Наночастицы и шпинат: нижегородские ученые находят новые средства для борьбы с раком
Онкологический биочип Зиновьева
Врач-онколог из Нижнего Новгорода Святослав Зиновьев получил главную медицинскую премию России "Призвание" за разработку онкологического биочипа, который позволяет сократить до одного дня срок постановки диагноза. Экспресс-метод будут применять в поликлиниках уже в этом году.
Разрабатывая средства диагностики и лечения онкологических заболеваний, нижегородские ученые применяют и наночастицы, и средства, которые до сих пор относили скорее к народной медицине — вроде клубней орхидеи или пчелиного яда.
Экспресс-диагностика рака за два часа
Для проведения быстрой диагностики в медицинском учреждении достаточно установить биочипы и сканирующие устройства, специально разработанные и произведенные нижегородскими учеными. "Обратившемуся пациенту в поликлинике сразу делают пункцию и этот материал вносят в биочип, в котором происходит взаимодействие с реагентами. Дальше этот биочип вставляют в сканер и по закрытым телемедицинским каналам эта картинка пересылается в региональный центр, работающий на базе онкодиспансера", — рассказал ТАСС руководитель проекта, заведующий отделением медицинских инноваций Нижегородской государственной медицинской академии Святослав Зиновьев.
Врачи-цитологи, получив данные от биочипа, определяют характер опухоли — доброкачественная она или злокачественная. По словам руководителя проекта, вся эта процедура, от взятия анализа в поликлинике до окончания работы цитологов, занимает от полутора до двух часов. То есть если возникает подозрение на злокачественный характер опухоли, то направление в онкодиспансер пациент может получить уже через полтора-два часа после обращения.
Читайте также
Скворцова: ученые РФ разработали 26 инновационных препаратов для успешного лечения рака
"На биочипе, по сути, можно делать лабораторию под каждого пациента. Аналогов такого метода нет. Мы сами создали оборудование, которое производит эти биочипы. Сейчас к нам едут учиться врачи из Японии, Швейцарии. Мы уже подписали соглашение с японской стороной о внедрении нашей технологии в странах Тихоокеанского и Азиатского регионов. Там мы оформляем местные патенты, у нас есть международная заявка", — рассказал Зиновьев.
В этом году запланирован пилотный проект по запуску такой диагностики при поддержке местного министерства здравоохранения. По словам губернатора Нижегородской области Валерия Шанцева, после завершения регистрации и клинических испытаний региональный минздрав развернет эту программу по всей области с использованием телемедицины. Также проект будет запущен в Казахстане.
"Сегодня стоимость анализа — около 2 тысяч рублей. Стоимость анализа на биочипе — около 700–800 рублей", — говорит врач. По его словам, к осени 2017 года в Нижнем Новгороде откроется отдельное предприятие, которое будет производить большой объем оборудования для проведения диагностики по новому методу.
Поиск опухоли и доставка к ней лекарства
Над созданием сразу трех препаратов для диагностики и лечения онкологических заболеваний трудятся ученые Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. В основе каждой разработки — наночастицы, которые благодаря своим малым размерам и исключительным свойствам могут находить опухоль и воздействовать на метастазирущие клетки. Одни компоненты специальной жидкости отвечают за поиск пути к опухоли, другие — за визуализацию, благодаря которой ее границы становятся видны в оптическом томографе.
"Разрабатываемые наночастицы способны накапливаться в опухолевых клетках, и по их числу можно продиагностировать, есть опухоль в организме или нет и где она находится. Кроме того, предварительные исследования показали, что с помощью физических воздействий наночастицы можно привести в такое состояние, которое вызывает гибель опухолевых клеток", — рассказала ТАСС директор Института биологии и биомедицины ННГУ Мария Ведунова.
