Автор статьи Волчков Станислав Евгеньевич - главный врач, врач организатор здравоохранения, аллерголог-иммунолог, терапевт клиники IBC https://ibioclinic.com/
Четыре миллиарда лет живые организмы эволюционировали, вырабатывали новые механизмы выживания и приспособления. В рамках эволюции формировались новые биохимические реакции, способы сохранения и передачи информации. От одноклеточных организмов мы пришли к сложным многоклеточным «биохимическим машинам». По современным данным в организме содержится более 3-х триллионов ядерных клеток, которые выполняют разнообразные функции. По грубым данным - более
230-ти типов клеток специализируются на разного рода работах и это, не считая множества подтипов и вариантов. Получается невероятно сложная система взаимосвязей всех клеточных элементов в одном организме, и все это работает синхронно, точно и вопреки множеству неблагоприятных внешних факторов позволяет выживать и эволюционировать дальше.
Как мы знаем, самое надежное – это самое простое, также мы знаем, что самое надежное не означает самое эффективное. Подтверждение этому можно увидеть повсеместно в нашей жизни: мы не спорим о надежности счетов и калькулятора, равно как и лома и пневматического отбойного молотка. Конечно, где появляется высокая эффективность, возникают сложные технологии, которые оказываются не так надежны - тем не менее мы не отказываемся от них, а их надежность со временем оттачивается, растет, и мы получаем новые инструменты. В организме происходит так же. И подчиняясь этим простым законам, новые механизмы остаются эффективными, но менее надежными. Сейчас, с повышением доступности генетических анализов, мы все чаще видим генетические аномалии у людей, страдающих, казалось бы, обычными заболеваниями. Поломки в генах ассоциированы и с ДЦП, и с переломами костей, с особенностью течения и заболеваемостью вирусными и бактериальными инфекциями, аутоиммунными заболеваниями и т.д. Плохое настроение, утомляемость, депрессия также могут быть ассоциированы с генетическими особенностями индивида, подсвечивая особенности метаболизма нейромедиаторов. Возможно, некоторые возразят: «если бы это была генетика, то соответствующее состояние было бы с нами на протяжении всей жизни!», но это верно только при крупных хромосомных аномалиях или так называемой «большой», синдромальной генетике, где есть повреждения ключевых генов. В случае, когда мы имеем единичные генетические аномалии (замены нуклеотидов) или так называемые полиморфизмы в организме может «выпадать» или снижаться эффективность одной или более биохимических реакций, но, как мы говорили ранее, более «исторические» (ранние) гены подхватят исполнение утраченной функции, хоть и менее эффективно. Таким образом, долгое время мы можем не замечать каких-либо «слабостей» нашего организма, пока, например, не возникнет дефицит субстрата для работы определенного гена, ведь так или иначе каждый ген – белок – механизм — это винтик в биохимическом процессе, и субстратом для процесса будут являться разные химические, органические и неорганические элементы.
После такого введения попробуем перейти к биотехнологиям. Биотерапия – это область медицины, в которой используются разработки, основанные на фундаментальных знаниях биологии. Это значит, что ученые нашли и идентифицировали работу многих генов и биохимических процессов, стали понимать и строить схемы таких процессов, выявлять «слабые» места в этих реакциях и понимать вспомогательные механизмы. Так, в процессе этих открытий мы научились понимать, где и какое звено мы можем усилить, и где мы можем использовать альтернативные пути метаболизма. Фактически, ученые научились «выделять» некоторые механизмы, придуманные природой и использовать их на благо человека. К таким технологиям можно отнести:
- цитокины и хемокины – белковые вещества, регулирующие работу клеток;
- рекомбинантные белки (пептиды) и антитела – белковые молекулы, аналогичные нашим и используемые в качестве регуляторов работы клеток;
- олигонуклетоиды, РНК и ДНК редактирование и модификация – использование малых молекул для регуляции экспрессии генов и белков;
- микровезикулы и экзосомы, производимые клетками – регуляторные частицы, производимые клетками и содержащие информацию о регуляции работы клеток;
- клеточные технологии – использование клеток человека (аутологичных или донорских) для стимуляции репарации.
К биотехнологиям можно отнести и более простое, но от этого не менее эффективное применение различных ко-стимуляторов и органических элементов – субстратов метаболизма, запуская альтернативные пути метаболизма и разгружая «ослабленные».
