Наночастицы и шпинат: нижегородские ученые находят новые средства для борьбы с раком

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.

"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