Программа развития УНУ «Центр генетических ресурсов лабораторных животных» (ЦГР), сформированный на базе SPF-вивария ИЦиГ СО РАН на 2017-2018 годы

Раздел 1. Характеристика УНУ

Центр генетических ресурсов лабораторных животных (ЦГР), сформированный на базе SPF-вивария ИЦиГ СО РАН, размещен в отдельно стоящем 5-ти этажном здании общей площадью 4500 м2. Два технических этажа обеспечивают забор, подогрев, увлажнение и стерилизацию воздуха, который распределяется между двумя независимыми комплексами чистых помещений – так называемыми барьерными зонами для содержания животных SPFстатуса. Барьерная зона 2-го этажа с рабочей площадью 442 м2 используется для племенного и товарного разведения, а зона 3-го этажа с рабочей площадью 328 м2 – для прижизненных экспериментов на животных SPF статуса, хирургических манипуляций и трансгенеза. Первый этаж занимают криобанк, лаборатория репродуктивных технологий томографическая лаборатория, оснащенная уникальным для РФ сверхвысокопольным (11.7 T) магнитно-резонансным томографом BioSpec 117/16 (Bruker, ФРГ), молекулярно-генетическая, клинико-диагностическая и гистологическая лаборатории.

1.1. SPF-виварий – сложный  технический комплекс, в состав которого входят:

  • система поддержания климатических условий в помещениях для SPF-животных, управляемая более чем 1000 процессоров, которые контролируют 3-ступенчатую очистку воздуха, его подогрев и увлажнение в соответствии с заданными параметрами, а также регулирование фотопериода с имитацией закатов и рассветов;
  • система водоподготовки, производящая четыре типа воды — для поения животных, для лабораторных целей, для снабжения автоклавов и моечных машин;
  • система мойки и стерилизации оборудования, инструментов, спецодежды, корма и подстилочного материала;
  • система защиты от внешних патогенов;
  • системы аварийного электроснабжения, теплообеспечения и горячего водоснабжения.

Перечисленные выше технические системы обеспечивают выполнение целевых функций ЦГР:

  1. Разведение и содержание животных SPF-статуса – до 100 генетических линий мышей, крыс и хомячков.
  2. Формирование криоколлекций генетических линий лабораторных животных – до 50000 генотипов с возможностью расширения без капитальных вложений до 150000.
  3. Выполнение работ по репродуктивным технологиям и созданию трансгенных животных.
  4. Селекционные работы.
  5. Высокотехнологичное прижизненное фенотипирование генетических линий лабораторных животных.
  6. Подготовка материалов для исследований в аналитических и биоинформационных Центрах коллективного пользования ИЦиГ СО РАН и других научных учреждений РФ.

В совокупности технические и технологические системы ЦГР образуют уникальный объект научной инфраструктуры, который дает возможность пользователям проводить исследования на разнообразных генетических линиях лабораторных животных высокого качества при контролируемом сохранении качества в течение всего цикла прижизненных исследований; использовать в работе современные методы высокотехнологического фенотипирования, включая прижизненный имиджинг и метаболомный анализ на основе томографии и ЯМР спектроскопии. Технологические возможности ЦГР позволяют выполнить в год до 500 научно-исследовательских проектов и доклинических испытаний на 25 000 лабораторных животных, обеспечив при этом проведение работ в полном соответствии с нормами GLP.

Уникальной для РФ характеристикой ЦГР является совмещение всех биотехнологических процессов в одном здании, что существенно повышает эффективность работы, а для условий резко-континентального климата Западной Сибири является единственным вариантом создания работоспособной инфраструктуры. Таким образом, с инженерной и биотехнологической точек зрения ЦГР, сформированный на базе SPF-виварий ИЦиГ СО РАН, представляет собой пример мегаобъекта современных биологических исследований.

1.2. Обоснование необходимости модернизации УНУ и улучшения ее параметров (характеристик)

Три обстоятельства определяют необходимость технической и технологической модернизации ЦГР, как уникальной научной установки:

  • неизбежный износ оборудования, в частности клеток для содержания животных, пластмассовые элементы которых имеют ограничение по числу циклов стерилизации автоклавированием;
  • неуклонный рост числа пользователей, формирующий запрос на расширение списка генетических линий животных и других экспериментальных моделей патологий, а также потребность в дополнительных ресурсах для проведения экспериментов на базе ЦГР;
  • общий прогресс в области формирования генетических коллекций лабораторных животных и в развитии методов прижизненного исследования и методов лабораторного изучения биологических процессов от молекулярного до организменного уровней.

В связи со сказанным программа модернизации УНУ включает в себя: пополнение клеточного фонда, приобретение и установку проходных камер для аэрозольной стерилизации материалов, закупку новых генетических линий мышей в зарубежных центрах, дооснащение вспомогательным оборудованием лаборатории трансгенеза, приобретения приборов и оборудования для выполнения работ в области нанобиобезопасности, закупку, установку и отладку инструментов для поведенческого фенотипирования, приобретение высокоэффективного жидкостного хроматографа для решения задач фармакокинетики и нейрохимии, закупку оборудования для пробоподготовки биообразцов.

1.3. Перечень приоритетных направлений развития науки и технологий, в рамках которых работает УНУ

Приоритетные направления развития науки, технологий и техники в Российской Федерации (утв. Указом Президента РФ от 7 июля 2011 г. N 899)

  1. Науки о жизни

Перечень приоритетных научных задач, утв. президиумом Совета при Президенте Российской Федерации по науке и образованию, (протокол № 10 от 24 февраля 2014 г.):

  1. Мозг – исследование и моделирование структуры, функций и механизмов когнитивной деятельности с целью изучения природы патологий, разработки принципиально новых медицинских технологий и создания «мозго-машинных» систем.
  2. Исследование структуры и функций биоорганических систем с целью изучения природы социально значимых заболеваний и разработки новых лекарственных препаратов.
  3. Формирование сети национальных центров генетических коллекций лабораторных животных для моделирования патологий человека и испытаний новых лекарственных препаратов.
  4. Исследование, разработка и создание гибридных, биоподобных и искусственных биологических материалов, структур и систем.

