«Пациенты» в чашке Петри

Реализация этого масштабного проекта, в котором задействован ряд российских научных коллективов, позволит говорить о создании действенных препаратов против наследственных заболеваний человека.

Практически в любом перечне прорывных технологий находится место инновациям в области здравоохранения. Человечество готово тратить огромные ресурсы на заботу о своем здоровье. Вот лишь несколько цифр. Ежегодно фармацевтические компании вкладывают в разработку новых лекарств около $140 млрд. В среднем вывод на рынок одного препарата обходится в $1,5 млрд. и занимает около 10-15 лет работы. При этом 60% бюджета компаний уходит на клинические исследования (испытания нового препарата на пациентах для оценки его безопасности и эффективности). Здравоохранение -  не только затратная, но и наукоемкая отрасль, в ней задействованы тысячи научных лабораторий по всему миру. Именно в них рождаются инновации, которые находят потом воплощение в новых препаратах и технологиях. О работе одного из таких коллективов – лаборатории эпигенетики развития ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» читайте в нашем репортаже.

На протяжении ряда лет ее сотрудники ведут работы по созданию Биобанка клеточных моделей заболеваний человека, который затем будет использоваться при создании препаратов для лечения наследственных нейродегенеративных и сердечнососудистых заболеваний. Таких, как боковой амиотрофический склероз болезни Альцгеймера и Паркинсона, синдром удлиненного интервала QT и многих других.

– В основе нашей работы лежат фундаментальные достижения в области медицины, удостоенные в 2012 году Нобелевской премии, - рассказывает ст. научный сотрудник лаборатории эпигенетики развития, к.б.н. Сергей Медведев. – Я говорю о работах японского ученого Синъя Яманака по превращению практически любых клеток организма в плюрипотентные стволовыми клетки. Данные клетки при дифференцировке способны давать весь спектр производных, из которых состоит тело взрослого человека. Что происходит в нашем случае. Мы получаем небольшой фрагмент кожи или образец крови пациента, страдающего наследственным заболеванием, например, синдромом удлиненного интервала QT. Используя генетические манипуляции с клетками кожи или крови мы создаем линии стволовых клеток пациента, которые могут неограниченно долго поддерживаться в лаборатории, а затем получаем из них клетки (кардиомиоциты), аналогичные клеткам сердечной мышцы.

Дело в том, что наследственные болезни проявляются как раз на клеточном уровне, их вызывают мутации в конкретных генах. Созданная нами клеточная модель позволяет нам эти мутации изучить и детально проследить их последствия.

Сначала выращенные клетки проходят несколько этапов анализа – молекулярно-генетический, цитогенетический, биоинформационный, электрофизиологический. И на выходе мы получаем «пациента в чашке Петри», у которого мы не только тожно поставили диагноз, но и выявили участок гена, подвергшийся мутации. То есть установлено и само заболевание, и его причина. Кроме того, имеющиеся в нашем арсенале методы, позволяют определить спектр последствий генных мутаций, выявить конкретные нарушения в жизнедеятельности клетки, которые приводят к болезни. А дальше в дело должны вступить химики, их задача – синтез новых химических соединений, способных корректировать выявленные нами нарушения и тем самым устранить причину заболевания. Полученные нами клеточные модели могут быть использованы для подтверждения эффективности вновь синтезированных лекарственных соединений, выявления возможных побочных эффектов и потенциального токсического действия лекарств.

– Это очень важный момент, - вступает в разговор руководитель лаборатории, д.б.н., профессор Сурен Закиян. – До сих пор, лечение наследственных заболеваний, как правило, сводится к устранению их последствий. Работа с клеточными культурами нашего биобанка позволяет создавать лекарства, которые будут устранять их причины, то есть мы сможем говорить о излечении пациента. Кроме того, такие биобанки (коллекции определенных клеточных линий и культур) позволяют намного ускорить и удешевить процесс разработки новых препаратов.

