авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |
-- [ Страница 1 ] --

Осенний финал

«У.М.Н.И.К.» РАН

2013

Сборник тезисов

12 ноября 2013 | Москва | Россия

СПОНСОРЫ:

Независимая лаборатория ИНВИТРО

Независимая лаборатория ИНВИТРО работает более

десяти лет на российском рынке лабораторной диагности-

ки.

Предлагает более 1000 видов лабораторных иссле-

дований. Биохимия, цитология, генетика, аллергены, гормоны, онкомаркеры, инфек-

ции и др.

Под брендом ИНВИТРО работают более 340 медицинских офисов, 5 лабораторий на территории России и Украины.

ИНВИТРО. Качество у нас в крови!

http://www.dia-m.ru/ • Группа компаний «Диаэм»

С 1988 года компания Диаэм поставляет лабораторное оборудование, лабора торные приборы, расходные материалы и реактивы российских и зарубежных произ водителей.

Масскультивирование клеток: системы культивиро вания адгезивных клеток;

шейкер-СО2-инкубатор, фермен тер/биореакторы, инкубатор-роллер на 90 бутылей, хране ние клеток на -86 и -152 С.

Микробиология: счетчики колоний, роботы-перека лыватели, спиральный посев, шейкеры-инкубаторы Infors 1-2-3 яруса.

Исследование оптимизация роста клеток: биореактор-CO2-инкубатор для 3D-культур Hamilton;

биореактор Multifors до 8 параллельных сосудов, счетчики/ана лизаторы жизнеспособности, микроманипуляторы, микроинъекторы. Среды, сыворот ки, компоненты.

http://www.acrus.ru/ • Группа компаний «Акрус»

Компания Акрус была образована в 2002 году и на сегодняшний день является одним из лидеров российского рынка реализации химической продукции. За годы работы Акрус заслужила репутацию одной из наиболее динамично развивающихся компаний, имея большой опыт продаж хи мической продукции от многих известных мировых произ водителей.

Реактивы, общелабораторное оборудование, расходные материалы для меди цинских центров, научно-исследовательских организаций и фармпредприятий.

http://www.1c.ru/ • Фирма «1С»

Российская фирма «1С» основана в 1991 г. и специализи руется на разработке, дистрибьюции, издании и поддержке ком пьютерных программ делового и домашнего назначения.

Из собственных разработок фирмы «1С» наиболее из ® вестны программы системы «1С:Предприятие», а также продук ты для домашних компьютеров и образовательной сферы. «1С»

работает с пользователями через разветвленную партнерскую сеть, которая включает более 10 000 постоянных партнеров в городах 23 стран Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН Сборник тезисов Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – УДК ББК 28. Ф Москва, Президиум Российской академии наук, 12 ноября 2013 г.:

Осенний финал по программе «У.М.Н.И.К.» РАН – 2013;

Сб. тезисов. – М. 2013. – 86 с.

В сборнике представлены тезисы докладов Осеннего финала по программе «У.М.Н.И.К.» РАН – © ИНБИ РАН, 2 12 ноября Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – ОСЕННИЙ ФИНАЛ ПО ПРОГРАММЕ «У.М.Н.И.К.»– Москва, 12 ноября 2013 г.

В РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК Место проведения: Президиум РАН (новое здание) Ленинский проспект, д.32а, 3-й этаж, Бежевый зал • Российская академия наук Организаторами мероприятия выступают:

• Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере • Институт биохимии им. А.Н. Баха РАН • Совет молодых ученых РАН • Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН • Институт биологии гена РАН • Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН • Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН • Институт системного анализа РАН • Российская Технологическая Платформа «Биоиндустрия и Биоресурсы»

• Российский Национальный Контактный Центр “Биотехнология, сельское, лесное и рыбное хозяйство и пища” в 7-й Рамочной Программе EC ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ КОМИТЕТ:

• Алдошин С.М., академик РАН, д.х.н.,вице-президент РАН, Председатель:

директор Института проблем химической физики РАН • Садыхов Э.Г., к.х.н., координатор программы «У.М.Н.И.К.» в РАН, Сопредседатель:

зам. директора по инновационной работе Института биохимии им. А.Н. Баха РАН • Попов В.О., чл.-корр. РАН, д.х.н., профессор, координатор ТП РФ Биотех2030, Члены организационного комитета:

директор Института биохимии им. А.Н. Баха РАН • Северинов К.В., д.б.н., профессор, зав. лабораториями Института биологии гена РАН и Института молекулярной генетики РАН • Овчинникова Т.В., д.х.н., профессор, руководитель учебно-научного центра Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН • Тишков В.И., д.х.н., профессор, зав. лабораторией Химического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова • Королева О.В., д.б.н., профессор, зав. лабораторией Института биохимии им. А.Н. Баха РАН • Котельников А.Л., к.ф-м.н., председатель Совета молодых ученых РАН, с.н.с. Объединенного Института высоких температур РАН • Кочкаров А.А., к.ф.-м.н., зам. зав. кафедрой Факультета радиотехники и кибернетики Московского физико-технического института • Дубилей С.В., к.б.н., с.н.с. Института биологии гена РАН • Шаров В.И., к.б.н., ведущий специалист НКТ “Биотехнологии” • Урусов А.Е., к.х.н., н.с. Института биохимии им. А.Н. Баха РАН • Булычев А.В. к.т.н., н.с. Институт системного анализа РАН • Татусь Н.А., к.т.н., н.с. Института машиноведения им. А.А. Благонравова РАН • Севостьянов М.А., н.с. Института металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН 12 ноября 2013 Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – I. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Учебно-исследовательская система компьютерного моделирования электродинамических процессов KARATINO Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, 119991, Москва, ул. Вави Ю.И. Еремеичева лова, 38, (926)3958968, eremeicheva@yandex.ru Цель проекта - создание учебно-исследовательской системы Цель проекта компьютерного моделирования электродинамических процессов «KARATINO» для использования в российских школах, ВУЗах, в онлайн системах удаленного образования. Система «KARATINO» будет вклю чать в себя набор лабораторных работ в области электромагнетизма, физики плазмы, ядерной физики. «KARATINO» позволит студентам изучить принципы работы самых современных физических установок, ознакомиться с научными основами наблюдаемых явлений, а также проводить самостоятельные исследования.

Исследования на переднем крае современной науки требуют Актуальность привлечения огромного количества ресурсов и абсолютно не досягае мы для экспериментальной демонстрации в школьных классах физики, а также зачастую не реализуемы в лабораториях ВУЗов. По этой при чине численный эксперимент с использованием компьютера начинает играть все более важную роль в процессе обучения молодых специали стов. В РФ обсуждается создание уникальных исследовательских ком плексов мирового уровня – так называемых установок класса «мега сайенс», обеспечивающих достижение принципиально новых рубежей в фундаментальной науке и дающих толчок развитию новых техноло гий. Среди научных проектов, отобранных для развития: токамак «Иг нитор», источник нейтронов ПИК, синхротрон ИССИ-4, ускорители тя желых ионов, сверхмощный лазерный комплекс. Система «KARATINO»

даст возможность ознакомить учащихся с подобными проектами в рамках численного эксперимента, и тем самым повысить уровень под готовки школьников и студентов, обучающихся на физических специ альностях.

Система «KARATINO» будет создана на основе кода «KARAT». Код Наукоемкость «KARAT» разрабатывается его автором, Таракановым Владимиром Пав ловичем, с конца 80-х годов, и к настоящему моменту позволяет точ но описывать широкий класс задач, характерных для физики плазмы, физики пучков, генераторов электромагнитного излучения, лазерной физики и др. «KARAT» - это полностью трехмерный электромагнитный код на базе Particle-in-Cell (PIC) метода, который позволяет осущест влять самосогласованное моделирование взаимодействия излучения 4 12 ноября Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – с веществом на микроуровне. «KARAT» с успехом используется иссле дователями во многих научных лабораториях мира.

Программа «KARAT» предназначена в основном для использова ния научными сотрудниками, для работы с ней требуется не только знание особенностей интерфейса, но и специальные знания в области электромагнетизма, физики плазмы и других разделах физики. Соз дание системы «KARATINO» предусматривает научно-исследователь скую работу по формированию баз данных для расчетов в «KARAT», описывающих наиболее значимые научные эксперименты и установки, составление подробного описания этих экспериментов, а также в пер спективе – разработку улучшенного интерфейса программы.

На российском и международном рынке достаточно широко Новизна представлены так называемые CAE-системы (англ. computer-aided engineering), предназначенные для автоматизации инженерных расче тов, анализа и симуляции физических процессов, проверки и оптими зации проектных решений. Но даже наиболее функциональные из них – ANSYS, CATIA и ряд других – не позволяют пользователю осуществлять самосогласованное моделирование движения материи в электромаг нитных полях. Таким образом, «KARATINO» станет уникальной систе мой на рынке учебно-исследовательского программного обеспечения.

Потенциальными пользователями учебно исследовательской Перспективы коммерциализации результатов НИОКР системы «KARATINO» являются учащиеся 1364 общеобразовательных школ и 126 технических ВУЗов только в г. Москва, а также сотни ты сяч пользователей онлайн-курсов удаленного образования, которые с огромной скоростью набирают популярность во всем мире.

Основным продуктом исследовательской деятельности будут Защита интеллектуальной собственности являться базы данных лабораторных работ, созданные исполнителем проекта. Базы данных (БД) относятся к объектам авторского права (п. 1 ст. 7 Закона об авторском праве). Планируется получение патентов на все БД, созданные в рамках проекта.