Стратегия развития фармацевтической промышленности Российской Федерации (РФ) на период до 2020». Технологическая платформа «Медицина будущего».

1.4. Основные направления научных исследований, проводимых с использованием УНУ

  1. Формирование коллекции генетических линий лабораторных животных, в том числе на основе собственных работ по трансгенезу и экспериментальному моделированию социально-значимых болезней человека.
  2. Поведенческие и нейрофизиологические эффекты целевых мутаций генов, контролирующих метилирование и механизмы иммунной защиты.
  3. Нанобиобезопасность и нанобиология.
  4. Репродуктивные и эпигенетические эффекты активации иммунной защиты
  5. Экспериментальная онкотерапия
  6. Диагностика и мониторинг экспериментальных нейропатологии на основе методов нейровизуализации
  7. Проведение доклинических испытаний на свободных от патогенов животных (SPF- статус) в соответствии со стандартами GLP.

1.5. Использование УНУ в мероприятиях по подготовке кадров высшей квалификации

ЦГР является базой для выполнения квалификационных работ студентами и аспирантами институтов Сибирского отделения РАН, Новосибирского государственного университета, Московского государственного университета, Томского государственного университета, Новосибирского сельскохозяйственного университета. В 2014 г. их общее число составляет 18 человек. В 2015 г. планируется увеличение на 25 %.

Начиная с 2015 г. сотрудники ЦГР будут проводить обучающие курсы для студентов Факультета естественных наук НГУ по правилам работы с лабораторными животными и основам биоэтики.

1.6. Перечень услуг, оказываемых УНУ внешним и внутренним пользователям

№
п/п		 Наименование услуги Количество оказанных услуг, ед.
Всего: Внешним заказчикам
1. Криоконсервация эмбрионов генетических линий лабораторных животных 13 5
2. Редеривация генетических линий лабораторных животных конвенциональнго статуса 8 3
3. Получение из зарубежных коллекционных центров генетических линий лабораторных животных 17 2
5. Поддержание в живом разведении и криоархиве уникальных генетических линий животных, полученных российскими учеными 24 5
6. Определение зараженности видоспецифическими патогенами  в соответствии со списком FELASA 10 5
7. Создание фармакологических моделей нейропатологии 3 2
8. Испытание терапевтической эффективности гипотензивных препаратов на генетической линии гипертензивных крыс 2 0
9. Испытание терапевтической эффективности гепатопротекторных препаратов на животных с алкагольным гепатостеатозом 2 0
10. Испытание терапевтической эффективности средств лечения метаболических нарушений на мышах с дефицитом лептина – линия BKS.Cg-Dock7<m>+/+Lepr<db>/J 0 2
11. Испытание лекарственных препаратов в модели ортотопической ксенотрансплантации глиомы и астроцитомы 2 2
12. Создание ксенографтной модели опухоли головного мозга человека на иммунодефицитных мышах 8 2
13. Испытание антиканцерных средств на моделях аденокарциномы человека 2 2
14. Исследование эмбриотоксичности лекарственных препаратов, выполняемое в соответствии с нормами GLP на животных SPF статуса 0 2
15. Исследование тератогенности лекарственных препаратов, выполняемое в соответствии с нормами GLP на животных SPF статуса 0 2
16. Исследование мутагенности лекарственных препаратов, выполняемое в соответствии с нормами GLP на животных SPF статуса 0 2
17.  Прижизненное исследование структур внутренних органов  (для получения Т2-взешенных изображений, чувствительных к отеку и инфильтрации) лабораторных животных с использованием томографа «BioSpec 117/16USR» (Bruker, Germany) 23 2
18. Получение томографических срезов носового хода животных разной экологической специализации 9 1
19. Определение концентрации метаболитов в головном мозге метод ЯМР спектроскопии 20 2
20. Прижизненное МРТ исследование  при протезировании кровеносных сосудов 0 6
21. Исследование методом функциональной МРТ нейрональной реакции на запаховые стимулы 4 8
22. Исследование гистологических препаратов различных тканей животных 3 0
23. Неинвазивное измерение давления у крыс разных линии с использованием аппарата CODA 2 1
24. Регистрации звуковых коммуникаций грызунов с помощью оборудования Sonotrack 5 0
25. Регистрация температуры покровов лабораторных животных с помощью компьютерного тепловизора ТкВр — CBIT101 6 1
26. Регистрация и анализ показателей жизнеспособности сперматозоидов c использованием спермоанализатора Mouse Traxx 18 0
27. Анализ образцов крови с использованием гемоанализатора  HemaScreen 18 22 1
28. Определение (ELISA) фактора некроза опухоли TNF alpha у мышей разных линий 8 3
29. Определение патогенов в образцах крови у мышей  (список FELASA) 10 0
30. Определение 17β-эстрадиола в крови и амниотической жидкости у мышей разных линий 1 0
31. Определение кортикостерона в биологических средах у мышей разных линий 15 2
32. Определение тестостерона в биологических средах у мышей разных линий 8 0
33. Определение содержания Na+ и K+ в биологических средах 3 0
34. Определение биохимических показателей крови лабораторных животных 4 1
ИТОГО 252 64

Раздел 2. Цель и задачи Программы

2.1. Цель программы

Повысить надежность и производительность технических систем и биотехнологических процессов ЦГР, освоить методы трансгенеза, внедрить новые подходы высокотехнологического фенотипирования, расширить коллекцию экспериментальных моделей социально-значимых заболеваний мозга, подняв, тем самым, до уровня мировых стандартов весь комплекс российских исследований на лабораторных животных в области фундаментальной биологии, биомедицины, фармакологии, нанобиологии и нанобиобезопасности.

