РАЗРАБОТКА И ПРОИЗВОДСТВО БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОДУКТОВ 1. Что такое биотехнология? 2. Организация микробиологических процессов в биотехнологии и методы получения бактериальных препаратов. 3. Генная инженерия в промышленной биотехнологии фармацевтических препаратов. 4. Иммунобиотехнология лекарственных средств. 5. Принципы организации производства лекарственных средств. 6. Проблемы устойчивого развития общества.
Сформированы глобальные цели этой жизненно необходимой области деятельности человечества. Это здоровье, экология, получение продуктов питания, энергетика, техника, технология и освоение космического пространства. Все эти направления не обособлены, они тесно связаны друг с другом.
Несмотря на все успехи современной науки и техники, в настоящее время производство продуктов потребления в сравнении с природными процессами остается крайне несовершенным. По самым оптимистическим оценкам, выход полезного продукта из сырья, изымаемого из природы, не превышает 1%. Это означает, что на 1 кг полезного продукта мы возвращаем в окружающую среду 99 кг вещества в виде отходов. Удовлетворение потребностей более 7 млрд человек ведет к такому огромному количеству отходов, которое природа не в состоянии ассимилировать. В первую очередь, вероятно, это относится к углекислому газу – главному побочному продукту современного транспорта и энергетики. Нарушение его баланса в природе ведет к тому, что в результате деятельности человека происходит истощение озонового слоя в стратосфере, защищающего жизнь на Земле от жесткого ультрафиолетового излучения. Сокращение биоразнообразия – потеря генетического банка планеты, самого большого богатства Земли.
Фактически на планете функционирует потребительское общество, в котором удов- летворение сиюминутных желаний определяет его развитие на долгосрочный пе- риод. Условием устойчивого развития общества должно быть его осуществление в пре- делах несущей емкости биосферы, в пределах её самовосстановления. Устойчиво- му развитию нет альтернативы. По существу речь идет о формировании нового нравственного идеала человека, меняющего свои потребности на добровольной основе и принимающего на себя всю полноту ответственности за условия жизни других людей и всех видов живого вещества на Земле. Главное содержание модели устойчивого развития состоит в необходимости гармонизации отношений человека, общества и природы,их согласованных изменений, коэволюции (принципа гармоничного совместного развития природы и общества). Это должно привести не только к улучшению качества жизни людей, но и к сохранению биоразнообразия в природе. История развития этой идеи началась в 1972 г с работ Римского клуба (Донелла Медоуз, Дениса Медоуз и Йорген Рандерса «Пределы роста»). В 1983 году ООН создала специальную комиссию (под председательством Гро Харлем Брундтланд), работа которой завершилась представлением в 1987 г. доклада «Наше общее будущее», изложившего концепцию устойчивого развития, модель улучшения жизни текущего поколения, не лишая таких же возможностей последующие поколения.
Новосибирский государственный аграрный университет Кафедра устойчивого развития и информационно-консультационного обеспечения сельских территорий Ю.И.Рыбаков Концептуальные основы разработки региональных и муниципальных программ устойчивого развития сельск их территорий Новосибирск 201 2
В среднем в РФ – 8 чел на 1 кв. км В г.Новосибирске – 1200, в сельских районах НСО – 3,8 чел. на 1 кв. км, В среднем по области - 15 чел на 1 кв. км.
