Научно-техническая программа
Фундаментальные и прикладные аспекты получения и целенаправленного синтеза биологически активных веществ лекарственных растений в культуре in vitro
Наименование темы научной, научно-технической программы: «Фундаментальные и прикладные аспекты получения и целенаправленного синтеза биологически активных веществ лекарственных растений в культуре in vitro»
12. Наименование приоритетного и специализированного научного направления: 4. «Интеллектуальный потенциал страны», 4.5. «Фундаментальные и прикладные исследования в области математики, механики, астрономии, физики, химии, биологии, информатики и географии»
1.3. Область и вид исследования: Естественные науки, Биологические науки, Сохранение биоразнообразия; фундаментальные исследования.
1.4. Номер выбранного научно-технического задания: №104
1.5. Стратегически важная государственная задача, для решения которой разработана программа:
1) Послание Главы государства Касым-Жомарта Токаева народу Казахстана. «Казахстан в новой реальности: время действий», 1 сентября 2020 (II Экономическое развитие в новых реалиях, VII Экология и защита биоразнообразия).
2) Послание Главы государства Касым-Жомарта Токаева народу Казахстана. 2 сентября 2022 г. (II. Повышение эффективности системы здравоохранения: «Отдельного внимания требует фармацевтическая промышленность. Долю лекарственных средств и медицинских изделий отечественного производства необходимо довести с имеющихся 17 до 50% уже в 2025 году»).
3) Послание Главы государства Касым-Жомарта Токаева народу Казахстана «Справедливый Казахстан: закон и порядок, экономический рост, общественный оптимизм» 2 сентября 2024 года («Седьмое….В фокусе нашего внимания останутся вопросы сохранения уникальной флоры и фауны Казахстана».
4) Послание Президента Республики Казахстан, декабрь 2012 г. «Стратегия развития Республики Казахстан до 2050 года «Казахстан-2050» (Шестой вызов – исчерпаемость природных ресурсов);
5) Послание Главы Государства от 16 марта 2022 г. п. 1. (Обеспечение продовольственной безопасности страны, п.2 Вопросы здравоохранения и эпидемиологической безопасности страны в посткороновирусный период);
6) Статьи 24–26 главы 8 Закона Республики Казахстан от 2 января 2023 года № 183-VII «О растительном мире».
7) Стратегия развития Республики Казахстан до 2050 года «Казахстан-2050» (Принцип 4, 4.1 ключевые приоритеты в области здравоохранения. Требуется разработка и совершенствование клинических протоколов, стандартов профильных служб на основе внедрения наиболее эффективных и современных технологий и достижений медицинской науки).
8) Концепция по сохранению и устойчивому использованию биологического разнообразия Республики Казахстан, направленная на выполнение приоритетных направлений, таких как «Сохранение биоразнообразия и «Устойчивое использование биоразнообразия».
9) Закон РК «Об особо охраняемых природных территориях».
10) Ратификация конвенции «О биологическом разнообразии».
11) Экологический кодекс Республики Казахстан. Статья 196. Основные направления экологических научных исследований.п.3. Исследования состояния биоразнообразия, разработка методологии его сохранения и защиты от негативного воздействия, методов оценки причиненного вреда биоразнообразию.
12) «План мероприятий по реализации Концепции сохранения и устойчивого использования биоразнообразия Республики Казахстан до 2030 года;
13) Закон Республики Казахстан «О растительном мире» от 2 января 2023 года № 183-VII ЗРК. Глава 9. Пользование растительным миром.
14) Распоряжение Премьер-Министра Республики Казахстан от 6 октября 2020 года № 132-р «Об утверждении Комплексного плана по развитию фармацевтической и медицинской промышленности на 2020-2025 годы»
15) Указ Президента Республики Казахстан от 15 февраля 2018 года № 636. «Об утверждении Стратегического плана развития Республики Казахстан до 2025 года и признании утратившими силу некоторых указов Президента Республики Казахстан».
1.6. Место реализации программы: г. Астана, Республика Казахстан.
1.7. Предполагаемая дата начала и завершения программы, ее продолжительность в месяцах: дата начала программы 01.01.2025 г., дата завершения 31.12.2027г., продолжительность – 36 месяцев.
1.8. Организация-заявитель программы: ТОО «Национальный центр биотехнологии» (НЦБ) МЗ РК.
1.9. Исполнители программы:
Главный исполнитель: ТОО «Национальный центр биотехнологии» (НЦБ) МЗ РК.
Соисполнителями Программы являются:
1. РГП на ПХВ «Институт биологии и биотехнологии растений» КН МНВО РК (ИББР);
2. РГП «Институт генетики и физиологии» КН МОН РК (ИГФ).
1.10. Запрашиваемая сумма программно-целевого финансирования, в тенге: 809 980 854,85 тенге, в том числе в 2025 году – 269 991 925,03 тенге, в 2026 году – 269 990 546,78 тенге, в 2027 году – 269 998 383,04 тенге.