Научный проект реализуется на базе Центра биофизики Института биологии и биомедицины ННГУ под руководством профессора Университета Маккуори (Австралия) Андрея Звягина. Разрабатываемый нанопрепарат — это жидкость, которая будет вводиться в кровь. Испытания на лабораторных животных показали, что за счет совмещения действия иммунотоксина — яда, поражающего клетки, и радиоактивного изотопа можно и выявить опухоль, и снизить ее рост.
Другая разработка — это препараты, создаваемые на основе компонентов иммунитета — антител. Ученые создали частицы, которые специфично взаимодействуют с клетками организма. Такое мини-антитело, к которому присоединено лекарство, может очень точно доставить его к очагу заболевания. Это сильно снижает токсичное воздействие на организм. "Появляется возможность снизить дозировку лекарства в несколько раз за счет того, что мини-антитело осуществит направленную доставку лекарственного средства непосредственно к раковой клетке", — рассказывает Мария Ведунова.
Пчелиный яд и водоросли
Ученые ННГУ исследуют действие пчелиного яда на злокачественные опухоли. Исследования показывают, что препараты на основе пчелиного яда или инъекции с чистым ядом способны останавливать рост опухоли и даже уменьшать ее. Какое конкретно вещество влияет на активность опухоли — пока неизвестно, говорит заведующая кафедрой физиологии и анатомии ИББМ ННГУ Анна Дерюгина. "С одной стороны, это уникальные пептиды пчелиного яда, в том числе и мелитин, который действует на структуру клеток. Либо можно предположить, что это действие через комплексное воздействие пчелиного яда и через активацию эндокринных систем организма", — рассказывает она.
Противораковые препараты могут быть изготовлены с использованием веществ, содержащихся в шпинате и водорослях. Об этом говорят ученые из того же ННГУ имени Лобачевского, которые сейчас изучают полезные свойства растений. Для создания противоракового средства может быть, например, использован хлорофилл — зеленый пигмент, который присутствует в зеленых растениях.
"Это некая молекулярная структура, которая может давать при облучении синглетный кислород, то есть чрезвычайно токсичную форму кислорода, способную разрушать как здоровые клетки, так и опухолевые", — рассказал ТАСС заведующий кафедрой органической химии ННГУ им. Н.И. Лобачевского Алексей Федоров.
Другой фрагмент должен отвечать за свечение, благодаря которому после введения препарата в кровь можно оценить, куда направляется эта молекула — в какие органы и ткани. Это позволяет следить за тем, чтобы препарат накапливался не в здоровых, а в опухолевых тканях.
Путь до аптеки
Сотрудники лаборатории инновационных технологий производства растений Ботанического сада ННГУ обнаружили, что клубни орхидеи, которые в старину многие травники использовали для лечения заболеваний желудочно-кишечного тракта, содержат множество соединений, которые обладают противоопухолевой активностью и используются для изготовления противораковых препаратов.
По словам заведующего лабораторией Лавра Крюкова, такие биологически активные вещества сейчас обнаружены и в других растениях и животных. Например, один из компонентов — сквален — получают из печени акулы, для этого убивают очень много рыб. Но уникальность клубней орхидеи в том, что помимо соединений с противоопухолевой активностью это сырье содержит биологически активные вещества с противовоспалительными, болеутоляющими, противогрибковыми, антибактериальными свойствами.
На таких исследованиях работа ученых фактически заканчивается и начинается поиск партнеров, которые захотят инвестировать в дальнейшие этапы исследований. Далеко не все полученные результаты ученые могут довести до практического применения, как это произошло с биочипом для экспресс-диагностики.
"Пока мы работаем с лабораторными животными, а до внедрения еще очень далеко. Если смотреть на Европу, США, Японию и Китай — чтобы вывести одну такую молекулу от лаборатории до аптеки, нужно вложить порядка миллиарда долларов. Университеты не в состоянии решить эту проблему, они в состоянии довести разработку до определенной стадии и потом продать фирме, которая будет вести дальнейшие исследования", — говорит Алексей Федоров.
Полина Буянова