Направления науки: 3.2. Медико-биологические науки; 3.3. Клиническая медицина; 3.4. Профилактическая медицина

К основным научным задачам развития медицинских наук, решение которых откроет принципиально новые возможности для получения ожидаемых прорывных научных результатов, относятся следующие.

Важнейшей задачей является разработка показателей, градаций, методик и критериев оценки неблагоприятного влияния факторов окружающей и производственной среды на здоровье человека, системы оценки и управления рисками развития профессиональных и экологически обусловленных заболеваний, мониторинга состояния здоровья населения и потребности в медицинской помощи в Российской Федерации. Будут разработаны информационные системы прогнозирования влияния экологических факторов на здоровье, технологии снижения риска развития эколого-зависимых состояний и заболеваний, мониторинг природно-очаговых инфекционных заболеваний, информационные системы прогнозирования и немедикаментозной профилактики производственно-обусловленных, метеозависимых и других заболеваний, эколого-гигиенических требования формирования производственных зон.

К перспективным научным задачам относятся создание высокочувствительных аналитических методов идентификации и количественного определения новых и потенциально опасных загрязнителей природного и антропогенного происхождения в объектах окружающей среды, пищевой продукции и биологических средах организма, разработка методов управления рисками загрязнения новыми опасными веществами объектов окружающей среды и пищевой продукции, в том числе биотехнологического происхождения.

Актуальными будут разработка системы диагностики и первичной профилактики нарушений пищевого статуса и алиментарно-зависимых заболеваний, создание лечебно-профилактических норм питания для работающих во вредных условиях труда на основе оценки пищевого статуса и данных элементного, геномного, протеомного и метаболомного анализа, изучение регуляторной роли минорных биологически активных веществ в адаптации организма, актуализация норм физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации, разработка технологий профилактики и лечения алиментарно-зависимых заболеваний человека с введением в рацион новых специализированных пищевых продуктов, в том числе функциональных питьевых вод направленного профилактического и оздоровительного действия, разработка подходов коррекции состава кишечной микробиоты при алиментарно-зависимых заболеваниях. Будут проводиться исследования, направленные на решение проблем безопасности пищи, в том числе получаемой с помощью нано- и биотехнологий, разработаны принципы персонализированной диетотерапии с использованием генодиагностики и биомаркеров.

Актуальной в области микробиологии и вирусологии будет разработка новых подходов к созданию вакцин против заболеваний, вызываемых возбудителями с высокой степенью изменчивости, и новых поколений вакцин на основе генно-инженерных технологий, методов обратной генетики и нанотехнологий, в том числе против туберкулеза, ВИЧ, гепатита B и C, гриппа. Будут совершенствоваться и развиваться диагностические тест-системы и методы экспресс-диагностики, устанавливаться молекулярные механизмы функционирования РНК-содержащих вирусов, вызывающих особо опасные заболевания человека и животных, макро- и микроэволюции вирусных РНК геномов и структуры зараженной вирусом клетки, разрабатываться новые противоинфекционные лекарственные средства (антибактериальные, противовирусные химиопрепараты). Будут разработаны новые терапевтические противоинфекционные средства на основе малых интерферирующих РНК, новые подходы противоинфекционной терапии на основе физических методов воздействия на патогены, новые иммунобиологические препараты (адъюванты и миниантитела), сформирована система эффективного эпидемиологического надзора за возбудителями инфекционных заболеваний, созданы эпидемиологические модели для проведения прогнозно-аналитических исследований по оценке предотвращенной заболеваемости бактериальными и вирусными инфекциями в зависимости от охвата вакцинацией групп риска, созданы каталоги бактериофагов, специфичных ко всем значимым патогенным бактериям, разработаны новые схемы лечения микобактериоза в зависимости от типа микобактерии, изучены взаимосвязи активных веществ, производимых микробиотой, и физиологических процессов в организме, ее влияние на развитие различных патологий у человека.