1.11. Ключевые слова, характеризующие отрасль и направление программы для подбора независимых экспертов: биотехнология, биоразнообразие, лекарственные растения, синтез биологически активных веществ, культура in vitro
1. Аннотация
Целью программы является разработка фундаментальных и прикладных основ синтеза ценных биологически активных веществ у эндемичных и перспективных видов лекарственных растений Казахстана для прогнозирования их целенаправленного синтеза в культуре in vitro. Это инновационная междисциплинарная область исследований, которая способствует углублению и расширению знаний в таких областях, как ботаника, биотехнология и фармакология. Направления, предложенные для реализации в рамках данной программы, полностью соответствуют приоритетам, указанным в законе Республики Казахстан «О растительном мире» от 2 января 2023 года № 183-VII ЗРК. Глава 9. Пользование растительным миром, отмеченные в Плане мероприятий по реализации Концепции сохранения и устойчивого использования биоразнообразия Республики Казахстан до 2030 года, в стратегии развития Республики Казахстан до 2050 года «Казахстан-2050».
Эндемичные и перспективные виды лекарственных растений Казахстана представляют собой уникальный природный ресурс, обладающий значительным потенциалом для получения ценных биологически активных веществ (БАВ). БАВ находят широкое применение в фармацевтической, пищевой, косметической и агрохимической отраслях, благодаря своим антипаразитарным, противовоспалительным, антиоксидантным и другим терапевтическим свойствам. Однако, антропогенное воздействие, изменение климата и деградация природных экосистем угрожают сокращением популяций лекарственных растений, что требует разработки альтернативных подходов для их сохранения и рационального использования. Культура in vitro предоставляет уникальные возможности для воспроизводства лекарственных растений и направленного синтеза БАВ, обеспечивая высокий уровень контроля над внешними условиями и снижение зависимости от природных ресурсов. Синтез БАВ в культуре in vitro позволяет не только сохранить редкие эндемичные виды, но и получить стабильные объемы ценных метаболитов в условиях, не зависящих от сезонных и экологических факторов. Для Казахстана, обладающего богатым растительным биоразнообразием, актуальной задачей является разработка фундаментальных и прикладных подходов к изучению синтеза БАВ у эндемичных и перспективных видов лекарственных растений. Необходимы исследования, направленные на получение новых фундаментальных знаний о синтезе in vitro ценных растительных метаболитов. Данные исследования позволят не только сохранить генофонд исчезающих видов, но и удовлетворить потребности фармацевтической отрасли в экологически устойчивой и экономически эффективной продукции.
Ожидаемые результаты Программы направлены на выявление закономерностей продуцирования биологически активных метаболитов с антиоксидантными, антимикробными, противораковыми, противовоспалительными, противовирусными, иммуномодулирующими и цитотоксическими свойствами. В результате успешной реализации данной программы будут разработана комплексная система эффективных протоколов культивирования и микроразмножения редких лекарственных растений in vitro, оптимизации условий получения БАВ в клеточных культурах. Разработка научных основ плантационного выращивания в условиях степной зоны Северного Казахстана позволит создать стабильную сырьевую базу для отечественной фармацевтической промышленности и обеспечит население качественными фитопрепаратами. Результаты исследования будут способствовать сохранению редких видов и биоразнообразия, но и открывать новые возможности для фармацевтики, косметологии и аграрного сектора. Программа конкурентоспособна. Принципиальное отличие идеи Программы от возможных существующих аналогов заключается в ее комплексности. Данная программа является мультисциплинарной и требует объединения усилий ученых, работающих в разных областях данного направления, таких как биология, биотехнология, биохимия, экология и агрономия для обеспечения отечественной фармацевтической промышленности высококачественным лекарственным сырьем.
Внедрение технологии направленного синтеза фармакологически ценных метаболитов с антиоксидантными, антимикробными, противораковыми, противовоспалительными, противовирусными, иммуномодулирующими свойствами увеличит ассортимент биологически активных добавок и лекарственных препаратов, улучающих качество жизни населения. Публикация результатов в высокорейтинговых журналах укрепит позиции казахстанской науки на мировой арене.
В результате реализации Программы будут опубликованы:
1) не менее 9 (девяти) статей и (или) обзоров в рецензируемых научных изданиях по научному направлению программы, входящих в 1 (первый), 2 (второй) и (или) 3 (третий) квартиль по импакт-фактору в базе данных Web of Science и (или) имеющих процентиль по CiteScore в базе данных Scopus не менее 50 (пятидесяти).
2) не менее 10 (десять) статей в журналах, рекомендованных КОКНВО.
3) не менее 1 (одной) монографии или учебных пособии в зарубежных и (или) казахстанских издательств, рекомендованных ученым советом и (или) научно-техническим советом организации заявителя;
4) не менее 5 (пяти) методических рекомендаций по синтезу ценных биологически активных веществ у эндемичных и перспективных видов лекарственных растений в культуре in vitro.
5) не менее 2 (двух) патентов в зарубежных патентных бюро (европейском, американском, японском) или не менее 2 (двух) зарубежных или международных патентов, включенных в базу данных Derwent Innovations Index (Web of Science, Clarivate Analytics) либо не менее 5 (пяти) объектов интеллектуальной собственности (патент; для заявок в области информационных технологий - авторское свидетельство), зарегистрированных в Национальном Институте интеллектуальной собственности Республики Казахстан.
6) подготовлены квалифицированные кадры для биологической науки Казахстана – не менее 5 магистров, 2 докторов PhD.