференция «Академический медицинский центр: Вызовы трансформации и перспективы развития», организованная корпоративным фондом «University Medical Center» (UMC). Она посвящена 10-летию Республиканского диагностического центра (РДЦ) и Национального научного центра онкологии и трансплантологии (ННЦОТ).  

За свои заслуги и достижения в работе медицинские работники UMC награждены нагрудными знаками «Денсаулық сақтау ісінің үздігі», «Денсаулық сақтау ісіне қосқан үлесі үшін», Почетными грамотами и Благодарственными письмами Министерства здравоохранения РК и АОО «Назарбаев университет».

В рамках конференции организованы секции, где зарубежные и отечественные специалисты обсудили актуальные проблемы хирургии и трансплантации органов, современные технологиии в ядерной медицине, анестезиологии, интенсивной терапии и онкогематологии, а также обменялись мнениями о достижениях в диагностике и лечении тяжелых аллергических синдромов. По итогам международной конференции была принята резолюция, в которой отмечен положительный 10-летний опыт и достижения РДЦ и ННЦОТ. Намечены перспективы развития UMC в качестве передового академического медицинского центра, где будет оказываться медицинская помощь высокого уровня с учетом синергии научно-исследовательской, образовательной и клинической деятельностей.   

На сегодняшний день в состав UMC входят 4 ведущих медицинских центра страны и 1 филиал в городе Кызылорда: Национальный научный центр материнства и детства, Национальный центр детской реабилитации, Республиканский диагностический центр, Национальный научный центр онкологии и трансплантологии, Кызылординский филиал КФ «UMC».

Запуск мощного импульсного ионного ускорителя INURA в Назарбаев Университете

Проект, в рамках которого разработан ускоритель INURA, выполняется научно-исследовательской группой Назарбаев Университета под руководством Др. Каната Байгарина и профессора Школы наук и технологий НУ Александра Тихонова, ответственным исполнителем проекта является старший научный сотрудник National Laboratory Astana Марат Кайканов. Ускоритель спроектирован и создан в сотрудничестве с НЛЛБ (Национальная лаборатория Лоуренса в Беркли, США) и ТПУ (Томский политехнический университет, Россия).

INURA – импульсный сильноточный ионный ускоритель, генерирующий ионный пучок (протоны и ионы углерода) с током порядка 10 000 Ампер, длительностью 80 нс (наносекунд) и энергией до 400 000 эВ.

Ускоритель INURA является многоцелевым исследовательским комплексом, разработанным для проведения широкого спектра фундаментальных и прикладных исследований. В частности, формируемый ускорителем ионный пучок является уникальным и эффективным инструментом для структурной модификации различных твердотельных, в том числе, нано- материалов. Кроме того, ускоритель INURA позволит получать новые научные результаты в таких областях, как физика мощных ионных пучков и физика плазмы. В перспективе на базе ускорителе INURA будут разработаны технологии, привлекательные для промышленности: упрочнение и увеличение износостойкости материалов, синтез нанопорошков, применение в области био-технологий.

Несмотря на то, что ускоритель INURA совсем недавно запущен в НУ (в середине прошлого месяца), заинтересованность в его использовании и проведении совместных исследовательских работ выражают многие научные группы Назарбаев Университета, а также Казахстанских и зарубежных научно-исследовательских центров. Следует особо отметить, что уже сейчас научно-исследовательской группой, разработавшей ускоритель, выполняются финансируемые проекты, посвященные применению импульсных пучков для модификации прозрачных проводящих покрытий, синтеза нанопорошков, структурной модификации наноматериалов, а также исследования зарядовой нейтрализации пучков наносекундной длительности в объемной плазме.