День науки в УжНУ – святкуємо досягненнями

У третю суботу травня в Україні відзначають професійне свято працівників науки та вшановують наукові традиції і досягнення учених, без яких розвиток суспільства є неможливим. Безперечно, Ужгородський національний університет є флагманом наукової діяльності в регіоні, на що, передусім, вказують щорічні здобутки працівників вишу. Зокрема, у 2020 році науковці університету виконували 19 наукових проєктів. Протягом 2020 року науково-педагогічними працівниками виконувалися 104 ініціативні теми – результати яких оприлюднено у монографіях (77), наукових статтях (1583), навчальних посібниках (60) і підручниках (16). В Ужгородському національному університеті протягом 2020 року було проведено 51 науковий захід, серед яких міжнародні та всеукраїнські конференції, симпозіуми, круглі столи, конкурси. Окремо сьогодні хочеться зупинитись на двох наукових підрозділах УжНУ, чия діяльність та результати роботи є непересічними - Науково-дослідницькому і навчальному Центрі молекулярної мікробіології та імунології слизових оболонок та Центрі колективного користування науковим обладнанням «Лабораторія експериментальної та прикладної фізики».

НДНЦ молекулярної мікробіології та імунології слизових оболонок

У 2009 році на медичному факультеті УжНУ було відкрито лабораторію молекулярної мікробіології та імунології слизових оболонок, на базі якої 30 грудня 2013 року створено Науково-дослідницький і навчальний Центр молекулярної мікробіології та імунології слизових оболонок. Директором центру призначено доктора біологічних наук, професора кафедри мікробіології, імунології і вірусології з курсом інфекційних хвороб Надію Бойко, з якою ми поспілкувалися про діяльність Центру, наукове обладнання, яким послуговуються працівники, їхню участь у боротьбі зі спалахами захворюваності під час пандемії коронавірусу та інше.

Розкажіть, будь ласка, про основні вектори науково-дослідної діяльності Центру сьогодні.

Зараз ми найбільш інтенсивно працюємо у кількох напрямах. Передусім – це впровадження та пропагування 4-П (превентивної, персоніфікованої, предиктивної та пацієнт-орієнтованої) діагностики в реальну медичну практику. Реалізувати це не так просто. Всі звикли до класичної лабораторної діагностики: аналізів біохімічних показників, формул крові і т.д. Однак завжди в історії наступають переломні моменти, що відбувається і зараз – сучасні, молекулярні методи діагностики приходять на зміну класичним (рутинним). І це далеко вже не тільки ПЛР (полімеразна ланцюгова реакція), до якої ми звикли як до останнього слова науки і техніки. Наш центр змінює самі підходи та переходить на індивідуалізовану медицину. Ми розуміємо, що кожен організм – це система, і для того, щоб розробити правильні підходи в лікуванні та профілактиці, ми повинні діяти індивідуально. Ми відходимо від класичної системи лікування, де кожну складову організму розглядали окремо, виписували якесь лікування і чекали на результат. Тепер у цей ланцюг ми додаємо біомаркери, які повинні бути доказовими, індивідуальними та прогностичними. Тобто, якщо ми коригуємо імунітет чи мікробіом, ми водночас чітко представляємо майбутній стан індивідууму. В такому випадку результат лікування є строго прогнозованим. Це досить важко, якщо говорити про реальну медицину, особливо в Україні, зважаючи на те, що існує багато центрів, у тому числі приватних, для яких головним є бізнес, фінансова вигода, на жаль, а не здоров’я конкретної людини. В нашого центру інше призначення, і він би мав мати функції реферованого, оскільки у нас є не тільки необхідне й достатнє обладнання для здійснення такої точної діагностики, а також наявні відповідні професійні кадри (кандидати наук, вірусологи, імунологи) та досвід, який ми отримали протягом останніх 15-ти років саме з цього напряму досліджень. З наших пріоритетів зовсім не випадає діагностика, лікування і профілактика ковіду, адже зараз ми особливо гостро відчули, наскільки індивідуальними та різноманітними можуть бути реакції: легке проходження, складне чи безсимптомне носійство тощо. Те ж стосується лікування – одні й ті ж самі підходи не дають однакових результатів. Будучи залученою в експертну групу при МОЗі з постковідної ребілітації ми спільно з к.біол.н., вірусологом Лесею Юсько запропонували до впровадження наші інноваційні підходи, які вже були нами попередньо апробовані в регіональному реабілітаційному Центрі – д. мед.н. Лемко І.С.