2.2. Задачи программы и основные мероприятия, направленные на решение задачи

  1. Развитие материально-технической базы УНУ, модернизация предполагает выполнение следующих мероприятий:
  2. Приобретение 18 генетических линий мышей и крыс доведение суммарного числа генотипов мышей, крыс и сирийских хомячков до 50 линий. В сочетании с разработанными и апробированными в ходе проекта экспериментальными подходами к моделированию болезней общее число моделей патологий будет доведено до 23 вариантов.
  3. Установка дублирующих системы стерилизации материалов и оборудования, передаваемых в зоны стерильного содержания животных.
  4. Приобретение дополнительных клеток и комплектующих для увеличения производительность секторов племенного и товарного разведения с 2800 голов до 5000 голов в месяц.
  5. Методическое обеспечение диагностики полного списка патогенов лабораторных животных, рекомендованных FELASA (Federation of European Laboratory Animal Sciences Associations)
  6. Постановка метода анализа конформационного полиморфизма однонитевой ДНК SSCP (single-stranded conformational polymorphism) для комплексного анализа микрофлоры.
  7. Освоение завершающих этапов технологий трансгенеза и получение собственных трансгенных линий мышей.
  8. Запуск батареи автоматизированных поведенческих тестов (EthoStudiо) как в целях фенотипирования новых генетических линий, так и при проведении доклинических испытаний фармпрепаратов и оценок нанобиобезопасности. Производительность исследований по полному списку тестов — 30 в день.
  9. Приобретение инновационной системы оценки координации движений при ходьбе (TSE MotoRater, ФРГ) в сочетании с измерителем силы, болевой чувствительности и реакции вздрагивания (Startle Reflex) обеспечить надежную дифференциальную диагностику развития экспериментальных нейродегенеративных заболеваний
  10. Использование общепринятого стандартного программного обеспечения LCModel для обработки результатов ЯМР спектроскопия.
  11. Установки и отладка системы для стандартизированной подачи запаховых стимулов (разработка ЦГР) при изучении функционального состояния мозга методом функциональной МРТ.
  12. Оснащение лабораторного блока ЦГР жидкостным хроматографом (LC-20 Prominence, Shimadzu, Япония), как основы для фармакокинетики и нейрохимии.

 

  1. Развитие кадрового потенциала УНУ;

Целевая подготовка студентов и аспирантов, ориентированных на работу в ЦГР, в том числе:

  1. Ачкасова К.М. (5-й курс НГУ) – обучение методам работы с лабораторными животными и освоение методов иммуно-ферментного анализа и ПЦР для контроля бактериальной и вирусной контаминации и генетического контроля линий животных.
  2. Золотых М.А. (выпускница НГУ) – обучение в аспирантуре ИЦиГ СО РАН с освоением методов гистологии, гистохимии и гистопатологии.
  3. Медведева М.В. (выпускница БГУ) – обучение в аспирантуре ИЦиГ СО РАН с освоением методов репродуктивных технологий.
  4. Брусенцев Е.Ю. (аспирант ИЦиГ СО РАН) – освоение методов криоархивирования.
  5. Масленникова С.О. (аспирантка НГУ) – освоение методов репродуктивных технологий.
  6. Доценко А.С. (аспирантка НГУ) – освоение методов репродуктивных технологий.
  7. Хоцкин Н.В. (аспирант ИЦиГ СО РАН) – освоение методов фенотипирования поведения.
  8. Фурсенко Д.В. (аспирантка ИЦиГ СО РАН) – освоение методов нейрохимического, молекулярно-генетического и гистохимического исследования мозга.
  9. Рыжкова А.С. (студентка НГУ) – освоение методов нейрохимического и молекулярно-генетического исследования мозга.
  10. Кондюков А. (студент НГУ) – освоение методов биоинформационного анализа.

Недельный мастер-класс на базе ЦГР (21-28 июня 2014 г.) по методам получения трансгенных животных. Занятия проведут профессор Й. Ивакура и доктор Ю. Кубо (Япония) – ведущие специалисты в области получения трансгенных лабораторных мышей.

Стажировка в 2015 году 2-х сотрудников ЦГР в Центре лабораторных животных – моделей патологий Института биохимии Токийского научного университета (Center for Animal Disease Models, Research Institute for Biomedical Sciences, Tokyo University of Science) для углубленного изучения методов трансгенеза.

Стажировка сотрудника ЦГР в Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н. И. Пирогова для освоения методов работы на современном имиджинговом оборудовании Ivis-Spectrum-CT.

Стажировка сотрудника ЦГР в Университете им. Эразма Роттердамского (Erasmus University, Rotterdam, Голландия) для освоения методов связывания различных наночастиц с белками, в том числе и с пептидными гормонами, и исследования нейроэндокринных последствий введения в организм частиц с высокой связывающей способностью.

 

  1. Обеспечение доступности УНУ для заинтересованных исследователей;

Модернизация веб-сайта с информацией о технологических возможностях и доступных услугах ЦГР. Информирование заинтересованных научных организаций путем участия в выставках, представлением сведений о ЦГР в форме докладов на научных конференциях. Активность в данном направлении работы отражает участие ЦГР в организации симпозиумов по генетическим моделям патологий и трансляционной медицине, которые состоятся в 2014 гг. в рамках  VI Съезда Вавиловского общества генетиков и селекционеров (15-20. 06. 2014, г. Ростов-на-Дону) и IX международной конференции «Биоинформатика Регуляции и Структуры Геномов\Системная Биология – БГРС\СБ-2014 (23-27.06.2014, г. Новосибирск). Участие в организации и работе Международной Конференции специалистов по лабораторным животным (17-19. 11. 2014, г. Санкт-Петербург).

