Колектив НДН Центру молекулярної мікробіології та імунології слизової оболонки творить науку світового рівня в стінах УжНУ

В УжНУ діє унікальний за своїм науковим потенціалом загальноуніверситетський підрозділ – Науково-дослідницький і навчальний центр молекулярної мікробіології та імунології слизової оболонки, який утверджує принципи мультидисциплінарності, мультизадачності та консолідації зусиль в галузі біомедичних дисциплін. З дня свого заснування і до сьогодні Центр працює над еволюцією своїх новаторських наукових ідей та спрямовує діяльність, зокрема, на необхідність досліджень мікробіому людини, впровадження сучасних підходів П4 медицини,  пошук біомаркерів нового покоління, розвиток біоінформатики тощо. Центр є відомим далеко за межами України і тісно співпрацює зокрема з Європейсько асоціацією з прогнозованої, профілактичної та персоналізованої медицини (EPMA), EuroFIR AISBL, FAO INFOODS, Товариством мікробної екології і захворювань людини (SOMED).

Колектив підрозділу складається з 16-ти однодумців, фахівців у сферах медицини, біології, фармакології, хімії, математики, інформатики та фізики. Очільницею та за сумісництвом ідейною натхненницею створення Центру є доктор біологічних наук, член  експертної ради МОНу, МОЗу, ДАКу і Наукової Ради НДФУ, президент SOMED, проф. Надія Бойко.

 

Побудова “американської мрії” в стінах УжНУ – історія створення Центру

 В 2013 році було прийнято офіційне рішення про створення Центру як окремого наукового структурного підрозділу УжНУ з метою успішного виконання держбюджетних, міжнародних, білатеральних та господарсько-договірних науково-дослідних тем, а також проведення сучасних фундаментальних, прикладних, в тому числі і перших досліджень когорт, створення баз даних. Проте ідея про заснування  Центру з’явилась у Надії Бойко набагато раніше, у 2006 році, після завершення стажування як запрошеного професору Пенсільванського університету (США). І зараз Центр працює на тих самих засадах, що й інші подібні провідні науково-дослідницькі інституції в штатах чи Європі, а саме – можливість займатися «великою наукою», створювати інноваційні продукти на ринку України і світу (бази даних, алгоритми), є відкритим до комунікації та індивідуального зростання для кожного індивідууму.

Професор Надія Бойко розповідає: “На той час я повернулась зі США, де отримавши безцінний науковий досвід і побачивши, як організована наукова і освітня  робота за кордоном, мені захотілось впровадити такі ж підходи вдома. Це була дуже амбітна мета, яка потребувала значного фінансування, проте я бачила в цьому перспективи. Оригінальність наукової складової моєї ініціативи полягала в тому, щоб поєднати молекулярну мікробіологію з імунологією слизових оболонок. Основною нашою ідеєю було дослідити механізми, які відбуваються на поверхні слизових оболонок, якщо дуже коротко – як діє і як змінюється локальний імунітет, а також, як саме різні мікроорганізми генерують цю імунну відповідь.  А тоді ще ніхто не говорив про надважливість функціонування мікробіому на поверхні слизових оболонок. Це відбувалось щонайменше за п’ять років до одержання перших наукових результатів “Human Microbiome Project”. І тоді ще мультидисциплінарність в наукових колах не набула такої ваги й популярності. Паралельно була створена кафедра  мікробіології, вірусології, імунології з курсом інфекційних хвороб на медичному факультеті. Тож ідея створення Центру виникла в 2006 році, однак лише в 2013 році було підписане офіційне положення про Статут і діяльність Центру. Створити в той час такий інноваційний центр було складно. Також наш науково-дослідницький центр є загальноуніверситетським, а не належить якомусь певному факультету”.

   

 Цінності Центру: найважливіший ресурс і фокус – це люди

До 2019 року Центр доукоплектовував свою мультидисциплінарну команду. З самого початку було зрозуміло, що для реалізації таких амбітних задумів у команді повинні бути не тільки фахівці, які вирішують проблеми мікробіології. З цією метою та спільною ініціативою директора Центру і декана стоматологічного факультету також було засновано нову кафедру «клініко-лабораторної діагностики і фармакології», яка дозволила впровадити одержані наукові напрацювання в освітній процес університету.

На жаль, сьогодні через війну багато українських науковців виїхали за кордон. Тож зараз Центр вважає одним із головних своїх завдань – збереження працівників на робочих місцях.

Олександра Паллаг, к. б. н.,  одна із науковиць, які працюють в Центрі з дня його відкриття, а зараз доцентка кафедри клініко-лабораторної діагностики та фармакології, розповідає: “За ці роки я брала участь в багатьох наукових проєктах, зокрема, “BacFoodNet”, а також у написанні й виконанні низки держбюджетних тем. Наразі ми також подали на розгляд два проєкти. Переважно я займаюся розробкою біологічних дезінфектантів природного походження для попередження утворення біоплівок, у тому числі на продуктах харчування. Молодіжний колектив кафедри працює над проєктом, що спрямований на впровадження персоніфікованого медичного харчування для дітей та підлітків з метаболічними розладами різної етіології, зокрема, які виникли внаслідок надлишку чи дефіциту поживних речовин".