Великий акцент робимо також на епігенетику. Що саме мається на увазі? Для спрощення уявімо собі, що близнята, в яких спільне генетичне походження, в залежності від того, де вони живуть, як харчуються, суттєво відрізняються одне від одного за своїми фенотипами. Іншими словами саме оцей “вже експресований” фенотиповий профіль ми досліджуємо і кладемо в основу сучасної діагностики.

У цьому напрямку ми співпрацюємо зараз із Міністерством охорони здоров’я як члени експертної наукової групи і ми намагаємося створити певний реферований центр із переходом від доказової медицини до 4П медицини. Це еволюційно-революційний перехід. Еволюційний – тому що ми не відкидаємо те, що було напрацьовано в доказовій медицині, а революційний підхід, бо з’являється велика кількість маркерів, які, щоб довести їхню ефективність, потребують проведення когортних досліджень. Україна вже почала це робити, і мені приємно відзначити, що це почали робити в нашому університеті, і ці дослідження ініціював саме наш центр за підтримки (фінансування) МОНу – «ДБ 901 Персоніфікрвані підходи до діагностики, профілактики та лікування судинних захворювань із прогностичним моделюванням індивідуального розвитку атеросклерозу – 2020-2022».

Ще один вектор наших інтересів – верифікація і пріоритетність біомаркерів. Тому що їх на сьогоднішній день є дуже багато, і без математичних підходів, без біоінформатики, без побудови релятивних сучасних баз даних з елементами машинного навчання – неможливо дати остаточне заключення про те, які саме з біомаркерів є визначальними. Наша мультидисциплінарна група працює і над цим питанням, отже крім мікробіологів і вірусологів у нас є спеціалісти, які займаються біоінформатикою – Роман Рукавчук, клінічними і когортними дослідженнями – це Тамара Мелешко, Олександра Паллаг і Світлана Тимощук. Звичайно, ми співпрацюємо із стоматологами, оскільки створена нещодавно кафедра клініко-лабораторної діагностики і фармакології розміщена саме на стоматологічному факультеті. І нами разом започатковано ряд ініціатив для підтримки орального здоров’я населення. Ми співпрацюємо також з іншими університетами, компаніями, так, наприклад, разом з Одеським національним медичним університетом – проф. В. В. Артьоменко – розробляємо концепцію раннього програмування здоров’я (неонатального формування здоров’я дитини), з клінікою «Євродерм» обговорюємо співпрацю щодо практичного використання мікробіомних досліджень шкіри тощо. Фактично, ми є новим унікальним центром, який поширює і пропонує нові знання і послуги вищезгаданим та іншим партнерам. Також ми перші не лише в Україні почали випускати персоніфіковані пробіотики, які базуються на алгоритмі індивідуального підбору на основі аналізу мікробіому. Базуючись на ваших біомаркерах ми можемо індивідуально призначати та виготовити капсули для пацієнта, спрямовані залагодити проблему, яка може бути спричиненою незадовільним харчуванням, безсонням, стресом, депресивними чи постковідними станами. Все вищезгадане – основа нашої діяльності.

Якими науковими приладами послуговуються працівники Центру для виконання робіт?

Зрозуміло, що сфера нашої діяльності неможлива без унікального обладнання. Сьогодні у нас є все необхідне, щоб робити виділення ДНК, визначення чистоти виділеного ДНК. Таким обладнанням не можуть похизуватись навіть офіційні клінічні підрозділи. Ми маємо ампліфікатор, можемо здійснювати секвенування певних послідовностей. І зараз у нас на меті купити обладнання для повного секвенування мікробіому і геному. Зараз є кілька центрів в Україні, які його вже мають, але наша перевага в тому, що ми маємо власну базу даних праймерів, біомаркеів, вже виміряних секвенованих мікробіомів певних когорт (групи населення із захворюваннями серцево-судинної системи, атеросклерозом). У нас є повністю автоматизована система ІФА, бокси, і доступ до секвенування на системній (договірній) основі з вітчизняним Центром і клінічним діагностичним центром Німеччини. Важливим є не тільки обладнання, а й підготовані спеціалісти. Всі наші спеціалісти пройшли необхідні тренінги, вони сертифіковані «Біолабтех», який є компанією, котра є ексклюзивним представником «Illumina» в Україні.

УжНУ є першим вишем в Україні, який закупив додаткове обладнання до вже наявного в Центрі, необхідне не лише для імунологічних досліджень, а також і генетичних. Рутинним в Центрі є визначення в сироватці крові осіб наявність антитіл IgM / IgG до коронавірусу методом ІФА. Скільки подібних досліджень Центр провів за останній рік?

