Регистрация / Вход
Прислать материал

Создание программного обеспечения для выявления белков – диагностических маркеров патологических процессов.

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Выполнение этапа проекта
Проект
02.434.11.1013
Организация
ИБМХ
Продолжительность работ
2005 - 2006, 11 мес.
Бюджетные средства
5,5 млн
Внебюджетные средства
0 млн

Разработать метод компьютерного анализа двумерных электрофореграмм белков биологических образцов для выявления диагностических маркеров злокачественных опухолей.

Соисполнители

Организация
ФИЦ ИУ РАН

Этапы проекта

1
07.11.2005 - 08.12.2005
Проведено исследование существующих вычислительных технологий анализа системных молекулярных процессов.
Разработана и исследована алгоритмическая модель интеграции выявляемых белковых взаимодействий в единую систему. Разработана общая архитектура программного комплекса.
Развернуть
2
01.01.2006 - 30.06.2006
Проведено патентное исследование в соответствии с ГОСТ Р 15.011-96 по теме: «Создание программного обеспечения для выявления белков – диагностических маркеров патологических процессов». Сформирована веб-ориентированная база данных для хранения изображений двумерных электрофореграмм и манипуляций с ними. Определена структура доступа к созданным ресурсам сторонних пользователей. Определен порядок взаимодействия со сторонними программными системами посредством web-порталов. Разработан проект программной документации в соответствии с п. 4.8.1 технического задания. Разработана методика тестирования модуля метаболических взаимосвязей на базе репрезентативных выборок двумерных электрофореграмм биологических образцов различных токсикологических профилей. Разработана методика тестирования на реальных биологических системах алгоритма анализа двумерных электрофореграм. Созданы и проанализированы репрезентативные выборки двумерных электрофореграмм контрольной группы и нескольких групп различных опухолевых заболеваний. Созданы и проанализированы репрезентативные выборки двумерных электрофореграмм биологических образцов различных токсикологических профилей для тестирования модуля метаболических взаимосвязей. Разработана методика тестирования модуля метаболических взаимосвязей на базе репрезентативных выборок двумерных электрофореграмм биологических образцов различных токсикологических профилей.
Реализованы мероприятия по достижению Программных индикаторов (п. 6.1 Технического задания).
Составлен промежуточный отчет и отчет о патентных исследованиях.
Развернуть
3
01.07.2006 - 30.09.2006
В отчете представлены результаты по научно-исследовательской работе по теме «Создание программного обеспечения для выявления белков – диагностических маркеров патологических процессов».
Целями третьего этапа НИР являлись: 1) проведение тестирования отдельных модулей и программного комплекса в целом, описание работы программных модулей для анализа двумерных электрофореграмм, модуля выявления сочетанных изменений и модуля метаболических взаимодействий. 2) С использованием описанных выше методов, проведение анализа реальных протеомных данных на предмет: а) поиска диагностических профилей контрольной группы и пациентов с злокачественными и доброкачественными новообразованиями; б) поиск токсикологических профилей на примере контрольных микросом и микросом, индуцированных различными ксенобиотиками.
В отчете представлены данные по описанию и применению разрабатываемого программного комплекса для выявления диагностических профилей больных с заболеванием раком яичника. В результате предложена новая диагностическая система для рака яичника, разработанная с использованием комбинации протеомных данных и применением современных статистических методов.
Так же проводились исследования токсикологических профилей контрольных микросом и микросом, индуцированных различными ксенобиотиками. Показано, что протеомные исследования токсикологических профилей могут быть использованы в качестве скрининга при определении токсичности лекарств.
Результаты исследований, проведенных с использованием программного комплекса, опубликованы в авторитетных зарубежных научных изданиях.
Развернуть
4
01.10.2006 - 31.10.2006
В рамках блока теоретических исследований разработаны и реализованы алгоритмы определения пятен на двумерных электрофореграммах, выравнивания изображений электрофореграмм, ручного редактирования списка выделенных пятен. Разработана технология создания программного комплекса, включающая программное обеспечение общего и специализированного назначения. Предложен объектно-ориентированный механизм работы с данными. В рамках экспериментального блока сформированы выборки тестовых данных и апробирован ряд методик тестирования программного комплекса. Предложена модель ведения веб-ориентированной базы данных.
Проведено тестирования отдельных модулей и программного комплекса в целом. С использованием разработанного программного продукта проведен анализ реальных протеомных данных на предмет: а) поиска диагностических профилей контрольной группы и пациентов с злокачественными и доброкачественными новообразованиями; б) поиск токсикологических профилей на примере контрольных микросом и микросом, индуцированных различными ксенобиотиками. Представлены данные по описанию и применению разрабатываемого программного комплекса для выявления диагностических профилей больных с заболеванием раком яичника. По результатам предложена новая диагностическая система для рака яичника. Так же проводились исследования токсикологических профилей контрольных микросом и микросом, индуцированных различными ксенобиотиками. Показано, что протеомные исследования токсикологических профилей могут быть использованы в качестве скрининга при определении токсичности лекарств.
  Уникальным и не описанным в патентной литературе является способ классификации биологической информации без предварительного обучения классификатора.
Разработанное в ходе НИР программное обеспечение ориентировано на широкий спектр применения, включая исследования в области геномики, транскриптомики, протеомики и т.п.
Адаптивность созданной информационной системы достигается за счет возможности формирования пользователем самостоятельных онтологий.
Основываясь на универсальности системы, были проведены научные исследования по поиску диагностических профилей раковых заболеваний и токсилогических профилей.
Разработанный программный комплекс «Протей» является конкурентоспособным по сравнению с программой Melanie 3 компании GeneBio (аналогом модуля анализа изображений электрофореграмм), и по сравнению с программой ProteinScape фирмы Bruker (аналогом веб-ориентированной интегрированной среды), объединяя в себе возможности указанных программ и превосходя их в функциональности по следующим параметрам: доступность для большего числа пользователей, совместимость с веб-технологиями, а также по количеству современных методов статистического анализа.
Результаты исследований опубликованы в авторитетных зарубежных научных изданиях, а также подана заявка на получение патента и получено свидетельство о регистрации разработанного программного комплекса «Протей».
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники" на 2002-2006 годы

Программное мероприятие

1.2 Проблемно-ориентированные поисковые исследования фундаментального характера
Тема
Создание программного обеспечения для выявления белков – диагностических маркеров патологических процессов
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
5,5 млн
Количество заявок
2
Тема
Разработка технологии генодиагностики и создание диагностической тест-системы для определения индивидуального генетического риска развития острого инсульта на основании анализа полиморфных ДНК маркеров.
Продолжительность работ
2009 - 2011, 31 мес.
Бюджетные средства
120 млн
Количество заявок
3
Тема
Разработка клеточных маркеров для молекулярной характеристики васкуляризации злокачественных опухолей
Продолжительность работ
2007 - 2008, 16 мес.
Бюджетные средства
35,2 млн
Количество заявок
2
Тема
Разработка методов идентификации и анализа патогенности и/или лекарственной устойчивости бактерий для создания диагностических тест-систем.
Продолжительность работ
2011 - 2012, 21 мес.
Бюджетные средства
24 млн
Количество заявок
11
Тема
Разработка высокочувствительных оптических наносенсорных систем и методов качественного и количественного экспресс-анализа веществ и микроорганизмов в окружающей среде, маркеров заболеваний в биологических жидкостях
Продолжительность работ
2017 - 2019, 26 мес.
Бюджетные средства
69 млн
Количество заявок
13