В новосибирском Академгородке, в стенах Института цитологии и генетики СО РАН ведутся исследования в области нейрогеномики – молодой науки, которая предлагает новые подходы к терапии аутизма, депрессии и нейродегенеративных патологий. О том, как сибирские учёные строят мост между генетическими исследованиями у животных и лечением тяжёлых заболеваний человека, рассказывает главный научный сотрудник лаборатории нейрогеномики поведения Института цитологии и генетики СО РАН Владимир Науменко.

– Владимир Сергеевич, что всё-таки определяет наше поведение – гены или среда?

– Вопрос вечный. Возьмём историю: раньше говорили «Яблочко от яблони недалеко падает», и многие годы, если не века, так и было. Родился в семье военных — будешь военным, родился в семье кузнеца — будешь кузнецом, нравится тебе или нет. Сегодня мы совершенно точно знаем, что гены действительно многое определяют. Это особенно заметно у животных. Например, у лисиц в знаменитом эксперименте академика Дмитрия Константиновича Беляева, который целенаправленно отбирал самых спокойных по отношению к человеку животных и самых агрессивных. В результате получилось две линии лисиц. Первая линия — почти ручные звери, которые тянутся к человеку и пытаются лизнуть; другие, агрессивные, стараются укусить. Если в линии агрессивных лисиц сегодня начать поколение за поколением отбирать самых спокойных особей, через какое-то время можно получить линию животных с менее агрессивным характером. С человеком сложнее: мозг у нас устроен гораздо тоньше, и влияние среды — воспитание, окружение — значительно более выражено.

–То есть гены – это не приговор?

– Ни в коем случае. При размножении гены постоянно перетасовываются: каждый человек — уникальная комбинация. Конечно, предрасположенность к тому или иному поведению не всегда зависит от среды. Мы проводили такой эксперимент: агрессивных крыс в лаборатории отдавали на воспитание ручным крысам, лояльным к человеку, и агрессивные крысы от этого не становились такими же добрыми, как воспитывающие их матери. Но это — животные, у них гораздо сильнее генетическая составляющая. У людей всё немного по-другому. В моей жизни был случай, когда коллега из Германии после стажировки в Италии неосознанно переняла итальянские жесты. Это влияние среды на автомате. Или всем известная немецкая педантичность — она ведь во многом результат воспитания, исторических условий. Многие запреты, например, были обусловлены элементарной заботой о здоровье, особенно в Средние века. Постепенно это входило в культуру и становилось определённой национальной чертой.

Однако гены, несомненно, контролируют работу медиаторов мозга — нейропередатчиков, которые и являются регуляторами наших эмоций и поведения. Один из них — эволюционно очень древний медиатор серотонин. Нами экспериментально показано, что очень небольшие изменения в работе генов, контролирующих функцию серотониновой системы мозга, ведут к изменению агрессивности, тревожности, а у человека влияют даже на творческие способности.

– Нейрогеномика поведения – наука, которая объединяет психологию, биологию, генетику. Как ваши исследования выглядят на практике?

– Есть два подхода. Первый — прямая генетика, как у академика Беляева. Мы селекционируем животных по поведению — агрессивные или дружелюбные, и смотрим, что меняется в мозге. Второй — обратная генетика: предполагаем, что какой-то ген влияет на поведение, меняем его работу и наблюдаем за последствиями. Например, в модели аутизма на мышах нарушено социальное поведение и выражено стереотипное поведение. Нам удавалось, редактируя гены в определённых зонах мозга, корректировать эти проявления — улучшать социализацию, снижать стереотипию.

– Насколько точно, редактируя гены, можно влиять на поведение?

– Поведение — сложный конструкт; один ген может влиять на множество его аспектов. Серотониновая система, например, включает 14 типов рецепторов. Не все они одинаково вовлечены, скажем, в те же депрессивные состояния. Ген кодирует белок (рецептор, фермент, транспортёр) или регуляторную РНК. Белок участвует в синаптической передаче, нейрохимическом балансе или пластичности. Изменение его количества или функции (например, мутация, снижение или повышение экспрессии) сдвигает работу нейронной сети и, как следствие, меняет поведение (если этот ген важен для данного вида поведения). Например, усиление серотонинового сигнала ведет к снижению тревожности, а дефицит синаптического белка SHANK3 вызывает аутистизм-подобное поведение у мышей.

Например, в модели аутизма на мышах нарушено социальное поведение и выражено стереотипное поведение. Нам удавалось, редактируя гены в определённых зонах мозга, корректировать эти проявления – улучшать социализацию, снижать стереотипию

Если говорить о людях, то есть, например, современные антидепрессанты вроде вортеокситина, которые действуют на несколько мишеней сразу — и на транспортеры серотонина, и на разные рецепторы. Это эффективнее, чем узконаправленные препараты. Но идеального лекарства от всего не будет — слишком индивидуальна биохимия мозга. Поэтому пока исследования продолжаются, и я полагаю, что нас здесь ждёт ещё много открытий.

– А если говорить о наследственности? Могут ли приобретённые изменения передаваться потомкам?

– Нет, если мы редактируем гены в соматических клетках мозга, это касается только самого организма — в половые клетки такие изменения не попадают. Что касается хронического фармакологического воздействия, например, приёма антидепрессантов, то долгосрочные эффекты на последующие поколения пока изучаются. Теоретически возможно, но это опосредованное влияние.

– Вы работаете с животными моделями. Насколько это применимо к человеку?

– Прямо и непосредственно. Мы изучаем фундаментальные механизмы: как работает мозг, как гены влияют на нейрохимию. Человеческое поведение намного сложнее, чем поведение животных, однако многие базовые процессы консервативны. Наша цель — понять механизмы патологий, чтобы в перспективе разработать таргет-терапию для конкретных типов патологических состояний, включая депрессию, аутизм и нейродегенеративные заболевания.

– Какие самые вероятные перспективы применения результатов ваших исследований в медицине?

– Нейрогенетика и нейрогеномика как отдельное её направление, изучают, как наши гены влияют на деятельность нервной системы и головного мозга, включая такие состояния, как нейродегенеративные заболевания. Проводимые нами исследования могут позволить репрофилировать существующие препараты, когда у уже известного лекарства обнаруживают новые свойства. Например, у применяемых в клинике антипсихотиков находят антидепрессивный эффект.

Во-вторых, персонализация терапии. Мы движемся к тому, что для конкретного пациента с его уникальным генетическим профилем будет подбираться своя схема лечения. Это особенно актуально для резистентных форм заболеваний. И да, в отдалённой перспективе — генная терапия поведенческих расстройств. Технологии уже есть; вопрос в этике и безопасности.

Некоторые результаты исследований, подобных нашим, уже прошли клинические испытания: например, РНК-аптамер для спинальной мышечной атрофии (Spinraza). Аналогичные схемы тестируют для лечения синдрома Ретта — генетического заболевания, дебютирующего у детей от шести месяцев до полутора лет и проявляющегося в постепенной утрате приобретённых навыков. Препараты вортиеоксетин, бупропион/нортриптилин одобрены для лечения депрессии; их генные аналоги (смарт-AAV, мультогенные плазмиды) проходят доклиническую проверку. Главный тормоз таких исследований — безопасность: нужны долгосрочные данные по офф-таргетам и нейротоксичности.

– А как же предопределённость? Не приведёт ли это к соблазну конструирования человека?

– Риски есть всегда. Но наша задача — не создавать идеальных людей, а лечить болезни. Те же аутизм, депрессия, болезнь Альцгеймера — это огромное страдание и для самого человека, и для его окружения. Если мы можем помочь — это благо. Что касается «улучшения», тут нужны строгие этические принципы. Наука должна нести ответственность.

– Насколько конкурентоспособна в мире российская школа нейрогеномики?

– Лаборатория, которой я руковожу, работает с 70-х годов, и мы одни из пионеров в области физиологической генетики поведения. Наши публикации активно цитируются мировым научным сообществом, что говорит о востребованности и уникальности получаемых нами данных. Некоторые результаты, как мне известно, используются при чтении лекций в России и за рубежом. Я вижу востребованность наших исследований по сайту лаборатории — его посещают люди практически из всех стран мира.

