Технологическая платформа «МЕДИЦИНА БУДУЩЕГО» «Перспективы развития медицинских технологий и роль Технологических платформ в доведении разработок от стадии фундаментального исследования до стадии внедрения в практическое здравоохранение.» Стамбольский Дмитрий Викторович Врач-биохимик В.н.с. Лаборатории генных и клеточных технологий Факультета фундаментальной медицины МГУ имени М.В.Ломоносова В.н.с. Лаборатории молекулярной эндокринологии НИИ экспериментальной кардиологии Российского кардиологического НПК Старший преподаватель кафедры биохимии Российского научно-исследовательского медицинского университета им. Н.И.Пирогова

МЕДИЦИНА химия биология физика био физика био химия цито -логия матери- алове- дение генетика цито- генетика микро биоло- гия иммуно- логия биотех МЕДИЦИНСКИЕ РАЗРАБОТКИ МОГУТ БЫТЬ ПРОДУКТИВНЫМИ ТОЛЬКО ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ КОМПЛЕКСНОГО МУЛЬТИДИСЦИПЛИНАРНОГО ПОДХОДА

Фундаментальное исследование Прикладное исследование Разработка технологии Разработка продукта Производство продукта Использование продукта ВУЗы к а д р ы Исследовательские организации Государство Производственные организации Потребители Научно- производственные организации Бизнес прибыль инвестиции финансирование нормативно-правовое регулирование исследования разработки Существующая система взаимодействий не обеспечивает непрерывность разработки

Алексей КОНОВ, вице-президент компании «Биопроцесс», управляющий директор фонда «Биопроцесс Кэпитал» лауреат премии «Финанс 2011» в номинации «Венчурный капиталист года» ВЗГЛЯД БИЗНЕСА НА УЧАСТИЕ В РАБОТЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПЛАТФОРМ «… Фонд «Биопроцесс Кэпитал» инвестирует в высокие технологии. Капитализация фонда порядка 3,5 млрд. рублей… чего мы ждем от технологических платформ? …может быть, мы бы начали с того, что … определили … тенденции – или, если пользоваться модным словом, «тренды» глобального развития в мире. Мы пытались бы выяснить, что из этого есть у нас: а) передового, б) в среднем состоянии, в) чего у нас нет... вторая задачу, которую я поставил бы перед платформой – то передовое, что есть, нужно поддержать всячески, через различные программы... … предложение для … органов власти … – чтобы … давалась возможность работать спокойно, не боясь, что назавтра к тебе придёт Счётная палата, а следом за ней – Прокуратура. … по программе «Живые системы» у нас 100 % успеха по всем проектам? Причём ни одного инновационного лекарства на рынке нет! Потому что если у тебя будет неуспех, сначала к тебе явится внутренний аудит, потом Счётная Палата, а потом Прокуратура… последнее – помощь в формировании и упаковке тех лучших компетенций в конкретные проекты, которые мы, как бизнес, подхватим, и действительно поможем из них вырастить классные небольшие компании… до сих пор в России нет ни одной большой компании. Самая большая российская компания «Фармстандарт» - среднее предприятие, по мировым меркам даже малое. Здесь нет рынка... Надо создавать рынок. Если вот эти предложения как-то в платформу попадут – тогда, наверное, мы будем готовы войти.» из выступления на КС ТП «Постгеномные и клеточные технологии в биологии и медицине» 29 октября 2010 года:

Питер Шварц, футурист автор книги «The Art of the Long View» и автор «прогноза» о цене на нефть, развалившей экономику… Зарубежный опыт прогнозирования Сценарное прогнозирование 1. Учет: - социальных ожиданий - технологических предпосылок - экономических факторов - политических факторов - факторов среды 2. Формулировка нескольких сценариев-прогнозов: - очень хороший - хороший - плохой 3. Выбор сценария Заказчиком 4. Превращение Сценарий-прогноз План

инициативные разработки - формирование тематики (что я смогу сделать за такие деньги в такой срок?) - конкурс по ФЗ 94 (кто сделает то что я придумал лучше, быстрее и дешевле?) не обеспечивают непрерывность разработки результаты часто невостребованы недостаточные сроки, финанси- рование и победы по демпингу не гарантируют высокий уровень разработки Реализация программ исследований и разработок плановая реализация программы - определение приоритетов развития: реализация социально-, технологогически-, экономически-, и политически- подкрепленных ожиданий - обеспечение преемственности – реализация проектов полного цикла - осуществление междисциплинарной и межведомственной координации - устранение препятствующих факторов НИРы ОКР доклиника ? барьер цель НИРы ОКРы испытания внедрение использование прогноз план реализация ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ПЛАТФОРМАлоскутное одеяло