Світлана Бурмей, наукова співробітниця Центру, аспірантка, ділиться, що поєднує наукову роботу з декретною відпусткою: “Я аспірантка третього курсу спеціальності “091 Біологія”, моїм науковим керівником є Надія Володимирівна. Дисертаційне дослідження, над яким я працюю, стосується персоніфікованих підборів біопрепаратів для коригування кишкового мікробіому. Хоча ми займаємося також й іншими коригуваннями. Зараз я поєдную свою наукову діяльність з материнством. Проте до цього я працювала комерційним директором нашого проєкту “Ediens”. Окрім роботи над дисертаційним дослідження, я допомагаю в становленні молодшого покоління науковців  Центру”.

Леся Юсько, к. б. н., доцентка кафедри клініко-лабораторної діагностики та фармакології, яка працює в  Центрі вірусологом, зазначає: “Я закінчила аспірантуру на кафедрі вірусології КНУ ім. Т. Г. Шевченка. Здебільшого я займаюся дослідженнями захворювань вірусної етіології. Зараз, як ніколи, саме ця сфера мікробіології є надзвичайно актуальною, адже ми щойно пережили пандемію ковіду, поодинокі спалахи цієї хвороби все ще трапляються, і особливо великої уваги потребують віддалені наслідки цієї інфекції. Передусім ми займаємося персоніфікованою реабілітацією постковідних пацієнтів. Зокрема, модуляцією і корекцією назального і кишкового мікробіомів пацієнтів, які перехворіли на ковід, підбором персоніфікованих фармабіотиків для їх корекції".

Тамара Мелешко, к. б. н., доцентка кафедри клініко-лабораторної діагностики та фармакології, зазначила, що вона займається в центрі разом з іншими колегами дослідженням мікробіому людини, зв’язком між мікробіомом людини і некомунікативними захворюваннями та питаннями персоніфікованої корекції мікробіоти: "Моя робота присвячена вивченню та реалізації можливостей попередження та лікування таких захворювань, як ожиріння, цукровий діабет 2-го типу, атеросклероз шляхом спрямованої корекції мікробіоти з використанням персоніфікованого харчування".

Однак, це було б неможливо без створення великих баз даних та біоінформаційних підходів, що є експертизою молодого спеціаліста Центру Романа Рукавчука, а також напрацювання статистичних, динамічних і прогностичних математичних моделей. Над цією групою питань, у тому числі над інструментом програмування підбору персоніфікованих продуктів харчування для корекції мікробіому, працюють інші провідні математики та ІТ спеціалісти Центру – професори Володимир Дробнич і Володимир Поліщук.

 

Сучасність Центру

Нині Центр молекулярної мікробіології та імунології слизових оболонок без жодних перебільшень продовжує творити науку світового рівня. Це підтверджують численні угоди, договори про співпрацю як із закордонними партнерами, так і з провідними вітчизняними інституціями.

Серед актуальних досягнень Центру слід згадати зокрема Угоду про співпрацю між ДВНЗ «Ужгородський національний університет» та Університетом харчових технологій (м. Пловдів, Болгарія), яка передбачає комерціалізацію завершених дослідницьких проектів. Створено робочу групу для реалізації спільних наукових надбань, до складу якої ввійшли співробітники Науково-дослідницького і навчального Центру молекулярної мікробіології та імунології слизових оболонок, кафедри клініко-лабораторної діагностики та фармакології, а також співробітники Університету харчових технологій, зокрема професор Альберт Крастанов.

Згідно договору між УжНУ та Державною установою «Український науково-дослідний інститут медичної реабілітації та курортології Міністерства охорони здоров’я України проведено поглиблене дослідження кишкової мікробіоти щурів з метаболічним синдромом після випоювання їм мінеральної води різного складу. У рамках підписаного договору з ІТ-клінікою персоналізованої медицини «EuroDerm Clinic» у співпраці з д. мед. н., проф. Юрієм Бісюком проведено відкрите, плацебо-контрольоване рандомізоване пілотне дослідження «Ефективність орального застосування комбінації пробіотичних бактерій і дріжджів при атопічному дерматиті у дорослих». За договором з ТОВ «Лабораторія інноваційних технологій активованих водних розчинів та біоцидних продуктів» досліджено біологічну активність змінених внаслідок електрохімічної активації бактерицидної активності водних розчинів NaCl за відношенням до клінічних умовно-патогенних мікроорганізмів. Також модельне тестування in vivo на білих лінійних мишах довело повну нешкідливість даного інноваційного дезінфектанту.