Планируется создание каталогов бактериофагов, специфичных ко всем значимым патогенным бактериям, создание новых поколений вакцин против бактериальных и вирусных инфекций, изучение симбиотических микробиоценозов пищеварительного тракта и роли микробиоты кишечника человека в норме и патологии, создание федерального криогенного банка биообразцов природных симбиотических микробиоценозов пищеварительного тракта здоровых людей, выявление мишеней для новых групп антимикробных и противовирусных препаратов на основе изучения молекулярных механизмов резистентности микроорганизмов и вирусов к лекарственным соединениям, создание новых биотехнологических методов мультианализа резистентности инфекционных возбудителей.

К перспективным научным задачам относятся конструирование нового поколения векторных вакцин с целью обеспечения комбинированной защиты от возбудителей ОРВИ, установление молекулярных механизмов функционирования РНК-содержащих вирусов, вызывающих особо опасные заболевания человека и животных, макро- и микроэволюции вирусных РНК-геномов и структуры зараженной вирусом клетки, создание системы мониторинга за возбудителями вирусных гепатитов и создание федеральной базы данных циркулирующих штаммов, разработка компьютерной программы развития эпидемий на территории России, разработка методик стратификации групп риска формирования множественной лекарственной устойчивости у пациентов с инфекциями, связанными с оказанием медицинской помощи, с целью оптимизации антибиотикотерапии.

Актуальным в онкологии будет изучение молекулярных механизмов, обеспечивающих опухолевые клетки способностью формировать резистентность к терапевтическому действию современных лекарственных средств. Планируются разработка и валидация современных методов скрининга и диагностики злокачественных опухолей, создание новых противоопухолевых препаратов, поиск перспективных мишеней для противоопухолевой терапии, разработка методов персонализированного лечения, в том числе с использованием методов ядерной медицины, эффективных способов доставки лекарственных препаратов в опухоли, определение генетических мутаций - маркеров предрасположенности к онкологическим заболеваниям с последующим созданием базы данных мутаций популяции, связанных с риском развития онкологических заболеваний, и реестра "пациентов" - носителей мутаций в Российской Федерации.

Актуальным в неврологии и психиатрии будут изучение механизмов развития и функционирования мозга, пластичности нейронов и глии, нейрогенеза и нейродегенерации, обучения и памяти, интеллекта, сознания и личности, фундаментальных и прикладных аспектов социально значимых заболеваний нервной системы. Будут установлены нейропсихологические, клеточные и молекулярно-генетические основы активного долголетия, технологии ранней диагностики нейродегенеративных заболеваний как основы для превентивной нейропротекции. Предусмотрены создание новых технологий нейроинтерфейсов медицинского назначения, изучение нейрофизиологических основ когнитивной деятельности мозга, функций интеллекта, обучения и памяти. Планируется изучение структурных, метаболических, нейрофизиологических механизмов поддержания сознания и его нарушений при очаговых и диффузных заболеваниях мозга с ультраструктурным анализом с использованием методов нейровизуализации, что позволит использовать информацию для технологий машинного обучения и искусственного интеллекта. При операциях на мозге человека в сознании будет изучаться индивидуальная нейроанатомия функционально значимых корковых и проводящих путей мозга. Планируется создание новых реабилитационных технологий при острых и хронических заболеваниях ЦНС на основе установления фундаментальных механизмов пластичности мозга. Будут выявлены наиболее значимые маркеры и лабораторные тесты для прогнозирования развития и течения дегенеративно-дистрофической патологии позвоночника, созданы алгоритм комбинированной и гибридной нейровизуализации и схемы лечения с помощью виртуальной и дополненной реальности.