В основному ми робили тестування для працівників УжНУ. Під час спалаху захворюваності, згідно підписаного договору, ми провели тестування працівникам Управління Пенсійного фонду України в м. Ужгород. Також ми співпрацювали з медичним центром «Prevention», за умови оголошення акційних пакетів теж на підставі договору про співпрацю. Загалом, це близько 6 тис. обстежень, які ми зробили не розтягнуто в часі, а дуже швидко – саме тоді, коли в цьому була нагальна потреба. Так як ми знаємо, що пандемія має певні піки і спади.

Вакцинація – це дуже позитивний крок, ми розуміємо, що вона дасть нам вільне пересування, шанс напрацювати так званий «колективний імунітет» та допоможе вийти з цієї складної ситуації. Однак при вакцинуванні як ніколи на перше місце виходить індивідуалізація. І тому всім бажаючим ми даємо консультаційну допомогу. Буває, що людина перехворіла, але не знає, чи є в неї антитіла. Ми досліджуємо «гострі» антитіла IgM, та IgG – які наявні у тих респондентів, що вже перехворіли раніше. Єдине, чим ми не займаємося – це забором крові. Однак зараз ми співпрацюємо із медичним центром Юлії Довганич «Дбаю», в якому будь-кому із бажаючих візьмуть взірець крові і направлять до нас. І ми з легкістю встановимо напруженість у особи імунітету на цей момент стосовно даної нозології.

Не менш важливою нішею є і реабілітація постковідних пацієнтів. У співпраці з Іваном Степановичем Лемком, ми абсолютно безкоштовно, за кошти нашого Центру, надавали персоніфіковані фармабіотики – це препарати із лактобактерій, які мають доказову ефективність оскільки підбираються індивідуально для кожного постковідного пацієнта. Весь блок: індивідуальний підбір, діагностика, випуск самих фармабіотиків, пакування та видача – це ми проводили безкоштовно. У сферу наших інтересів входило розширення знань про мікробіоту та локальний імунітет таких пацієнтів, що дозволить нам в майбутньому більш фахово підходити до імунної реабілітації постковідних пацієнтів.

Які плани та цілі ставить перед собою НДНЦ молекулярної мікробіології та імунології слизових оболонок?

Головна ціль на сьогодні – створення «квадра структури». Чому «квадра»? Перший кут – це наш центр – який забезпечуватиме прогностичні маркери, верифіковані, когортні дослідження, акцент залишатиметься на тому, в чому ми зараз перфектні – мікробіом, імунологія слизових оболонок, персоніфікована та індивідуальна корекція тих чи інших нозологій, проведення когортних досліджень. Ще один кут – це «генетика», якою замається група на біологічному факультеті УжНУ – за керівництва к. біол. н., декана Ярослави Гасинець. Третім кутом має бути «клінічна медицина» - в університеті зараз створюється загально-університетська клініка – за участі к. мед. н., лікаря сімейної медицини Павла Колесника на додаток до вже діючих клінічних відділень, і четвертий – «освіта», підготовка якісних фахівців. Саме ми, маючи таку базу, зможемо вибудувати інший підхід для підготовки спеціалістів – за участю керівництва стоматологічного факультету – проф. Євгена Костенко та керівництва університету – зараз маю на увазі всіх проректорів і ректора, хто сприяє втіленню цієї амбітної ідеї. Ми не будемо, звичайно, відкидати класичні знання і підходи, однак, розуміючи, що освіта йде вперед, ми прагнемо бути на її передовому краї і впроваджувати уже зараз нові підходи до навчання, роблячи його максимально інтерактивним і прагматично-практичним. Так виглядає, що якщо ми зможемо реалізувати наші задуми, ми будемо першою чи однією з перших структур в Україні, яка б змогла надати системності та когерентності навчанню, науці і державно-приватному партнерству, ставши пілотною інфраструктурою нового типу. Побажайте нам успіху!

Примітка. Поки верстався текст – успішно захистили дисертаційні роботи Олександра Паллаг і Тамара Мелешко, з чим щиро вітаємо!

 

Центр колективного користування науковим обладнанням «Лабораторія експериментальної та прикладної фізики»

Центр колективного користування науковим обладнанням (ЦККНО) «Лабораторія експериментальної та прикладної фізики»  Державного вищого навчального закладу «Ужгородський національний університет» створений на виконання наказу Міністерства освіти і науки України від 02 травня 2018 р. № 444 «Про створення центрів колективного користування науковим обладнанням». У рамках пілотного проекту до нього було залучено всього 8 університетів, серед них – УжНУ. Офіційне ж відкриття центру, вже із встановленою апаратурою, у капітально відремонтованих приміщеннях, відбулося 15 травня 2019 року. 

Основна мета створення ЦККНО -  модернізація та оновлення лабораторної бази та найбільш раціональне використання унікальних та дороговартісних наукових приладів та обладнання вітчизняного та імпортного виробництва, яке неможливо або недоцільно придбати кожній науковій установі з централізованих коштів та інших джерел фінансування МОН України.

