Лаборатория омиксных технологий и больших данных для персонализированной медицины и здоровья

Научные результаты:

• Продемонстрировано, что новый метод prm-PASEF, используемый в масс-спектрометре (МС) нового поколения timsTOF Pro, может эффективно использоваться для таргетной абсолютной количественной протеомики с высоким уровнем специфичности и чувствительности. Был создан и валидирован метод/набор для количественного определения 125 белков в одном образце плазмы крови для использования на масс-спектрометре timsTOF Pro с значительно более быстрым временем анализа (в 5-6 раз быстрее доступного стандартного метода: 5-10 минут против 60 минут). Также была продемонстрирована способность данного МС-прибора определять более 1000 пептидов в одном образце крови.
• Разработан метод протеомного анализа образцов сухой капли крови (СКК) с помощью масс-спектрометра timsTOF Pro, что облегчит обеспечение организации популяционного скрининга и индивидуализированной оценки здоровья населения.
• Разработан и протестирован метод детекции вируса SARS CoV-2 в эпителиальных мазках из носоглотки, основанный на масс-спектрометрическом обнаружении вирусного N-белка. Метод позволяет надежно обнаруживать вирус даже у пациентов с низкой вирусной нагрузкой. Результат был опубликован в Q1-журнале «Journal of Proteome Research», и получен патент на изобретение.
• Продемонстрировано, что сочетание технологий абсолютной количественной мультиомики с машинным обучением является высокоточным прогностическим инструментом для оценки летальных исходов у пациентов с COVID-19 при анализе образцов крови, полученных на момент поступления больного в стационар. Идентифицировано 10 белковых биомаркеров плазмы крови с высоким прогностическим значением летальности при COVID-19. Результат был опубликован в Q1-журнале «Molecular & Cellular Proteomics». 
• Определен набор ассоциированных белков для разработки количественного метода для изучения патогенеза болезни Альцгеймера и потенциального диагностического теста заболевания, способного оценить риск развития болезни Альцгеймера в течение последующих 3-х лет у пациентов с синдромом мягкого когнитивного снижения. Результат был опубликован в Q1-журнале «International Journal of Molecular Science».
• Выявлены потенциальные белковые биомаркеры периферической крови для оценки воздействия факторов космического полета на организм человека. 
• Было проведено и опубликовано несколько исследований, подтверждающих целесообразность внедрения масс-спектрометрических количественных протеомных технологий в клиническую практику, особенно в области прецизионной онкологии.

Внедрение результатов исследования:

• Метод масс-спектрометрического обнаружения SARS-CoV-2 на основе вирусного белка был успешно апробирован в Национальном медицинском исследовательском центре акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В. И. Кулакова Министерства здравоохранения Российской Федерации.
• В медицинских центрах г. Москвы (Городская клиническая больница имени И.В. Давыдовского Департамента здравоохранения города Москвы, Научно-исследовательский институт пульмонологии Федерального медико-биологического агентства) проводятся пилотные исследования технологии прогнозирования исходов у пациентов с COVID-19 по анализу протеома плазмы крови.
• Технология оценки риска развития болезни Альцгеймера по анализу протеома плазмы крови проходит пилотные испытания в Психиатрической клинической больнице №1 им. Н.А. Алексеева Департамента здравоохранения г. Москвы.

Образование и переподготовка кадров:

• Созданы и внедрены два учебных курса для магистрантов и аспирантов Сколтеха по программам «Науки о жизни» и «Вычислительные системы и анализ данных в науке и технике»: «Омиксные Технологии» и «Постгеномные технологии для прецизионной медицины».
• Подготовлены и защищены 4 магистерские и 2 кандидатские диссертации.
• На базе лаборатории проведено 2 тренинга для всех студентов и аспирантов Сколтеха по основам количественной протеомики.   

Организационные и инфраструктурные преобразования:

• На базе лаборатории создано подразделение химического синтеза пептидов для обеспечения развития протеомных технологий.
• Создана дочерняя компания Сколтеха - ООО «МРМ Протеомикс Р» - для коммерциализации разработок.

Сотрудничество:

• Университет Шарджи (Объединенные Арабские Эмираты): совместные проекты в области прецизионной онкологии.
• Bruker Daltonics (Германия), Городская клиническая больница имени И.В. Давыдовского Департамента здравоохранения города Москвы, кафедра кардиологии Московского государственного медико-стоматологического университета им. А. И. Евдокимова, Государственный научный центр Российской Федерации Институт медико-биологических проблем Российской академии наук, Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н Ореховича, Научный центр психического здоровья, Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В. И. Кулакова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Россия): совместные исследования.