Субъекты сельскохозяйственного производства, согласно переписи 2006г. в НСО Садоводческие общества 1207-всего 1178-действует 97,6% Подсобные хозяйства НСХО 191-всего 166-действует 86,9%
Сельское население НСО, тыс. чел. Количество работающих убывает в 2 раза быстрее, чем сельское население в целом. 2001г. – 718 тыс.чел 2008г. – 647 тыс.чел
Борьба с бедностью Развитие человека Чистота ОС Природные ресурсы Биологическое разнообразие Способность к восстановлению Мобилизация внутреннего потенциала территории Повышение благосостояния
Лес – богатство, кладовая полезных благ РФ-83,5млрд, НСО – 500млн. м3. 25% мировых запасов. ВВП-2,5%, Экспорт – 3,7%. СХУ в РФ-220,5 млн.га 9% от мира, НСО – 6,3 млн.га, РФ -1/15 мир.запасов. Площадь озер НСО – 530тыс.га Доля мировых запасов РФ: уголь -1/2, нефть и газ – 1/3, железные руды – 2/5, калий – 2/5, фосфор – 1/4. 2010г. сгорело 90 млн. куб – 2 млн. га Не используется 40 млн. га Потребление рыбы 40% от нормы Ресурсное проклятие
Производственно-экономические (хаос рынка, нет плана, нет мотивации) Социально-экономические (незанятость, низкие доходы, обезлюдивание, разрушение социальной инфраструктуры, дифференциа-ция развития) Экологические (мусор, сокращение и загряз-нение природно-ресурсного потенциала, нерациональное использование) Политико-институциональные ( разрушение культурного уровня, низкая гражданская активность и ответственность, декларатив-ность МСУ)
Концепция УРСТ РФ на период до 2020г. Расп. Пр-ва РФ от 30.11.11 №2136-р) ФЦП «Социальное развитие села до 2013г. Пост. Пр-ва от 03.12.02 №858 ФЦП «УРСТ на 2014-2017 и до 2020г» ГП развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2008-2012гг., на 2013 – 2020гг. Порядок разработки ГП – Пост. Пр-ва РФ от 02.08.10 №588 МУ по разработке и реализации ГП РФ – приказ МЭР от 22.12.10 №670
Планирование – деятельность, результатом которой является план. Включает целеполагание, прогнозирование, планирование. План – система заранее принятых решений, отвечающих на вопросы кто, что и когда будет делать. Партисипативность – соучастие работников (населения) в управлении. Местное самоуправление – форма осуществления народом своей власти, деятельность населения по решению вопросов местной жизни, способ децентрализации управления, право и реальная способность управлять делами государства на местах. Природа понятий партисипативности и местного самоуправления одна и та же.
1. Планирование – важнейшая функция управления, предопределяющая все другие виды действий. 2. Партисипативность (соучастие в управлении) выступает активным мотиватором деятельности, повышающей ее эффективность. 3. Из ряда проблем развития местного самоуправления в РФ (невосприятие идеи, финансовая несостоятельность, низкий уровень квалификации кадров) проблема невовлеченности населения в МСУ (т.е., проблема партисипативности) является ключевой.
Развитие местного самоуправления – основополагающий фактор устойчивого развития сельских территорий Принципиально важны: системность, комплексность, целенаправленность, учет специфики территорий Ресурсное обеспечение должно быть соразмерно поставленным задачам
1. Создание безотходной технологии; 2. Разработка биоэнергетики; 3. Создание биотехнологических препаратов эффективной защиты организма; 4. Органическое производство продуктов питания.
КОМПЛЕКС ЛЕЧЕБНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ БАВ ДЛЯ МЕДИЦИНЫ И ВЕТЕРИНАРИИ Институт Медицинской Биотехнологии ( ИМБТ ) ФГУН ГНЦ ВБ “ ВЕКТОР ” Авторы: Аликин Ю. С., Даниленко Е.Д., Лебедев Л.Р., Подгорный В.Ф. 633010, Бердск -10, а/я 112, Новосибирская обл., Россия E.mail: alikiny@mail.ru
Актуальными остаются вопросы оптимизации эпидемического надзора, разработки эффективных средств специфической и неспецифической профилактики, иммунокоррекции наиболее острых с позиций социальной значимости инфекций (воздушно-капельные: грипп, ОРВИ; вирусные гепатиты, СПИД, госпитальные, кишечные, туберкулез, природно-очаговые, передающиеся половым путем и др.). Статистические данные По данным ВОЗ на долю инфекционных болезней приходится 24,7% всех смертей в мире, в развивающихся странах до 45%, у детей – 63%. Антитела к ВПГ 1 и ВПГ-2 обнаруживаются у 85-90% населения после 30 лет. Грипп и ОРВИ составляют 90 – 95 % в структуре инфекционной патологии Выплаты по нетрудоспособности из-за гриппа и ОРВИ составляют 18 млрд. руб. Смертность от хронических соматических заболеваний в период эпидсезона по гриппу возрастает до 30 случаев на 100 тысяч человек. Особую группу риска представляют больные сердечно-сосудистыми заболеваниями различного возраста
Система защиты организма от инфекционных заболеваний человека и животных (особенно противовирусная) эволюционно сформировалась как многокомпонентная структура, важными элементами которой являются: распознавание антигена (компоненты клеток микроорганизмов – белки, вирусов – РНК, ДНК); система цитокинов – интерфероны, интерлейкины и другие иммунорегуляторные белки и факторы; а также эффекторные механизмы с участием ферментов, разрушающих компоненты антигена. Эти представления послужили основой для создания методами биотехнологии противоинфекционных и иммуномодулирующих препаратов БАВ для медицины и ветеринарии.
