Заснування відділу
Відділ біомедичної хімії Інституту молекулярної біології і генетики НАН України офіційно засновано 5 травня 2003 року як відділ комбінаторної хімії біологічно активних сполук. Його створили на базі групи хімії нуклеїнових кислот. Засновником і незмінним керівником відділу став професор Сергій Ярмолюк.
Створення нового підрозділу було відповіддю на потребу поєднати сучасні методи органічної та медичної хімії з молекулярною біологією, біохімією та комп’ютерним моделюванням для розробки нових біологічно активних сполук і перспективних лікарських засобів.
Формування наукової школи
Наукові витоки відділу сягають 1980-х років і пов’язані з дослідженнями в галузі хімії нуклеїнових кислот. У цей період розроблялися методи синтезу модифікованих олігонуклеотидів та олігонуклеотид-пептидних кон’югатів. У 1996 році в ІМБГ було сформовано групу хімії нуклеїнових кислот під керівництвом Сергія Ярмолюка.
У середині 1990-х років колектив започаткував новий напрям — створення флуоресцентних зондів для дослідження нуклеїнових кислот і білків. Основою цих розробок стали ціанінові барвники, здатні змінювати свої спектральні властивості під час взаємодії з біомолекулами. Дослідження започаткували наукову школу в галузі молекулярної флуоресценції, привели до численних публікацій, підготовки молодих науковців і отримання міжнародних патентів на застосування барвників для детекції біополімерів.
Саме в цей період сформувалися основні принципи наукової школи відділу, передусім поєднання різних, на перший погляд віддалених дисциплін: органічної та аналітичної хімії, комп’ютерного моделювання і молекулярної біології. Адже саме на стику наук народжуються нові ідеї та найцікавіші наукові результати.
Розширення наукових напрямів
На початку 2000-х років тематика колективу суттєво розширилася у напрямі раціонального дизайну лікарських засобів. У межах єдиного дослідницького циклу було об’єднано комп’ютерне моделювання, віртуальний скринінг, біохімічне тестування, органічний синтез і хімічну оптимізацію біологічно активних сполук (Hit to Lead optimisation). Такий підхід дав змогу пройти повний шлях — від вибору молекулярної мішені до створення та експериментальної перевірки нових біологічно активних молекул.
Одним із ключових напрямів став пошук інгібіторів протеїнкіназ, передусім казеїнкінази 2 (CK2), як перспективних прототипів протипухлинних препаратів. Колектив створив власні програмні засоби для молекулярного моделювання, сформував бібліотеку органічних сполук і розробив низку нових класів інгібіторів протеїнкіназ.
З часом стало зрозуміло, що раціональний дизайн лікарських засобів, орієнтований на одну молекулярну мішень, не завжди достатньо ефективний для лікування складних багатофакторних захворювань, зокрема цукрового діабету та онкологічних хвороб. Це пояснюється тим, що їхній розвиток пов’язаний із порушенням цілої мережі взаємопов’язаних біологічних процесів. Тому виникла потреба у застосуванні мультитаргетного, або багатомішеневого, підходу, який дає змогу одночасно впливати на декілька молекулярних мішеней і механізмів розвитку захворювання.
У цьому контексті перспективними об’єктами дослідження є екстракти лікарських рослин. Завдяки багатокомпонентному складу вони можуть одночасно модулювати декілька молекулярних мішеней, а взаємодія біологічно активних речовин може забезпечувати синергічний терапевтичний ефект. За умови належної стандартизації та оцінювання безпечності такі екстракти можуть поєднувати мультитаргетну дію з відносно низькою токсичністю. Саме це стало підґрунтям для започаткування у відділі нового наукового напряму — дослідження лікарських рослин та їхніх екстрактів.
Еволюція відділу
У 2006 році підрозділ отримав назву «відділ комбінаторної хімії». Із розширенням тематики досліджень та розвитком міждисциплінарних підходів 4 вересня 2012 року його було реорганізовано у відділ біомедичної хімії — назва, що значно точніше відображає сучасне поєднання медичної хімії, хімічної біології, біохімії, молекулярної біології та фармакології.