Что из вышеописанного уже можно встретить в медицине? Конечно же сейчас врачи активно используют различные препараты, содержащие ко-стимуляторы и органические и неорганические элементы, активируя метаболические пути. Это к примеру – тиоктовая кислота,
S - аденозилметионин, N-ацетил-L-цистеин, этилметилгидроксипиридина сукцинат и многие другие. Многие из перечисленных соединений присутствуют в качестве лекарственных средств и включены в различные стандарты оказания медицинской помощи. Описанные препараты используются как клеточные протекторы и стимуляторы метаболизма.
Рекомбинантные цитокины и химокины также существуют в виде лекарственных средств, как например, интерлейкин-2, интерфероны, Г-КСФ, VEGF. Эти препараты стимулируют иммунную систему и кроветворение, рост эндотелия сосудов.
Рекомбинантные белки, антитела используются для лечения аутоиммунных заболеваний, онкологии и в ряде других областей. Чаще всего такие препараты называют таргетными. Это, к примеру, ритуксимаб, бевацизумаб, трастузумаб, эволокумаб, окрелизумаб, омализумаб и многие другие препараты.
Следующие по списку технологии, пока не доступны повсеместно, большая часть их проходит клинические испытания. Но есть и несколько готовых препаратов. В этом разделе мы представим одобренные препараты, способные модифицировать поврежденную ДНК (Hemgenix, Zynteglo, Zolgensma, Luxturna), стоимость таких препаратов колеблется от 500 тысяч до 6 миллионов долларов за препарат, однако за такую стоимость производители обещают лечение генетических заболеваний. Помимо препаратов, меняющих генотип пациента, сейчас идет активная разработка и апробация препаратов индукторов и ингибиторов матричных РНК, микроРНК. Такие препараты могут менять программу клетки, например, блокируя ее пролиферацию или синтез какого-либо белка – так называемая смысловая и антисмысловая РНК терапия (sense – antisense). Предполагается применение таких препаратов для лечения малых и крупных генетических аномалий, опухолевых заболеваний.
Микровезикулы – еще одно активно разрабатываемое направление медицины. Микровезикулы и, в частности, их часть – экзосомы — это клеточная почта в прямом смысле! Вырабатываемые клетками частицы содержат в себе участки некодирующих молекул РНК, которые регулируют работу других клеток. В нашем организме клетки постоянно используют такую почту для синхронизации работы. Ученые нашли способ изолировать такие частицы и использовать их. Экзосомы способны регулировать иммунную систему, активировать регенерацию, обеспечить защитную функцию клеткам. Потенциал их применения действительно огромен! Сейчас в мире, к сожалению, нет зарегистрированных лекарственных средств на их основе, но есть косметические средства, которые помогают восстанавливать кожу после травматических косметологических процедур. По крайней мере не менее 15-ти крупных мировых компаний сейчас находятся на разной стадии испытаний экзосом для лечения разных серьезных заболеваний.
Клеточные технологии – это технологии, в основе которых лежит применение клеток пациента или доноров для лечения различных заболеваний. Клетки у многих на слуху и порой не с лучшей стороны – много историй в прессе про стволовые клетки и опухолевые заболевания сделали свое дело. Хотя клеточные технологии — это очень обширная область, а не только стволовые клетки. В настоящее время официально одобрены: трансплантация гемопоэтических стволовых клеток при онкологии, использование фибробластов для лечения ожогов, химерные лимфоциты для лечения онкологических заболеваний (CAR-T клетки, препараты Kymriah, Yescarta, Tecartus). Помимо этого, множество клеточных препаратов проходят испытания и показали свою безопасность и эффективность. Так, в частности, препараты на основе пуповинной крови и мезенхимально стромальных клеток используют в клинических исследованиях для лечения ДЦП, аутизма и других последствий поражения ЦНС. Высоки перспективы применения Т- регуляторных клеток для лечения аутоиммунных заболеваний. Проводятся новые разработки по получению органов и тканей на основе 3d- печати с геномодифицированными и нативными клетками.
Сейчас действительно медицинская наука получает новый импульс развития, который, - надеюсь - приведет к действительно новым уникальным и полезным открытиям. В них, равно как и в интеграции этих открытий в практическую медицину, активно участвует наша научная группа: совершенствуя и доводя до высочайшей степени эффективности уже состоявшиеся прорывы; разрабатывая собственные инновации, сочетая между собой различные протоколы в сфере биотехнологий и предлагая индивидуализированные решения.
Ведущие эксперты в области мировой медицины признают, что мы вступили в эру, когда персонификация клеточной терапии в ряду бесчисленных видов заболеваний становится самым обнадёживающим способом их излечения, или, как минимум, достижения ремиссии по ним со значительным улучшением качества жизни.