МЕДИЦИНСКИЕ ПРЕПАРАТЫ РИДОСТИН РИДОСТИН-МАЗЬ ПРОФЕЗИМ ПРОФЕЗИМ-МАЗЬ НЕЙТРОСТИМ АЛЬНОРИН
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОТИВОИНФЕКЦИОННЫЕ ПРЕПАРАТЫ (ДЛЯ ПРОФИЛАКТИКИ И ЛЕЧЕНИЯ) ИММУНОАДЪЮВАНТЫ (ДЛЯ УСИЛЕНИЯ ДЕЙСТВИЯ ВАКЦИН) ПРОТИВООПУХОЛЕВЫЕ ПРЕПАРАТЫ ИММУНОКОРРЕКТОЫ (ДЛЯ КОРРЕКЦИИ ИММУНОДЕФИЦИТОВ)
ВЕТЕРИНАРНЫЕ ПРЕПАРАТЫ ЭНДОГЛЮКИН ВЕСТИН ПОЛИРИБОНАТ ПРОВЕСТ ПРОФЕЗИМ ПРОФЕЗИМ-МАЗЬ ФНО-АЛЬФА СУБАЛИН СУБАЛИН-ФОРТЕ
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ Животноводство, Свиноводство, Птицеводство, Рыбоводство, Пчеловодство Экологически чистые продукты питания ПРОТИВОИНФЕКЦИОННЫЕ ПРЕПАРАТЫ (ДЛЯ ПРОФИЛАКТИКИ И ЛЕЧЕНИЯ) ИММУНОКОРРЕКТОЫ (ДЛЯ КОРРЕКЦИИ ИММУНОДЕФИЦИТОВ) ИММУНОАДЪЮВАНТЫ (ДЛЯ УСИЛЕНИЯ ДЕЙСТВИЯ ВАКЦИН) ПРОТИВООПУХОЛЕВЫЕ ПРЕПАРАТЫ
Клетки, производящие воспалительные медиаторы NK клетки Фагоцитирующие Клетки ГУМОРАЛЬНЫЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ КЛЕТОЧНЫЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ Белки комплемента Простагландины Цитокины и гормоны (IFN a/b, Глюкокортикоиды и др.) Уничтожение вирус-инфицированных клеток и свободных от клеток вирусов СИСТЕМА НЕСПЕЦИФИЧЕСКОЙ РЕЗИСТЕНТНОСТИ
Роль рибонуклеиновых кислот Активация врожденного иммунитета – способ создания повышенной противоифекционной устойчивости; Концепция об универсальной роли РНК в формировании противоинфекционной устойчивости: - широкий спектр противоинфекционных свойств (микроорганизмы, хламидии и вирусы); - отсутствие видоспецифичности - противоинфекционные эффекты препаратов на основе РНК наблюдаются у различных видов позвоночных: мышей, крыс, кроликов, собак, свиней, крупного рогатого скота, обезьян, человека, птиц, рыб и даже у растений; - стимуляция фагоцитоза и ген-индуцирующей активности синтеза цитокинов и лимфокинов при разных способах поступления в организм; механизм осуществления противоинфекционных эффектов РНК реализуется через Toll-like рецепторы; - эти эффекты, по-видимому, связаны с тем, что в эволюции макроорганизм сталкивался (и сталкивается) с вирусами, содержащими одно- и двуспиральные РНК; на основе двуспиральных РНК созданы противовирусные препараты Ридостин (Вестин), на основе однонитевых РНК – препарат Полирибонат (иммуномодулятор)
Мыши Морские свинки Рыбы Птица Поросята Собака Телята 1. ALPHAVIRIDAE Venezuelan equine encephalomyelitis(10-50%) Eastern equine encephalomyelitis(60-75%) Western equine encephalomyelitis(25-63%) 2. FLAVIVIRIDAE Tick-born encephalitis (30-60%) 3. RHABDOVIRIDAE Rabies (30%) 4. ORTHOMYXOVIRIDAE Influenza (23-83%) 5. PICORNAVIRIDAE Encephalomyo- carditis (20-56%) 1. RHABDOVIRIDAE Spring viremia of carps (78-100%) ORTHOMYXOVIRIDAE Grippus avium (65-72%) 1. CORONAVIRIDAE Transmissible gastroenteritis (40%) 2. REOVIRIDAE rotovirus (57%) 1. PARAMYXOVIRIDAE Pestis canum (70-95%) 2.PARVOVIRIDAE Parvoviral enteritis 75-80%) PICORNAVIRIDAE Bovine rhinotracheitis virus (57%) 1. FILOVIRIDAE Marburg virus (20%) 2. ALPHAVIRIDAE Venezuelan equine encephalomylitis (29%) 3. HERPESVIRIDAE Herpes genitalis (70%) Экспериментальное изучение противовирусной активности Ридостина (Вестина)
