Новая эра биомедицины

В рамках форума биотехнологий OpenBio на экспертной дискуссии «(м)РНК-технологии — новая эра биомедицины» ученые ведущих научных центров обсудили разработки в области мРНК для терапии онкологических и генетических заболеваний.

По словам научного руководителя и врио директора НИИ онкологии Томского национального исследовательского медицинского центра РАН академика Евгения Лхамацыреновича Чойнзонова, мРНК-препараты сегодня широко применятся в лечении онкологии, многие из них уже находятся на первой-третьей стадиях клинических испытаний.

«Противоопухолевые мРНК-вакцины уже доказали свою эффективность как новый вид иммунной терапии. Они сейчас интенсивно разрабатываются во всем мире и в нашей стране. Регуляторные мРНК, малые интерферирующие мРНК обладают трансляционным потенциалом и могут быть исследованы как терапевтические средства. Заместительная мРНК-терапия и циркулирующие мРНК способны стать следующей вехой в области разработки терапевтических мРНК-вакцин, — рассказал Евгений Чойнзновов. — На мой взгляд, развитие противоопухолевой мРНК-терапии возможно и в Сибирском федеральном округе. Для этого есть научная база с профессиональными коллективами, инфраструктура для доклинических исследований, клиническая база федеральных медицинских центров, опыт регистрации противоопухолевых лечебных средств, лицензия на производство, потенциал для создания системы полного цикла. Таким образом, я, как практический онколог, вижу большой потенциал для разработки этого вида лечения».

Ректор Новосибирского государственного университета член-корреспондент РАН Дмитрий Владимирович Пышный отметил важность технологии для будущего медицины и акцентировал, что, вследствие многогранности и непредсказуемости мРНК, особое внимание стоит уделять изучению возможных побочных эффектов. «Технология новая, она активно проявила себя именно в ковидную эпоху, одновременно с этим пошли дискуссии о том, что у нее есть побочные эффекты. Практически со всеми терапевтическими кислотами нужно быть предельно осторожными, внимательными, а поскольку нуклеиновая кислота — вещь многогранная, она довольно часто реагирует непредсказуемым образом. В данном случае, когда мы имеем дело с полимерными нуклеиновыми кислотами, особенно мРНК, возникают еще более значимые вопросы с биологической точки зрения», — подчеркнул ученый. Он добавил, что НГУ готов интегрировать опыт исследователей в свои образовательные программы, чтобы выпускники университета всесторонне осознавали проблематику работы с мРНК, ее технологические и клинические особенности. 

Директор Научно-исследовательского института молекулярной биологии и биофизики ФИЦ фундаментальной и трансляционной медицины член-корреспондент РАН Валентин Андреевич Вавилин рассказал об использовании препаратов на основе нуклеиновых кислот для персонализированного воздействия на аномально функционирующие гены.

«На протяжении последних трех-четырех десятилетий после того, как стала очевидна ключевая роль факторов сигнальной трансдукции (молекулы, которые обеспечивают передачу и преобразование внешнего стимула внутри клетки. — Прим. ред.) и транскрипционных факторов, онкогены и онкосупрессоры приобрели в онкологических исследованиях доминирующую роль. Среди них особенное внимание привлекают гены, относящиеся к семейству KRAS, в силу того, что именно они и их мутации присутствуют в большом количестве разнообразных опухолей (87 % аденокарцином поджелудочной железы, рак толстого кишечника, рак легкого)», — отметил Валентин Вавилин.

Ученые ФИЦ ФТМ реализуют проект, цель которого — разработать мРНК-технологию, конструкцию sa-РНК и средство ее доставки для эффективного подавления экспрессии генов KRAS in vitro и in vivo. Сейчас идет создание систем доставки на основе аполипопротеина А1 (АпоА-1) — основного белкового компонента липопротеинов высокой плотности. Исследования уже показали, что комплекс АпоА-1 с доксорубицином обладает большей эффективностью в сравнении со свободным доксорубицином при подавлении роста карциномы у мышей. Кроме того, биологи изучили проникновение в клетки меченного АпоА-1 и выяснили: 99 % опухолевых клеток захватывают этот белок. В дальнейшем ученые ФИЦ ФТМ планируют в сотрудничестве с Институтом физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН разработать средства доставки препаратов для онкотерапии на основе липонаночастиц с АпоА-1. 