Актуальным в кардиологии будут разработка методов ранней диагностики и персонализированного лечения сердечно-сосудистых заболеваний на основании изучения клеточно-молекулярных, генетических, нейрогуморальных, иммунных и гемодинамических механизмов их развития, геномных, протеомных и метаболомных исследований в клинике и эксперименте, поиск эпигенетических механизмов, определяющих развитие инфаркта миокарда и сердечной недостаточности на основе анализа дифференциальной экспрессии регуляторных микроРНК и выявления связи полиморфизма генов, кодирующих микроРНК и их мишеней, а также анализа эпигенома и транскриптома с использованием омиксных технологий, определение прогностических маркеров нестабильности атеросклеротических бляшек и разработка методов предиктивной молекулярной диагностики развития острого коронарного синдрома, идентификация клеточных механизмов нарушения репаративного ангио-артериогенеза и регенеративных процессов в миокарде, разработка основ компьютерного анализа электрического поля сердца с использованием технологии телеметрии, разработка новых методов коррекции нарушений ритма сердца (в том числе с сочетанной патологией), включая хирургическую коррекцию, создание биосовместимых имплантатов на основе биологических и полимерных материалов для хирургического лечения заболеваний сердечно-сосудистой системы с использованием математического моделирования, приемов тканевой инженерии и определением геномных предикторов.

Актуальным в эндокринологии, нейроэндокринологии, тиреоидологии, детской эндокринологии и диабетологии, а также в области смежных дисциплин с ортокринной и паракринной сигнальной индукцией патологических процессов будут совершенствование технологий профилактики, диагностики и лечения с последующим внедрением в практику (трансляционная медицина), разработка новых геномных, протеомных и метаболомных маркеров как эндокринопатий, так и вызванных ими синдромальных поражений, а также лекарственно-индуцированных эндокринопатий с целью снижения заболеваемости, разработка структурированной системы профилактики генетически детерминированных эндокринопатий, в том числе редких и ассоциированных с ними социально-значимых заболеваний, создание новых диагностических и лечебных технологий, обеспечивающих полноценную социальную и репродуктивную реабилитацию лиц с эндокринопатиями, диагностированными как в неонатальном, так и репродуктивном возрасте, разработка превентивных мероприятий по профилактике преждевременного старения и инвалидизации лиц зрелого возраста, разработка методов пренатальной и предимплантационной диагностики, идентификация новых биомишеней, воздействие на которые позволит снизить вероятность развития метаболических, сердечно-сосудистых и онкологических рисков ожирения.

Актуальным в области педиатрии и репродуктивного здоровья будет разработка инновационных подходов к профилактике и прогнозированию формирования и течения социально-значимых инфекций и заболеваний с высоким пожизненным риском у детей и подростков, распознавание генетической основы различных болезней, поиск эффективных биомаркеров для ранней диагностики хронической инвалидизирующей патологии, создание автоматизированных комплексов для оценки когнитивных способностей ребенка и диагностикумов для верификации редких генетических диагнозов, оптимизация методов хирургического лечения детей с хронической (в том числе инвалидизирующей и жизнеугрожающей) патологией с применением нового поколения хирургического инструментария, биодеградируемых материалов.

Предусмотрены идентификация механизмов и основных этапов физиологической регрессии герминативного матрикса на основании результатов комплексного морфологического исследования, включающего иммуногистохимическое, электронно-микроскопическое исследования, морфо- и цитокариометрию вентрикулярной герминативной зоны у погибших живорожденных и мертворожденных детей 22 - 40 недель гестации, разработка эффективных методов профилактики и лечения иммунопатологических состояний у детей разного гестационного возраста на основе изучения роли кишечной микробиоты в формировании иммунной системы у новорожденных и детей первых месяцев жизни, разработка новых иммунобиологических препаратов для лечения репродуктивных потерь и профилактики формирования врожденных пороков на основе рекомбинантных пептидов, изучение механизмов генетической дифференциации российских популяций по условно нейтральным генам и генам наследственных болезней, разработка моделей расчета индивидуального риска развития репродуктивных патологий и создание молекулярно-генетической карты репродуктивного здоровья.