Динамика накопления интерферона в сыворотке крови мышей при разных путях введения дсРНК 1 -внутрибрюшинное; 2 - подкожное; 3 - внутривенное; 4 - внутримышечное.
Вид патологии Способ применения Вирусные инфекции Грипп и ОРВИ Профилактика и лечение Герпес (простой, генитальный, опоясывающий) Лечение Цитомегаловирусная инфекция Лечение Клещевой энцефалит Профилактика и лечение Бактериальные инфекции Хламидиоз (урогенитальный, офтальмо) Лечение Неинфекционная патология Сахарный диабет Иммуномодуляция Рассеянный склероз Иммуномодуляция
Регистрационный No 95/43/5 Индуктор интерферона на основе дсРНК Saccharomyces cerevisiae Лечение и профилактика инфекционных болезней, вызываемых некоторыми вирусами и хламидиями ( herpes simplex, herpes genitalis, herpes zoster, influenza) Иммунокорректор Не имеет побочных эффектов Патент РФ № 208321, Торговый знак «Ридостин» №152333, №152332 Длительность гриппа, ОРВИ и клинических проявлений заболевания у пациентов Группа пациентов Длительность заболевания, дн. Длительность клинических проявлений, дн. температура (°C) Головная боль Катаральные явления Ридостин 6,1 0,5* 1,5 0,5* 2,0 0,5* 3,5 0,5* Общепринятое лечение 10,8 0,6 4,1 0,2 5,3 0,5 10,4 0,5 РИДОСТИН. Клинические исследования
Ридостин мазь Регистрационный No 000295/01-2001 Применение для профилактики и лечения : ОРВИ, грипп урогенитальные инфекционные заболевания ( герпес, хламидиоз) и хламидийные конъюнктивиты. Группа пациентов % заболевших, профилактика Длительность заболевания и клинических признаков, лечение, дн. температура (°C) Головная боль Катаральные явления Длительность болезни Ридостинмазь 3,6 1,8 0,3 3,9 0,7 5,1 0,6 5,6 0,5 Контроль 24,7 5,1 0,3 5,3 0,7 9,1 0,4 8,6 0,8 Эффективность применения мази ридостина Заключение: Ридостин и ридостин мазь являются средствами профилактики и лечения гриппа и ОРВИ
Действующее начало. Натриевая соль высокополимерной рибонуклеиновой кислоты (впРНК) из дрожжей S.cerevisiae Физико-химические свойства. Суммарный препарат РНК с молекулярной массой 10(4)-10(6) дальтон, хорошо растворим в воде, слабых водно-солевых растворах; фосфорно-эфирная связь легко гидролизуется в сильнокислой (рН ≤2) и сильнощелочной (рН > 12) средах. Токсикологические характеристики. Препарат относится к классу практически нетоксичных соединений ( IV класс малоопасных веществ по ГОСТ 12.1.007-76). При внутрижелудочном введении препарат впРНК не оказывает выраженного влияния на прирост массы тела, гематологические показатели, не оказывает пирогенного действия. Препарат не обладает кожно-резорбтивным действием, аллергизирующими свойствами, в организме не кумулируется. . Лекарственная форма – инъекционный препарат