На 2014-2015 год запланирована разработка линейки лаборатор План реализации проекта ных работ в соответствии с учебной программой школ и ВУЗов, кото рая будет включать в себя:

• формирование баз данных для расчетов в «KARAT», описыва ющих наиболее значимые физические эксперименты;

• проведение расчетов и составление описания моделируемых экспериментов с подробным объяснением физики наблюдае мых явлений;

• проведение презентаций, демонстрирующих возможности «KARAT» и «KARATINO», в Московских школах и ВУЗах, пре доставление доступа к «KARATINO» и поддержка исследова тельских проектов учащихся с целью получения обратной связи от пользователей.

На 2016-2017 год запланированы работы по улучшению графи ческого представления данных в «KARATINO», а также создание WEB 12 ноября 2013 Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – интерфейса для осуществления удаленного доступа пользователей к учебно-исследовательской системе. Также в 2017 году планируется включение модулей «KARATINO» в состав онлайн-курсов по физике на образовательной платформе Coursera.

В 2018 году планируется начать предоставлять доступ к про грамме на платной основе. Предполагается введение системы гибких расценок, в соответствии с которой учебные заведения, а также физи ческие лица смогут получить доступ, как к отдельной лабораторной работе, так и к определенному набору лабораторных работ, а также смогут отдельно приобрести услугу технической поддержки исследо ваний.

Далее запланировано расширение линейки лабораторных ра бот и перевод «KARATINO» на английский язык для продажи лицензий за рубежом.

На сегодняшний день в рамках популяризации проекта Дополнительная информация «KARATINO» ведется научно-исследовательская работа с учеником ли цея «Вторая школа», запланировано выступление на школьной конфе ренции.

Достигнуты начальные соглашения о сотрудничестве и включе нии отдельных модулей «KARATINO» в онлайн-курсы по современным проблемам физики, которые планируется создать на базе ведущих рос сийских образовательных и научных организаций (МГУ, МФТИ, МИФИ, ФИАН, ИОФ РАН) и в дальнейшем разместить на ресурсе coursera.org.

Разработка программного обеспечения для распознавания математических формул в электронных документах Институт программных систем им. А. К. Айламазяна РАН, 152021, Ярослав А.Е. Кирюшина ская обл., Переславский район, с. Веськово, ул. Петра Первого, 4а, (960)5291136, E-mail: ann_infatuation@mail.ru Целью данного проекта является создание программной систе Цель проекта мы для обработки и распознавания математических формул в тексто вых документах и представления распознанных формул с помощью ко манд языка разметки LaTeX и MathML.

Проблема оцифровывания документов, содержащих математи Актуальность ческие формулы, или проблема копирования формулы из текста одного электронного документа в другой до сих пор не решены в полной мере.

В силу того, что математическая нотация распознается некорректно, результат распознавания формулы требует ручной корректировки.

А при большом количестве формул в документе процесс оцифровыва ния становится трудоемким. Одним из путей решения проблемы явля 6 12 ноября Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – ется вставка изображения с формулой, выделенной из электронного или отсканированного документа. При этом результирующий доку мент будет занимать много места при хранении, и будет отсутствовать возможность редактирования формулы. Разработчиком предлагается реализовать программное средство, выполняющее автоматическое распознавание математической нотации в тексте электронного доку мента с последующим представлением результата с помощью команд языка разметки LaTeX и MathML. Особое внимание при разработке уде ляется формулам со сложной структурой, состоящих из нескольких строк или содержащих в своем составе символы по высоте или длине превышающие среднюю высоту или длину символов соответственно.

В качестве входных данных программная система использует Наукоемкость изображения формул, выделенных из текста. Результатом распознава ния является файл в формате tex с распознанной формулой или XML документ в формате MathML.

Реализованное программное средство будет включать в себя ре шение таких задач, как:

1. сегментация изображения с формулой;

2. структурный анализ (исследование морфологических признаков символов на основе выделения скелетов, угловых точек, линий;

клас сификации линий);

3. распознавание символов с использованием сверточной нейронной сети;

4. анализ иерархических связей между символами;

5. представление структуры формулы с помощью языка LaTeX и MathML.

Программное средство будет иметь модульную архитектуру, функционировать на кластерной вычислительной установке и опи раться на конвейерно-параллельную обработку входных данных. Каж дая задача представляет собой модуль, обменивающийся данными с другими модулями посредством входных и выходных каналов. Про граммное средство сможет функционировать на сервере и представ ляет собой облачный сервис. При этом часть задач может решаться с использованием графических процессорных устройств.

На данный момент на рынке существует небольшое количество Новизна приложений, специализирующихся на обработке математической но тации. Наиболее известные из них InftyReader, EXTRAFOR, Freehand Formula Entry System. Каждое из приведенных приложений имеет за крытый код и платную лицензию, является зарубежной разработкой, что не позволяет обрабатывать статьи на русском языке. Достоверно известно, что Freehand Formula Entry System распознает символы толь ко в on-line режиме. EXTRAFOR является приложением для предобра ботки: выделяет блоки, содержащие математические формулы, при этом не обеспечивает распознавание. InftyReader производит обработ ку документа, распознавание математических формул и формирование результирующего документа, но в силу закрытого кода недоступна ин формация об используемых алгоритмах. Экспериментально удалось 12 ноября 2013 Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – удостовериться, что InftyReader некорректно обрабатывает много строчные формулы.

Новизна предлагаемого программного комплекса, во-первых, состоит в конвейерно-параллельной обработке изображений. Данное программное средство позволит решать задачу распознавания не од ной, а сразу нескольких формул, что сократит временные затраты. Во вторых, для распознавания символов предполагается использование сверточной нейронной сети. Исполнителем уже выполнялись задачи распознавания с помощью сверточной нейронной сети, а именно: рас познавание цифр, греческого алфавита и некоторых математических символов. При этом полученный процент распознавания в среднем со ставил 97,9%. В-третьих, для решения задачи распознавания формул будут широко использоваться средства и методы параллельной обра ботки данных.

Данный программный комплекс будет реализован в качестве Перспективы коммерциализации результатов НИОКР Web-сервиса. На вход принимаются изображения с формулами, вы деленные из сканированного документа. Программный комплекс мо жет быть использован в качестве дополнения к системам оптического распознавания символов, например FineReader, которые испытыва ют сложности с распознаванием формул. На выходе получается TeX документ или MathML-документ. Web-сервис будет использоваться, в том числе, на платной основе.

В качестве потребителя выступают пользователи, пишущие ста тьи в технической области, а также при оцифровке технической лите ратуры.

В качестве действий по защите интеллектуальной собственно Защита интеллектуальной собственности сти планируется получение свидетельства о государственной реги страции программы для ЭВМ.

План работ на первый год:

План реализации проекта 1. Разработка архитектуры программного комплекса и его функцио нирования;

2. Выделение математеческой нотации среди нематематического текста;

3. Разработка и реализация методов морфологического анализа сим волов;

4. Распознавание математических символов и греческих букв с использованием сверточной нейронной сети.

План работ на второй год:

1. Разработка и реализация методов анализа межсимвольных связей;

2. Восстановление формулы с применением LaTeX на основе межсим вольных связей;

3. Проведение экспериментальных исследований;

4. Составление и написание отчетной документации.

В дальнейшем планируется расширение возможностей комплекса:

1. Обработка сканированных изображений;

8 12 ноября Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – 2. Улучшение качества изображений;

3. Сохранение результатов распознавания в XHTML+MathML, Microsoft Word 2007 (XML).

4. Создание Web-сайта для демонстрации возможностей программ ной системы.

5. Создание Web-сервиса для предоставления услуг online распознавания формул.

Программный комплекс для высокоточного решения уравнений нестационарной газовой динамики Московский физико-технический институт, 141700, г. Долгопрудный, Ин Б.А. Корнеев ститутский пер., 9, (495)4084554, brskrnv@gmail.com Целью проекта является создание программного продукта, при Цель проекта менимого для моделирования актуальных задач газовой динамики [1] и сочетающего в себе современный высокоточный численный метод [2] и уникальный алгоритм реализации [3], для расчёта на современ ных ЭВМ с использованием GPU.

Уравнениями газовой динамики описывается множество важ Актуальность ных процессов, будь то обтекание тел газом или жидкостью, процессы в соплах ракетных двигателей [1], кавитация, распространение удар ных волн после взрыва. Кроме того, газодинамические модели и под ходы применяются в астрофизике, моделировании климата [4], транс портных потоков [5] и многих других.

Многие из вышеперечисленных проблем важны с промышленной точки зрения. Для их решения вычислительный эксперимент предпо чтителен, так как проведение натурных испытаний либо дорого, либо технологически невозможно.

Уравнения газовой динамики – это нелинейная система урав Наукоемкость нений в частных производных. Получить точные аналитические ре шения для них возможно только в простейших постановках, кроме того, для уравнений Навье-Стокса не доказана теорема существования и единственности решения [6].

Численное решение уравнений газовой динамики также сопря жено с трудностями. Численных методов для их решения создано боль шое количество, но все они обладают определёнными недостатками.

Кроме того, реализация алгоритма численной схемы на ЭВМ зачастую является вычислительно сложной задачей, и только благодаря стреми тельному росту производительности компьютеров стали возможными решения на подробных сетках, которые позволяют получать решения с небольшими ошибками, что даёт возможность получать количе ственную, а не просто качественную картину моделируемого процесса.