Мы движемся к тому, что для конкретного пациента с его уникальным генетическим профилем будет подбираться своя схема лечения. Это особенно актуально для резистентных форм заболеваний

К сожалению, есть некоторые сложности с высокотехнологичным оборудованием, поэтому реализация таких мегапроектов, как СКИФ, который может применяться в нашей области знаний для проведения рентгеноструктурного анализа структуры белков, крайне важна для развития отечественной науки.

– Ваш совет тем, кто хочет заниматься наукой?

– Не бояться междисциплинарности. Я по образованию молекулярный биолог, защищался по физиологии, а работаю на стыке генетики поведения, нейробиологии и молекулярной биологии. Именно на пересечении областей рождаются самые прорывные идеи. И, конечно, важно оставаться любопытным. Наука — история о том, как изменить одну маленькую деталь и увидеть, как меняется целая система. Это бесконечно интересно, доставляет массу удовольствия и мотивирует на дальнейшие поиски.

Ученые Сибирского НИИ растениеводства и селекции – филиала Института цитологии и генетики СО РАН завершили многолетнее исследование коллекции из более 30 сортообразцов земляники садовой, выведенных в условиях Западной Сибири. В ходе работы они оценили как биохимические характеристики ягод, так и вкусовые качества, выявив сорта, которые демонстрируют стабильно высокие показатели по этим признакам. Полученные результаты могут быть полезны селекционерам, а также агрохолдингам, фермерам и садоводам – при выборе наиболее подходящих сортов для выращивания в регионе. Результаты исследования опубликованы в свежем номере издания «Письма в Вавиловский журнал генетики и селекции».

Работа охватила широкий спектр параметров, влияющих на биохимические качества ягоды. В частности, ученые анализировали содержание сахаров, аскорбиновой кислоты, антоцианов и других биологически активных веществ, формирующих вкус, внешний вид и питательную ценность ягод земляники. Такой подход позволяет перейти от субъективной оценки «вкусно – невкусно» к объективным параметрам для оценки каждого сорта.

«Мы стремились связать вкусовые качества с конкретными биохимическими показателями. Восприятие вкуса – это не случайная величина, а результат вполне измеряемого баланса, прежде всего сахаров и органических кислот, а также других соединений», – отметила автор исследования, ведущий научный сотрудник лаборатории генофонда растений ИЦиГ СО РАН, к.с.-х.н. Арина Кузьмина.

Результаты показали, что по ряду характеристик различия между сортами весьма значительны. Прежде всего, это касается содержания каротиноидов, антоцианов и в несколько меньшей степени – сахаров и аскорбиновой кислоты. Разнообразие последних трех показателей является важным для селекционной работы, поскольку во многом определяют вкус и цвет ягоды.

«Мы убедились на образцах нашей коллекции, что есть показатели с высоким уровнем вариабельности – и именно они наиболее интересны для дальнейшего изучения, мониторинга и селекции. Но есть и такие параметры, где различия между сортами минимальны, и это тоже важный результат», – пояснила исследователь. Это, в частности, может свидетельствовать о том, что по ряду признаков разнообразие может быть ограничено в изученном наборе сортов или обусловлено особенностями вида в наших условиях.

Отдельное внимание в работе уделялось стабильности проявления этих характеристик. Для условий Западной Сибири это принципиально важно: климат региона отличается значительной изменчивостью, и не все сорта способны сохранять свои свойства при резких колебаниях температуры и влажности.

«Для практического использования важны не только высокие показатели, но и их стабильность. Сорт может быть очень хорош в один год, но, если он не держит уровень в других условиях, его ценность снижается», – подчеркнула Арина Кузьмина.

В результате ученым удалось выделить сорта, которые сочетают высокие вкусовые качества, оптимальный биохимический состав и стабильность показателей. Такие сорта рассматриваются как наиболее перспективные – как для промышленного выращивания, так и для фермерских и личных подсобных хозяйств.

Практическая значимость работы заключается в том, что она дает более точные ориентиры при выборе сортов для эффективного возделывания. Для сельхозпроизводителей – это возможность опираться не только на описание или внешний вид ягод, но и на научно подтвержденные характеристики. А для селекционеров – база данных, позволяющая целенаправленно работать с наиболее важными признаками при создании новых сортов, адаптированных к условиям Сибири и сочетающих высокую урожайность с хорошими вкусовыми качествами.

Результаты исследования опубликованы в свежем номере журнала «Письма в Вавиловский журнал генетики и селекции». Ознакомиться с номером можно здесь.

Пресс-служба Института цитологии и генетики СО РАН

Фото предоставлены исследовательницей

XX Российский венчурный форум проходил в Казани с 8 по 10 апреля. Это крупнейшая площадка для формирования повестки технологического развития, привлечения инвестиций и объединения команд единомышленников.

В рамках форума прошла выставка стартапов, позволяющая участникам заявить о своем проекте, найти партнера и получить экспертную оценку. В этом году на выставке были представлены 150 стартапов, при этом всего в питч-сессиях и мероприятиях приняли участие 210 проектов. Свои разработки на форуме представили инновационные компании из Новосибирской области, победители и участники Сибирской венчурной ярмарки 2025 года. Инноваторы презентовали проекты на выставке и на питч-сессии стартапов. По итогам питч-сессии в число 20 проектов-победителей вошла новосибирская компания, представившая проект, направленный на разработку волнового метода неразрушающего контроля зданий и сооружений. Делегацию Новосибирской области возглавила вице-губернатор Новосибирской области Ирина Мануйлова.

«Правительство нашей области оказывает помощь как зрелым, состоявшимся, так и начинающим молодежным стартапам. В регионе функционирует целая система финансовых и нефинансовых институтов инновационного развития, ориентированных на стимулирование технологического предпринимательства и технологического лидерства в стране. И один из таких эффективных инструментов - Сибирская венчурная ярмарка, которая вот уже 20 лет уверенно входит в венчурную экосистему нашей страны. Интерес к Ярмарке со стороны инновационных компаний, корпораций, венчурных фондов, институтов развития стабильно высокий. Только в прошлом году Ярмарка объединила свыше 2000 участников из разных регионов России, более 50 компаний презентовали корпорациям и фондам свои проекты. Лучшие проекты получили денежное вознаграждение, а также специальные призы от партнеров», - отметила заместитель Губернатора Новосибирской области Ирина Мануйлова.

Так, две компании «Альфасейсмика» и «Биокарбон», участники Сибирской венчурной ярмарки 2025 года, получили от партнеров Ярмарки - казанского Технопарка «Идея» - сертификат на бесплатное участие в Российском венчурном форуме. Участие в форуме открывает доступ к инвестициям и масштабированию, позволяя представить свои разработки инвесторам и крупным корпорациям. "Альфасейсмика" стала победителем питч-сессии на РВФ-2026 и далее примет участие в программе акселерации, что подтверждает высокий уровень новосибирских технологических проектов.

«Сейчас время идей, технологий и тех, кто готов действовать. Россия делает ставку на собственные прорывные решения, и новые национальные проекты становятся катализатором этих изменений, создавая условия для внедрения передовых разработок. В процессе создания разработки ключевую роль играет синергия университетов, корпораций и предпринимателей. А вот для роста и масштабирования проекта необходимы финансовые ресурсы, где венчурные инвестиции занимают значимое место. В этой экосистеме Российский венчурный форум и Сибирская венчурная ярмарка часто дополняют друг друга. Если форум задает тон в масштабах страны, то ярмарка становится для сибирских стартапов той самой площадкой, которая позволяет им масштабироваться от регионального уровня до федерального», - подчеркнул министр науки и инновационной политики Новосибирской области Вадим Васильев.

Возможно, кто-то из нас не в курсе о существовании так называемой «природной инженерии». В данном случае речь идет о концепции, согласно которой живые организмы и естественные процессы могут целенаправленно использоваться для изменения или поддержания среды обитания. В частности, сюда относятся некоторые экосистемные решения, когда, например, с наводнениями борются не с помощью возведения бетонных дамб, а с помощью высадки пойменных лесов или восстановления болот, впитывающих всю лишнюю воду. В общем, довольно актуальное по нашим временам направление.