Львиную долю затрат сегодня составляют испытания на живых организмах. За каждым новым лекарством стоят 5-10 тысяч протестированных активных веществ, десятки тысяч лабораторных животных (мышей и т.п.). Мы же создаем готового и практически бессмертного «пациента», которого к тому же можно быстро размножить в необходимом количестве.

Это позволяет удешевить процесс испытаний примерно в десять раз. Сегодня по этому пути движутся ведущие фармакомпании мира, в США, ЕС и Японии такие биобанки уже работают.

Конечно, такую масштабную задачу практически невозможно решить силами одной лаборатории - в создании новосибирского биобанка задействованы коллективы 9 научных институтов Москвы и Новосибирска. У каждого свой сегмент работы. НИИ патологии кровообращения им. Е.Н. Мешалкина владеет бесценным клиническим материалом, научными коллективами ННИИПК и ИЦиГ СО РАН создаются и детально исследуются пациент-специфические клеточные культуры и линии, к исследованию которых затем подключаются в других институтах. Ну а коллектив химиков из НИОХ СО РАН уже берет на себя работу по синтезу соединений, устраняющих последствия генных мутаций. По сути, можно говорить о том самом проекте полного цикла (от фундаментальной науки к готовому продукту на рынке), которых так ждут от российской науки. Причем научная его часть во многом уже реализована. А вот для дальнейшего – проведения испытаний синтезированных препаратов – необходимо вхождение в состав этого, пока исключительно научного, консорциума компаний-производителей. Иначе, как это уже бывало ранее, работа ученых рискует остаться невостребованной.

– Сегодня мы наблюдаем в мире взрывное развитие молекулярной биологии и генетики, биотехнологий, фармакологии, - продолжает Сурен Закиян. – Это вызовы, которые встают перед Россией. И ответить на них можно только принятием специализированных программ с соответствующим финансированием. Без госзаказа, силами одного ФИЦ или даже нескольких, задачу создания моделей заболевания человека и новых препаратов на их основе не решить. Да, в свое время, благодаря нескольким грантам нам удалось оснастить лабораторию оборудованием мирового уровня. Но для текущей работы требуются немалые затраты на реактивы, расходные материалы. Это десятки миллионов рублей.

А поскольку практически все «расходники» производятся за границей, то с падением курса рубля наши расходы возросли в разы. И за счет одного энтузиазма ученых эту проблему не решить. Повторю, сегодня перед страной стоят серьезные вызовы, мы не можем игнорировать тот факт, что наше отставание от Запада в этой сфере не сокращается, а наоборот, грозит возрасти.

Помимо вопроса соответствия нашего развития мировому уровню, работа ученых в данном проекте решает важные социальные задачи. Болезни Паркинсона, Альцгеймера, сахарный диабет ежегодно приводят к инвалидности десятков тысяч наших соотечественников, почему их и называют «социально значимыми». Современное развитие науки позволяет говорить о появлении действенных методов лечения этих заболеваний в обозримом будущем. Насколько эти методы будут доступны рядовому российскому пациенту зависит, в том числе, и от того – будут ли подобные лекарства производиться в России или только за рубежом, в тех же США или Японии.

К чести наших ученых надо сказать, что они не просто ждут понимания со стороны госчиновников, но и ведут активную работу по привлечению внимания инвесторов к своим разработкам. Занимаются популяризацией достижений российской науки. Именно это является одной из главных задач запланированного на июль будущего года в Новосибирске международного форума «Биомедицина-2016».

– В отличие от традиционных симпозиумов и научных конференций, мы хотим сделать площадку, построенную по образцу известных мировых экономических форумов, - отмечает Сурен Закиян. – Место, где специалисты говорят не только о том, что уже сделано, но и о том, куда надо идти, какие проблемы ждут нас на этом пути и как их решать. Поэтому кроме пленарных заседаний мы запланировали порядка десяти-пятнадцати круглых столов, где надеемся вести диалог. Уже есть согласие на участие в форуме ряда известных специалистов в этой области, надеемся на интерес со стороны крупного бизнеса.

Со своей стороны, наш портал обещает оказывать информационную поддержку организаторам форума, и мы еще не раз вернемся к этой теме.

Георгий Батухтин