Прорывные технологии и перспективные инновации для России Прорывные технологии и перспективные инновации для России, способные внести существенный вклад в решение важнейших социальных проблем

Модернизация Здравоохранения Российской Федерации оригинальные инновационные технологии импортозамещение или воспро- изведение мировых достижений разработка и производство лекарствен- ных средств на основе биотехнологий и технологий химического синтеза с исполь- зованием виртуального моделирования молекул с заданными свойствами разработка и производство импортоза- мещающего и инновационного медицин- ского оборудования и изделий медицинского назначения инновационные биомедицинские техноло- гии, включая клеточные и генно-инженер- ные технологии, тканевую инженерию, молекулярную диагностику, позволяющие развивать: регенеративную медицину активация восстановительных процессов в органах и тканях человека, воссоздание собственных тканей и органов из отдель- ных клеток с целью трансплан- тации наращивания кожных покровов и костной ткани индивидуальную медицину молекулярная диагностика индивиду- альных особенностей организма, осно- ванных на использовании постгеномных технологий, позволяющих определять индивидуальные предрасположенности к развитию заболеваний, давать оценку функциональному резерву организма, индивидуально оптимизировать фармакотерапию атомные и ядерные медицинские технологии для ранней диагностики и лечения широкого круга заболеваний

год% охваченного населения % гарантирован- ных услуг % цены услуг покрываемый государством Davis 2010(Concept from WHO 2008)

Расходы федерального бюджета (млрд. руб.) проект в % к предыду- щему году проект в % к предыду- щему году проект в % к предыду- щему году ВСЕГО , , ,2 Оборона 1 853,3121, ,4125, ,4117,5 Здравоохранение 551,1117,2 503,391,3 461,891,8 Социальная политика 3 895,9121, ,3106, ,6100,2 Межбюджетные трансферты 553,991,9 503,090,8 494,798,3 Из презентации С.И. КОЛЕСНИКОВА Зам. председателя комитета по охране здоровья Государственной Думы РФ, ноябрь 2011 г.

ДИНАМИКА ОБЩЕЙ ЗАБОЛЕВАЕМОСТИ И СМЕРТНОСТИ ПО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ЗАБОЛЕВАЕМОСТЬ НАСЕЛЕНИЯ В 2009 ГОДУ

Федеральный закон Российской Федерации от 21 ноября 2011 г. N 323-ФЗ "Об основах охраны здоровья граждан в Российской Федерации" Статья 43. Медицинская помощь гражданам, страдающим социально значимыми заболеваниями, и гражданам, страдающим заболеваниями, представляющими опасность для окружающих 2. Перечень социально значимых заболеваний и перечень заболеваний, представляющих опасность для окружающих, утверждаются Правительством Российской Федерации исходя из высокого уровня первичной инвалидности и смертности населения, снижения продолжительности жизни заболевших. Статья 34. Специализированная, в том числе высокотехнологичная, медицинская помощь 3. Высокотехнологичная медицинская помощь является частью специализированной медицинской помощи и включает в себя применение новых сложных и (или) уникальных методов лечения, а также ресурсоемких методов лечения с научно доказанной эффективностью, в том числе клеточных технологий, роботизированной техники, информационных технологий и методов генной инженерии, разработанных на основе достижений медицинской науки и смежных отраслей науки и техники.

Клинические испытания (фаза IIa) Корвиана (pVEGF165) у неоперабельных больных с ишемией нижних конечностей (ФГУ РКНПК Росмедтехнологий) Увеличение коллатеральной сети Увеличение максимальной и безболевой дистанции ходьбы (М) исходно 3 мес. Улучшение перфузии (сцинтиграфияz с 99mTc-MIBI) исходно3 мес. p < 0,01 p < 0,001 МДХ ДББХ

Контроль рuPA Корвиан рVEGF Юпикор * - p

История открытия стволовых клеток 1909 – гемопоэтические стволовые клетки Maximow A.A. Folia Haematologica : – мезенхимальные стволовые клетки Friedenstein A.J. et al. Transplantation (2): 230– – эмбриональные стволовые клетки человека Thomson J.A. et al. Science : – индуцированные плюрипотентные клетки Takahashi K, Yamanaka S. Cell (4): Oct4 Sox2 Lin28 c-Myc Nanog Klf4 Александр Александрович Максимов (1874 – 1928) Cтволовые клетки открыты в 1909 году