Актуальным в травматологии и ортопедии будут разработка критериев диагностики, профилактики и прогнозирования клинического течения и раннего прогрессирования тяжелых врожденных деформаций позвоночника у детей на основе изучения молекулярно-генетических и биохимических маркеров, выявление молекулярно-генетических маркеров формирования и характера развития патологических процессов у пациентов с врожденной патологией тазобедренного сустава, разработка и клиническая апробация новых отечественных металлоконструкций для травматологии и ортопедии.

Актуальным в трансплантологии будут разработка неинвазивных диагностических комплексов на основе функциональных и лабораторных тестов для прогнозирования и диагностики отторжения трансплантата сердца, печени в ранние и отдаленные сроки после трансплантации, создание биомедицинских клеточно- и тканеинженерных продуктов печени и хряща на основе композитных тканеспецифических резорбируемых матриксов, получение из постнатальных стволовых клеток и соматических клеток человека эпителиального и мезенхимного фенотипа васкуляризованных тканеинженерных конструкций для замещения костной, хрящевой, мышечной (включая миокардиальную) и эпителиальных тканей, разработка новых методик мультифакторного трехмерного анализа наноструктуры биоматериалов, клеток и тканей с использованием комплексной сканирующей зондовой крионанотомографии.

К перспективным научным задачам относятся разработка и усовершенствование методов контролируемых вмешательств (малоинвазивные технологии, транслюминальная хирургия), в том числе с использованием робототехники, расширение диапазона комбинированных хирургических вмешательств на нескольких органах и системах с применением методов биоинженерии (использование комбинированных многокомпонентных трансплантатов, включающих аутотрансплантаты и биоинженерные конструкции), разработка и усовершенствование методов трансплантации органов и тканей с использованием технологий регенеративной медицины, создание технологий направленного подавления трансплантационного иммунитета и создания устойчивой толерантности организма реципиента к трансплантированному органу, разработка методов реконструкции органов, тканей и сегментов конечностей с помощью технологий культивирования эпителиальных тканей, а также воссоздания объемных структур с использованием трехмерных матриксов заданных свойств с возможностью получения различных по свойствам и структуре тканеинженерных конструкций, разработка новых инновационных технологий лечения обширных ожогов и ран с использованием полученных биотехнологических продуктов.

Актуальным в области персонализации медицины, регенеративной медицины, иммунологии, фармакологии, клеточных, генно-инженерных технологий будет создание новых наноформ лекарственных препаратов, имеющих качественно новый уровень биодоступности и стабильности, в частности разработка терапевтических препаратов на основе миниантител; наноформ вакцин, иммунобиологических и иммунопрофилактических препаратов; методов подавления пролиферации клеток с помощью нанопрепаратов.

Планируются разработка и внедрение современных методов диагностики и профилактики ревматических заболеваний на основе методов ДНК-диагностики (мРНК, микроРНК и полиморфизмы в геномной ДНК), идентификация иммунных механизмов их патогенеза на основе расшифровки структуры и спектра наиболее важных аутоантигенов и изучения механизма дисфункции антигенпрезентирующих клеток, разработка высокоемких селективных антигенных сорбентов в диагностических и лечебных целях, изучение молекулярно-генетических, иммунологических, биохимических и фармакологических аспектов патогенеза, диагностики и лечения критических состояний.

К перспективным научным задачам относится сохранение и расширение коллекции лабораторных приматов с целью моделирования социально значимых заболеваний человека и оценки качества препаратов медицинского назначения.

В области постгеномных, протеомных и метаболомных биомедицинских технологий будет осуществляться отработка методов внесения направленных изменений в геномы при помощи дизайнерских нуклеаз на примере 3 - 5 регуляторных каскадов и выбор регуляторных систем, воздействие на которые может иметь геропротекторный или герореверсивный эффект, отработка внесения направленных изменений в геном человека на уровне изолированных клеточных культур, оценка влияния возраста на регенеративные свойства стволовых клеток и разработка методов коррекции их нарушений с помощью технологий редактирования генома.