12 ноября 2013 Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – Разрабатываемый продукт применяет в качестве численной схе Новизна мы метод RKDG, который является современным, объединяет полез ные свойства нескольких классов численных схем и является при этом достаточно простым в реализации. Эта простота, а именно локаль ность численного шаблона схемы RKDG позволяет применить LRnLA алгоритм для её реализации [7]. Этот алгоритм позволяет добиться высокой эффективности расчёта, близкой к теоретически возможной [3], то есть сокращает время расчёта и накладные расходы с ним свя занные.

За счёт численной схемы высокого порядка сходимости и эффек Перспективы коммерциализации результатов НИОКР тивной её реализации, разработанный код будет обладать высоким темпом счёта, то есть будет затрачивать меньше времени для расчё та задачи с поставленной точностью. Следует отметить, что на сегод няшний день у известных программных комплексов для расчёта задач газовой динамики (OpenFOAM [8], OpenFlower [9] и другие) не имеют встроенных RKDG-солверов, тем более они не используют LRnLA.

Программное обеспечение необходимо лицензировать. Тип ли Защита интеллектуальной собственности цензии на данный момент уточняется, вероятнее всего использование лицензии GPL, что общепринято для софта такого рода.

План работ по проекту План реализации проекта 10.2013 – 12. Доработка алгоритма, реализация тестовой CPU версии кода 1.2014 – 7. Отладка первой версии кода, подтверждение ускорения 7.2014 - Разработка кода на GPU, реализация граничных условий 1. Гиперзвуковая аэродинамика и тепломассообмен спускаемых Литература космических аппаратов и планетных зондов / Под ред. Г. А. Тирский. – М.: Физматлит, 2011.

2. Runge-Kutta discontinuous Galerkin methods for convection-dominated problems: Rep. / NASA;

Executor: B. Cockburn, C. Shu: 2000.

3. Левченко, В. Д. Асинхронные параллельные алгоритмы как способ достижения эффективности вычислений / В. Д. Левченко // Информа ционные технологии и вычислительные системы. – 2005. – Т. 1. –С. 68-87.

4. Математическое моделирование конвективного тепломассооб мена на основе уравнений Навье-Стокса / Под ред. В. С. Авдуевский. – М.: Наука, 1987.

5. Введение в математическое моделирование транспортных пото ков: Учебное пособие / Под ред. А. В. Гасников. – М.: МЦНМО, 2012.

6. Попов, Ю. П. Разностные методы решения задач газовой динами ки: Учеб. пособие для вузов по спец. прикл. математика / Ю.П. Попов, А.А. Самарский. – М.: Наука, 1992.

7. Б. А. Корнеев, В. Д. Левченко, «Моделирование уравнений газовой 10 12 ноября Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – динамики разрывным методом Галeркина с помощью алгоритмов LRnLА», Препринты ИПМ, 2013, 028, 17 с.

8. http://www.openfoam.com/ 9. http://www.openflower.sourceforge.net/ Адаптивный регулятор нового поколения Институт проблем управления им. В. А. Трапезникова РАН, 117997, Москва, И. Г. Резков Профсоюзная, 65, (963)9278757, fagothmail@gmail.com Цель проекта: реализация частотного адаптивного регулято ра [1, 2] на контроллере Siemens s7-313c В последние два десятилетия адаптивное управление при не Актуальность известных ограниченных внешних возмущениях интенсивно раз вивается в нашей стране (Фрадков А.Л., Соколов В.Ф., Цыкунов А.М.) и за рубежом (Ioannou P., Lilli J., Lozano R.). При этом цель управления описывается различным образом: желаемый характеристический по лином системы, разность выходов эталонной модели и системы, уста новившаяся ошибка. В работах Соколова В.Ф., опираясь на L1 оптими зацию, построен алгоритм адаптивного управления одномерными объектами, обеспечивающий наименьшую установившуюся ошибку.

Однако, этот алгоритм чрезвычайно сложен (что является естествен ной платой за то, что он обеспечивает наименьшую установившуюся ошибку при неизвестных коэффициентах объекта при произвольном ограниченном возмущении), и поэтому его реализация для управления техническими системами (даже одномерными) в реальном времени не представляется возможной. Ситуация с алгоритмами, построенными для тех же целей в работах зарубежных ученых, аналогична. В частот ном адаптивном управлении несущественно, с практической точки зрения, сужен класс внешних возмущений. Это позволило построить существенно более простой алгоритм адаптации, который реализует ся современными микропроцессорными устройствами и предназначен для управления техническими системами в реальном времени.

Рассматривается объект, описываемый следующим разностным Наукоемкость (научная составляющая) уравнением:

y(k) + d n 1 y(k 1 ) + …+ d1[m] y(k n +1 ) + d 0 y(k n = k n 1 u(k 1 ) + … [m] [m] [m] ) + k1[m] u(k n + 1 ) + k0 u(k n + f(k), k = 0,1,2, …, (1) [m] ) где y(k) – измеряемый выход;

u(k) – управление;

f(k) – неиз меряемое внешнее возмущение, являющееся неизвестной ограничен 12 ноября 2013 Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – ной функцией ( | f(k) | f где f – заданное число), [m] – номер ре жима работы объекта, n – порядок объекта, заданное число.

Коэффициенты объекта d [m] и k [m] – это неизвестные числа, которые изменяются в моменты времени t [m] и постоянны на интер j j валах времени,t [ +1 ] ) t [ 1 ] = 0. На каждом режиме работы объ [m] m [ t, екта его коэффициенты d [m], k [m] неизвестны.

Моменты времени t, m = 2,3,4… известны, либо находятся j j в процессе адаптации.

[m] Управление формируется регулятором:

(2) где yv (k ) = y (k ) v(k ), v(k) – идентифицирующий сигнал,,..., g ] – коэффициенты регуля r [m] = [ [m],...rn[m] ], g [m] = [ [m] [m] r g тора, n 1. Коэффициенты r [m], g [m] находятся к моменту вре 0 1 мени, здесь t [m] – момент начала m -ого режима работы объекта, – длительность адаптации на режиме m. На первом режиме параметры объекта неизвестны, в качестве сигнала управле ния подаётся испытательный сигнал u(k) = v(k). На последующих режимах на интервалах времени работает регуля тор с коэффициентами r.

Регулятор (2) обеспечивает выполнение требования к точности [ 1 ] m [ 1 ] m,g (цель управления):

(3) где y * – заданное число, – момент време 12 12 ноября Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – ни окончания адаптации.

Предполагается, что существует регулятор (2), обеспечивающий достижение цели (3), когда коэффициенты объекта (1) известны.

Задача состоит в том, чтобы находить коэффициенты регулято ра r для каждого из режимов работы m так, чтобы выполня лась цель регулирования (3).

[m] [m],g Промышленных аналогов разрабатываемый адаптивный ре Новизна гулятор не имеет. За рубежом выпускается более десятка видов про мышленных контроллеров со встроенными программами адаптивных ПИД-регуляторов. Однако, алгоритмы адаптации этих регуляторов не работоспособны в условиях интенсивных внешних возмущений.

Не обеспечивается точность регулирования, и даже устойчивость си стемы. Это не удовлетворяет текущим и будущим требованиям потре бителей регуляторов и SCADA-систем, так как требования к точности регулирования растут.

Ключевое отличие предлагаемых регуляторов от существующих Перспективы коммерциализации результатов НИОКР заключается в обеспечении процесса адаптации при интенсивных внеш них возмущений и, как следствие, сохранении точности управления.

Покупатель предпочтет адаптивные регуляторы нового поколе ния из-за отсутствия альтернативных решений, когда объект управ ления подвержен интенсивным внешним возмущениям. Контингент покупателей: 1) Производители промышленных контроллеров и SCADA систем, встроенных систем управления. 2) Промышленные предпри ятия, использующие регуляторы в технологических процессах.

Получены 2 патента по частотному адаптивному управлению:

Защита интеллектуальной собственности 1. Российский патент «Частотная адаптивная система управления»

(автор Александров А.Г.) № 2413270. Приоритет от 2009.03.27.

2. Российский патент «Самонастраивающийся ПИД-регулятор» (авто ры Александров А.Г., Паленов М.В.) № 2419122. Приоритет от 2009.08.06.

1. Разработка программного обеспечения для промышленного кон План реализации проекта троллера Siemens s7-313c (продолжительность – 8 мес.) 2. Разработка стенда для полунатурных испытаний адаптивного ре гулятора (продолжительность – 4 мес.) 3. Разработка программ, реализующих регулятор в SCADA-системе.

Полунатурные испытания регулятора в реальном масштабе времени и оценка эффективности полученных результатов разработки регуля тора (продолжительность – 8 мес.) 1. Резков И.Г. Адаптивный регулятор для многорежимного объекта // Список литературы Автоматика и телемеханика. 2013. № 5. С. 35-58.

2. Alexandrov A., Khomutov D. Frequency adaptive controller: experimental investigations // Proceedings of the Tenth IASTED International Conference May 26-28, 2008, Quebec City, Quebec, Canada, ISBN 978-0-88986-746-8, с. 96-101.

12 ноября 2013 Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – Ai-drone: интеллектуальная система управления беспилотными летательными аппаратами (как saas решение) Российский Университет Дружбы Народов,115419, Москва, ул. Орджони Ф.И. Сабирзянов кидзе, 3, (967)1230737, fail-93@mail.ru Цель проекта – создание интеллектуальной системы управле Цель проекта ния беспилотными летательными аппаратами, обеспечивающей их автономномное функционирование для решения широкого спектра задач: аэрофотосъемка, наблюдение за территорией (обнаружение не санкционированного проникновение, контроль сохранности товарных остатков в складских помещениях и др.), спасательные работы в опас ных для человека условиях (например, при ликвидации последствий природных и техногенный катастроф).