Борьба с углеродными выбросами придало «природной инженерии» новое звучание. Как мы знаем, во многих странах на пике этой борьбы были приняты программы масштабных посадок деревьев. Деревья являются естественными поглотителями углерода, поэтому такая работа считалась очень актуальной. Правда, чуть позже начали раздаваться голоса, будто подобные мероприятия серьезных результатов не дают, если их параллельно не сочетать с мероприятиями по сокращению выбросов в энергетике, промышленном и сельскохозяйственном производстве (о чем мы еще поговорим в свое время).

Интересно, что в нашей стране кампании по массовой высадке деревьев не вызвали такого бурного интереса, чтобы их преподносили в качестве эпохального события, связанного с «природной инженерией». Поскольку в России лесное хозяйство играет важную роль в экономике, восстановление лесов с давних времен воспринимается как вполне себе обыденное мероприятие. Поэтому соответствующие федеральные проекты (например, проект «Сохранение лесов») в большей степени воспринимаются в рамках банальной хозяйственной логики, нежели как акция, призванная предотвратить глобальное потепление.

Необходимо отметить, что в среде российских политиков укоренено представление о том, будто наши естественные экосистемы (в первую очередь – лесные угодья) сами по себе выполняют важную роль в поглощении углерода. По этой причине у нас не особо торопятся с сокращением углеродных выбросов, полагаясь на поглотительную способность наших экосистем.

Тем временем на Западе вызревают новые концепции относительно мер по сокращению углеродных выбросов, и на основании этих концепций (подкрепленных, конечно же, результатами научных исследований) формулируются весьма «нестандартные» предложения, способные вызвать у нас некоторое недоумение. По крайней мере, предлагаемая на этот счет «природная инженерия» оказывается весьма критически настроенной в отношении северных лесов. И если мы до сих пор уповаем на их значение в деле поглощения углекислого газа, и по этой причине оправдываем их сохранение, то в соответствии с новыми «климатическими» исследованиями северные лесные массивы целесообразнее интенсивно вырубать, а часть лишней древесины сплавлять по реками и хоронить на дне Северного Ледовитого океана. Потом эти леса можно и восстановить, но интенсивные вырубки всё равно будут иметь решающее значение в деле сокращения углеродных выбросов. Звучит парадоксально, но только на первый взгляд.

Подобные идеи проговаривались на западных научных сайтах, начиная как минимум с 2012 года. Тогдашние предложения относительно стратегии «секвестрации углерода» предусматривали активное наблюдение за лесами и выборочное заготовление древесины с последующим хранением, исключающим ее разложение. По сути, такое «управление» должно было коснуться половины лесных угодий мира. Или же на меньшей площади, но с более высокой интенсивностью вырубки.

Звучит и впрямь как какой-то нелепый парадокс. Однако суть данного предложения в том, что человек должен своевременно «изымать» древесину из лесных массивов, не позволяя ей дойти до того состояния, когда она начнет разлагаться или (что еще хуже) гореть. Смысл подобной «природной инженерии» в том, чтобы своевременно «консервировать» углерод, накопленный деревьями за время их роста. Эти меры изначально преподносились как «экологически рациональный» способ заготовления древесины и ее хранения. Данная технология была даже опробована в рамках небольших демонстрационных проектов. В первую очередь она касалась самих подходов к заготовкам и хранению.

Причем, способы хранения имели здесь ключевое значение. Были, например, описаны методы создания таких хранилищ, позволявших закапывать древесную биомассу в многотонных объемах в специально сконструированных камерах, обеспечивающих анаэробную среду и предотвращающих гниение. Древесина, таким образом, попадала в особый резервуар, который мог оставаться нетронутым на протяжении длительного времени. Предлагалось несколько видов таких резервуаров: от насыпных курганов и глубоких шахт – до холодных водных укрытий в арктической зоне.

Судя по всему, холодные водные хранилища оказались наиболее привлекательным вариантом. Так, в январе этого года на данную тему вышла даже публикация исследования, проведенного группой ученых из Великобритании, Швейцарии и Чехии. Авторы исследования предлагают вырубать бореальные (то есть северные) леса и сплавлять их в Северный Ледовитый океан – в расчете на то, что деревья окажутся на дне холодной водной пучины, где исключены процессы гниения и разложения. По убеждению авторов, дно холодного океана – наилучшее пристанище для деревьев, которые в иных условиях могли бы запросто сгореть или сгнить на поверхности, высвобождая накопленный углерод.

По их расчетам, чтобы подобная «консервация» углерода оказалась ощутимой, необходимо ежегодно вырубать до 180 тысяч квадратных километров леса для последующего захоронения в океане. Вырубки должны осуществляться вдоль берегов рек, впадающих в Северный Ледовитый океан (в среднем – по 30 тысяч квадратных километров на каждую такую реку). Таким путем мы будто бы сможем каждый год извлекать из атмосферы до 1 миллиарда тонн углекислого газа. По мнению авторов, глубоководные участки Северного Ледовитого океана отлично подходят для такого долгосрочного захоронения углерода. Во всяком случае, это не столь накладно, как если бы приходилось рыть какие-то специальные подземные хранилища.

Поразительно, что в таких вырубках авторы исследования не видят ничего вредного для экологии, особенно в свете того факта, что бореальные леса часто горят. Поэтому массовое захоронение деревьев в холодных водах океана является для них более предпочтительным вариантом, чем лесные пожары. Тем более что борьба с глобальным потеплением формирует принципиально другую оптику. И в этой оптике даже облесение арктических территорий воспринимается как нежелательная тенденция. Дескать, деревья снижают альбедо поверхности приполярных зон, что, разумеется, дополнительно посодействует глобальному потеплению. Данное обстоятельство, по словам исследователей, сводит на нет предполагаемые преимущества посадки деревьев в высоких широтах. Так что гораздо лучше, считают они, изучить возможность заготовки и сплава большого количества древесины из бореальных лесов в Северный Ледовитый океан, где углерод способен храниться тысячелетиями.

Для практической проверки данной модели авторы предлагают выделить три участка площадью по 10 тысяч квадратных километров – размером (как они сами указывают) с Онежское озеро. На этих участках нужно провести масштабную вырубку деревьев вдоль каждой из пяти основных рек и их притоков – в России, на Аляске и в Канаде. В данном случае речь идет о таких реках, как Обь, Енисей, Лена, Юкона и Маккензи. По их словам, из-за высокой пожароопасности здесь и так проводят вырубки, так что есть смысл осуществлять их на научной основе, руководствуясь заботой о климате. На их взгляд, естественный цикл восстановления бореальных лесов не так эффективен в плане поглощения углекислого газа (особенно при учете частых пожаров). Если же это дело взять в свои руки, тогда поглощение углекислого газа станет намного интенсивнее, уверяют авторы.

В самом конце публикации они выражают пожелание, чтобы Москва, Вашингтон и Оттава скоординировали совместные усилия на этом поприще, создав жизнеспособную концепцию использования сплавляемых деревьев для захоронения углерода. Якобы это позволит решить сразу две задачи: посодействовать смягчению климата и получить финансовую выгоду за счет получения углеродных кредитов. Кроме того, это стало бы показательным примером для всех остальных народов мира правильного использования «природной инженерии».

Не знаем, как к такому предложению отнесутся в России, зато в США некоторые ученые уже выразили беспокойство по поводу того, что подобная «природная инженерия» может стать прикрытием для корыстной деятельности лесозаготовительных компаний. Совсем не исключено, что за такими проектами «торчат уши» бизнеса, лоббирующего свои интересы вот таким нетривиальным способом.

Константин Шабанов

Изображение создано нейросетью

Сотрудники нескольких российских институтов провели транскриптомный анализ тканей колорадского жука во время развития инфекций, вызываемых патогенными для этого насекомого грибами Beauveria и Metarhizium. В результате было выявлено более 3 500 генов, уровень активности которых изменяется в ответ на инфекции. Полученные данные существенно помогут дальнейшему изучению иммунитета колорадского жука и разработке новых подходов биологического контроля вредителя. Статья об исследовании опубликована в журнале Insect Molecular Biology.