Предусматривается поиск информативных молекулярных маркеров (геномных, транскриптомных, протеомных и метаболомных) для оценки риска возникновения, развития и неблагоприятного прогноза социально значимых заболеваний, выявление распространенности полиморфизмов генов, участвующих в фармакокинетике и фармакодинамике лекарств, применяемых для лечения сердечно-сосудистых заболеваний и сахарного диабета 2 типа, их взаимосвязь с фармакинетическими особенностями здоровых добровольцев и пациентов с указанными патологиями, изучение физиологических субстратов и ингибиторов катепсинов при развитии малигнизации, метастазирования и воспалительных процессов, разработка системного подхода к анализу живых объектов путем комбинации методов геномики, транскриптомики, протеомики и метаболомики, био- и хемоинформатики, создание методик измерения протеомного и метаболомного состава в образцах биологического материала, лекарственного мониторинга основных заболеваний, выявление биомаркеров, повышающих предиктивный потенциал диагностики.

Актуальным является создание отечественных терапевтических генотехнологий, включая методы генотерапии сердечно-сосудистых заболеваний, злокачественных опухолей (генохимиотерапия), а также технологии генокоррекции наследственной патологии (прежде всего, дефектов метаболизма) и генотерапевтических конструкций для активной иммунотерапии и иммунокоррекции, технологий подавления работы поврежденных генов с помощью антисмысловых олигонуклеотидов, включая короткие интерферирующие РНК, методов молекулярно-направленной терапии социально значимых заболеваний с применением моноклональных антител, а также низкомолекулярных ингибиторов и активаторов целевых белков, генно-инженерных технологий получения, скрининга и продукции рекомбинантных белков, включая антитела и миниантитела, для терапевтических и диагностических целей.

Будут разработаны методология оценки биобезопасности инновационных полимерных нанокомпозитов медицинского назначения, основанная на молекулярно-клеточных изменениях основных органов - мишеней, и токсикологический паспорт новых тераностических нанобиокомпозитов.

Предполагается получение новых данных, раскрывающих роль М1- и М2-макрофагов в регуляции функций стволовых клеток и фиброгенеза, исследование клеточно-молекулярных механизмов пластичности фагоцитов мононуклеарной системы (моноцитов, макрофагов, дендритных клеток).

Планируется создание на основе системы редактирования генома CRISPR/Cas9 вирусных и невирусных генетических конструкций для нокаута генов урокиназы и урокиназного рецептора в опухолевых клетках, в частности нейробластоме, оценка возможности использования CRISPR/Cas9 в качестве нового подхода для их подавления, изучение эффективности разных способов доставки антигенного материала для стимуляции противоопухолевого материала и выбор оптимальной тактики для проведения клеточной иммунотерапии.

Предполагается получение новых данных о молекулярной регуляции кардиомиоцитарной дифференцировки стволовых клеток на модели эмбриональных стволовых клеток и индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, разработка методов повышения терапевтических свойств постнатальных стволовых клеток, установление механизмов формирования межклеточных контактов и пролиферативной активности, дифференцированного потенциала, физиологических свойств и миграции как единичных клеток, так и в составе сфероидов при моделировании трехмерных структурно-функциональных тканей с использованием природных (натуральных), синтетических и гибридных структур, разработка фармакологических подходов стимуляции функций эндогенных прогениторных клеток и регенерации тканей, разработка оригинальных по структуре и механизму действия лекарственных средств (нейропсихотропных средств, транквилизаторов, ноотропов, антидепрессантов, нейролептиков, противоастенических средств, средств лечения алкогольной и наркотической зависимости, противомигреневых средств, средств лечения нейродегенеративных заболеваний, нейропротекторов), новых лекарственных средств для профилактики и лечения онкологических, сердечно-сосудистых заболеваний, болезней эндокринной системы и болезней обмена, болезней пищеварительной системы, экстремальных состояний.

Актуальным будет разработка новых принципов и методов выделения и концентрирования радионуклидов и новых технологий для получения стратегических материалов для ядерной медицины.