Система управления, планируемая к разработке в ходе проекта и потенциально востребованная на рынке в среднесрочной перспекти ве (3-6 лет), будет обладать следующими преимуществами, обеспечи вающими коммерческий успех:

- универсальность (возможность взаимодействия с различными типами летательных аппаратов через унифицированные интерфейсы обмена данными);

- масштабируемость (возможность управления множеством аппа ратов, без модификации программного обеспечения);

- возможность предоставления заказчику «управления» как ус луги – заказчику для решения своих задач необходимо лишь арендо вать/купить/взять в лизинг требуемые по характеристикам беспилот ники, купить лицензию на использование ПО, обеспечить канал связи между дронами и облаком, в котором функционирует система управ ления, и всё.

- гибкое ценообразование и привлекательная цена (за счет раз личных вариантов распространения) – локальная версия (управление 1-3 беспилотниками с ноутбука заказчика), инфраструктурная версия на мощностях заказчика (управление десятками беспилотников с ис пользованием серверных мощностей и сетевой инфраструктуры заказ чика), облачная версия.

В последние годы во всем мире очень сильно развивается робо Актуальность тотехника. Причина столь резкого развития робототехники заключа ется в том, что становятся доступными новые датчики и их установка не составляет большого труда, повышается производительность вы числительных систем, элементная база становится дешевле.

Среди всех робототехнических платформ наиболее активное развитие наблюдается в области создания беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) различного типа и назначения (http://www.riss.ru/ index.php/my-v-smi/1977-bespilotnye-letatelnye-apparaty-zapolnyayut 14 12 ноября Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – nashu-planetu#.UmmTFnDxonI). Проекты по разработке БЛА имеются у ОАО «Компания «Сухой»» (http://www.sukhoi.org/planes/projects/bpla/).

Также этим занимаются такие компании, как «ОКБ «Сокол»», «Транзас»

(http://bmpd.livejournal.com/454662.html).

Область применения современных БПЛА весьма широка. Их могут использовать для контроля пожарной безопасности, патру лирования зон, наблюдение за посевами, лесоохрана, что уже актив но используется (http://zala.aero/ispolzovanie-bespilotnyx-letatelnyx apparatov-zala-v-sisteme-oxrany-lesov-ot-pozharov-moskovskoj-oblasti/).

Контроль рыбного промысла, картографирование, аэрофото- и видео съемки, мониторинг нефтегазовых объектов, инспектирование строек, горнодобывающей отрасли (http://www.geomark.ru/includes/periodics/ news/2013/0819/00007190/detail.shtml) и др. Возможности БПЛА, бу дут очень интересны для различных ведомств военного профиля (Мин. Обороны, спецслужбы такие, как ФСБ и другие). Например, их использование уже сильно помогло Американским военным (http://ria.

ru/world/20130523/939122030.html). В гражданских целях БПЛА инте ресны службам по чрезвычайным происшествиям (МЧС, полиция и др.) для использования в тех местах, куда человеку нет возможности по пасть из-за опасности или не доступности этого места. Например, при устранении последствий ядерных катастроф (человеку находиться в зоне бедствия опасно из-за радиации, роботы здесь будут очень по лезны). В коммерческих целях БПЛА могут быть использованы нефтя ными и газовыми компаниями для мониторинга нефтегазовых труб, объектов инфраструктуры и прочее, частными охранными организа циями, компаниями-операторами больших складских помещений.

Многие типы БПЛА уже активно применяются для решения ука занных выше задач, но как видно из предыдущих ссылок, почти всег да управление ими осуществляется дистанционно – оператором. При этом, как правило, один оператор может управлять лишь одним беспи лотником, и если в операции используются множество БПЛА, то требу ется много операторов. Всё это ведет к существенным экономическим и кадровым затратам.

Таким образом, актуальной является задача создания программ ного обеспечения (системы управления), которое позволит полностью автоматизировать управления БПЛА и обеспечить его функциониро вание БПЛА без участия человека для решения поставленных задач.

Разработка такого ПО и является целью проекта.

Как уже стало понятно, робототехника, в частности летатель Наукоемкость ные аппараты, сильно прогрессирует, множество людей занимается исследованиями в этой области. Они исследуют и разрабатывают ал горитмы для решения многих частных задач – планирования траек тории и навигации, построения карты, распознавания препятствий и т.д., но большинство этих алгоритмов, не связываются между собой и их не достаточно для достижения конечной цели – создания полно стью автономных беспилотных летательных аппаратов. Мы же хотим построить систему, опирающуюся на совокупность взаимосвязанных методов, которая поможет увеличить «способности» БПЛА. Для этого 12 ноября 2013 Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – необходимо провести научно-исследовательскую работу по изучению имеющихся алгоритмов (распознавания образов, построения карты по информации от датчиков беспилотника и т.д.) и разработки новых спо собов увязки этих алгоритмов в единую систему, способную работать, в том числе, и в облаке.

Новизна идеи состоит в создании универсальной системы управ Новизна ления БПЛА, которая сможет управлять различными БПЛА опреде ленного типа (например, мультикоптерами) без необходимости пере стройки системы.

Научная новизна состоит разработке новых методов интел лектуального управления объектами со сложной динамикой (беспи лотными летательными аппаратами), опирающихся на композицию алгоритмов решения частных задач (определение расстояния по ви деопотоку, распознавание маркеров, построение карты, планирование траектории, следование по траектории).

Научно-практическая новизна состоит в разработке самомас штабируемой системы управления, функционирующей в облаке, и спо собной к предоставлению управления БПЛА как услуги для конечных пользователей.

«Дроны» уже активно покупаются – это даже при том, что для их Перспективы коммерциализации результатов НИОКР управления требуется оператор. Это можно увидеть по ссылкам:

1. h t t p :// v p k. n a m e/ n e w s/6 4 41 2 _ n a t o _ r e s h i l o s _ n a _ p o k u p k u _ bespilotnikov.html 2. http://www.vz.ru/news/2013/7/24/642682.html 3. ht t p://v pk.name/news/95531_franciya _podpisala _kontrak t _na _ pokupku_per voi_par tii_ amerikanskih_bespilotnyih_letatelnyih_ apparatov_riperminoboronyi.html 4. http://zala.aero/ispolzovanie-bespilotnyx-letatelnyx-apparatov-zala-v sisteme-oxrany-lesov-ot-pozharov-moskovskoj-oblasti/ 5. h t t p :// t o p w a r. r u / 3 0 6 0 7- n p o - s a t u r n - v y h o d i t- n a - m a s s o v o e proizvodstvo-malorazmernyh-dvigateley-dlya-bpla.html 6. Россия ведет переговоры с Израилем о покупке БПЛА 7. http://www.regnum.ru/news/polit/1718667.html 8. http://vpk-news.ru/news/ Летом этого года Япония сообщали о намерении купить БПЛА для защиты отдаленных мест на южных границах страны, таких как архипелаг Сенкаку. Также этим летом Франция подписала контракт на покупку БПЛА.

Израиль стал мировым лидером по экспорту БПЛА. Наиболее значительными в последние годы были контракты, подписанные в 2010 г. и 2011 г. – 979 млн. и 627 млн. долларов, соответственно.

Франция этой весной решила к имеющимся у нее четырем уста ревшим машинам приобрести 12 новейших БПЛА Reaper от американ ской General Atomics Inc.

Эта покупка французам обошлась в 670 млн. евро.

По оценке экспертов Teal Group, ежегодные затраты на исследо вания и развитие беспилотной авиации к 2023 году удвоятся и соста вят в мире сумму в $11,6 млрд.

16 12 ноября Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – Отсюда видно, что рынок БПЛА очень велик, «Дроны» уже очень активно приобретаются, что дает понять как минимум об актуально сти БПЛА в ближайшие годы.

Результатом проекта является программное обеспечение. Для Защита интеллектуальной собственности защиты интеллектуальной собственности ПО планируется использо вание стандартных механизмов – патентование программ для ЭВМ, по лучение патентов на полезные модели.

План реализации проекта рассчитан на 7 лет.

План реализации проекта В ближайшие 2 года планируется разработка алгоритмов реше ния отдельных задач, являющихся базой интеллектуальной системы управления.

Затем, в течение 3 лет планируется разработка единой системы (на базе написанных алгоритмов), которая будет доступна в двух вари антах: локальная версия (устанавливается на ПК заказчика для управ ления 1-3 БПЛА), серверная версия – (устанавливается на сервер за казчика для обеспечения управления десятками БПЛА). В это же время планируется начало выхода на рынок (заключение договоров с отдель ными заказчиками, настройка системы под каждого такого заказчика).

В завершающие 2 года проекта планируется работа по универса лизации системы и разработке облачной версии. В это же время – про ведение рекламной кампании, выход на рынок с «универсальным» про дуктом.

Год Научно-исследовательские работы Прочие работы (на правления деятель 1 Разработка алгоритмов управления бес- Участие в профиль ности) пилотными летательными аппаратами ных выставках, симпо по видеопотоку и информации от борто- зиумах, конференциях.

вых датчиков: разработка алгоритмов Поиск инвесторов.

распознавания двумерных маркеров 2 Разработка алгоритмов управления бес- Участие в профиль пилотными летательными аппаратами ных выставках, симпо по видеопотоку и информации от борто- зиумах, конференциях.

вых датчиков: разработка алгоритмов Поиск инвесторов.