Формирование гибкой ценовой политики, которая предполагает значительное снижение стоимости услуг, вплоть до свободного доступа к некоторым ресурсам ЦГР для университетов и институтов ФАНО. Оптимизация условий работы при проведении экспериментов на животных SPF-статуса за счет установки в барьерной зоне 3-го этажа (исследовательский блок) индивидуально-вентилируемых клеток и сан-пропускника с воздушным душем.

 

  1. Разработка (освоение) новых методов и методик измерений/исследований и совершенствование существующих;

В 2014 – 2015 гг. в рамках данной задачи будут выполнены мероприятия по разработке и освоению следующих методов:

  1. Получение химерных животных методом агрегации стволовых клеток с клетками эмбрионов на стадии морулы.
  2. Получение трансгенных животных методом инъекции генетических конструкций и РНК в пронуклеус с использованием новейшей технологии CRISPR/Cas
  3. Формирование набора моделей канцерогенеза путем инокуляции клеточных культур различных опухолей человека иммунодефицитным мышам линий SCID и NODSCID.
  4. Разработка новых моделей нейродегенеративных патологий путем длительной ингаляции или интраназальной аппликации наночастиц.
  5. Разработка модели нарушений функции кишечника и модификации микробиома в результате введения декстрана.
  6. Установка и отладка батареи автоматизированных поведенческих тестов на основе системы EthoStudio (разработка Института автоматики и электрометрии СО РАН). Система обеспечивает: определение эмоциональности в тесте открытого поля, оценку реакции страха в тесте возвышенного крестообразного лабиринта, определение тревожности в тесте Парсолта, оценку обучаемости в лабиринте Морриса.
  7. Разработка установки для дозированной подачи хемосигналов при изучении мозга методом функциональной МРТ (фМРТ).
  8. Разработка метода коррекции МРТ ангиографии для автоматизированного построения 3D модели сосудистого русла.
  9. Отработка протокола параллельной ЯМР спектроскопии in vivo и in vitro.
  10. Освоение методов определения экспрессии генов иммунной регуляции, апоптоза, оксидативного стресса и антиоксидантной защиты на основе ПЦР в реальном времени.
  11. Освоение высокоэффективной жидкостной хроматографии для исследований фармакокинетики и нейрохимии.
  12. Микробиомное профилирования на основе метода анализа конформационного полиморфизма однонитевой ДНК SSCP (single-stranded conformational polymorphism).

 

  1. Получение значительных научных результатов исследований сопоставимых / превышающих мировой уровень;

Мы прогнозируем получение новых результатов мирового уровня в исследованиях по следующим направлениям:

  1. При изучении поведенческих и нейрофизиологических эффектов целевых мутаций генов, контролирующих метилирование и механизмы иммунной защиты, т.е. генов, чья психофизиологическая значимость лишь поставлена в порядке обсуждения в ряде обзорных статей (Baganz, Blakely, 2012; Theoharides, 2013). Вместе с тем, предварительные результаты, полученные при изучении мышей с нокаутом по генам KAISO и кишечного протеогликана (Muc2), показывают, что мутации этих генов могут быть причинами девиаций поведения, вплоть до серьезных психопатологий.
  2. При исследовании репродуктивных и эпигенетических эффектов, наблюдаемых при зачатии на разных стадиях иммунного ответа самцов, будут впервые в мировой науке получены результаты, характеризующие вклад в фенотипическую изменчивость потомков иммунного статуса отцов, который в реальной жизни варьирует при инфекциях, вакцинациях и обострениях аллергий разного генеза.
  • В области нанобиологии и нанобиобезопасности будет получен ряд результатов, соответствие которых мировому уровню обеспечивает, с одной стороны, применение самых современных методов, с другой, формулировка оригинальных научных задач. В частности, (1) сочетание методов МРТ и электронной микроскопии (ПЭМ) позволит с высокой точностью определить области максимального накопления в головном мозге ингалируемых наночастиц оксидов металлов. (2) Впервые будет начато исследование нейрофизиологических механизмов установленного в наших экспериментах гипотермического эффекта, наблюдаемого при взаимодействии наночастиц со слизистыми оболочками носовой полости и желудка. Эти исследования могут послужить ключом к пониманию причин обострения ряда заболеваний, вплоть до внезапной смерти, которые регистрируют врачи во время песчаных бурь и которые до сих пор не имеют внятного объяснения. (3) Предложенная нами гипотеза о специализированных механизмах защиты от тонкой и ультратонкой пыли, сформировавшихся в процессе эволюции у роющих передними зубами норных грызунов, будет проверена расширением списка видов, для которых планируется построить численные модели организации воздушных потоков и осаждения субмикронных и наноразмерных частиц в носовой полости. Кроме того, будут проверены предварительные данные о меньшей проницаемости альвеолярных барьеров для наночастиц. В совокупности полученные данные позволят предложить обыкновенную слепушонку в качестве модельного объекта для изучения природных механизмов адаптации к условиям среды с высоким содержанием субмикронных и наноразмерных аэрозолей. Тем самым список модельных млекопитающих будет пополнен российским видом.
  1. В работах по экспериментальной онкопатологии и онкотерапии, выполняемых на базе ЦГР, наиболее интересные результаты будут получены при развитии приоритетных результатов, которые обосновывают вклад описторхоза в формирование опухолей желчных протоков. Кроме того, ряд значимых прикладных результатов будет получен при испытаниях новых биотехнологических и радиотерапевтических методов противоопухолевой терапии.
  2. Развитию диагностики методами нейровизуализации послужат результаты изучения экспериментальных нейропатологий на основе МРТ и ЯМР спектроскопии в сочетании с традиционными методами нейрохимии и поведенческого тестирования.