Beauveria bassiana и Metarhizium robertsii — это паразитические грибы, поражающие исключительно членистоногих, естественные патогены колорадского жука. Они заражают жертву через покровы и, постепенно заполняя полость тела, вызывают ее гибель, а после используют погибшего хозяина как питательный субстрат для выращивания нового поколения спор. Сделать колорадского жука более восприимчивым к воздействию таких патогенов — один из перспективных способов контроля численности этого вредителя, эффективный и более безопасный для окружающей среды, чем применение пестицидов. Такие подходы разрабатывают сотрудники Института систематики и экологии животных СО РАН. 

«Препараты, основанные на подавлении экспрессии определенных генов колорадского жука, уже существуют (например, они зарегистрированы в США): жук поедает опрысканные ими растения, в результате чего у него выключаются жизненно важные функции и он погибает. Однако такие препараты действуют довольно медленно и к ним, как и к химическим инсектицидам, формируется устойчивость. У нас подход немного другой: мы планируем подавлять не жизненно важные гены, а ключевые узлы иммунитета, связанные с устойчивостью к патогенам. Тогда вероятность того, что жук станет устойчив к этим средствам, очень низка», — рассказывает заведующий лабораторией экологической паразитологии ИСиЭЖ СО РАН доктор биологических наук Вадим Юрьевич Крюков.

В совместной работе с коллегами из Института искусственного интеллекта Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова (Москва), ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» и Института химической кинетики и горения СО РАН ученые ИСиЭЖ выполнили транскриптомный анализ колорадского жука прямо во время развития инфекций. Исследование было сосредоточено на ключевой стадии иммунного ответа — инкапсуляции патогена клетками гемолимфы насекомого (гемоцитами) — и проведено в двух тканях жука: гемоцитах и жировом теле.

«Во время развития инфекции мы можем увидеть сразу же широкий спектр генов, которые меняют экспрессию вследствие заболевания, связать эту экспрессию с определенными иммуносигнальными путями, понять пути активации компонентов защитных систем. Это позволяет выявить ключевые узлы иммунитета, которые в дальнейшем можно блокировать, чтобы, во-первых, изучить функционал конкретных генов и приблизиться к пониманию работы генных сетей колорадского жука. Во-вторых, это дает возможность управлять иммунитетом вредителя, чтобы повышать его восприимчивость к патогенам», — объясняет Вадим Крюков.

В ходе исследования была существенно расширена аннотация генов колорадского жука (информация о функциях генов, принадлежности к известным семействам белков, наличии известных структурных и функциональных доменов), для этого использовались в том числе методы искусственного интеллекта. Удалось выявить более 3 500 генов, уровень активности которых изменяется в ответ на инфекции. Анализ показал, что иммунные реакции жука зависят как от типа ткани, так и от вида патогена: для разных инфекций и тканей характерны свои наборы активируемых генов. В результате ученые создали подробную карту экспрессии генов, отражающую работу иммунной системы колорадского жука во время развития грибковых болезней. 

Биологи ИСиЭЖ СО РАН ставили сами патогенезы, делали забор тканей насекомого, проводили измерение ряда физиологических показателей, а также оценивали экспрессию наиболее важных генов с помощью количественной ПЦР. ФИЦ ИЦиГ СО РАН готовил библиотеки для транскриптомного анализа. Затем эти библиотеки отправляли в Китай, где в Пекинском институте геномики осуществлялось само секвенирование. Биоинформатики из Института искусственного интеллекта МГУ выполнили аннотацию генов, провели компьютерный анализ транскриптомных данных, а также использовали нейросетевые модели, связанные с предсказанием функций ранее не аннотированных генов. Сотрудники ИХКГ СО РАН отвечали за задачи, связанные с измерением активированных кислородных метаболитов в тканях насекомого с помощью электронного парамагнитного резонанса, что было необходимо для интерпретации ряда данных транскриптомов.

Сейчас лаборатория экологической паразитологии ИСиЭЖ СО РАН ищет финансирование для дальнейших исследований в этом направлении.
Исследование выполнено при поддержке РНФ № 22-14-00309.

Диана Хомякова

Фото предоставлено исследователями
 

В этом году исполняется 60 лет со дня основания Лаборатории экологического воспитания (ранее – Станции юных натуралистов Академгородка). 8 апреля на Ученом совете ИЦиГ СО РАН руководитель Лаборатории экологического воспитания Анна Стекленева рассказала об истории и текущей работе, проводимой в стенах одной из самых молодежных лабораторий Новосибирского научного центра.

Станция юных натуралистов была создана по постановлению Президиума СО АН СССР в апреле 1966 года. В ее основные задачи входило: воспитание у детей бережного отношения к природе и экологической культуры; развитие творчества школьников и молодежи в области биологии; профессиональная ориентация школьников путем формирования интереса к творчеству, научно-исследовательской и производственной деятельности; организация рабочих мест школьников для прохождения трудовой практики, занятости общественно-полезным трудом. По сути, это была хорошо продуманная система воспитания будущих студентов, а в дальнейшем – сотрудников институтов СО АН СССР.

В 1967 году СЮНу выделили коттедж по ул. Академической, д.32.  Каждая лаборатория станции получила отдельную комнату. Институты Академгородка помогли наполнить их необходимым оборудованием (микроскопы, лупы, литература, проекционная аппаратура и многое другое) для интересной и эффективной работы со школьниками. Жители приносили чучела животных, гербарии растений, привезенных издалека, диковинные раковины морских моллюсков и т.п. А занятия в ней вели действующие ученые, прежде всего – сотрудники Ботанического сада и Института цитологии и генетики.

Результаты юннатских проектов не раз представляли на ВДНХ СССР. В 1970-80-х годах эффективно работали Зеленые и Голубые патрули.

Первые шефствовали над лесопарковой зоной Академгородка; проводили операцию «Черёмуха», которая включала в себя охрану редких и красиво цветущих растений; операцию «Синица», во время которой дети и взрослые мастерили кормушки и развешивали их по лесопарку, а зимой проводили в них подкормку зимующих птиц и белок.

Отряды «Голубых патрулей» совместно с Новосибирской инспекцией рыбоохраны проводили рейды по охране нерестующихся рыб, а также операцию «Живое серебро» по спасению рыбной молоди из отшнуровавшихся водоёмов на приплотинном участке и в районе ОПХ «Элитное».

В начале 1990-х годов Станция оказалась под угрозой закрытия: у Объединенного профсоюзного комитета СО РАН (на балансе которого она находилась) не было средств для ее содержания. Тогда на выручку пришел директор ИЦиГ, академик В.К. Шумный, а сама Станция была переименована в Лабораторию экологического воспитания (ЛЭВ) института. Но основная ее задача – формирование научной системы знаний о природе у подрастающего поколения – осталась неизменной.

В настоящее время в лаборатории работают детские объединения: экология животных, юный зоолог, экология для малышей, полевая экология, юные натуралисты, юные геологи, углубленная биология, содержание и разведение животных. Мероприятия, организуемые ЛЭВ, посещают от 200-300 дошкольников и школьников ежегодно. Возраст воспитанников лаборатории составляет от 5 до 18 лет.

«Сердцем станции», по словам ее руководителя Анны Стекленевой, является зооуголок, в котором содержатся более 150 видов животных. Здесь есть представители как местной фауны, так и экзотические виды. Также представлены лабораторные животные, в том числе полученные из научных коллекций ИЦиГ СО РАН.

Кроме того, на базе лаборатории имеется Зимний сад, где собраны более 200 видов растений из Северной и Южной Америки, Африки, Австралии и Средиземноморья. Коллекция позволяет показать особенности строения, жизненные формы растений, приспособления к условиям обитания.

Еще одна важная площадка для просветительской работы и научного туризма — Музей природы, где представлены коллекции чучел животных, палеонтологические находки, коллекция минералов и полезных ископаемых НСО.

Важной особенностью ЛЭВ является то, что здесь у школьников есть возможность для выполнения настоящей исследовательской работы. Большая часть материала для исследований собирается в полевых условиях. Там же   применяются и закрепляются    знания, полученные на теоретических занятиях в лаборатории. В дальнейшем полученные результаты своих проектов ребята успешно представляют на научно-практических конференциях различного уровня, включая всероссийские и международные.