Влияние полирибоната (500 мг/кг, в/бр, за 1 ч до облучения) на выживаемость мышей, подвергнутых летальному облучению (800 Р)
Динамика накопления интерферона в сыворотке крови кроликов после внутривенного введения ридостина в дозе 1 мг/кг
■ ■ опыт контроль Динамика накопления интерферона у поросят после в/м введения вестина
Продукция интерферона, индуцированного двуспиральной РНК у карпа ● Контроль ■ дсРНК Дни после инъекции дсРНК ИНФ-подобная активность (ед./мл)
Изучение иммуноадъювантных свойств препаратов природных РНК
Генетическое разнообразие популяции микобактерий туберкулеза в России: Более 20 генетических семейств (более 80 генетичнских вариантов по методу сполиготипирования)
Технологические стресс - факторы, действующие на птицу в 16-недельный период проведения опытов с пробиотиками и иммуномодуляторами Стресс-факторы Время воздействия фактора (дни/недели) 1. Вакцинация против болезни Марека (БМ), в/м 1/1 2. Дебикация (механическая обрезка клювов) 5-7 / 1 3. Вакцинация против инфекционной бурсальной болезни (ИББ), спрей 14 /2 4. Вакцинация против болезни Ньюкасла (БН) и против инфекционного бронхита кур (ИБК), спрей 20 / 3 5. Рассадка птицы по весу в нижние ряды клеток 25 / 3,5 6. Ревакцинация против бурсальной болезни (ИББ), спрей 28 / 4 7. Сортировка и рассадка птицы по весу 35-42 / 5-6 8. Ревакцинация против болезни Ньюкасла (БН) и инфекционного бронхита кур (ИБК), спрей 55 / 8 9. Ревакцинация против болезни Ньюкасла (БН) и инфекционного бронхита кур (ИБК), инактивированная вакцина, в/м 98-100 / 14-14,5
Эффективность введения препаратов-пробиотиков цыплятам с суточного возраста Показатели Группы 1 2 3 4 Коредон Байколин-1 Алифт-П Контроль Количество птицы (гол) 3160 2755 2755 2060 Продолжительность применения, (сут) 14 9 30 - Форма применения, (per os) г / сут мл / сут мл / сут - Средний живой вес 16-нед. птицы, (г/гол) 1103,0* 1031,0 1064,0* 1025,0 Сохранность 16-нед. птицы, в % 98,9** 98,2** 98,6** 97,4 Различия достоверны: * при Р <0,05, ** при Р <0,02
Наименование показателей Группы 1 2 3 4 Коредон Байколин-1 Алифт-П Контроль Масса селезенки, г 3,7+0,06 3,5+0,06 3,7+0,06 3,2+0,04 Селезеночный индекс 1,59* 1,58* 1,59* 1,19 Масса бурсы, г 1,74+0,6 1,61+0,06 1,62+0,06 1,37+0,02 Бурсальный индекс 1,20* 1,27* 1,26* 1,03
Иммуность стада, в % Группы 1 2 3 Коредон Байколин-1 Алифт-П Контроль 3160 гол 2755 гол 2755 гол 2060 гол После первичной вакцинации молодняка в возрасте 20 дней % 100 80 80 75 После вторичной вакцинации молодняка в возрасте 55 дней % 80 80 70 70
Схема проведения опыта по изучению эффективности применения различных доз иммуномодуляторов на молодняке птиц совместно с пробиотиком Алифт-П Группы Опытные (полирибонат+вакцина) Опытные (вестин+вакцина) Контроль (вакцина) 1-ая 2-ая 3-ая 4-ая 5-ая 6-ая Количество голов 7686 7994 7930 7011 7910 6569 Доза иммуно-модулятора: ампула/1000 гол мкг/гол 1 20 2 40 3 60 1 8 2 16 -