определения расстояния до объектов и построения карты местности.

3-4 Разработка алгоритмов высокоуров- Формирование устой невого планирования. Разработка чивой команды. Ре архитектуры системы управления бес- гистрация компании.

пилотными летательными аппаратами. Поиск инвесторов.

Разработка локальной версии системы Поиск первых заказ управления. чиков.

12 ноября 2013 Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – 5 Разработка пользовательского интер- Первые внедрения фейса. Тестирование системы. Расшире- у заказчиков. Про ние функциональности системы. ведение рекламных мероприятий.

6-7 Доработка системы по результатам Расширение штата тестирования. Разработка облачной компании. Проведе версии системы. Расширение функцио- ние массовой реклам нальности системы. ной компании.

В настоящий момент имеется команда, перспективных и заин Дополнительная информация тересованных молодых ученых, аспирантов и студентов, которая уже более года ведет совместную работу в области беспилотных летатель ных аппаратов. В составе этой команды я принимал участие в ряде вы ставок и мероприятий, среди которых хотелось бы отметить первый в России конкурс беспилотников от компании КРОК (robots.croc.ru). В конкурсе принимало участие более 400 команд, наша команда по ито гам вошла в Top-20.

Я являюсь студентом (выпускником-бакалавром) РУДН. Тема моей дипломной работы связана с темой проекта (я занимаюсь рас познаванием образов). В дальнейшем планирую продолжать научную работу в этом направлении в магистратуре РУДН и аспирантуре РАН.

Моим руководителем является старший научный сотрудник Ин ститута системного анализа РАН, который имеет большой опыт выпол нения разных проектов и много мне помогает.

18 12 ноября Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – II. МЕДИЦИНА БУДУЩЕГО Разработка векторных контрастных агентов для МРТ диагностики рассеянного склероза Государственный научный центр социальной и судебной психиатрии Т.О. Абакумова, Н.В. Нуколова им. В.П. Сербского Министерства Здравоохранения Российской Федерации, 119991, Москва, Кропоткинский переулок, 23, (917)506-30-27, sandalovato@gmail.com Целью проекта является разработка векторного контрастного Цель проекта агента для диагностики рассеянного склероза методом магнитно-ре зонансной томографии (МРТ). Контрастные агенты будут синтезиро ваны на основе моноклональных антител к глиофибриллярному кис лому белку (GFAP) и полиаминокислот, модифицированных хелатами гадолиния. Сравнительный анализ коммерчески доступного агента (Омнискан) и разработанных векторных систем будут проводиться на мышиной модели рассеянного склероза.

На сегодняшний день рассеянный склероз является одним из са Актуальность мых распространенных и социально значимых заболеваний централь ной нервной системы (ЦНС). Как правило, среди пациентов с рассеян ным склерозом наступает ранняя инвалидизация и резкое ухудшение качества жизни. Поэтому необходимо своевременно диагностировать патологические очаги демиелинизации и дифференцировать их от других процессов, что возможно при конъюгации контрастных агентов с высокоспецифичными моноклональными антителами.

В настоящее время наиболее информативным инструменталь Наукоёмкость ным методом диагностики рассеянного склероза является МРТ. Метод позволяет с высокой эффективностью визуализировать патологиче ские очаги в ЦНС. Благодаря МРТ была установлена многоочаговость поражения центральной нервной системы при рассеянном склерозе (Brainin M et al, 1987;

Castelijns JA, Barkhof F, 1999;

van Buchem MA, Tofts PS, 2000). Стандартное МРТ сканирование с контрастированием не по зволяет отличить очаги демиелинизации от воспалительных участков, и, следовательно, не может предсказывать прогрессирование заболе вания. Решить эту проблему позволят векторные контрастные агенты, способные с высокой специфичностью визуализировать именно очаги демиелинизации. В литературе есть данные по использованию вектор ных хелатных комплексов гадолиния в диагностике рассеянного скле роза, специфически связывающихся с миелином (Frullano L. et al.,, 2011).

Также описаны успешные попытки использования декстран-сшитых частиц оксида железа, конъюгированных с VCAM1, для диагностирова ния рассеянного склероза методом МРТ (Serres S. et al., 2011). Известно, 12 ноября 2013 Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – что в очагах демиелинизации наблюдается повышенная экспрессия GFAP из-за развития реактивного астроцитоза в период обострения рассеянного склероза. Создание специфических контрастных агентов на основе моноклональных антител к GFAP позволит улучшить каче ство МРТ визуализации очагов демиелинизации ЦНС, благодаря их селективному накоплению в глиальной рубцовой ткани («склеротиче ских бляшках»).

Впервые будут разработаны макромолекулярные контрастные Новизна агенты на основе полилизина и моноклональных антител к GFAP для визуализации очагов демиелинизации при рассеянном склерозе. Так же будут проведены доклинические испытания на мышах для оценки токсичности агентов и эффективности МРТ контрастирования.

Основными рынками сбыта данной продукции являются фарма Перспективы коммерциализации результатов НИОКР цевтические фирмы, занимающиеся клиническими исследованиями I-II фазы диагностических препаратов, а также научные лаборатории, использующие макромолекулярные конъюгаты для прикладных ис следований, в том числе при разработке лекарственных препаратов.

На первых этапах данные контрастные агенты будут изготавливать ся под заказ небольшими партиями с полной физико-химической ха рактеризацией (стабильность, релаксивность, содержание гадолиния), иммунохимическая активность конъюгированных антител будет те стироваться методом твердофазного иммуноферментного анализа.

По данному проекту ведется работа по получению патента.

Защита интеллектуальной собственности План реализации проекта 1. Январь 2014 —сентябрь Синтез векторных контрастный агентов, оптимизация условий синтеза, физико-химическая характеристика.

2. Сентябрь 2014- декабрь Проведение экспериментов на культурах клеток и срезах голов ного мозга для выбора оптимальной конструкции.

3. Январь 2015- март Сравнительный анализ накопления векторных диагностических агентов в экспериментальной модели рассеянного склероза на живот ных с помощью МРТ.

4. Март 2015 — декабрь Оценка биораспределения и метаболизма полученного вектор ного контрастного агента.

На данном этапе работы были получены следущие результаты.

Дополнительная информация Была воспроизведена и охарактеризована купризоновая модель рассе янного склероза. Разработан метод синтеза контрастного агента, про ведена физико-химическая характеристика (NMR-анализ, % загрузки гадолинием, Т1-релаксивность, стабильность при хранении), оценена его цитотоксичность на клеточной культуре НЕК293. Иммунохими ческая стабильность конъюгированных антител была подтверждена в иммуноферментном анализе.

20 12 ноября Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – Разработка полимерной матрицы с включенными антиоксидантными ферментами для комбинированной терапии последствий спинномозговой травмы.

Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова, 119991, А.Д. Алексашкин, Н.В. Нуколова, Н.Л. Клячко, А.В. Кабанов.

Москва, Ленинские горы, д. 1, (919)776-3539, AntonD.Aleksashkin@gmail.com Разработка полимерной матрицы с включенными антиокси Цель проекта дантными ферментами для комбинированной терапии последствий спинномозговой травмы.

Ежегодно в России более 8000 человек получает спинномозго Актуальность вые травмы. Более половины из них – люди трудоспособного возраста.

В основном, люди, пострадавшие от таких травм, получают I-II степени инвалидности и обречены остаток жизни провести в инвалидных ко лясках или быть прикованными к постели.

Можно и нужно вмешаться в процесс восстановления после трав мы на самом раннем этапе – уменьшить отек спинного мозга и тем самым предотвратить нейродегенерацию. В этом случае сократятся длительность – с 6 до 1-2 месяцев – и стоимость – с 20 000$ до 5 000$ – восстановительных процедур. Также среди пострадавших уменьшится доля инвалидов I степени.

При спинномозговой травме, помимо первичных повреждений Наукоемкость (переломы и т.д.) происходит ряд вторичных процессов, включающих в себя воспаление, сопровождающееся отеком в области травмы. Такой отек вызывает нейродегенерацию, и для восстановления двигатель ной активности пострадавшего требуется ряд длительных и дорого стоящих процедур, направленных на создание новых нейронных путей.

Показано, что в ходе воспаления основным разрушающим фактором является взрывообразное высвобождение свободных радикалов. [1] Введение веществ, способных нейтрализовать такой взрыв – антиок сидантов – способствует уменьшению отека и улучшает динамику вос становления двигательной активности.

Существует множество антиоксидантов, однако самыми эффек тивными являются антиоксидантные ферменты (супероксиддисмута за и каталаза), превращающие супероксид радикалы в воду и кислород.

К сожалению, при введении в организм нативных ферментов они под вергаются протеолизу и быстро выводятся из организма. Наша группа показала, что если включить супероксиддисмутазу (СОД) в состав по лиэлектролитных частиц, то значительно улучшается динамика вос становления двигательной активности крыс при внутривенном введе нии такого препарата через 30 минут после нанесения контузионной травмы спинного мозга (рис. 1).

В последние годы для восстановления поврежденных тканей все активнее используют гидрогели на основе поливинилового спир 12 ноября 2013 Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – та (ПВС). ПВС-гидрогели за счет системы развитых пор способствуют росту клеток в зоне повреждения. Гидрогели можно насыщать различ ными препаратами: в нашем случае – антиоксидантными фермента ми. Инъекция такого комбинированного препарата в область травмы уменьшит отек и предотвратит нейродегенерацию. За счет этого сроки реабилитации сократятся.


