Новости

18 марта, 2024 15:09

Генетика в помощь онкологии

У реформы отечественной науки, которую Правительство России совершило в 2013 году, есть как минимум один положительный результат. А именно - сегодня проводится строгая и объективная экспертная оценка научных проектов, под которые институты и коллективы ученых запрашивают дополнительное бюджетное финансирование.

Система грантовой поддержки, реализуемая государством в лице Российского научного фонда, формирует в научном сообществе здоровую конкурентную среду и что самое главное - дает возможность молодым исследователям проявить свой потенциал как в фундаментальной, так и в прикладной науке. Фонд оказал поддержку уже большому числу действительно талантливых ученых, разглядев в потоке заявок именно те проекты, результаты которых затем станут новым словом не только в российской, но и в мировой науке.

Источник: архив исследователя

 Первая фаза пройдена  

Среди грантополучателей РНФ группа генной иммуноонкотерапии Института биоорганической химии им. акад. М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова, возглавляет которую кандидат биологических наук Ирина Алексеенко. Эта небольшая, но невероятно работоспособная команда имеет шанс войти в историю науки, поскольку каждый их проект направлен на поиск не просто оригинального, а наиболее эффективного способа борьбы с онкологическими и инфекционными болезнями человека.    

Если совсем схематично, то в разделе «онкология» Ирина Алексеенко и ее коллеги занимаются поиском тех уязвимостей злокачественной опухоли, которые до этого никому идентифицировать не удалось. Определив генетически обусловленные слабые места опухолевых клеток, можно разработать препарат для «снайперского» воздействия на них и лечить рак еще более успешно.

К слову, именно такой препарат уже создан этим коллективом исследователей. Уникальность события не только в том, что авторы смогли-таки подтвердить свою гипотезу и реализовать план конвертации идеи в готовый продукт для медицины, но и в том, что весь путь от фундаментальных исследований до опытно-конструкторской разработки их научная идея прошла в стенах одной лаборатории.

Итак, в Институте биоорганической химии разработан первый в России невирусный генотерапевтический противоопухолевый препарат. В декабре 2023 года завершилась первая фаза его клинических исследований, которые проводились на базе четырех ведущих профильных клиник: НМИЦ радиологии, НМИЦ акушерства и гинекологии им. В. И. Кулакова, МКНЦ им. А. С. Логинова и НМИЦ онкологии им. Н. Н. Блохина. В настоящее время, как сообщила Ирина Алексеенко, формируется досье для проведения  второй фазы клинических исследований препарата.

О разработке российских ученых известно, что это двухкомпонентный препарат. Первая его составляющая - кольцевая терапевтическая ДНК, содержащая два гена, из которых один - «киллер» раковой клетки, другой - стимулятор иммунного ответа. Вторая - собственно носитель, который доставляет ДНК в опухоль. Компоненты смешиваются перед применением, и лекарство вводятся прямо в новообразование, что обеспечивает его низкую токсичность для здоровых органов и систем организма. Механизм действия генной иммуноонкотерапии таков: попадая в опухоль, препарат стимулирует выработку в ней белков, которые уничтожают раковые клетки и одновременно активируют клетки иммунной системы, привлекая их на помощь в борьбе с новообразованием.

 «Данную работу мы начали в 2011 году с фундаментальных исследований и сейчас завершили первую фазу испытаний готового лекарства. Кто-то скажет, что очень долго. На самом деле, это достаточно быстро», - с улыбкой отмечает Ирина Алексеенко.  

 Эра генетики

Вообще, по словам руководителя группы генной иммуноонкотерапии ИБХ, современная медицина переживает эру генетических технологий. Среди многих направлений генетики И. Алексеенко особо выделяет три, способные максимально повлиять на здоровье и жизнь человека. Первое – появление методов геномного секвенирования нового поколения. Так называемое NGS- секвенирование позволяет одновременно определять нуклеотидную последовательность миллионов фрагментов ДНК, что в свою очередь дает возможность увидеть структуру генома, генетические мутации и изменения   в поведении генов.

«Понимание генетической основы заболевания открывает принципиально новые подходы к диагностике и лечению. Например, в мире уже созданы NGS-панели, с помощью которых проводится полногеномное профилирование конкретной опухоли у конкретного больного, и полученная информация подсказывает врачу, какое именно лечение будет эффективно для данного онкологического пациента», - поясняет исследователь.    

Второе важнейшее направление - механизм геномного редактирования CRISPR/Cas, отмеченный в 2020 году Нобелевской премией. А уже в 2023 году за рубежом был одобрен первый лекарственный препарат для лечения наследственных заболеваний, а именно серповидно-клеточной анемии, который сконструирован с применением «генетических ножниц» CRISPR/Cas. Все пациенты, получившие такое лечение, на него хорошо ответили.