Основные мероприятия, связанные с юбилеем ЛЭВ пройдут осенью в рамках очередной Сибирской межрегиональной юннатской конференции. Эта конференция, ежегодно организовывает ИЦиГ СО РАН успешно выступает еще в роли своеобразного интегратора юннатского движения по всей Сибири, собирая сотни юных натуралистов и их преподавателей из десятка регионов нашей страны.

Российские специалисты выяснили, что сниженная способность к обучению у мышей с аутистичным поведением вызвана не одной, а целым комплексом причин: от асимметрии структур мозга и нарушения тока спинномозговой жидкости до сбоя в «созревании» одного из ключевых белков нервной системы. Это вещество потенциально может рассматриваться как молекулярная мишень для лечения расстройств аутистического спектра. Полученные данные в перспективе позволят разработать препараты для лечения этого состояния у людей. Однако эксперты подчеркивают, ученым предстоит много работы и сам подход к «нейроотличиям» в современной медицине меняется.

Почему у мышей с аутизмом снижена способность к обучению

У людей с расстройствами аутистического спектра (РАС) трудности с обучением и памятью не менее выражены, чем нарушения коммуникации, однако их биологическая природа во многом остается недостаточно изученной. Для выявления причин специалисты проводят лабораторные исследования на мышах с нарушениями социального поведения.

Ученые из Института цитологии и генетики СО РАН (Новосибирск) и Научно-исследовательского центра LIFT (Москва) оценили когнитивные способности мышей с аутистоподобным поведением и сопоставили их с молекулярными и анатомическими изменениями в головном мозге. Исследователи использовали особей линии BTBR — одной из наиболее распространенных моделей аутизма. У таких мышей отсутствует конкретная мутация, однако их поведение и особенности строения мозга во многом воспроизводят черты, сходные с человеческим расстройством. В ходе работы специалисты сравнивали их показатели со здоровыми особями.

Животных поместили перед панелью с двумя отверстиями. В первый день мышь должна была просунуть нос в отверстие, обозначенное горящей лампочкой, чтобы получить сладкую гранулу в качестве награды, и таким образом понять связь между светом в отверстии и угощением. На второй день необходимо было просунуть нос в два подсвечивающихся отверстия в определенном порядке, то есть запомнить последовательность из двух действий. На третий день отверстия не подсвечивались, и мышь должна была сама вспомнить правильную последовательность, чтобы получить награду.

Мыши с моделью аутизма справились с первым заданием, но не смогли выучить последовательность и извлечь ее из памяти. Такие животные на второй день смогли получить примерно в десять раз меньше гранул, чем здоровые грызуны, и почти не добивались их на третий. Это подтвердило, что дело было не в мотивации мышей, а в неспособности гибко перестраивать поведение.

Затем с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ) и анализа тканей авторы обнаружили значительное число аномалий в головном мозге животных с моделью аутизма. Во-первых, гиппокамп — часть, отвечающая за память, — у них оказался не только изменен в объеме, но и асимметричен: его правая область, критически важная для обучения, была уменьшена. Кроме того, плотность нейронов была примерно в три раза ниже, чем у здоровых животных.

Во-вторых, у мышей с аутизмом оказались «схлопнуты» желудочки мозга, что указывало на проблемы с циркуляцией спинномозговой жидкости: ее продукция и отток были замедлены. При плохом оттоке мозг хуже очищается от отходов жизнедеятельности клеток. Этот механизм известен при нейродегенеративных заболеваниях, однако авторы впервые детально описали его применительно к модели аутизма.

Кроме того, исследователи выявили нарушения созревания ключевого белка развития нейронов — BDNF. У животных с аутистическим поведением уровень его предшественника, который способствует ослаблению связей между нервными клетками, оказался в 1,5–2 раза выше, чем у здоровых мышей. При этом концентрация зрелой, функционально активной формы белка не увеличивалась.

— Полученные данные указывают на то, что сниженные когнитивные способности животных с аутизмом связаны со структурными аномалиями и нарушенным синтезом важного для развития нейронов BDNF. В связи с этим данный белок потенциально может рассматриваться как молекулярная мишень для лечения РАС, — рассказала кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории нейрогеномики поведения Института цитологии и генетики СО РАН Татьяна Ильчибаева.

В дальнейшем ученые планируют установить прямую причинно-следственную связь между синтезом BDNF и аутистическим поведением, а затем найти способы облегчить поведенческие нарушения.

Перспективы создания лекарства от аутизма

Современная наука пока не располагает препаратами, способными воздействовать на первопричины расстройств аутистического спектра. Существующая фармакотерапия, включая одобренные рисперидон и арипипразол, направлена преимущественно на купирование сопутствующих симптомов — раздражительности, агрессии и нарушений сна, но не на коррекцию базовых нарушений коммуникации и социального взаимодействия, уточнил директор НИИ нейронаук СамГМУ Минздрава России, доцент Александр Захаров.

— Учитывая крайнюю гетерогенность РАС, когда сходные проявления могут вызываться разными причинами, исследование, показывающее конкретный молекулярно-анатомический дефект, — это важный шаг. Выявленное нарушение созревания белка BDNF и связанная с этим структурная асимметрия гиппокампа предлагают конкретную «мишень» для потенциальной терапии, что выглядит более перспективным, чем попытки воздействовать на разрозненные симптомы, — рассказал он «Известиям».

Однако говорить о скором появлении лекарства на основе этих данных было бы преждевременно. Важно понимать: обнаруженные у мышей значительные анатомические изменения (например, «схлопнутые» желудочки мозга) не соответствуют картине нейровизуализации у детей с РАС, у которых МРТ в большинстве случаев не выявляет столь грубой макроструктурной патологии. Таким образом, это открытие — важный фундамент для дальнейших исследований, но для трансляции в клиническую практику предстоит пройти долгий путь, резюмировал специалист.

Современный взгляд пересматривает и саму постановку вопроса: аутизм переходит из разряда болезней в категорию «мира отличий», подчеркнул эксперт рынка НТИ «Нейронет», организатор проектной работы Сколково Евгений Николин.

— Это не болезнь, которую можно вылечить, — это другое восприятие реальности и другие способы коммуникации. Примерно 90% — это особенность, а не патология. Однако у людей с аутизмом могут быть сопутствующие отклонения. Например, повышенная возбудимость, сенсорные особенности, генетические просадки. В таких случаях медикаменты допустимы не для «лечения аутизма», а для коррекции конкретных состояний — как при давлении или для восполнения дефицитов, — сказал специалист.

По его мнению, исследования в этом ключе перспективны, но только в рамках поддержки качества жизни, а не попытки «излечить» нейроотличие.

Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry.

В новостях регулярно появляются сообщения о «прорывных» разработках в онкологии — от новых препаратов до экспериментальных методов терапии. О том, когда мы сможем увидеть эти средства не только в пресс-релизах, но и в рецептах и что уже сегодня действительно влияет на успех лечения, «Континенту Сибирь» рассказал врач-онколог, химиотерапевт Центра амбулаторной онкологической помощи клиники «Центр новых медицинских технологий» Михаил Десятов.

– В последнее время было опубликовано несколько новостей о научных исследованиях, которые, как надеются, могут привести к прорывным результатам в лечении онкологических заболеваний). Как быстро такие результаты получают широкое внедрение в медицину?

– Точные сроки назвать не получится. Во-первых, любое новое лекарственное соединение или медицинская технология перед тем, как попадут на рынок должны пройти длительную и довольно сложную систему доклинических и клинических испытаний. Сначала на клеточных культурах, лабораторных животных. Потом несколько стадий клинических испытаний, а есть еще и так называемая постмаркетинговая, на которой изучают отдаленные последствия терапии новым препаратом. Все они проходят по достаточно строгим протоколам, что занимает немалое время, что совершенно оправданно, поскольку речь идет о жизни и здоровье огромного числа людей. И на каждой из этих стадий исследуемый препарат может быть не показать своей эффективности. В итоге, успешный результатом исследования не обязательно станет затем лекарством.

Кроме того, если мы говорим про массовое здравоохранение, не надо забывать и про другие факторы, должна быть экономическая и техническая возможность обеспечить новым препаратом всех, кто в нем нуждается, чтобы включать его в перечень медицинской помощи

Работа исследовательских коллективов над созданием новых, более эффективных средств лечения идет постоянно, но в том, что озвученные в новостях научные результаты нескоро и не всегда появляются в больницах и аптеках нет чьей-то «злой воли». Просто это разные этапы очень сложного, длительного и дорогостоящего процесса, который на самом деле идет определенным путем.