Рис. 1. Динамика восстановления крыс породы Wistar после трав мы спинного мозга при введениипрепаратов: а) СОД в составе частиц;

б) нативная СОД;

в) контроль, буфер. По оси ординат отложена BBB шкала: 0 баллов – полный паралич;

21 балл – нормальная двигательная активность.

Впервые будет разработан биомедицинский гель на основе био Новизна совместимых полимеров с включенными антиоксидантными фермен тами для комбинированной терапии последствий спинномозговой травмы. На модели контузионной травмы спинного мозга крыс будет показана его эффективность: улучшенная динамика восстановления двигательной активности, снижение отека и восстановление нервной ткани в области травмы.

Высокая актуальность проблемы, которую решает данная раз Перспективы коммерциализации результатов НИОКР работка, дает хорошие перспективы коммерциализации результатов НИОКР. Важно, что введение данной разработки в медицинскую прак тику также оправдано коммерчески. Расходы сокращаются, так как пациент проводит меньше времени в больнице, его реабилитация про текает легче и быстрее. При сокращении расходов на одного человека с 20 000$ до 5 000$ прибыль может составить до 100 млн $ в год.

22 12 ноября Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – В настоящий момент ведется работа по получению патента на Защита интеллектуальной собственности способ включения СОД в состав полиэлектролитных частиц. Анало гичную технологию мы планируем использовать для получения геля с включенными антиоксидантными ферментами. По итогам проекта бу дет получен патент на форму (гель с включенными антиоксидантными ферментами) и на способ применения (для восстановления поврежден ной нервной ткани).

6 месяцев – разработка биомедицинского геля: подбор полиме План реализации проекта ров, подбор способа включения антиоксидантных ферментов в состав геля для получения более активных форм.

1 год – эксперименты in vivo с целью оптимизации содержания антиоксидантных ферментов в геле.

6 месяцев – получение патента на форму и на способ применения.

1. Петрович Ю.А. Свободно-радикальное окисление и роль в патоге Список литературы незе воспаления, ишемии и стресса // Пат. физиол. 1986. №5. – С. 85-92.

2. Штильман М.И. Биодеградация имплантов из полимерных матери алов // Биосовм. материалы. М.: Изд. «Мед. информ. агентство». 2011. – С. 159-196.

Разработка антикоагулянтов нового поколения на основе ДНК-аптамеров к тромбину Научно-исследовательский институт физико-химической медицины А.М. Варижук Федерального медико-биологического агентства, 119435, г. Москва, ул. Малая Пироговская, д.1А. (499) 246-4409, niifhm@fmbamail.ru Целью данного проекта является получение новых эффектив Цель проекта ных ингибиторов тромбина на основе ДНК-аптамеров, обладающих повышенной биостабильностью за счет наличия в их структуре непри родных, химически модифицированных фрагментов.

В последние годы ДНК-аптамеры все чаще привлекают внимание Актуальность исследователей и разработчиков лекарственных препаратов. Значи тельный интерес вызывают аптамеры - ингибиторы тромбина и их воз можное применение для контроля свертываемости крови. Доступные на сегодняшний день антикоагулянты обладают рядом существенных недостатков, связанных с опосредованным характером действия и низ кой специфичностью. С учетом широкой распространенности сердеч но-сосудистых заболеваний разработка нового поколения антикоагу лянтов прямого действия является актуальной задачей. За последние 20 лет было предложено множество антикоагулянтов на основе оли гонуклеотидных аптамеров – тромбиновых ингибиторов. Однако воз 12 ноября 2013 Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – можности применения известных аптамеров весьма ограничены вви ду их низкой стабильности в крови. Для повышения биостабильности аптамеров представляется рациональным использовать химическую модификацию.

Основным подходом, который предполагается использовать в Наукоемкость данной работе для решения проблемы биодеградации ДНК-аптамеров к тромбину, является химическая модификация. Введение в структу ру олигонуклеотидных аптамеров неприродных фрагментов позволит предотвратить их быстрое расщепление нуклеазами, повысить время жизни аптамеров в плазме крови и, в конечном итоге, эффективность их антикоагуляционного действия. Автор проекта имеет большой опыт получения модифицированных олигонуклеотидов [Varizhuk et al.

J. Org. Chem., 2013, 78 (12), pp. 5964–5969;

Varizhuk et al. Eur. J. Org. Chem.

2012, pp. 2173–2179], в том числе существенный задел по модифици рованным аптамерам. Автором была разработана ранее оригиналь ная схема синтеза триазолсодержащих динуклеозидов. Триазольные динуклеозиды были встроены в олигонуклеотид TBA, являющийся наиболее известным немодифицированным ДНК-аптамером к тром бину. Аналоги TBA, содержащие триазольные фрагменты в различных положениях, были протестированы на предмет способности ингиби ровать тромбин и устойчивости в экзо- и эндо-нуклеазам. Несколько модифицированных аптамеров продемонстрировало достаточно вы сокую биостабильность при сохранении антикоагуляционной актив ности. Результаты данной работы были опубликованы в Европейском журнале медицинской химии [Varizhuk et al. Eur. J. Med. Chem., 2013, 67, pp. 90-97], а на Всероссийской научной конференции молодых ученых медиков “Инновационные технологии в медицине XXI века” (Москва, 6-7 декабря 2012г) работа получила III премию в конкурсе на лучшую российскую инновационную медицинскую технологию по фармации.

Работа коллектива авторов во главе с А.М. Варижук “Химическая моди фикация ДНК-лигандов как метод направленного поиска новых анти коагуляционных средств” также получила III премию на конференции молодых ученых “Молекулярная медицина и постгеномная биология” (ФГБУН НИИ ФХМ ФМБА России, 23-24 мая, 2012г). В настоящем про екте предполагается продолжить вышеупомянутые исследования и осуществить дополнительную модификацию тромбиновых аптамеров.

Помимо триазольных фрагментов планируется ввести в структуру ап тамера тиофосфорильные межнуклеотидные фрагменты и альфа-ано мерные нуклеотидные звенья (Рис.1). На основании анализа свойств аптамеров с тремя типами модификаций планируется отобрать ли дерные соединения для их последующего использования в качестве основного действующего вещества антикоагуляционных препаратов.

24 12 ноября Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – Рис. 1. Структура тромбинового аптамера TBA и его предполага емые модификации.

Предлагаемые аптамеры-ингибиторы тромбина и антикоагу Перспективы коммерциализации результатов НИОКР лянты на их основе имеют перспективу практического применения в медицинских и учреждениях и научно-исследовательских институтах медикобиологического профиля. Комерциализации препаратов - ан тикоагулянтов должны предшествовать клинические испытания. В настоящее время в РФ введены в клиническую практику следующие ингибиторы тромбина: бивалирудин (Ангиокс), дабигатран (Прадак са), антитромбин III и гепарин. Все они имеют ряд ограничений и по бочных эффектов, поиск новых более совершенных ингибиторов про должается. Проходят клинические испытания препараты AZD0837 от AstraZeneca NU172 от Nuvelo. Последний является ДНК-аптамером, ана логом описанных в данном проекте соединий. Поскольку NU172 пред ставляет собой немодифицированный олигонуклеотид, можно ожи дать, что предлагаемые новые аптамеры значительно превзойдут его по фармакодинамическим и фармакокинетическим свойствам.

На лидерные соединения из серии антикоагулянтов-тромбино Защита интеллектуальной собственности вых аптамеров будут поданы заявки на патент РФ 1. Химический синтез набора TBA-аналогов с триазольной, ано План реализации проекта мерной и тиофосфорильной модификациями на автоматическом ДНК-синтезаторе (в случае триазолсодержащего и альфа-аномер содержащего аналогов – с использованием модифицированных фосфорамидитов), их очистка методом ВЭЖХ и подтверждение чи стоты/структуры методом MALDI-TOF MS-спектрометрии.

2. Исследование структуры полученных соединений физико-химиче скими методами (УФ-спетроскопия, спектроскопия кругового дих роизма и 1H-ЯМР).

3. Определение стабильности новых аптамеров по отношению к ну клеазам (кинетика нуклеазного расщепления с детекцией методом 12 ноября 2013 Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – EMSA или MALDI-TOF MS).

4. Оценка антикоагуляционной активности аптамеров в тесте на тромбиновое время с использованием стандартных наборов Ренам.

Определение IC50 аптамеров.

5. Анализ данных, выбор лидерного соединения, которое может быть использовано в антикоагуляционных препаратах в качестве основ ного действующего вещества.

Разработка мультиплексной тест-системы для определения суммарного кардиоваскулярного риска на основе аллель-специфического подавления флуоресценции по принципу фотоиндуцированного переноса электронов Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта, 236041, А. Ю. Волошина, Н. И. Самаров, Н. С. Фаттахов, Л. С. Литвинова, С. В. Бабак.

г. Калининград, ул. А.Невского, д.14, (952)110-22-05, nazar.sni@gmail.com Целью настоящего проекта является разработка и создание но Цель проекта вой ПЦР тест-системы для диагностики генетической предрасполо женности к развитию каридоваскулярных заболеваний, основанной на детекции однонуклеотидных полиморфизмов нескольких генов-пре дикторов одновременно.

По данным ВОЗ за 2012 год, заболевания сердечно-сосудистой Актуальность системы являются одной из главных причин преждевременной смер ти жителей нашей планеты и составляют около 22 % от всех сулчаев смерти.

Среди общей смертности в России сердечно-сосудистые заболе вания (ССЗ) составляют порядка 56 %. Такого высокого показателя нет ни в одной развитой стране мира. В год от ССЗ в России умирают при мерно 1 млн. 300 тысяч человек - это население крупного областного центра.