Эффект различных доз полирибоната на сохранность птицы Эффект различных доз вестина на сохранность птицы Сохранность, % недели недели Сохранность, % 1 доза 2 дозы 3 дозы контроль 1 доза 2 дозы контроль
Показатель Группы Опытные - полирибонат Опытные-вестин Контроль Дозы иммуномодуля-торов, мкг/голову 20 40 60 8 16 - Иммунность стада в 20 дней, % 60 77* 37,5 88* 80* 50 Иммунность стада в 52 дня, % 54 80* 64 80* 91* 54 Иммунность стада в 105 дней, % 90 100 100 100 100 100
Показатель Полирибонат, дозы, мкг/гол Вестин, дозы, мкг/гол Контроль- ная группа 1 2 3 1 2 1 группа 2 группа 3 группа 4 группа 5 группа 6 группа Масса селезен-ки, г 3,7 0,06 3,8 0,06 3,7 0,06 3,75 0,06 3,8 0,06 2,9 0,04 Селезеночный индекс 1,34 1,63** 1,59* 1,63** 1,64** 1,21 Масса бурсы, г 1,71 0,06 1,75 0,06 1,74 0,06 1,74 0,06 1,75 0,06 1,37 0,02 Бурсальный индекс 1,28* 1,27* 1,29* 1,28* 1,29* 1,03*
Сроки опыта (недели) Группы птиц Опыт (18000 гол) Контроль (17600 гол) Пало, гол % сохранности Пало, гол % сохранности 1 51 99,71 126 99,28 5 1 99,45 5 98,29 10 6 99,31* 34 95,72 13 2 99,2* 8 95,01 Итого: 143 99,2* 878 95,01
Опытные группы Контрольные группы 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 Показатели иммунности стада против БН 80 80 90 100 100 90 60 70 70 60 70 60 Показатели иммунности стада против ИББ 100 90 90 100 90 100 40 50 50 40 50 40
Действие дсРНК на фагоцитоз перитонеальныхмакрофагов у сеголетков карпа Группа Фагоцитарная активность (ФА) 3 дня после инъекции 6 дней после инъекции Ф A % o тносительно контроля Ф A % относительно контроля ДсРНК, в дозе 10 мг/кг -1 25,5 3,4 * 202,4 18,8 2,4 * 152,8 Контроль 12,6 2,4 100 12.3 1,0 100 *Достоверность различий относительно контроля (физ. раствор) (P<0,05).
Эффективность профилактического применения впРНК и дсРНК против заражения Rhabdovirus carpio после однократной инъекции препаратов годовикам карпа □ - контрольная группа; Ó - опытная группа после применения впРНК в дозе 100 мг/кг; - опытная группа после применения дсРНК в дозе 10 мг/кг. Инфицирование осуществляли в дозе 10 7,35 ТЦД50 /рыба через 2 дня после инъекции препаратов.
- контрольные группы ( W = 50 г, n = 20); ■ - опытные группы ( W = 50 г, n = 20
ВЫВОДЫ: использование рибонуклеиновых кислот в качестве компонентов лечебно-профилактических средств открывает новые возможности гибкого и контролируемого ответа на актуальные инфекции, а также на нейтрализацию иммунодефицитных состояний . препараты на основе индукторов интерферона - дсРНК перспективны для использования при создании новых схем лечения и профилактики гриппа и ОРВИ препараты на основе РНК обладают иммуноадъювантными свойствами и перспективны для повышения эффективности вакцинации На основе препаратов РНК можно создавать новые компо-зиционные противоинфекционные формы препаратов с пептидами и хитозанами
Благодарю за внимание!