– А нашей фармпромышленности по силам пройти этот процесс самостоятельно в условиях изоляции российской экономики?

– В подавляющем большинстве, вполне. Наши заводы достаточно неплохо адаптировались к ситуации. Есть определенные экономические сложности, например, с поставками какого-то сырья. Но в целом, они неплохо справляются со своей задачей.

– В каком из направлений лечения злокачественных новообразований наиболее вероятно ждать наибольшего прогресса в ближайшем будущем?

– Есть так называемые «три кита» лечения злокачественных опухолей – хирургия, лучевая терапия и лекарственная терапия, которая включает в себя гормональную терапию, химиотерапию, таргетную и иммунотерапию. В хирургии мы почти дошли до границ возможного, по крайней мере тем оборудованием, которое есть – потому что вырезать отдельные опухолевые клетки, которые потом могут вырасти и дать метастазы – физически невозможно. Развитие лучевой терапии тоже сильно ограничивается технологиями, возможностями создания оборудования с более совершенными параметрами.

С лекарственной терапией ситуация немного иная, поскольку это направление объединяет на самом деле довольно разные подходы. Например, химиотерапия – это максимально общее, универсальное средство, но она и поражает практически все клетки, прежде всего быстроделящиеся, а не только опухолевые. Мы бьем из пушки по воробьям.

– А какие здоровые клетки больше всего попадают под удар?

– Клетки крови. Поэтому в процессе химиотерапии мы всегда рекомендуем сдавать общий анализ крови, грубо говоря, раз в неделю между курсами, чтобы на старте отследить падение. Таргетная терапия работает более точечно, но обратная сторона медали в том, что такие препараты «заточены» под конкретную «мишень» и не являются универсальными, требуется правильный подбор и всегда есть вероятность, что для конкретного пациента не найдется нужной “мишени”. Иммунотерапию, по-хорошему можно тоже отнести к таргетной, потому что там есть своя глобальная «мишень».

И свои возможности для повышения эффективности есть в каждой из областей лекарственной терапии. Находить новые «мишени» для таргетной терапии или новые препараты для уже известных «мишеней», способы сделать химиотерапию более щадящей для здоровых клеток или более смертельной для опухолевых клеток. Иногда предлагают совершенно неочевидные решения, которые, тем не менее, оказываются перспективными. Например, я читал про исследования, связанные с вовлечением в терапию микробиоты и там были впечатляющие результаты.

Необходимо изучать механизмы возникновения опухоли и то, как мы можем на них повлиять. В общем, есть много направлений, где можно работать и ожидать результатов, которые со временем превратятся в новые, более эффективные средства лечения.

– К таким эффективным видам относят вакцины от рака. Насколько, по-Вашему, этот путь перспективен?

– Как и с любым другим средством, ключевыми критериями перспективности станут клинические испытания и результаты практического применения. Например, можно сказать про вакцину от онкогенных типов вируса папилломы человека, к которым в первую очередь относятся 16 и 18 типы, как первичную профилактику рака шейки матки. Всем остальным вакцинам только предстоит пройти этот путь. По его итогам мы и сможем понять, насколько этот подход является эффективным.

Справка.

Вакцинация в онкологии — это направление иммунотерапии, при котором иммунную систему пациента «обучают» распознавать и уничтожать опухолевые клетки. В отличие от привычных вакцин против инфекций, такие препараты чаще используются не для профилактики, а для лечения уже существующего заболевания.

Существует два основных типа онкологических вакцин.

Профилактические вакцины направлены на предотвращение инфекций, которые могут приводить к развитию рака. Наиболее известный пример — вакцина против вируса папилломы человека (ВПЧ), снижающая риск рака шейки матки и ряда других опухолей.

Терапевтические вакцины применяются у пациентов с уже диагностированным раком. Их задача — «показать» иммунной системе специфические молекулы (антигены), характерные для опухоли, чтобы активировать иммунный ответ против нее.

Современные разработки в этой области связаны с персонализированными вакцинами. Они создаются на основе генетического анализа конкретной опухоли пациента и нацелены на уникальные мутации — так называемые неоантигены. Одним из наиболее перспективных направлений считаются мРНК-вакцины, аналогичные тем, что использовались при борьбе с COVID-19.

Несмотря на высокий интерес, онковакцины пока находятся на разных стадиях клинических испытаний. Их эффективность может существенно различаться в зависимости от типа опухоли и индивидуальных особенностей пациента. Кроме того, для их широкого внедрения требуется подтверждение безопасности и долгосрочных результатов лечения.

Эксперты подчеркивают, что вакцинация не заменяет существующие методы терапии, а рассматривается как их дополнение. В сочетании с хирургией, химио- и таргетной терапией она может повысить эффективность лечения и снизить риск рецидивов.

– Ряд экспертов заявляли, что есть две глобальных стратегии борьбы с раком: первая заключается в более тщательном исследовании причин возникновения опухолей, чтобы вести своего рода профилактику заболевания, а вторая – с помощью более эффективной терапии добиться, чтобы рак стал хроническим, но не смертельным заболеванием. Как Вы прокомментируете такой подход?

– Это не две разных стратегии, это две составляющих одного пути. С одной стороны, надо и дальше изучать механизмы возникновения и развития заболевания, эта работа постоянно ведется. Примерно раз в несколько лет выходит обзорная статья “Hallmarks of Cancer” о причинах и характерных признаках злокачественных новообразований, где обобщаются наиболее достоверные данные мировой литературы, очень полезное чтение не только для врачей. Исследования, упоминаемые в данной статье, позволяют находить новые «мишени» для возможного последующего применения в клинической практике, создания новых лекарств, которые могут обладать лучшей эффективностью.

К сожалению, у нас укоренился неверный стереотип, что онкологические заболевания –некий «смертельный приговор». Но это не так. Хочу напомнить, что в списке причин смерти сердечно-сосудистые заболевания опережают онкологические почти в три раза. Но никто не говорит, что атеросклероз или гипертоническая болезнь – это «приговор». Это заболевания, которые нужно лечить, корректировать свой образ жизни и это помогает. С онкологией тоже можно и нужно бороться. У меня в рутинной практике есть пациенты, которые лечатся пять, десять и больше лет. На каждом этапе мы подбираем необходимую терапию, корректируем побочные проявления у каждого пациента персонально, совместно со смежными специалистами. Да, к сожалению, далеко не всем удаётся остановить этот процесс. Однако, это хронический процесс, а значит и относится к нему необходимо как к хроническому заболеванию – понимать и лечить так же, как пациенты лечат другие хронические заболевания, например, сахарный диабет или гипертоническую болезнь, постоянно принимая терапию.

– И все же, насколько высока вероятность внедрения каких-то эффективных новаций в области онкотерапии в нашей стране в ближайшее десятилетие?

– До прохождения всего процесса клинических испытаний – это сказать невозможно. С другой стороны, известно, что научно-технический прогресс идет скачкообразно, и медицина тут не исключение. И всегда есть вероятность появления на рынке инновации, которая существенно улучшит статистику благоприятных случаев лечения. Так в Европе некоторое время назад вышел препарат «Трастузумаб дерукстекан», несколько лет назад он появился и в России. В клинических испытаниях он показал выдающиеся результаты, но, к сожалению, по ряду причин, имеет несколько ограниченные показания к применению

Но даже если получится, что ученые и врачи вышли на некое «плато», когда новые «мишени» для терапии какое-то время не будут обнаруживаться и, соответственно, не будет новых препаратов, медицина сосредоточится на поддержании качества жизни пациентов. Хотелось бы сделать акцент именно на качестве жизни, ведь пациент должен жить, а не существовать в процессе терапии. Если существующее лечение будет позволять нам контролировать заболевание, а пациенту жить обычной жизнью, то это так же может являться оптимальной тактикой.

– А что повышает вероятность благоприятного исхода лечения?

– Прежде всего диагностика на ранних стадиях. Чем быстрее поставлен диагноз и начато лечение, тем выше вероятность, что оно поможет. 