Раздел 3. Мероприятия Программы

3.1. Дооснащение объекта научной инфраструктуры необходимыми материалами и оборудованием

№ п/п Наименование оборудования (вид материалов) Ед. изм. Кол-во Обоснование необходимости приобретения/ изготовления оборудования и материалов Номер этапа работ, в котором планируется закупка Стоимость, млн. руб., из них:
Средства субсидии Средства получателя субсидии
1 Вакуумная центрифуга

Labconco CentriVap Concentrator Systems

 шт. 1 Мобильная система, сочетающая  концентратор и холодную ловушку в одной мобильном консоли. Предназначена для ускоренного концентрирования биологических образцов малого объема (от нескольких мкл до 25 мл) с возможностью  одновременного использования 148 образцов 2 0,650 0
2 Наносайзер (Анализатор размеров частиц HORIBA SZ-100Z) шт. 1 Оборудование для измерения размеров частиц в диапазоне от 0,3 нанометров до 8 микрон. Диапазон молекулярного веса:  10*3 до 2х10*7 Дальтон. Дзета потенциал: от -200 милливольт до 200 милливольт. 2 3,780 0
3 Гомогенизатор ультразвуковой Sonicator Q125 в комплекте с звукоизолирующей камерой Qsonica шт. 1 Компактная модель с микропроцессорным управлением для смешивания, гомогенизации, диспергирования  образцов в малых объемах (от 200 мкл до 50 мл) в закрытых пробирках, с возможностью обработки до 8 образцов одновременно. 2 0,263 0
4 Холодильник MPR-721 шт. 1 Современный фармацевтический холодильник, с  равномерным распределением температуры во всей камере вне зависимости от равномерности загрузки и циклической системой размораживания 2 0 0,294
5 Жидкостный хроматограф в комплекте LC-20 Prominence шт. 1 Новая система для высокоэффективной жидкостной хроматографии с чрезвычайно высокой чувствительностью и производительностью для исследования метаболизма биогенных аминов в головном мозге 1 2,831 0
6 Система для стандартизированной оценки локомоторных функций у крыс и мышей MotoRater шт. 1 Предназначена для стандартизированной оценки локомоторных функций, координации и кинематического анализа мелких лабораторных животных при ходьбе, ходьбе по лестнице, ходьбе в воде, плавании. 1 7,941 0
7 Клетки для содержания животных: клетки, стойка, стеллажи  (Tecnipast, OptiRat) шт. 1000 Предназначены для содержания лабораторных животных  SPF-статуса 2 4,250 1,547
8 Расширение резервных возможностей  системы водообеспечения шт. 1 Повышения ресурсобезопасности объекта и обеспечение его бесперебойной  работы в случае отключения системы центрального водоснабжения 2 0,988 0,874
9 Автоматизированная система контроля уровня жидкого азота в криохранилище шт. 1 Автоматизированная система контроля  уровня жидкого азота в криохранилище повысит надежность хранения эмбрионов 1 0,334 0
10 Система низкотемпературной перекисной дезинфекции материалов шт. 1 Расширение пропускной способности моечно-стерилизационного блока, что позволит увеличить поголовье животных в зоне разведения и исследовательском блоке 2 3,963 1,435
ИТОГО 25,00 4,15

3.2. Модернизация, содержание и ремонт оборудования УНУ

№ п/п Наименование работы Краткое содержание работы Ожидаемые результаты выполнения работы Стоимость, млн. руб., из них:
Средства субсидии Средства получателя субсидии
Модернизация объекта научной инфраструктуры
1 Модернизация Автоклавов в моечно-стерилизационном блоке Перевод на электронный документооборот процесса автоклавирования Позволит увеличить надежность работы автоклава в исследовательском блоке 1,24 0
2 Установка системы низкотемпературной перекисной дезинфекции материалов Расширение пропускной способности моечно-стерилизационного блока, что позволит увеличить поголовье животных в зоне разведения и исследовательском блоке Увеличение производительности моечно-стерилизационного блока на 47%, что позволит увеличить производство лабораторных животных 3,96 1,44
3 Система водоподготовки с резервным аккумулированием воды для поения

животных и собственных нужд оборудования

 Установка дополнительной системы водоподготовки RIOS с дополнительными ёмкостями для хранения воды питьевого качества, а также установка 3-й ступени, более грубой очистки воды в подвале Обеспечение бесперебойной  работы объекта в случае отключения центрального водоснабжения 0,99 0,87
4 Модернизация системы снабжения паром ЧП для поддержания влажности в заданном диапазоне. Замена существующей системы электродной системы генерации пара на тэновые Модернизация позволит значительно сократить эксплуатационных расходы на ЗИП в системе парообразования на 35% и снизит риски внезапного выхода из строя существующей системы произведенной в Великобритании и не рассчитанной на качество воды в России 0 0,57
Ремонт объекта научной инфраструктуры
1 Ремонт обслуживаемой кровли Будет проведена реконструкция обслуживаемой кровли здания, которая была выполнена по проекту, предназначенному для регионов с положительными среднесуточными значениями температуры на протяжении всего года Будет устранено намерзание влаги снаружи и внутри помещений в точках конденсации влаги, что позволит избежать аварийной остановки  эксплуатации  объекта 0 0,95
Содержание объекта научной инфраструктуры
1 Расходые материалы и облуживание   систем воздухоподготовки, водоподготовки и автоклавов Расходные материалы, которые и работы, которые необходимы для поддержания в рабочем состоянии инженерного комплекса УНУ Поддержание в рабочем состоянии всех инженерных систем УНУ 0 4,84
ИТОГО 6,19 8,67