«Данный пример подтверждает важность поддержки тех фундаментальных исследований, которые способны очень быстро превращаться в готовые медицинские технологии, меняющие жизнь человека», - подчеркивает Ирина Алексеенко.   

Наконец, третье направление медицинской генетики, имеющее стратегическое значение – это собственно генная терапия, которой занимается группа исследователей под руководством Ирины Алексеенко. Суть генной терапии, если совсем просто, заключается в том, что с помощью вирусных либо невирусных носителей терапевтические гены доставляются в клетки человека. Если речь идет о лечении наследственного заболевания, то задача доставленных генов - индуцировать синтез белков, которых в этих клетках нет. Если же об онкологической патологии, то в этом случае гены индуцируют синтез белков, способных убивать раковые клетки изнутри.

 Дверь в будущее

В настоящее время Ирина Алексеенко и ее коллеги работают над реализацией еще одной научной задачи, которую можно назвать стратегически важной для медицины, открывающей дверь в будущее онкологии. Проект имеет сложное название «Исследование коннектомов раковых опухолей для идентификации нового типа терапевтических мишеней - контактов раковых клеток с окружающей стромой».

 «У нас есть гипотеза, что в опухоли существуют синапсоподобные структуры, которые обеспечивают передачу возбуждения с одной клетки на другую по аналогии с нейронами. Такие структуры позволяют раковым клеткам эффективно взаимодействовать с клетками опухолевого микроокружения. Именно это взаимодействие, а не внутренние свойства самой раковой клетки, провоцирует прогрессию и метастазирование опухоли», - поясняет ученый.

Данный проект тоже был финансово поддержан Российским научным фондом как перспективный в прикладном плане. Суть его в следующем. Солидные опухоли секретируют в кровоток большое количество циркулирующих опухолевых клеток (ЦОК). Однако, лишь небольшая их часть может выжить по отдельности и в итоге дать начало новой опухоли. Эффективное метастазирование (> 90%) ассоциировано с комплексами из двух или более ЦОК. В группах опухолевые клетки остаются защищенными от окислительного стресса и иммунного ответа организма.

Максимальным метастатическим потенциалом обладают опухолевые комплексы, содержащие опухоль-ассоциированные фибробласты (ОАФ), которые обеспечивают микросреду, благоприятную для выживания раковых клеток. Роль ОАФ в метастазировании уже хорошо изучена. Впервые метастазирующие опухолевые комплексы были найдены в асцитах пациенток с карциномой яичников. Находясь в брюшной полости, раковые клетки объединяются со свободно плавающими клетками миофибробластов, образуя гетеротипические комплексы, что позволяет раковым клеткам выживать и приобретать более инвазивный фенотип.

Исследования межклеточных взаимодействий в опухоли, в частности, механизмов взаимного влияния опухоль-ассоциированных фибробластов ОАФ и раковых клеток во время их коллективной миграции, проводятся многими научными коллективами. Тем не менее, окончательной ясности до сих пор нет. В частности, нет окончательного понимания, формируются ли во время метастазирования синапсоподобные структуры между раковыми клетками и стромальными клетками в лице ОАФ. И если «да», то какие гены участвуют в их формировании.

Ученые ИБХ намерены идентифицировать и изучить феномен онкогенных синапсов. Полученные ими сведения дадут возможность придумать способы разрушения синапсоподобных контактов в опухоли и создать принципиально новый класс противораковых препаратов. Эти лекарства должны будут  ингибировать проопухолевые взаимодействия. Таким образом станет возможным усилить терапию злокачественных новообразований с использованием контрольных точек иммунитета, которая уже применяется в онкологии и направлена на нарушение взаимодействий между раковыми клетками и клетками иммунной системы.

На вопрос, как долго ученые Института биоорганической химии будут проверять свою версию, Ирина Алексенко отвечает: «Лет восемь нам надо. Но мы постараемся побыстрее».
От себя добавим, что оптимистичный временной прогноз может реализоваться только в том случае, если государство и дальше продолжит поддерживать это исследование на его фундаментальной стадии, а затем продолжит на прикладной.  

Автор: Елена Буш, обозреватель "Медицинской газеты"

Теги
Медицина
24 мая, 2024
Обнаружены связанные с психическими заболеваниями варианты генов развития нервной ткани
Ученые выявили мутации в генах, которые потенциально могут быть связаны с развитием психических забо...
22 мая, 2024
Ученые обнаружили в растущих в Приморье деревьях вещества для борьбы с герпесом
Ученые обнаружили в дереве Маакия Амурская (Maackia amurensis), распространенном в Приморском крае...