– Диагностика на ранних этапах – это относится к диспансеризации, правильно я понимаю?

– И диспансеризация тоже. Если рассматривать диспансеризацию в качестве поиска онкологических заболеваний, то она направлена в основном на выявление опухолей визуальных локализаций, таких как опухоли молочных желез, кожи, слизистых оболочек, шейки матки и некоторых других. Но так же важно в общественное сознание внедрять мысль об ответственности человека за свое здоровье. Многие пациенты, особенно мужчины, приходят на приём и хвастаются тем, что лет двадцать не были у врача. Но это не повод для гордости. Необходимо слушать свой организм и, когда возникают признаки сбоев, не игнорировать их. К сожалению, многие игнорируют такие вещи, как самостоятельный осмотр кожных покровов, или молочных желез, а ведь это одни из наиболее распространенных локализаций опухолевых процессов. Если это исправить, то выявлений на ранней стадии станет значительно больше.  Да, стандартная диспансеризация может увидеть далеко не все, но, если что-то беспокоит, стоит начать с визита к терапевту, а он уже подскажет, куда обратиться дальше.

– Есть мнение, что при наличии возможности, человеку лучше обратиться к иностранным специалистам. Насколько израильские или европейские клиники опережают российских врачей по своим возможностям в лечении рака?

– Я не согласен с этим мнением и не считаю, что наша медицина существенно отстает. Да, есть ряд лекарств, которые сегодня сложно или невозможно приобрести в нашей стране, или они не зарегистрированы в России, но таких препаратов не так много. В основном они имеют довольно узкую область применения. В подавляющем большинстве случаев можно найти им замену. Наши онкологи имеют доступ к информации о результатах мировых исследований, о всех появляющихся инновациях в этой области и, если речь идет о зарубежных разработках, показавших эффективность на практике, как правило, они появляются и у нас.

Надо учитывать еще один важный нюанс. Граждане РФ имеют право на лечение не зависимо от степени достатка. В иностранных клиниках, не смотря на наличие препаратов, доступ к ним может быть ограничен финансовыми возможностями пациента. Лечение онкологического заболевания – это длительный процесс, который окажется бесполезным, если не довести его до полного завершения, а в ряде случаев терапию необходимо получать пожизненно. Прежде чем стремиться попасть на лечение к иностранным специалистам, обратитесь к нашим онкологам, чтобы обсудить возможные варианты лечения.

– Возвращаясь к диагностике на ранних этапах, сейчас запущены пилотные проекты по использованию искусственного интеллекта в обработке снимков и анализов. Как Вы считаете, это окажет заметное положительное влияние на диагностику?

– Я считаю, что необходимо рассматривать все варианты. Одна голова хорошо, две лучше, три ещё лучше, главное, чтобы они думали в интересах пациента. Я никогда не был против желания пациента получить альтернативное мнение. Но нужно понимать, что инструментальные методы диагностики, а также вычислительные мощности имеют ряд ограничений. Причем в отношении искусственного интеллекта ключевое значение имеет «оператор», который должен учесть все имеющиеся данные. Ведь если что-то будет упущено, то алгоритмы машины не смогут это предусмотреть, так как они довольно прямолинейны и нуждаются в постоянном обучении под контролем человека. Даже если пациент обращается к помощи искусственного интеллекта, то окончательное решение всегда должно быть за лечащим врачом. В некоторых регионах России искусственный интеллект уже применятся, например, для интерпретации ММГ, это позволяет снизить вероятность «ошибки», однако окончательное решение всегда остается за человеком.

Справка.

Искусственный интеллект сегодня активно используется в диагностике онкологических заболеваний, прежде всего — для анализа медицинских изображений и лабораторных данных. Алгоритмы машинного обучения обучаются на больших массивах снимков (КТ, МРТ, маммографии) и способны выявлять ранние признаки опухоли, которые могут быть незаметны врачу. В России технологии ИИ в онкодиагностике уже перешли из стадии экспериментов к практическому применению.

Одним из ключевых центров внедрения является НМИЦ онкологии имени Н. Н. Блохина, где созданы специализированные подразделения по развитию и внедрению искусственного интеллекта. Еще один заметный пример — платформа Botkin.AI, разработанная российской компанией «Интеллоджик». Она применяется в десятках медицинских учреждений и позволяет автоматически выявлять признаки рака легких и молочной железы на рентгеновских снимках и КТ.

Отдельное направление — использование ИИ в системах поддержки принятия врачебных решений. Такие решения объединяют данные анализов, изображений и истории болезни пациента, помогая врачу быстрее поставить диагноз и выбрать тактику лечения.

В целом ряде регионов, включая Новосибирскую область, искусственный интеллект становится важным инструментом онкологической диагностики. В ближайшие годы ожидается расширение его применения — от отдельных пилотных проектов к системной интеграции в работу медицинских учреждений.

– А что скажете про средства нетрадиционной или народной медицины?

– Поверьте, если бы что-то из этого действительно работало, то оно применялось бы повсеместно и все возможные проверки эффективности давали одинаковые результаты. Есть ряд соединений, которые изначально были выделены из растений, в частности группа таксанов, к которой относятся такой препарат, как паклитаксел, сейчас он производится в лабораториях и широко применяется в условиях клинической практики.

Наши ученые тоже изучают многие природные соединения как возможных кандидатов в лекарства. В частности, эту работу ведут в Новосибирском институте органической химии. Так что если в природе находят какую-то «интересную» молекулу, то ее не отвергают, а ищут способ использовать. А если что-то десятилетиями называют народным средством «борьбы с раком», но оно не вызывает интереса у ученых, врачей и производителей лекарств, как например, чага – то обычно это говорит о том, что эффективность изрядно преувеличена или по факту отсутствует совсем. Реальное существование каких-либо заговоров о сокрытии «настоящего» лечения маловероятно, ведь порой, даже самым богатым и влиятельным людям не удается найти лечение и справиться с этим заболеванием.

Сергей Исаев

Фото предоставлено спикером. Изображения сгенерированы нейросетью

Полномочный представитель Президента Российской Федерации в Сибирском федеральном округе Анатолий Серышев посетил Центр коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» в наукограде Кольцово Новосибирской области и оценил, как идёт монтаж высокотехнологичного оборудования на исследовательских станциях.

Монтаж научного оборудования на всех семи исследовательских станциях ЦКП «СКИФ» близится к завершению, сообщили полпреду. Большая часть высокотехнологичных устройств разработана и изготовлена российскими учёными.

Во время посещения экспериментальной станции «Микрофокус» Анатолию Серышеву продемонстрировали, как идёт подготовка к монтажу сверхточной оптики на массивную гранитную плиту – это важно, так как благодаря большому весу конструкции удастся исключить вибрации. Здесь будут исследовать объекты с высоким разрешением размером до 200 нанометров, то есть в пять тысяч раз меньше миллиметра. Ученым предстоит решать задачи геологии, геофизики, микроэлектроники и материаловедения. Оборудование для этой станции, а также станции «Электронная структура» создано специалистами Томского политехнического университета.

Для станции «Структурная диагностика» разработал и изготовил оборудование Институт сильноточной электроники СО РАН. С его помощью ученые будут исследовать структуры органических и неорганических веществ на атомно-молекулярном уровне для решения задач биомедицины и фармацевтики, материаловедения, химии твердого тела, энергетики, металлургии, атомной промышленности. Специалистами того же института изготовлено оборудование для экспериментальной станции «XAFS-спектроскопия и магнитный дихроизм». Оно предназначено для исследований в области структурной химии, катализа, материаловедения, полупроводниковой промышленности, геологии, экологии. 

На экспериментальной станции «Быстропротекающие процессы» ученые будут исследовать свойства материалов в условиях мощного взрыва, импульсных ударных нагрузок и высоких температур в интересах авиационной, космической, автомобильной отраслей промышленности, а также атомной и термоядерной энергетики. Оборудование станции, спроектированное и изготовленное Институтом гидродинамики имени М.А. Лаврентьева СО РАН, позволяет в режиме реального времени изучать процессы, характерное время протекания которых достигает миллионной доли секунд. 