Заведующий лабораторией геномного редактирования Института химической биологии и фундаментальной медицины им. Д. Г. Кнорре СО РАН кандидат химических наук Григорий Александрович Степанов рассказал, что ученые ИХБФМ разрабатывают технологию синтеза искусственных мРНК. Возможные варианты применения этой технологии: мРНК для геномного редактирования, мРНК-вакцины и терапевтические мРНК. Так, в институте создается трехвалентная мРНК-вакцина, которая приводит к формированию вирусоподобных частиц и защищает мышей от гетерологического вируса гриппа А.

Заместитель директора по научной работе НИИ онкологии ТНИМЦ РАН, заведующий лабораторией биологии опухолевой прогрессии доктор биологических наук Евгений Владимирович Денисов в своем докладе затронул проблемы развития производственного комплекса. Производственная цепочка сталкивается с трудностями на каждом шагу. «Первый этап — конструирование матрицы — осложнен отсутствием открытых протоколов сборки ДНК-конструкций, из-за чего специалисты вынуждены учиться самостоятельно. Второй этап — синтез ДНК-матриц — фактически полностью зависит от зарубежных поставщиков: российские компании отправляют заказы в Китай и другие страны, что увеличивает срок разработки до четырех месяцев. Не все пациенты могут ждать так долго. Финальные стадии — синтез мРНК и упаковка — упираются в дефицит чистых помещений и специализированных реактивов», — прокомментировал Евгений Денисов.

Чтобы решить эти задачи, создается консорциум «Сибирский центр РНК-технологий», включающий научный, производственный, клинический блоки и образовательное направление. Соглашение уже разработано, а к клиническим испытаниям препаратов против мелкоклеточного рака легкого планируется перейти в 2027—2028 годах. Конечная цель проекта — создание собственной производственной площадки.
Проблемам разработки siРНК-препаратов было посвящено выступление главного научного сотрудника лаборатории биохимии нуклеиновых кислот ИХБФМ СО РАН доктора биологических наук Елены Леонидовны Черноловской. «Малые интерферирующие РНК (siРНК) представляют собой короткие дуплексы, которые в клетке образуют комплекс с белками RISC. Он распознает специфические последовательности матричной РНК и расщепляет их. Это обеспечивает высокую точность действия и низкую токсичность, используя природный механизм организма. Однако сами по себе немодифицированные молекулы РНК слишком хрупкие: они быстро разрушаются ферментами и не могут самостоятельно проникнуть внутрь клетки. На сегодняшний день уже девять препаратов на основе этой технологии разрешены для клинического применения, при этом семь из них используют систему доставки через биоконъюгаты (гибридные молекулы, которые получают путем ковалентного связывания двух или более молекул разной природы. — Прим. ред.)», — объяснила Елена Черноловская.

Чтобы превратить siРНК в эффективное лекарство, ученые вынуждены усложнять ее химическую структуру. Исследования показали, что полная модификация критических участков цепи значительно повышает биологическую активность и длительность действия препарата. Чтобы избавиться от стандартных фосфоротиоатных связей, которые иногда ингибируют работу молекулы, исследователи предложили использовать вицинальную модификацию. Она оказалась эффективнее предшественников: защищает препарат от разрушения и продлевает его действие. 

Старший научный сотрудник лаборатории биологии опухолевой прогрессии НИИ онкологии ТНИМЦ РАН кандидат медицинских наук Марина Ринатовна Патышева сообщила о разработке персонализированной мРНК-вакцины для лечения немелкоклеточного рака легкого. По ее словам, существующие методы, включая иммунотерапию контрольных точек, показывают недостаточную эффективность при этом агрессивном заболевании. 

«Мы сосредоточились на персонализированном подходе, так как он показал наибольшую эффективность. Сейчас у нас идет работа по двум трекам: тестирование специфичности вакцины eх vivo на клетках пациента и доклинические исследования на мышиной модели. Долгое время проект простаивал из-за ожидания ДНК-матриц из-за рубежа, но сейчас мы локализовали синтез. Коллеги из Государственного научного центра вирусологии и биотехнологии “Вектор” совместно с Томским НИИ онкологии уже получили первый вариант препарата», — поделилась Марина Патышева. Цель проекта — перенести передовую биотехнологическую платформу на российскую площадку, чтобы в перспективе сделать этот вид терапии доступным для пациентов бесплатно через систему ОМС.

Диана Хомякова, Ирина Баранова

Фото авторов