На даний час в Центрі зосереджено значну кількість унікального експериментального обладнання провідних світових виробників, зокрема таких як Shimadzu, Horiba та ряду інших. Цей перелік містить  спектральний еліпсометр Smart SE, спектрофотометр  двопроменевий скануючий UV-1700, двопроменевий спектрофотометр UV-2600, двоканальний спектрометр з компенсацією астигматизму SL40-2-1024USB, спектрометр комбінаційного розсіювання (раманівський) XploRA PLUS,  планетарний кульовий млин PQ-N04, Прецизійний  цифровий мультиметр  SIGLENT SDM3065X, ІЧ-Фур’є  спектрометр IRTracer-100 і ще багато інших приладів. Наведене устаткування дає можливість здійснювати комплексні дослідження різноманітних властивостей матеріалів різного агрегатного стану з високою точністю та достовірністю. Загальна вартість обладнання складає більш ніж 8 мільйонів гривень.

Співробітники Центру здійснюють широкий спектр експериментальних досліджень, що стосуються оптичних, електрофізичних, механічних, ультразвукових, структурних властивостей кристалічних, аморфних матеріалів, порошкоподібних матеріалів, суперіонних провідників, наноматеріалів, керамік, композитних матеріалів» - розповідає директор Центру, доктор фізико-математичних наук, професор Леонід Сусліков.

Центр створений для того, щоб забезпечити доступ до цього обладнання всіх зацікавлених у проведенні наукових досліджень. В Центрі здійснюються контакти з  науковцями інших університетів України, в майбутньому планують налагоджувати зв’язки із науковими установами інших країн, які зацікавлені у проведенні експериментів на обладнанні Центру. Також лабораторії Центру надають послуги щодо проведення наукових досліджень стороннім організаціям, вже на платній основі.

Наразі найбільше користуються послугами Центру фахівці фізичного та хімічного факультетів, інституту електронної фізики НАНУ, є пропозиції щодо проведення досліджень з біологічного факультету УжНУ. Також у Центрі працюють над встановленням співпраці із промисловими підприємствами Закарпаття, яких з різних причин цікавлять властивості певних матеріалів. У проведенні спільних розробок зацікавлені представники великих підприємств, зокрема Yadzaki.

Дослідження, що проводяться в Центрі, мають в перспективі й значне практичне значення. Зокрема, їх результати можуть бути використані при розробці високочутливих електрохімічних сенсорів, конденсаторів великої ємності, селективних датчиків та перетворювачів інформації, малогабаритних та ефективних джерел енергії, які б забезпечили довгострокову та безперебійну роботу портативної електронної техніки, зокрема смартфонів,  вузькосмугових оптичних фільтрів. Матеріали, які досліджуються в центрі, можуть бути використані у різноманітних пристроях квантової електроніки та оптоелектроніки.

«На даний час актуальним і перспективним напрямком розвитку матеріалознавства є наноматеріали і нанотехнології. Будь-яка речовина, подрібнена до нанорозмірних частинок набуває нових фізико-хімічних властивостей. Високі значення механічних властивостей, зносостійкості, термостійкості наноматеріалів забезпечують можливість створення на їх основі нових класів інструментальних матеріалів - вільних абразивів на базі нанопорошків, в тому числі алмазних; алмазно-абразивного інструменту; високотвердих матеріалів на основі фулеренів і нанотрубок для виробництва прецизійних інструментів для різних методів випробування матеріалів; наноструктурних зносостійких покриттів для ріжучого і штамповочного інструменту тощо. Більше того, відкриваються широкі перспективи застосування наноструктурованих матеріалів в медицині, а саме: введення ліків у наноформі без використання шприцу, адресна доставка ліків до ураженого органу  або тканини» - зазначає Леонід Сусліков.

За невеликий проміжок часу існування Центр колективного користування науковим обладнаням суттєво розширився, було проведено капітальний ремонт в лабораторіях, наразі відремонтовано 4 лабораторні приміщення і відбувається їх оснащення апаратурою. Також в Центрі планують відкрити технологічну лабораторію, закупити вакуумні пости для напилення плівок та розпочати виробництво певних нано-покриттів, виготовлення композитів та кераміки. Очевидним є й практичне використання, для прикладу, кераміка може використовуватися у стоматології, у медицині – для заміни металевих суглобів.

Ганна Фельцан, Олексій Шафраньош

Інформаційно-видавничий центр

• Наука,
• Стоматологічний факультет,
• Центр колективного користування науковим обладнанням «Лабораторія експериментальної та прикладної фізики»