Ориентиром при решении вопросов, касающихся продолжитель ности жизни, является Концепция демографической политики Россий ской Федерации на период до 2025 года, утвержденная Указом Пре зидента РФ в 2007 году. Среди первоочередных направлений данной концепции является разработка комплекса мер, направленных на со вершенствование способов профилактики и лечения ССЗ.

Учитывая текущее положение, а также исходя из того, что совре менная медицина развивается в направлении персонифицированной терапии и предиктивной диагностики, актуальной является разработ ка доступной диагностической тест-системы, позволяющей проводить скрининговые исследования на предрасположенность к развитию ССЗ на молекулярно-генетическом уровне, что существенно повысит эф 26 12 ноября Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – фективность мер по проведению первичной профилактики этих забо леваний.

Реализация данного проекта подразумевает разработку муль Наукоемкость типлексной ПЦР тест-системы на основе применения эффекта фото индуцированного переноса электроннов в гуаниновом окружении для гашения флуоресценции меток линейных аллель-спечифических оли гонуклеотидов в составе ДНК-дуплекса с молекулой-мишенью. Ключе вой компонент тест-системы – модифицированный олигонуклеотид, комплементарный специфической последовательности ДНК, которая детерминирует патологические аномалии в молекулярной структуре белков, ответственных за развитие ССЗ.

Флуоресцентная метка в предложенной модели олигонукле отида располагается на 5’-конце в цитозиновом окружении, неком плементарном матрице (ДНК). В ходе полимеразной цепной реакции происходит накопление исследуемого продукта и комплементарное достраивание G-богатых последовательностей к окружению флуорес центной метки, которое будет пропорционально снижать интенсив ность свечения.

Итоговая интерпретация результатов, полученых данным спосо бом, будет направлена на анализ профиля плавления ДНК-дуплексов в высоком разрешении.

К настоящему времени изучены генетические детерминанты развития ССЗ, сформирован оптимальный перечень полиморфизмов генов-предикторов развития кардиоваскулярных патологий. Опти мизирована система обеспечения мультиплексности на базе разницы длин амплифицируемых участков.

Предлагаемый в данном проекте метод является недорогим, бы Новизна стрым и надежным в отношении выявления генетических детерми нант предрасположенности к развитию ССЗ.

Данный метод не имеет прямых аналогов на российском и зару бежном рынках и является усовершенствованной комбинацией систем на основе явления «G-quenching» и аллель-специфического подавле ния флуоресценции. Принципиально новым подходом является ком бинирование принципа фотоиндуцированного переноса электроннов для гашения флуоресценции гуаниновыми основаниями и систем обе спечения мультиплексности (до 12 вариантов в одном образце), раз работанных ранее. Кроме того, в предлагаемой системе исключена необходимость включения нуклеотидных изоформ, что существенно повышает ее доступность.

Сегодня мировой рынок ДНК-диагностики выступает одним из Перспективы коммерциализации результатов НИОКР самых быстрорастущих направлений биотехнологии. По данным РАН, на анализы в мире тратится менее 2% государственных расходов на здравоохранение, но на результатах этих анализов основано 60-70% диагнозов. Согласно исследованиям рынка молекулярной диагности ки, проведенным Cambridge Healthtech Institute и журналом GEN, миро вой рынок диагностики в 2011 году составил 9 млрд. долларов. Соглас 12 ноября 2013 Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – но прогнозам, рост рынка в течение ближайших 15 лет сохранится на уровне 6-10% в США и ЕС, а в развивающихся странах (в первую очередь в России, Индии и Китае) составит 15-25% в год. На сегодняшний день в России существует и стремительно развивается рынок ПЦР-тест систем. В 2011 году производство ПЦР-тест-систем в России оценива лось в 16,7 млн. штук.

Основной контингент потенциальных покупателей нашего про дукта на начальном этапе реализации проекта представляют, пре жде всего, юридические лица: государственные и частные лабора тории, клиники, диагностические центры, профильные НИИ. Также реализация продукта ориентирована на физических лиц, являющих ся конечными потребителями (при проведении услуги генетической диагностики на базе лаборатории «Клиническая фармакология» Ин новационного парка БФУ им. И.Канта): пациенты с наследственными факторами риска и здоровые лица, заинтересованные в результатах такого анализа.

По результатам выполнения данного проекта планируется пода Защита интеллектуальной собственности ча заявки на оформления прав на интелектуальную собственность в форме патента на изобретение.

Реализация данного проекта включает в себя следующие этапы:

План реализации проекта 1. Разработка дизайна и синтез олигонуклеотидных праймеров.

2. Разработка лабораторного образца ПЦР тест-системы, вклю чая положительные контрольные образцы.

3. Проверка эффективности работы ПЦР тест-системы и вере фикация профиля плавления ДНК-дуплексов.

4. Валидация ПЦР тест-системы.

Реализация данного проекта планируется на базе ЦКП Единый Дополнительная информация Инновационный парк БФУ им. И. Канта при содействии Центра молеку лярного конструирования. ЦКП располагает всем необходимым обору дованием последнего поколения для проведения работ по разработке данного продукта.

Разработка тест-системы для определения антител к липидам с целью диагностики и прогнозирования течения при демиелинизирующих заболеваниях ЦНС Научный центр неврологии Российской академии медицинских наук, М.В. Иванова 125367, гор. Москва, Волоколамское ш., д.80, (916)4550307, fspsbl@gmail.com Целью проекта является разработка диагностической системы Цель проекта для полуколичественного определения антител к липидам (иммуно глобулинов классов G и М) крови и цереброспинальной жидкости при 28 12 ноября Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – демиелинизирующих заболеваниях центральной нервной системы (ЦНС). Диагностическая система будет направлена на решение таких задач, как уточнение диагноза, прогнозирование течения демиелини зирующих заболеваний, определение активности процесса, оптимиза ция тактики лечения и мониторинг эффективности терапии.

Демиелинизирующие заболевания ЦНС являются одной из ос Актуальность новных причин инвалидности в молодом возрасте. В настоящее время в России насчитывается около 200000 больных демиелинизирующими заболеваниями ЦНС. Заболевание, как правило, возникает в молодом возрасте (20-40 лет) и в течение нескольких месяцев-лет приводит к стойкой утрате трудоспособности и социальной изоляции. Демие линизирующие заболевания характеризуются полиморфизмом кли нических проявлений. Общепринятым методом для диагностики и определения активности процесса является магнитно-резонансная томография (МРТ). Симптомы и изменения, выявляемые при МРТ, не специфичны и могут наблюдаться при целом ряде других заболеваний.

Другой проблемой является отсутствие достоверных критериев для прогнозирования частоты и тяжести рецидивов, длительности забо левания до перехода в прогредиентное течение, темпов прогрессиро вания инвалидности. Кроме того, несмотря на развитие возможностей для медикаментозной терапии (появление новых препаратов, повыше ние их доступности), пока нельзя заранее прогнозировать или оценить эффективность того или иного лекарственного средства у отдельного больного. Поэтому необходима разработка новых лабораторных мето дик, которые позволят оптимизировать рекомендации по ведению па циентов и подобрать наиболее эффективный метод лечения для каж дого больного.

Демиелинизирующие заболевания ЦНС относятся к аутоиммун Наукоемкость ной патологии. По современным данным, для них характерна выработ ка антител к липидам миелиновой оболочки.[1, 3, 4, 5, 6] В последние годы появляется все больше работ, указывающих на важную роль им мунного ответа на липиды в развитии патологического процесса [2, 3, 5]. Выявление антител к различным липидам коррелирует с увеличе нием степени аксонального повреждения и темпов прогрессирования инвалидности [4, 5], активностью заболевания и числом очагов, выяв ляемых при МРТ [6]. Они также могут служить диагностическим мар кером [3] и связаны с худшим ответом на терапию интерферонами [5].

Исследование антител к широкому спектру липидов и их комбинациям в биологических жидкостях больных демиелинизирующими заболева ниями ЦНС позволит выявить новые клинико-лабораторные корреля ции, востребованные в клинической практике.

Среди лабораторно-инструментальных методов сейчас ведущее Новизна место в диагностике демиелинизирующих заболеваний ЦНС занимает магнитно-резонансная томография (МРТ). Лабораторные методы ис пользуются пока в основном в научно-исследовательских целях [3, 4, 6].

В отдельных исследованиях проводилось изучение антител к широко 12 ноября 2013 Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – му спектру антигенов [1]. В диагностическую систему будет включен новый набор антигенов, которые, по данным предшествующих иссле дований, обладают диагностическим и прогностическим значением при демиелинизирующих заболеваниях ЦНС. Планируется адсорбиро вать липиды на поверхности пористого материала (цеолита), размер пор которого соответствует величине гидрофобного хвоста. Это обе спечит ориентированную адсорбцию, что должно увеличить чувстви тельность и специфичность анализа. Испытание диагностических си стем на материале больных позволит выявить новые диагностические и прогностические критерии. В результате можно будет предсказать ход заболевания даже у первичного пациента, разработать более обо снованную, персонифицированную тактику лечения, своевременно на чать терапию, избежать побочных явлений, связанных с неоправдан ным назначением того или иного препарата.