3.3. Разработка и освоение новых методик исследований или измерений

№ п/п Наименования разрабатываемых (осваиваемых) методик исследований или измерений Ожидаемые результаты использования разработанных/ освоенных методик Номер этапа выполнения мероприятия Стоимость, млн. руб., из них:
Средства субсидии Средства получателя субсидии
1 Моделирование канцерогенеза путем инокуляции клеточных культур различных опухолей человека иммунодефицитным мышам линий SCID и NODSCID Модельные организмы, полученные путем инокуляции клеточных культур различных опухолей человека иммунодефицитным мышам линий SCID и NODSCID, будут использованы при разработке методов ранней диагностики и прогноза канцерогенеза на основе методов нейровизуализации. Предполагается оценить диагностическую значимость морфологических характеристик опухолей мозга и здоровых тканей на разных стадиях болезни, также при использовании различных методов лечения. Эти же модельные организмы послужат базисом для отработки регламентов микролучевой и микропланарной радиотерапии. Мыши с различными типами опухолей человека позволят провести испытания терапевтической эффективности препаратов, полученных методами химического синтеза и биотехнологическими методами. 1 0 0,80
2 Моделирование патологий путем длительной ингаляции или интраназальной аппликации наночастиц животным с генетической предрасположенностью к болезни Паркинсона (линия B6.Bg-Tb(Prnp-SNCA*A53T)23Mkle/J) и диабету второго типа (линия BKS.Cg-Dock7<m>+/+Lepr<db>/J) Моделирование патологий путем длительной ингаляции или интраназальной аппликации наночастиц подопытным животным послужит экспериментальной основой для комплексного изучения механизмов, провоцирующих развитие нейродегенеративных заболеваний и метаболических нарушений. 1 4,10 0,42
3 Моделирование нарушений функции кишечника и модификации микробиома в результате введения декстрана. Будет использовано при решении задач, относящихся к одному из «горячих» направлений современной биологии – изучение вклада микробиома в формирование психофизиологических нарушений. 2 0 0,45
4 Моделирование инсультов с помощью нарушения кровоснабжения мозга. Будет использована для изучения процесса восстановления функции мозга после инсульта и поиска фармакологических методов ускорения этого процесса. 2 0 0,65
6 Получение химерных животных методом агрегации стволовых клеток с клетками эмбрионов на стадии морулы Эти работы заложат основы для трансгенного моделирования патологий, в том числе на основе ассоциаций генетических полиморфизмов и заболеваемости, выявляемых у разных этнических групп россиян. 3 0 0,49
7 Получение трансгенных животных методом инъекции генетических конструкций и РНК в пронуклеус с использованием новейшей технологии CRISPR/Cas9.4 Освоение методов трансгенеза позволит получить новые генетические линий мышей с искусственно встроенным геном GM-CSF(гранулоцит-макрофаг стимулирующий фактор) под промотором гена казеина мыши с помощью метода агрегации. Линия животных с экспрессией гена GFP (зеленый флуоресцирующий белок) послужит моделью для отработки новейшего метода получения трансгенных животных CRISPR/Cas9. 3 0 0,28
8 Установка и отладка батареи автоматизированных поведенческих тестов на основе системы EthoStudio (разработка Института автоматики и электрометрии СО РАН Будет выполнено поведенческое фенотипирование ранее не исследованных генетических линий с нокаутами генов KAISO, фактора некроза опухолей и кишечного муцина. Описание поведенческих особенностей этих линий в соответствии с принятыми в психофизиологии критериями позволит оценить вклад генов, ответственных за метилирование, воспаление и морфофункциональное состояние кишечника, в формирование психических и интеллектуальных отклонений. Кроме того, эти же методы будут использованы при мониторинге психофизиологических параметров при экспериментальной терапии нейропатологий, вызванных развитием опухолей или накоплением в мозге наночастиц. 1 0 0,50
9 Функциональная МРТ (фМРТ) будет обеспечена разработанной в ЦГР установкой для дозированной подачи хемосигналов – основного языка внутривидовой коммуникации мышей Изучение нейрональных реакций на социально-значимые хемосигналы методом фМРТ позволит оценить степень поражение важнейших функций социальной коммуникации, которые могут сопровождать развитие экспериментальных нейропатологий и восстановление которых будет служить критерием эффективности экспериментальной терапии 1 0 1,53
11 Разработка и освоение методов коррекции МРТ ангиографии для автоматизированного построения 3D модели сосудистого русла Разработка алгоритмов коррекции искажений ангиографических изображений, обусловленных неизбежной и индивидуальной для каждого инструмента неоднородностью магнитного поля, даст начало массовому исследованию мозгового кровотока на основе 3D моделей сосудистого русла. Это позволит вскрыть ранее не исследованные масштабы морфологической изменчивости генетических линий мышей и их вариации при моделировании нейропатологий. 2 0 0,23
12 Отработка протокола параллельной ЯМР спектроскопии in vivo и in vitro. ЯМР спектроскопия in vivo является перспективным методом нейродиагностики, который ограниченно используется в клинической практике, в том числе и из-за относительно низкой разрешающей способности. Сочетание исследований на живых животных с последующим изучением in vitro спектров тех же фрагментов мозговой ткани на ЯМР спектрометрах высокого разрешения позволит внести уточнения в расшифровку результатов прижизненных исследований метаболитов головного мозга. 2 0 0,47
13 Метод ПЦР в реальном времени для определения экспрессии генов иммунной регуляции, апоптоза, оксидативного стресса и антиоксидантной защиты Исследование методами ПЦР в реальном времени экспрессии генов апоптоза, оксидативного стресса и воспаления позволят ценить вклад этих генов в развитие нейропатологий. 2 0 0,48
14 Высокоэффективная жидкостная хроматография продуктов серотонинового и дофаминового обмена Даст возможность оценить вовлеченность нейрохимических систем в девиации психофизиологических функций у разных генетических линий и при различных воздействиях на мозг подопытных животных, включая инокуляцию глиом человека. 3 2,90 0,30
15 Микробиомное профилирования на основе  SSCP (single-stranded conformational polymorphism, одноцепочечный конформационный полиморфизм). Разработка метода SSCP позволит выполнить микробиомное профилирование при различном состоянии общего и кишечного иммунитета, а также проанализировать взаимозависимости микробиома и психофизиологического состояния животных. Кроме того метод будут использован при мониторинге здоровья SPF животных. 3 0 1,40
ИТОГО 7,00 8,00

