Предлагаемая в рамках проекта система «Искусственный желудочно-кишечный тракт» будет значительно отличаться от имеющейся модели МикроЖКТ за счёт динамического воспроизведения физиологии ЖКТ, которое включает в себя физиологически более приближенную имитацию перистальтики на протяжении всего ЖКТ животного – УНУ МикроЖКТ в её текущей конфигурации не способна к имитации перистальтики. Также УНУ МикроЖКТ была валидирована рутинными бактериологическими методами, что накладывает некоторые ограничения к физиологически верной модуляции некультивируемой микробиоты. Данные ограничения будут устранены в разрабатываемой модели ИЖКТ свиньи.

Цель: ПАК для испытаний субстанций (добавок, препаратов) для разнообразных биологических видов

Ключевые эффекты:

• Смещение доклинических исследований ветеринарных препаратов в Ростов - ДГТУ, привлечение молодых исследователей в регион, создание новых рабочих мест (не менее 15 до 2030 года).
• Усиление доказательности доклинических исследований ветпрепаратов в России, появление независимых ЦДИВП, усиление репутации российской ветеринарно-фармацевтической отрасли.
• Описание продукта: научная установка, имитирующая желудочно-кишечный тракт животных и человека, позволяющая быстро, качественно, без причинения вреда на доклиническом этапе оценить влияние экспериментальных препаратов, а также функциональных продуктов питания и различных биоактивных добавок на ЖКТ и кишечную микробиоту, включающая ряд уникальных конструкторских и технических решений, что обеспечит вклад в решение задач импортозамещения, сократит технологический разрыв в данной области и поспособствует социальному и экономическому росту РФ.

Эффект (ценность): 

Ветеринария и сельское хозяйство: искусственный желудочно-кишечный тракт (далее – иЖКТ) является наиболее точной моделью для доклинических исследований, а также являются идеальной платформой для изучения состава кишечной микробиоты и её свойств при помощи метагеномного секвенирования.

Доклинические и клинические исследования: апробация препаратов и продуктов питания на иЖКТ является в 5–10 раз экономически более выгодным и быстрым в сравнении с доклинической апробацией на животных и клиническими исследованиями за счёт автоматизации процессов экспериментов, исключения человеческого фактора и воспроизводимости результатов. В рамках доклинического этапа иЖКТ даёт возможность отбора наиболее эффективных и безопасных препаратов, что снижает количество групп сравнения в клинических исследованиях и значительно снижает риски для пациентов.

Наука и образование: проект способствует расширению научного понимания о роли кишечных микроорганизмов в здоровье животных и их взаимодействии с окружающей средой.

Потенциальные заказчики: производители ветеринарных препаратов, кормов и кормовых добавок; производители лекарственных препаратов для людей и БАДов.

Срок разработки: 3 года

Ожидаемый объём выпуска: 50 установок в год. Ориентировочная стоимость 1 установки - 7 млн. руб., объем рынка в год составит около 350 млн. руб.

Текущий статус разработки: УГТ 2. Определены целевые области применения технологии и её критические элементы

Оценка степени локализации: 100% российская разработка

Разработка соответствует ГРНТИ: 68.41.05; 62.13.15; 34.57.25

Достигнутые результаты и планируемые результаты до конца 2024 года:

Создана Уникальная научная установка «МикроЖКТ», предназначенная для проведения научно-исследовательских работ на динамических моделях, не имеющих аналогов: комплексные исследование «in-vitro» влияния различных субстанций (пребиотики, пробиотики, лекарственные препараты, компоненты кормов и др.) как на функциональные, так и на структурные характеристики микробных консорциумов различных отделов ЖКТ. 

Получены патенты на изобретение: Способ моделирования микробиоты курицы в условиях искусственной слепой кишки (№ RU 2 773 094 C1 от 30.05.2022); Состав искусственной кишечной среды для исследования микробиоты слепой кишки курицы (№ RU 2 772 350 C1 от 19.05.2022).

Получены Свидетельства на регистрацию программ: ЭВМ № 2021663635 Программа для диспетчеризации модели желудочно-кишечного тракта курица (№ 2021663635); ЭВМ № 2021666629 Программа для калибровки системы дозации модели желудочно-кишечного тракта курица (№ 2021666629).

Уровень готовности технологии: получен лабораторный образец, подготовлен лабораторный стенд, проведены испытания базовых функций связи с другими элементами системы

Технико-экологический/социальный эффекты: создание искусственного ЖКТ сокращает не менее, чем в 2 раза длительность разработки новых отечественных средств обеспечения биобезопасности для животноводства за счёт возможности полной или частичной замены автоматизированной системой доклинических и клинических исследований на животных. Стоимость доклинических исследований сокращается до 10 раз. Искусственный ЖКТ является более объективным объектом для доклинического тестирования кормов и фармакологических препаратов, чем лабораторные животные других видов, поскольку полученные на нём результаты возможно напрямую транслировать на живой объект. Сменные биореакторы и пакет ПО с набором моделей ЖКТ различных животных позволит обеспечить постоянный доход от компаний и организаций, эксплуатирующих данное оборудование. Разработка отечественной приборной базы - приоритет научно-технологического развития страны, что также обеспечивается разработкой ученых и инженеров ДГТУ.

Потенциальный производитель: Институт биологического приборостроения с опытным производством РАН, АО НПП «Радар ммс»

Ожидаемый срок производства: 2025 год

Соответствие технологиям:

•  сквозным - Биотехнологии и технологии живых систем
•  критическим - Биомедицинские и ветеринарные технологии