Також варто згадати, що Надія Бойко є амбасадором в Україні Глобальної гармонізованої ініціативи і є членом Правління. Глобальна гармонізована ініціатива є міжнародною некомерційною мережею незалежних визнаних відомих експертів, які об’єдналися з метою сприяння гармонізації глобальних нормативів, правил і законодавства в галузі безпеки харчових продуктів. Робота в сфері транснаціональної ідентифікації харчових продуктів в базах даних проводиться фахівцями Центру за допомогою їхньої участі міжнародної цільової групи IUNS/FAO і була схвалена на третій Міжнародній конференції з даних про харчові продукти. Окрім цього, налагоджено співпрацю з Інститутом медичної молекулярної діагностики та з Національним фармацевтичним університетом.

Працівники Центру приймають активну участь в науковому житті університету Недавно відбувся фінал конкурсу стартапів «Cтартап  – УжНУ: інноваційні ідеї, що наближали перемогу!», де нашими молодими фахівцями – Максимом Івашко та Михайлом Ньорба-Бобиковим було представлено два інноваційних проєкти: 1) «Metaderm» – ідея стартапу полягає в розробці лінійки косметологічних засобів (креми, сироватки, мила, сухі шампуні) для персоніфікованого догляду за шкірою. Ця лінійка продуктів включатиме індивідуальні косметологічні засоби для вирішення проблем з пігментацією шкіри, сухістю, подразненням, акне, дерматитом та віковими змінами шкіри; 2) «Healthy Candy» – ідея проєкту є розробка солодощів для профілактики карієсу і інших захворювань рота у дітей та дорослих.

Тісна співпраця з колегами стоматологічного факультету теж приносить свої плоди. Серед них спільні інноваційні напрацювання у попередженні захворювань пародонту, дослідження нових композитних матеріалів і унікальних інноваційних підходів в стоматологічній практиці, дослідження ролі орального мікробіому у виникненні і успішності лікування ряду хвороб. Прикладом є проведені клінічні тестування ефективності таких інноваційних продуктів як жуйка на основі меду, воску та прополісу для профілактики й лікування гінгівіту, пародонтиту і пародонтозу, розробленого фахівцями з Івано-Франківська, а саме колективом очолюваним академіком АТН України, доктором технічних наук, професором кафедри хімії Сергієм Куртою.

Насамкінець, варто згадати про унікальне видання Springer Nature, яке побачить світ у лютому 2023 року головним редактором якого є Надія Бойко: «Microbiome in 3P Medicine Strategies: the First Exploitation Guide». У ньому наведені перші протоколи прогностичної, профілактичної та персоналізованої медицини, які побудовані на знаннях і потенційному практичному застосуванні в медичній практиці знань про особливості функціонування мікробіому людини.

 

Про наукове обладнання

Звичайно, важливою складовою для проведення наукової діяльності є  якісне обладнання. Зараз Центр забезпечений усіма базовими приладами для проведення досліджень різних напрямків.

Генетичні дослідження (ПЛР) виконуються з використанням системи ПЛР в реальному часі (AriaMx Agilent Technologies), боксів для стерильних робіт із ДНК/РНК, спектрофотометра/флуориметра з кюветним модулем DS-11 FX+ (DeNovix Inc.),  твердотільного термостата TDB-120 (Biosan), мініцентрифуги-вортекс FV-2400 Microspin, термошейкера для пробірок Еппендорф і ПЛР-планшета, TS-100 (Biosan), гомогенізатора Genie, комплекта з 3-х одноканальних дозаторів змінного об'єму  та портативного електричного аспіратора A-23B, Jiangsu Yuyue Medical Equipment & Supply Co. Ltd. (Китай).

Мікробіологічні дослідження проводяться з використанням ламінарної шафи IІ класу мікробіологічного захисту, LA2-4A1 “Esco Micro Ptc. Ltd.”, магнітного шейкера (Biosan TS-100 та OS-20), світлового (тринокуляр MICROmed XS-2610, бінокуляр MicroOptix MX-20) і люмінесцентного (Primo Star FL iLED Carl Zeiss) мікроскопів, вортексу V3, ELMI, денситометру DEN-1, BioSan, центрифуги у т.ч. MiniSpin (Ependorff)  та Hermle Z300 із охолоджувачами та планшетними насадками, автоклавів, дистилятора, термостатів, стерилізаторів, CO2 інкубатора, аеростату, моно- і багатоканальних дозаторів (BioHit і BOECON), низькотемпературних морозильних камер -20°С і -80°С (ХНТ-У), генератора льоду тощо.

Імунологічний напрям досліджень забезпечується наступним обладнанням: автономний мікропланшетний рідер Elx800 (BioTek)та автоматичний промивач 96-лункових планшетів IW-8.

 

Ганна Фельцан,

Інформаційно-видавничий центр

• Наука