Все ткани организма содержат стволовые клетки Эмбриональные стволовые клетки (плюрипотентные) Тканеспецифичные стволовые клетки (мультипотентные) тотипотентные Стволовые клетки – это клетки, способные как к самообновлению посредством деления, так и к дифференцировке в специализированные клетки бластоциста морула

Введение мезенхимальных стволовых клеток стимулирует восстановление кровотока без клеток введены клетки Кровоток дни Кровоток (лазер-допплер) ишемия + клетки ишемия % p

100 мкм РАЗВИТИЕ СОСУДИСТОЙ СЕТИ МЫШИ ПОД ВЛИЯНИЕМ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК ЧЕЛОВЕКА Матригель Матригель+bFGF 50нг/мл М. + чСКЖТ гипокс. Окраска на СD31 мыши 700 тыс. чСКЖТ Контроль

Стимулирующее влияние среды культивирования чСКЖТ на выживание и пролиферацию микрососудистых эндотелиальных клеток p

21 восстановление функции периферического нерва при использовании генной и клеточной терапии pVax1 pVax1- hBDNF * Латентный период, мс Амплитуда, мВ Латентный период СПДН через 7 суток после повреждения нерва Амплитуда СПДН через 7 суток после повреждения нерва до повреждения МСК pVax1 pVax1- hBDNF МСК * * * (*-данные представлены в виде медианы и процентилей: 25% и 75%; n=18; p

Трансплантация стволовых клеток дермы в медицине и косметологии С тволовые клетки дермы восстанавливают эластичность кожи «Новая кожа» для ожоговых больных В год 8000 пациентов с фатальными ожогами Дермальные эквиваленты кожи восстанавливают кожный покров Кожа до введения клеток Мало эластина После введения клеток Увеличение эластина

Oct4 Sox2 Lin28 c-Myc Nanog Klf4 дифференцировка Индуцированные плюрипотентные клетки способны дифференцироваться в различные типы клеток кардиомиоциты ГМК эндотелий лимфоциты DOPA- нейроны двигательные нейроны печень легкие кишечный эпителий яйцеклетки сперматозоиды любые клетки организма Индуцированные плюрипотентные клетки (iPS cells)

фибробласты из хвоста мыши потенциалы действия регистрируются на 85% клеток через 13 дней после введения в клетки генов Brn2, Myt1l, Zic1, Olig2 и Ascl1 Происходит экспрессия нейронального маркера МАР2 через 21 день клетки экспрессируют синапсин переносчик глутамата рецептор ГАМК ПРЕВРАЩЕНИЕ ФИБРОБЛАСТОВ В НЕЙРОНЫ T.Vierbuchen et al., Nature, 2010

Возможности создаваемой установки: - Отображение позиции электродов в реальном времени; - Создание трехмерной анатомической модели сердца; - Визуализация расположения зон некроза в миокарде; - Визуализация расположения зон введения стволовых клеток; - Компьютерная визуализация распространения автоволновых процессов в миокарде. Прототип установки для эндокардиальной доставки стволовых клеток в поврежденный миокард

клинические испытания устройства для трансэндокардиальной доставки клеточного материала Исследование одобрено этическим комитетом НИИ кардиологии СО РАМН и Ученым советом НИИ кардиологии СО РАМН. Мононуклеарные клетки из костного мозга пациента Суспензия клеток в гепаринизированном фосфатно- солевом физиологическом растворе 0,1 М, pH 7,2-7,4 Электромеханическое картирование левого желудочка выполнялось с помощью модифицированного аппаратно-программного комплекса Элкарт-Навигатор, Электропульс, Томск. Использовался катетер с иглой NOGAStar Каждому пациенту по 15 инъекций не более 100 мкл клеточной взвеси в каждой по 1-2х10 5 аутологичных мононуклеаров Ограниченные клинические испытания свидетельствуют о том, что эндокардиальное введение СККМ осуществленное с использованием разработанной системы «Элкарт Навигатор» безопасно, и эффективно контролируется изменением электрофизиоло- гических параметров в зонах воздействия. Испытуемые - 5 больных мужчин (средний возраст 52,2±5,3 года). 3-сосудистое поражение венечного русла, требовавшее АКШ. ИМ в анамнезе. Документирована эффективная имплантация стволовых клеток. После процедуры уменьшилось количество областей с замедленным проведением, увеличилась амплитуда потенциалов в перирубцовой зоне. Однако, рубцовые области не изменили своих характеристик.