Основными клиентами для коммерциализации продукта явля Перспективы коммерциализации результатов НИОКР ются клинико-диагностические лаборатории (1. сетевые, 2. одиноч ные), лечебно-профилактические учреждения (1. частные, 2. государ ственные и муниципальные), научно-исследовательские институты. В настоящее время наибольшую долю рынка диагностических исследо ваний при демиелинизирующих заболеваниях ЦНС в России составля ет МРТ, доля методов лабораторной диагностики - менее 5%. Диагно стическая система для определения антител к липидам может отчасти заменить МРТ, поскольку она будет отвечать на те же вопросы и предо ставит дополнительную информацию (прогноз течения заболевания и ответа на терапию). При решении некоторых задач (диагностика, опре деление активности процесса) возможен симбиоз. Коммерциализация целевого продукта осуществима в связи с растущей потребностью ле чебных учреждений, фармацевтических компаний в усовершенствова нии методов диагностики, прогнозирования течения и исходов заболе вания и мониторинга эффективности лекарственных препаратов при демиелинизирующих заболеваниях ЦНС. Основные риски коммерциа лизации связаны с инновационным риском (отрицателный результат исследования), недостаточной точностью и полнотой внешних данных (число больных, объём использования существующих методов диагно стики), вероятностью появления новых конкурентов. Для снижения рисков целесообразно привлечение внешних специалистов для оценки рисков и разработки мер их снижения.

Публикация результатов исследований в рецензируемых журна Защита интеллектуальной собственности лах. Получение патента на диагностическую систему.

План реализации проекта (первые 2 года) План реализации проекта • создание прототипа диагностической системы • валидация результатов, полученных на диагностической си стеме • тестирование материала больных демиелинизирующими за болеваниями ЦНС • обработка результатов обследования больных, определение 30 12 ноября Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – клинико-лабораторных взаимосвязей, разработка диагно стических, прогностических критериев, критериев опреде ления активности процесса, эффективности терапии.

Выведение разработанного продукта на рынок через малое пред Дальнейшие перспективы приятие. Мероприятия для увеличения объема продаж.

Работа выполняется в сотрудничестве с химическим факульте Дополнительная информация том МГУ имени М.В. Ломоносова 1. Brennan K.M. Lipid arrays identify myeli-derived lipids and lipid Список литературы complexes as prominent targets for oligoclonalband antibodies in multiple sclerosis. / K.A. Brennan, F. Garban-Horcajo, S. Rinaldi, C.P. O’Leary, C.S. Goodyear, G. Kalna, A. Arthur, C. Elliot, S. Barnett, C. Linington, J.L. Bennett. G.P. Owems, H.J. Willison // J. Neuroimmunol. – 2011. - V. 238. № 1-2. - P. 87-95.

2. Lyons, J.A. The role of CD1-mediated presentation ofmyelin lipids in experimental autoimmune encephalomyelitis and multiple sclerosis pathologenesis. / J.A. Lyons // Drug News Perspect. - 2003. - V. 16. - № 9.

- P. 574-84.

3. Menge, T. Antibody responses against galactocerebroside are potential stage-specific biomarkers in multiple sclerosis. / T. Menge, P.H. Laliva, H.C. von Budingen, B. Cree, S.L. Hauser, C.P. Genain // J. Allergy Clin. Immunol.

- 2005. - V. 116. - № 2. - P. 453-9.

4. Sadatipour, B.T. Increased circulating antiganglioside antibodies in primary and secondary progressive multiple sclerosis. / B.T. Sadatipour, J.M. Greer, M.P. Pender // Ann. Neurol. – 1998. – V. 44. - № 6. P. 980-3.

5. Villar, L.M. Intrathecal synthesis of oligoclonal IgM against myelin lipids predicts an aggressive disease course in multiple sclerosis. / L.M. Villar, M.S. Sabada, E. Roldan, J. Masjuan, P. Gonzalez-Porque, N. Villarrubia, M. Epino, J.A. Garci-Trujillo, A. Bootello, J.C. Alvarez-Cermeno // J. Clin. Invest. - 2005. V. 115. - № 1. - P. 185-194.

6. Zaprianova, E. Serum IgG and IgM ganglioside antibodies in patients with multiple sclerosis. / E. Zaprianova, K. Majtenyi, D. Deleva, O. Mikova, A. Filchev, B. Sultanov, V. Kolyovska, E. Sultanov, L. Christova, X. Kmetska, D. Georgiev // Ideggyogy Sz. – 2004. – V. 57. - № 3-4. – P.94-99.

12 ноября 2013 Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – Меланокортины как основа создания пептидных лекарственных препаратов с иммуномодулирующим действием.

Институт Молекулярной Генетики РАН;

123182 Москва, площадь акаде Марков Д.Д.

мика И.В. Курчатова, д. 2, (499)196-0000, gorki-dm@list.ru Нервная и иммунная системы находятся в постоянном и слож ном взаимодействии друг с другом. Поиск новых соединений, способ ных избирательно влиять на функционирование этих систем являет ся основной задачей настоящих и будущих исследований. В последнее время появляется все больше данных, свидетельствующих о важной роли пептидных соединений, опосредующих такого рода взаимодей ствия, многие из которых рассматриваются в качестве потенциальных терапевтических препаратов.

Большой интерес к взаимодействию нервной и иммунной систем связан с их важной ролью в развитии психических расстройств и ней родегенеративных заболеваний. В настоящее время хорошо известно, что нейровоспаление (сложная реакция в ответ на повреждение мозга, сопровождающаяся активацией глиальных клеток и высвобожднием медиаторов воспаления, которые приводят к нарушению синаптиче ской передачи и вызывают гибель нейронов) является обязательным компонентом таких патологий центральной нервной системы как бо лезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, рассеянный склероз, боковой амиотрофический склероз, ишемия головного мозга, травма головного мозга. За развитие иммунного ответа в мозге ответственны астроци ты и микроглия, которые являются основным источником медиаторов воспаления. Однако, довольно мало известно о регуляции этих типов клеток при различных повреждениях мозга. В связи с этим, возмож ность целенаправленно воздействовать на функционирование этих клеточных типов, не оказывая при этом влияния на выполнение ими основных функций, представляется весьма перспективной.

Меланокортины являются возможными кандидатами на роль таких регуляторов благодаря широкому набору проявляемых ими эф фектов и экспрессии рецепторов в различных тканях. Исследования показывают их важную роль в регуляции полового и пищевого пове дения, в процессах формирования памяти, указывают на проявление ими нейропротекторных и нейротрофических эффектов. Более того, последние исследования свидетельствуют об иммуномодуляторных и антивоспалительных свойствах меланокортинов. Это позволяет пред полагать, что меланоцитстимулирующий гормон, его аналоги и ре цепторы могут оказаться перспективными в подавлении воспалитель ной реакции. Экспрессия меланокортиновых рецепторов в различных отделах ЦНС и иммунной системы указывают на их возможное участие в регуляции воспалительного процесса в мозге. Таким образом, агони сты меланокортиновых рецепторов являются потенциальными лекар ственными препаратами для лечения психических расстройств и ней 32 12 ноября Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – родегенеративных заболеваний с воспалительным компонентом.

Ранее в Лаборатории молекулярной генетики соматических кле ток Института молекулярной генетики РАН было показано, что мела нокортины увеличивают экспрессию в гиппокампе таких факторов роста как VEGF и BDNF. Кроме того, недавно были получены данные, свидетельствующие о способности периферически введенного a-МСГ нормализовать ряд аспектов поведения в условиях воспаления.

В настоящее время противовоспалительные средства можно разделить на два основных класса: производные стероидных гормонов и нестероидные препараты. И те и другие обладают большим количе ством побочных эффектов, что стимулирует поиск новых соединений, не обладающих негативными последствиями.

С каждым годом возрастает количество пептидов используемых в исследовательских и клинических (терапевтических и диагностиче ских) целях. Пептидные препараты обладают рядом преимуществ по сравнению с классическими малыми молекулами: высокая специфич ность и, как следствие, высокая эффективность, минимальный риск развития побочных эффектов;

низкая токсичность;

низкая степень накопления в тканях;

высокая степень химического и биологического разнообразия. Однако далеко не все пептиды могут быть использованы в качестве терапевтических препаратов. Среди основных недостатков пептидных молекул можно назвать следующие: короткая продолжи тельность действия из-за расщепления протеазами, взаимодействие с различными подтипами рецепторов и, как следствие, частичная по теря селективности, низкая биодоступность при пероральном приме нении, низкая эффективность синтетических пептидов по сравнению с нативными, неспособность проникновения через физиологические барьеры из-за общей гидрофильности, высокий печеночный и почеч ный клиренс, сложности при производстве и высокая стоимость. Стоит отметить, что в большинстве случаев эти недостатки преодолеваются в ходе оптимизации пептидной последовательности.

В настоящее время рынок биопрепаратов оценивается более чем в 40 млрд $ в год и насчитывает около 200 лекарственных препаратов на основе пептидов, белков и антител. В 2012 г FDA было одобрено новых молекулярных субстанций и 6 биопрепаратов. Лидерами про даж среди пептидных препаратов по состоянию на 2011 год являлись:

Копаксон (3 млрд $), Лейпрорелин (1,5 млрд $), Гозерелин (1,1 млрд $), Октреотид (1,3 млрд $), Бортезомиб (1,5 млрд $).

Как было отмечено выше, меланокортиновые рецепторы явля ются перспективной мишенью в условиях воспалительного процесса, а агонисты меланокортиновых рецепторов могут представлять новый терапевтический подход к лечению различных патологий. Стоит под черкнуть, что наряду с иммуномодуляторным действием, меланокор тины проявляют нейротрофические и нейропротекторные свойства, что является несомненным преимуществом в терапии психических и нейродегенеративных заболеваний.



Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.