Инновационный виварий SPF с чистыми помещениями в Академгородке г. Новосибирска

Разгадка генома человека - одна из наиболее актуальных и сложных проблем современного научного сообщества. 

Расшифровка генома поможет выявить причины многих серьезных заболеваний, таких как рак, сахарный диабет, болезни сердца и наркомания, а так же найти способы их лечения.

Возможности целенаправленного, генно-инженерного манипулирования геномом увеличили темпы накопления знаний о значимости отдельных генов и комбинаций в реализации программ индивидуального развития, в реакциях организма на различные факторы среды, а также в понимании патологических процессов, имеющих генетическую природу. Так, простой наукометрический анализ, включающийся в запросе на сайте PubMed научных статей, со словосочетанием «трансгенные мыши», дает более 90 тыс. ссылок (несмотря на то, что первые такие мыши были получены всего лишь 20 лет назад)! Сегодня рост числа статей в этой области биологии идет со скоростью, превышающей тысячу публикаций в месяц.

Во многом приблизиться к решению данной проблемы помогло изучение нуклеотидных последовательностей ДНК человека и некоторых наиболее изученных видов животных.

В списке последних оказались и лабораторные мыши. Среди многообразия экспериментальных объектов, именно мыши вошли в число оптимальных, поскольку более близки к человеку генетически и доступны для исследования. Сегодня число генетических линий мышей, в том числе, моделирующих различные болезни человека, превышает 20 тысяч. К 2027 году их количество приблизится к 300 тысячам.

Создание и изучение генетических моделей связано достаточно жесткими требованиями к организации работы с экспериментальными животными. Наиболее дорогим и трудновыполнимым является обеспечение условий содержания животных, свободных от основных видоспецифических возбудителей болезней (specified pathogen free - SPF).  Одно из первостепенных условий получения наиболее точных и надежных результатов – устранение инфекции как источника вариации экспериментальных данных. В результате оргнанизации таких условий надежность получаемых результатов значительно повышается. Согласно международным правилам (GMP и GLP) именно SPF-животные должны использоваться при проведении доклинических испытаний лекарственных препаратов и оценки биобезопасности новых материалов, включая  наноматериалы и продукты питания.

Для обеспечения SPF-стандарта лабораторных животных содержат в чистых помещениях, в которые под избыточным давлением подается стерильный воздух, поддерживается микроклимат. Корм, вода, подстилка и клетки поступают в чистую зону вивария после предварительной стерилизации. Через  специальные передаточные окна удаляются отходы жизнедеятельности.

В России есть питомник животных SPF, отвечающий международными стандартами, расположен в Пущинском научном центре около Москвы. В Питомнике лабораторных животных Филиала Института биоорганической химии им. Академиков М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН поддерживается ряд линий мышей и крыс.

Виварий для мелких животных Новосибирского научного центра на базе Института цитологии и генетики Сибирского отделения РАН стал вторым по счету в России, но, несомненно, более соответствующий мировому уровню развития науки. Строительство уникального научного объекта производилось на основании решения Правительства РФ. Важную роль в обосновании необходимости создания вивария и принятия правительственного решения о выделении инвестиций в СО РАН сыграли академики Н.Л. Добрецов, Р.З. Сагдеев, В.К. Шумный. Уникальным виварий стал и по проектным решениям (главные инженеры проекта - Б. В. Нестеров от ГИПРОНИИ СО РАН и С.Э.Узких от Миасского завода медицинского оборудования), и по применяемым технологиям (научный руководитель д.б.н. М.П. Мошкин – ИЦиГ СО РАН, главный технолог проекта А.В.Купреев).

Суммарная площадь вивария составляет около 5 000 кв.м, из них около 1000 кв.м  –  помещения, оборудованные по стандарту «чистых помещений» (класс С).  Эту работу, выступая генеральным подрядчиком строительства, выполнил Миасский завод медицинского оборудования – один из российских лидеров в области строительства чистых помещений.

По проекту на 2-м и 3-м этажах оборудованы два полностью оснащенных автономных блока (по 10 и 8 боксов для содержания животных, независимых от специфических патогенов и два комплекса для проведения исследовательских работ, карантинное помещение). Еще четыре лабораторных помещения площадью около 140 кв.м расположены на первом этаже; остальное пространство занято различными лабораторными, технологическими и вспомогательными помещениями (криохранилище, системы водоподготовки, магнитнорезонансной томографии и др.).

Помещения для содержания животных SPF представляют собой герметичные боксы, выполненные на основе конструкций Миасского завода медицинского оборудования, обеспечивающих проведение санитарно гигиенических мероприятий. Они оборудованы инновационными системами подготовки чистого воздуха, очистки и удаления отработанного воздуха, с автоматическим поддержанием температурно-влажностного режима, системами освещения с поддержанием режима «утро-день-вечер-ночь», которые обеспечивают оптимальные условия жизни иммунодефицитных лабораторных животных. С учетом высокой научной ценности, уникальности содержащихся животных проектом предусмотрены исчерпывающие меры, исключающие риск потери биологического материала. Инженерные системы обеспечивающие жизнедеятельность вивария резервированы на 100%, их техническое обслуживание предусмотрено вне боксов содержания животных и обеспечивает минимальное беспокойство содержащегося ареала.

С целью обеспечения бесперебойного электропитания важнейших инженерных систем жизнеобеспечения предусмотрена автоматическая дизельная электростанция. Защиту внешней окружающей среды обеспечивают вытяжные системы, снабженные двойной НЕРА фильтрацией. Все инженерные системы имеют развитые системы автоматизации мониторинга и контроля параметров.

В комплексе развёрнута система видеонаблюдения и контроля доступа.

Создание вивария SPF - это важный вклад в российскую и международную науку, поскольку от технологии создания чистых помещений и качества выполняемых работ прежде всего зависит чистота эксперимента, а следовательно и то, насколько качественными и быстрыми будут результаты. Для Миасского завода медицинского оборудования, а это предприятие с 20-летним опытом в сфере создания чистых производственных помещений, решение задачи создания оптимальных условий для содержания животных SPF по стандартам GMP и GLP с самого начала работы (с марта 2005 года) стало приоритетным.

Высокое  качество проектных работ, выполненных ГипроНИИ СО РАН и Миасским заводом медицинского оборудования, а также сплоченная работа строительных и монтажных организаций (достаточно сказать, что на подряде у Миасского завода медицинского оборудования работали более 50 субподрядных организаций), позволяют сейчас утверждать, что ученые получили долгожданный инструмент для дальнейших исследований.