Новосибирские биохимики встали на путь поиска вакцины против рака.
Диагностика по-новому
Парадокс — люди стали жить дольше, но не стали здоровее: просто у каждого теперь возрастают шансы рано или поздно «дожить» до «своего» рака. А вот с выявлением онкологических заболеваний на ранней стадии до сих пор существуют трудности. Ещё один шаг на пути к их преодолению сделали сотрудники лаборатории структурной биологии Института химической биологии и фундаментальной медицины (ИХБФМ) СО РАН. «Ведомости» побывали там вместе с министром науки и инновационной политики Новосибирской области Вадимом Васильевым.
— Современные методы диагностики часто не позволяют дать нам достоверный ответ о наличии заболевания. Чтобы на самых ранних этапах диагностировать мутации, которые могут приводить к развитию раковых заболеваний, надо идентифицировать малейшее количество мутированных нуклеиновых кислот в огромной человеческой ДНК. Нужной чувствительности в имеющихся методах диагностики удаётся добиться не всегда. Поэтому мы своими руками разрабатываем новые производные нуклеиновых кислот, которые увеличивают чувствительность и достоверность в системах молекулярной диагностики, — говорит заведующий лабораторией, заместитель директора ИХБФМ по научной работе кандидат физико-математических наук Александр Ломзов.
Синтезировав новую производную, учёные вносят туда модификации и с помощью методов эксперимента и компьютерного моделирования изучают, как изменение повлияло на свойства производной. «А дальше мы проверяем, можно ли их использовать в терапии. Полученные соединения должны быть нетоксичными, должны, проникая в клетку, связываться в комплексы с теми олигонуклеотидами, которые есть в организме, и успешно доходить до назначенной мишени», — поясняет старший научный сотрудник лаборатории кандидат химических наук Светлана Васильева.
Фосфорамидные азольные олигонуклеотиды, разработанные в лаборатории, показали свою эффективность в используемых для диагностики полимеразных цепных реакциях — проще говоря, тех самых ПЦР-тестах, о существовании которых все мы узнали, пройдя через эпоху ковида. Соединения выявляют мутации в генах, даже если общее количество таких генов совсем невелико.
Сейчас модифицированные олигонуклеотиды получать крайне дорого — именно поэтому цены на препараты на их основе, призванные помочь, например, больным спинальной мышечной атрофией, доходят до семизначных цифр. Но стоимость синтеза олигонуклеотидов постоянно снижается: как считает Александр Ломзов, через десяток лет эти соединения можно будет использовать для лечения обычных вирусных инфекционных заболеваний. И новосибирский институт — на самом переднем крае этой работы: в ИХБФМ не только развивают методы синтеза, но и совершенствуют ДНК-синтезаторы, разработанные в его стенах.
Другое направление работы лаборатории — исследование структуры белков и разработка методов их компьютерного анализа для поиска новых противовирусных лекарств-ингибиторов. Сейчас в лаборатории работают с вирусом денге: этот экзотический вирус относится к тому же семейству, что и более знакомый нам вирус клещевого энцефалита. Исследования, проведённые вместе с коллегами из московских институтов и из Швеции, позволили новосибирцам определить структуру и динамику этого белка, а это первый шаг к созданию ингибитора.
Недетские кубики
Вслед за ПЦР наш словарный запас пополнился ещё одной аббревиатурой — МРНК-вакцины. Ковид вроде бы ушёл (или затаился?), а новые вакцины остались с нами и учёные верят в их блестящее будущее.
«МРНК-вакцины — это препараты, которые мобилизуют иммунную систему человека, чтобы защищать его от вирусов, а уникальность их в том, что их можно достаточно быстро адаптировать под нужный вирус, даже не имея самого вируса — достаточно информации о нём. Когда в Китае был секвенирован вирус COVID-19, информация о нём была передана в Европу, и уже через две недели была разработана пробная МРНК-вакцина: синтезировать ген и собрать генетическую конструкцию, которая будет прототипом вакцины, можно очень быстро. От заражения вакцина не защищает, но успешнее бороться с ним организму помогает. Словом, МРНК-вакцины — такой же прорыв в медицине, как искусственный интеллект в информационных технологиях», — говорит заведующий лабораторией геномного редактирования ИХБФМ СО РАН кандидат химических наук Григорий Степанов.
Теперь новосибирские учёные и их коллеги «замахнулись» на создание МРНК-вакцин, которые помогут бороться с онкологией. Противовирусные же вакцины они рассматривают как своеобразную тренировку перед этой более амбициозной задачей. Ведущим партнёром ИХБФМ выступает томский НИИ онкологии. Григорий Степанов уверен: создание МРНК-вакцины от рака — вопрос ближайших трёх лет, после чего начнутся её расширенные клинические испытания.
«Сейчас на рассмотрение в министерство науки и высшего образования России мы подали две заявки. Чтобы выстроить всю технологию целиком, нам понадобится около 10 лет. Как будут проводиться испытания — отдельный вопрос, в мировой практике подобного ещё не было. Нам помог ковид — разработка вакцин стала идти быстрее. Иными словами, большой вызов позволил нам сделать большой прорыв», — говорит завлаб.
Использование МРНК-вакцин против ковида выявило и их недостатки. Как считает, Григорий Степанов, кроются они в составе не самой МРНК, а липидной оболочки, которая доставляла вакцину в нужные места, и теперь задача химиков — разработать более эффективные средства доставки.
Реальная поддержка
«Заслуги» пандемии коронавируса в деле продвижения разработок ИХБФМ СО РАН признаёт и его и. о. директора кандидат химических наук Владимир Коваль. По словам Коваля, большая часть компонентов тест-систем, которые использовала вся страна в 2020–2022 годах, диагностируя ковид, была создана на базе института. А его сотрудники работали в три смены и ночевали на рабочих местах, чтобы обеспечить систему здравоохранения необходимыми расходными материалами.
Но, конечно, за ускорение выхода научных разработок в производство благодарить надо не только и не столько зловредный вирус. «Огромный потенциал Академгородка надо разумно использовать, и мы видим реальную поддержку со стороны губернатора Андрея Травникова и областного министерства науки. Раньше никогда такого не было, чтобы новые лаборатории создавались за счёт областного бюджета. Эту идею надо масштабировать», — прокомментировал руководитель института.
Другая основа для взаимодействия ИХБФМ с бизнесом — сельское хозяйство. В частности, с группой компанией ЭФКО институт развивает проект по созданию сладких белков — заменителей сахара для диабетиков. К 2025 году консорциум, в который входит институт, планирует построить завод по производству этих белков. По мнению министра Вадима Васильева, такие заказы дорогого стоят, и задача областной власти — подогреть интерес инвесторов и сделать так, чтобы связка науки и бизнеса была прочной.
КОММЕНТАРИЙ
Вадим ВАСИЛЬЕВ, министр науки и инновационной политики НСО:
— Сейчас мы прорабатываем наш инструмент — субсидии на трансфер технологий, который позволяет нам привлекать деньги в науку. В этом году мы получили увеличенный объём финансирования и можем потратить 170 млн рублей за год. Это позволило нам увеличить размер проектов: участники СиббиоНОЦ могут в зависимости от размера проекта получать на него 5 или 10 млн, остальные участники — 3 млн рублей в год. Профинансировать НИОКР научных институтов сейчас могут только предприятия из Новосибирской области, но мы понимаем, что крупные заказчики Академгородка разбросаны по всей стране, и сейчас будем обсуждать изменения в механизм для привлечения в регион крупных индустриальных партнёров из-за его пределов.
Виталий СОЛОВОВ | Фото Валерия ПАНОВА