Поступово до традиційних напрямів медичної хімії були додані сучасні методи комп’ютерного моделювання, аналітичної хімії, дослідження природних біоактивних сполук та експериментальної біології, що сформувало сучасний міждисциплінарний профіль відділу.
Основні досягнення
За більш ніж два десятиліття діяльності відділ сформував власну наукову школу в галузі медичної хімії та хімічної біології, результати роботи якої отримали міжнародне визнання.
За цей час співробітниками відділу опубліковано понад 250 наукових статей, близько 150 з яких — у зарубіжних рецензованих виданнях, отримано 18 українських та міжнародних патентів, виконано 16 міжнародних і 17 національних наукових проєктів.
У відділі розроблено нові класи інгібіторів протеїнкіназ, створено флуоресцентні зонди для дослідження нуклеїнових кислот і білків, власні програмні засоби для комп’ютерного моделювання та віртуального скринінгу, а також сформовано одну з найбільших в Україні колекцій синтетичних біологічно активних сполук.
Важливим напрямом діяльності є підготовка молодих науковців. У відділі захищено 2 докторські та 21 кандидатську (докторів філософії) дисертації, а його випускники працюють у наукових установах, університетах і біотехнологічних компаніях України та інших країн.
Результати досліджень стали основою міжнародних наукових співпраць із провідними університетами та науковими центрами Європи й Північної Америки, а також використовуються у фундаментальних і прикладних біомедичних дослідженнях.
Сучасний етап
Сьогодні відділ розвиває три взаємопов’язані наукові напрями: розробку інгібіторів протеїнкіназ, створення флуоресцентних зондів для детекції біомолекул та етнофармакологічні дослідження лікарських рослин. Спільною основою цих робіт є комплексний підхід — від молекулярного дизайну й хімічного аналізу до експериментальної перевірки біологічної активності та пошуку нових біомедичних застосувань.
Сьогодні відділ є міждисциплінарним науковим центром, який об’єднує компетенції у медичній хімії, хімічній біології, біохімії, молекулярній біології, аналітичній хімії та комп’ютерному моделюванні. Це дозволяє проводити повний цикл досліджень — від фундаментальних наукових ідей до створення нових молекул, аналітичних методів і технологій для біомедичних застосувань.
Наш підхід
Ми розглядаємо сучасну біомедичну хімію як міждисциплінарну науку, що поєднує органічний синтез, медичну хімію, комп’ютерне моделювання, хімічну біологію, біохімію, молекулярну біологію та сучасні аналітичні технології. Інтеграція цих напрямів дає змогу не лише відкривати нові біологічно активні молекули, а й знаходити оригінальні та нестандартні рішення актуальних проблем біомедицини.
Міждисциплінарність, фундаментальність досліджень і орієнтація на практичне застосування результатів є ключовими принципами роботи відділу.
Майбутнє
Стратегія розвитку відділу спрямована на подальше посилення міждисциплінарних досліджень, інтеграцію методів штучного інтелекту та машинного навчання у дизайн біологічно активних сполук, розвиток етнофармакологічних досліджень лікарських рослин і створення нових сполук — кандидатів у лікарські засоби.
У цей непростий для української науки час, в умовах війни, спричиненої російською агресією, відділ насамперед зацікавлений у поглибленні співпраці та реалізації спільних проєктів з українськими науковими установами. Об’єднання інтелектуальних, кадрових та інфраструктурних ресурсів дає змогу ефективніше проводити комплексні дослідження за умов обмеженого фінансування, нестачі фахівців і сучасного обладнання.
Водночас одним із ключових пріоритетів залишається розширення міжнародної співпраці, участь у спільних європейських дослідницьких програмах, підготовка нового покоління науковців та впровадження результатів фундаментальних досліджень у фармацевтичну, біотехнологічну й медичну практику.
Спираючись на багаторічний досвід у медичній хімії, хімічній біології та дослідженні природних біоактивних сполук, відділ прагне залишатися одним із провідних наукових центрів України та надійним партнером української і міжнародної наукової спільноти у створенні нових технологій для медицини майбутнього.