Исследование открытое, рандомизированное контролируемое методом параллельных групп сравнения Основная группа 28 человек Контрольная группа 32 человек Острый первичный трансмуральный ИМ Неэффективная или эффективная реперфузионная терапия не ранее 4 ч после начала ИМ ангиография (7-21-й день) Клеточная кардиомиопластика (100 миллионов МККМ) ЭхоКГ Сцинтиграфия миокарда СМТ ЭКГ Клинический осмотр ЭхоКГ Повторное обследование ЭхоКГ, СМТ ЭКГ Сцинтиграфия миокарда 12 мес. 6 мес. первичная баллонная ангиопластика и стентирование мес. 6 мес.

Уменьшение зоны ишемии миокарда после введения стволовых клеток во время АКШ Томография с изотопом 99Тс проекции «бычий глаз» и планарный срез до интраоперационного введения клеток 6 месяцев после операции

ВНУТРИВЕННОЕ ВВЕДЕНИЕ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК ПРЕДДИФЕРЕН- ЦИРОВАННЫХ В КАРДИОМИОЦИТАРНОМ НАПРАВЛЕНИИ ПРИ ИБС И ИБС, ОСЛОЖНЕННОЙ САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ Фракция выброса,% Частота приступов, раз в месяц ИБС ИБС + диабет до введения клеток через год после введения клеток 5 9 2,5 4,5 Длительность безболевой ходьбы в нагрузочном тесте, мин ИБС ИБС + диабет 6,2 7,8 Гликозилированный гемоглобин, % ИБС + диабет

В ограниченных клинических исследованиях приняло участие 352 пациентов с кардиологическими патологиями в трех медицинских центрах. 92 внутримиокардиальное введение во время АКШ 48 внутрикоронарное введение пни остром инфаркте миокарда 34 внутрикоронарное введение при хронической сердечной недостаточности 178 внутривенное введение при ИБС и ИБС, осложненной диабетом Обобщенные результаты клинических исследований применения клеточных технологий : 1. Введение клеточных препаратов хорошо переносится пациентами 2. Применение клеточных препаратов не дает осложнений 3. Применение клеточных технологий безопасно – новообразования, иммунные реакции и инфицирование не наблюдались 4. При применении клеточных технологий отмечается улучшение сердечной функции 5. При применении клеточных технологий отмечается улучшение качества жизни

Десять самых продаваемых продуктов для регенеративной медицины, полученных с использованием клеточных технологий 10-12Мягкие тканиНа основе аутологичных клетокCelutionCytori 15,2КостьАллогенный матрикс с клеткамиOsteocellOsiris/ Nuvasive 20КожаАллогенный безклеточный матриксVariousIntegra Lifesciencis 20КожаАллогенные неонатальные стволовые клетки, матрикс DermagraftAdvanced Biohealing 30КожаАллогенные неонатальные клетки, матрикс ApligrafOrganogenezis 41,1КостьАллогенный безклеточный матриксSpinal implants RTI 80КостьФакторы роста, матриксыOP-1Striker 88ХрящНа основе аутологичных клетокCarticelGenzime 167,1КожаАллогенный безклеточный матриксAllodermLifeCell 700КостьФакторы роста, матриксыInfuseMedtronic Продажи млн.USD Область применения Тип продуктаПродуктКомпания

Общее финансиро- вание разработок организаций членов ТП «Медицина будущего» по направле- ниям 2011 год, тыс. руб. Биокатали- тические, биосинтети- ческие и биосенсор- ные технологии Биомеди- цинские и ветеринар- ные технологии Геномные, протеомные и постгеном- ные технологии Клеточные технологии Технологии биоинже- нерии Технологии снижения потерь от социально значимых заболеваний Технологическая платформа «Медицина будущего» 2011 г ФЦП «Исследования и разработки…» Конкурсы проведенные при участии ТП «Медицина будущего» Мероприятие НИР на общую сумму 82,78 млн. руб. Мероприятие ОКР 4 - по направлению «Приборы для диагностики и лечения», 3 - по направлению «Диагностические и лечебные системы на основе молекулярных и клеточных мишеней» 2 - по направлению «Инновационные фармацевтические препараты» на общую сумму 2179,38 млн. руб. (в том числе за счет привлеченных средств – 1057,58 млн. руб.). Мероприятие проект в области материаловедения 150 млн.руб.+150 млн.руб. НИР : ОКР 2009 г 1 : г 2.2 – проектов не было 2011 г 1 : 3