Решать задачи материаловедения, наук о жизни, археологии, палеонтологии учёные смогут на станции «Диагностика в высокоэнергетическом рентгеновском диапазоне». Здесь при помощи оборудования, создателями которого являются специалисты Конструкторско-технологический институт научного приборостроения СО РАН, можно будет получать высококонтрастные изображения как конструкционных материалов, так и живых лабораторных животных.

Кроме того, в составе ЦКП «СКИФ» будет функционировать экспериментальная станция «Базовые методы синхротронной диагностики для образовательной, исследовательской и инновационной деятельности студентов». Это учебно-научная лаборатория, предназначенная в том числе для подготовки кадров. Начинающие пользователи, научные сотрудники, студенты и аспиранты смогут освоить базовые синхротронные методики, научиться работать с оптикой и экспериментальным оборудованием. Универсальное оборудование станции позволит решать широкий круг задач для различных образовательных дисциплин, таких как химия, физика, биология, геология, экология, медицина и фармацевтика.

Полномочный представитель Президента Российской Федерации в Сибирском федеральном округе Анатолий Серышев посетил Центр коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» в наукограде Кольцово Новосибирской области и оценил, как идёт монтаж высокотехнологичного оборудования на исследовательских станциях. Монтаж научного оборудования на всех семи исследовательских станциях ЦКП «СКИФ» близится к завершению, сообщили полпреду. Большая часть высокотехнологичных устройств разработана и изготовлена российскими учёными.

Во время посещения экспериментальной станции «Микрофокус» Анатолию Серышеву продемонстрировали, как идёт подготовка к монтажу сверхточной оптики на массивную гранитную плиту – это важно, так как благодаря большому весу конструкции удастся исключить вибрации. Здесь будут исследовать объекты с высоким разрешением размером до 200 нанометров, то есть в пять тысяч раз меньше миллиметра. Ученым предстоит решать задачи геологии, геофизики, микроэлектроники и материаловедения. Оборудование для этой станции, а также станции «Электронная структура» создано специалистами Томского политехнического университета.

Для станции «Структурная диагностика» разработал и изготовил оборудование Институт сильноточной электроники СО РАН. С его помощью ученые будут исследовать структуры органических и неорганических веществ на атомно-молекулярном уровне для решения задач биомедицины и фармацевтики, материаловедения, химии твердого тела, энергетики, металлургии, атомной промышленности. Специалистами того же института изготовлено оборудование для экспериментальной станции «XAFS-спектроскопия и магнитный дихроизм». Оно предназначено для исследований в области структурной химии, катализа, материаловедения, полупроводниковой промышленности, геологии, экологии. 

На экспериментальной станции «Быстропротекающие процессы» ученые будут исследовать свойства материалов в условиях мощного взрыва, импульсных ударных нагрузок и высоких температур в интересах авиационной, космической, автомобильной отраслей промышленности, а также атомной и термоядерной энергетики. Оборудование станции, спроектированное и изготовленное Институтом гидродинамики имени М.А. Лаврентьева СО РАН, позволяет в режиме реального времени изучать процессы, характерное время протекания которых достигает миллионной доли секунд. 

Решать задачи материаловедения, наук о жизни, археологии, палеонтологии учёные смогут на станции «Диагностика в высокоэнергетическом рентгеновском диапазоне». Здесь при помощи оборудования, создателями которого являются специалисты Конструкторско-технологический институт научного приборостроения СО РАН, можно будет получать высококонтрастные изображения как конструкционных материалов, так и живых лабораторных животных.

Кроме того, в составе ЦКП «СКИФ» будет функционировать экспериментальная станция «Базовые методы синхротронной диагностики для образовательной, исследовательской и инновационной деятельности студентов». Это учебно-научная лаборатория, предназначенная в том числе для подготовки кадров. Начинающие пользователи, научные сотрудники, студенты и аспиранты смогут освоить базовые синхротронные методики, научиться работать с оптикой и экспериментальным оборудованием. Универсальное оборудование станции позволит решать широкий круг задач для различных образовательных дисциплин, таких как химия, физика, биология, геология, экология, медицина и фармацевтика.

Анатолий Серышев отметил, что в короткие сроки выполнен колоссальный объём работ. «Вовлечен в процесс реализации этого проекта практически с того момента, как Президент России принял решение о строительстве ЦКП «СКИФ» здесь, у нас – в Сибири. С каждым приездом, а посещаю комплекс регулярно, вижу, как он меняется – сначала росли стены, и вот теперь уже на станциях ведётся монтаж оборудования, оно готово на 100%. Повторю: строительство СКИФ – это пример совместной успешной работы всех заинтересованных органов власти и представителей науки. Хочу ещё раз поблагодарить всех участников проекта», – сказал полпред.

Фото: пресс-служба полномочного представителя Президента России в Сибирском федеральном округе

Ученые Института цитологии и генетики СО РАН выяснили, что вариации в регуляторных участках генов, связанных с глюконеогенезом в печени, могут быть связаны с индивидуальной реакцией пациентов с сахарным диабетом II типа на терапию метформином. Результаты исследования опубликованы в журнале «Вавиловский журнал генетики и селекции».

Метформин считается препаратом первой линии при лечении диабета II типа и применяется более 60 лет. Однако примерно у трети пациентов он не обеспечивает необходимого снижения уровня сахара в крови. Причины такой вариабельности до сих пор оставались недостаточно изученными.

«Накопленные данные говорят о том, что ключевую роль в этом играют регуляторные однонуклеотидные полиморфизмы (rSNP), непосредственно влияющие на уровень экспрессии генов. И в предыдущем исследовании мы сделали панель из почти 15 тысяч таких однонуклеотидных полиморфизмов», – рассказала заведующая лабораторией ИЦиГ СО РАН, д.б.н. Татьяна Меркулова.

Однонуклеотидные полиморфизмы – это небольшие вариации в ДНК, при которых различается всего одна «буква» генетического кода. В отличие от мутаций, это нормальная форма генетического разнообразия, которая может влиять на активность генов.

В новом исследовании ученые использовали эту ранее созданную панель и сопоставили ее с имеющимися в открытом доступе данными об экспрессии генов у двух групп из десяти пациентов, чувствительных и нечувствительных к метформину. Для использования популярного в настоящее время метода полногеномного поиска ассоциаций (GWAS) это была бы слишком маленькая выборка, поэтому сотрудники ИЦиГ использовали методы функциональной геномики, которые не страдают от этого ограничения.

В результате было выявлено более сотни генов, в которых такие вариации могут быть связаны с реакцией на препарат. Особое внимание исследователи уделили генам, участвующим в глюконеогенезе – процессе синтеза глюкозы в печени. Именно его подавление считается ключевым механизмом действия метформина.

«Глюконеогенез – это процесс, при котором печень синтезирует глюкозу из других веществ. Даже если человек не употребляет сахар, организм все равно может его производить. Метформин как раз блокирует этот процесс – но не у всех пациентов», – объяснила Татьяна Меркулова.

Анализ показал, что выявленные различия у этих пациентов часто локализуются в генах, связанных с АМФК-зависимым сигнальным путем – одним из ключевых механизмов действия препарата. Это позволяет предположить, что именно через них может формироваться индивидуальная чувствительность к терапии.

При этом авторы статьи подчеркивают: говорить о прямой причинно-следственной связи пока рано.

«Мы нашли полиморфизмы, связанные с ответом на метформин, и показали, что они находятся в генах, вовлеченных в регуляцию глюконеогенеза. Но для того чтобы подтвердить их роль, нужны дополнительные масштабные исследования, с анализом данных сотен и тысяч подобных пациентов», – отметила Меркулова.

С фундаментальной точки зрения работа расширяет понимание механизмов действия одного из самых распространенных препаратов в мире. Но у нее есть и потенциальное прикладное значение: в перспективе такие генетические маркеры могут лечь в основу персонализированной медицины, когда с помощью генетического анализа можно будет заранее определять эффективность метформина в конкретном случае, и не тратить время на подбор неработающих схем лечения.

Но для этого, по словам ученых, нужно предварительно пройти следующий этап –накопление клинических данных, создание биобанков и проведение более масштабных генетических анализов. Только после этого можно будет говорить о внедрении таких подходов в медицинскую практику.

Пресс-служба Института цитологии и генетики СО РАН