3.4. Метрологическое обеспечение функционирования УНУ

№ п/п Наименование мероприятия Ожидаемые результаты выполнения мероприятия Номер этапа выполнения мероприятия Стоимость, млн. руб., из них:
Средства субсидии Средства получателя субсидии
1 Ежеквартальная отправка образцов от животных для определения микробиологического статуса Подтверждение отсутствия патогенов у животных, которых содержат в SPF-условиях 1 3,00 0
2 Внутренний мониторинг патогенов у животных с помощью сертифицированных ИФА наборов для определения антител и ПЦР методом:

Вирусы:
Minute virus of mice
Mouse hepatitis virus
Mouse parvovirus (rNS-1)
Mouse rotavirus EDIM
TMEV (GD VII)
Murine norovirus
Sendai virus
Ectromelia virus
LCMV
Mouse adenovirus FL
Mouse adenovirus K87
Mouse cytomegalovirus
Reovirus type 3
Pneumonia virus of mice
Hantaan virus
Kilham rat virus
Rat minute virus
Rat parvovirus
Toolan’s H-1 virus
Sialodacryoadenitis virus
Hamster polyomavirus

Бактерии:
Clostridium piliforme
Citrobacter rodentium
Corynebacterium kutscheri
Pasteurellaceae
Pasteurella pneumotropica
Actinobacillus muris
Salmonella spp.
Streptococci ß-haemolytic
Streptococcus pneumoniae
Streptobacillus moniliformis
M. pulmonis
Helicobacter spp.
Helicobacter hepaticus
Helicobacter bilis
Encephalitozoon cuniculi
Klebsiella oxytoca
Klebsiella pneumoniae
Pseudomonas aeruginosa
Staphylococcus aureus
Haemophilius parainfluenzae(-like)
Cilia-associated respiratory bacillus
Staphylococcus aureus
Bordetella bronchiseptica

 Подтверждение отсутствия патогенов у животных, которых содержат в SPF-условиях и используют в экспериментах 2 2,00 0
3 Поверка и калибровка стерилизаторов IWT Tecniplast Обеспечение бесперебойной   работы моечно-стерилизационного блока, что позволит своевременно снабжать службу разведения и содержания животных стерильными материалами 2 0 0,93
4 Поверка и калибровка системы климат-контроля УНУ Позволит поддерживать требуемые климатические  параметры среды в помещениях для содержания животных 3 0 2,35
5 Поверка гигрометров Позволит фиксировать параметры среды в помещениях: склад кормов и подстила, в помещении архива в соответствии с требованиями GLP (надлежащая лабораторная практика) 3 0 0,02
6 Поверка весов Позволяет проводить работы в соответствии с требованиями GLP (надлежащая лабораторная практика) 3 0 0,02
ИТОГО 5,00 3,32

3.5. Повышение доступности УНУ для внешних и внутренних пользователей

№ п/п Наименование содержание мероприятия Краткие результаты выполнения мероприятия Ожидаемые выполнения мероприятия Номер этапа Стоимость, млн. руб., из них:
Средства субсидии Средства получателя субсидии
1 Создание и поддержание сайта УНУ Будет создан регулярно обновляемый ресурс, который позволит получать актуальную информацию о ресурсах и загруженности УНУ, в том числе о количестве доступных животных, имеющейся приборной базе и доступном времени ее использования, ресурсах криобанка и т.д. Ноябрь 2014 г. 1 0 0,05
2 Участие в конференции Rus-LASA – ICLAS International Conference «Science-based assessment of laboratory animal welfare», 17-19 Ноября 2014 г., Санкт-Петербург 17-19 Ноября 2014 г. 1 0 0,15
  ИТОГО 0 0,20

3.6. Расширение перечня оказываемых с использованием УНУ услуг

№ п/п Наименование содержание мероприятия Краткие результаты выполнения мероприятия Ожидаемые выполнения мероприятия Номер этапа Стоимость, млн. руб., из них:
Средства субсидии Средства получателя субсидии
1 Расширение коллекции линий мышей и крыс Планируется расширить существующую коллекцию линий животных и довести общее число линии до 50. 2015 г 3 0 1,20
2 Создание коллекции клеточных культур глиом человека Будет создана линейка глиом человека, что позволит проводить доклинические испытания лекарственных средств 2015 г 2 0 0,98
  ИТОГО 0 2,18

3.7. Развитие внутренней и международной кооперации УНУ

№ п/п Наименование содержание мероприятия Краткие результаты выполнения мероприятия Ожидаемые выполнения мероприятия Номер этапа Стоимость, млн. руб., из них:
Средства субсидии Средства получателя субсидии
1 Совместное с ИЯФ СО РАН экспериментальное исследование воздействия матрицы микропучков жесткого рентгеновского синхротронного излучения для терапии труднооперабельных опухолей a)        Будет создана экспериментальная инфраструктура для разработки и апробации на лабораторных животных с опухолями разного генеза методов радиотерапии на основе матрицы микропучков жесткого рентгеновского синхротронного излучения 2014 – 2015 гг. 1-3 5,00 3,50
2. Исследование совместно с ИК СО РАН, МТЦ СО РАН, ИХТТМ СО РАН взаимодействия наночастиц с организмами лабораторных животных b)        Будут определены целевые органы мишени для наноразмерных аэрозолей и установлены нейробиологические последствия накопления наночастиц в мозге 2014 г. 1 1,00 0
3. Выполнение совместно с Центром экспериментального моделирования патологий Токийского научного университета технологий трансгенеза c)        Сотрудниками ЦГР пройдут обучение в Новосибирске и в Токио по методам получения химерных животных методом агрегации стволовых клеток с клетками эмбрионов. 2014 г. 1 0,20 0
4 Совместные с Медицинским центром Роттердамского университета исследования биологических эффектов наночастиц Будут получены данные о способности различных наночастиц к связыванию с белками, в том числе и с пептидными гормонами, и проанализированы нейроэндокринные последствия введения в организм частиц с высокой связывающей способностью. 2014-2015 гг. 1,2 0,9 0
5 Совместная с МГУ, НЦ психического здоровья РАМН, Институтом общей генетики РАН и Массачусетским технологическим институтом работа по эксперименталь-ной идентификация генов, ответственных за патологии мозга. На генетических линиях мышей будут установлены механизмы генетической детерминации каталепсии и проанализированы нейробиологические последствия мутаций в гене каталепсии. 2015 г. 2 2,00 0
6 Исследование совместно с ИВМиМГ СО РАН, ИЦиГ СО РАН, ИТПМ СО РАН внутри и межвидовой изменчивости осаждения наноразмерных аэрозолей в верхних дыхательных путях. На основе численного моделирования воздушных потоков в носовой полости и экспериментального изучения осаждения наночастиц в верхних дыхательных путях будет обоснована целесообразность изучения роющих передними зубами норных грызунов в качестве модельных объектов для изучения природных механизмов к обитанию в среде с высоким содержанием пыли. 2015 г. 2 1,00 0
7 Совместное с МТЦ СО РАН и ИГ СО РАН исследование возникновения, течения и прогноза заболеваний головного мозга методами нейробиологии и нейровизуализации d)       В экспериментах со строго контролируемым развитием нейродегенеративных заболеваний и нейроонкологии будет исследованы возможности ранней диагностики методами неинвазивной нейровизуализации. 2015 г. 2,3 4,00 0
  ИТОГО 14,10 3,50

3.8. Развитие кадрового потенциала УНУ

№ п/п Наименование содержание мероприятия Краткое результаты выполнения мероприятия Ожидаемые выполнения мероприятия Номер этапа Стоимость, млн. руб., из них:
Средства субсидии Средства получателя субсидии
1 Мастер-класс на базе ЦГР по методам получения трансгенных животных. Занятия проведут профессор Й. Ивакура и доктор Ю. Кубо (Япония) – ведущие специалисты в области получения трансгенных лабораторных мышей Будут освоены методики получения новых нокаутных линий мышей 21-28 июня 2014 г. 1 0 0,30
2 Стажировка в  году 2-х сотрудников ЦГР в Tokyo University of Science для углубленного изучения методов трансгенеза. Стажировка позволит освоить методы работы со стволовыми клетками Июль-Август 2015 г. 1 0,60 0
3 Стажировка сотрудника ЦГР в Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н. И. Пирогова Стажировка позволит освоить методы работы на современном имиджинговом оборудовании Ivis-Spectrum-CT (оценка распределения веществ, помеченных флуоресцентной меткой) в огранизме животных 2015 г. 3 0,15 0
Стажировка в Университете им. Эразма Роттердамского (Голландия). Будут освоены методы связывания различных наночастиц с белками и исследованы нейроэндокринные последствия введения в организм частиц с высокой связывающей способностью. 5 мая – 31 июля 2014

2 апреля – 30 июня 2015

 1,2 0,90 0
4 Проведение Симпозиума «Трансляционная медицина» (в рамках BGRS\SB-2014) Международный симпозиум по трансяционной медицине, объединяющей элементы клинической медицины и биотехнологические подходы к разработке и применению новых терапевтических и диагностических средств, созданию новыхъ моделей социально-значимых заболеваний. 25 июня 2015 г. 1 0 0,40
5 Участие в работе конференции Rus-LASA – ICLAS International Conference «Science-based assessment of laboratory animal welfare» Международная конференция ведущих специалистов из России и Европы в области разведения и содержания лабораторных животных, позволит заявить о достижениях УНУ за последние годы и познакомится с последними достижениями зарубежных коллег 17-19 Ноября 2014 г., Санкт-Петербург 1 0 0,15
6 Привлечение студентов для работы в УНУ После защиты дипломных работ, студенты будут приняты в аспирантуру для проведения исследований в УНУ  Сентябрь-Октябрь 2014-2015 гг. 3 0,20 0,25
7 Обучающие курсы для студентов Факультета естественных наук НГУ. Студенты будут ознакомлены с современными правилами работы с лабораторными животными, в том числе и животными SPF-статуса, и основам биоэтики 2015 2 0,15 0,50
  ИТОГО 2,00 1,60

Раздел 4. Контроль за реализацией Программы

4.1. Порядок контроля за ходом реализации Программы со стороны руководителя УНУ

Контроль за ходом выполнения программных мероприятий Программы «Технологическое и коллекционное развитие «Центра генетических ресурсов лабораторных животных» (ЦГР), сформированного на базе SPF-вивария ИЦиГ СО РАН», выполняемой в рамках реализации федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 — 2020 годы» (Поддержка и развитие уникальных научных установок, лот «Поддержка и развитие биоресурсных центров, уникальных научных установок для исследований в области живых систем») производится Координатором Программы, научным руководителем Центра генетических ресурсов лабораторных животных ИЦиГ СО РАН профессором, д.б.н. Мошкиным М.П. по указанным в паспорте Программы показателям и индикаторам, позволяющим оценить ход ее реализации.

Координатор Прогр

➤