Российские учёные создают молекулы-киллеры, которые могут заставить раковые клетки совершить «самоубийство». И всё это — при помощи искусственного интеллекта.
Об этом рассказал профессор факультета биоинженерии и биоинформатики МГУ имени М.В. Ломоносова Андрей Головин, выступая в рамках V Конгресса молодых ученых в Сириусе (Сочи).
Белки-убийцы с программой самоуничтожения
У наших клеток есть интересная встроенная система безопасности. Называется она - апоптоз, или запрограммированная гибель клетки. Включается этот механизм, например, когда клетка стареет или повреждается - после этого она самоликвидируется. При этом не наносят урона соседним работающим клеткам.
За эту работу отвечают особые ферменты — каспазы.
Вот только раковые клетки научились обманывать эту систему. Они просто отключают программу самоуничтожения и становятся практически бессмертными. Опухоль растёт, метастазирует.
А что если научить молекулы обходить эту защиту и принудительно запускать апоптоз именно в раковых клетках? Этим и занимается команда российских учёных под руководством профессора Андрея Головина из Университета «Сириус» и МГУ.
Учёные создают абзимы — гибридные молекулы, где структура антитела сочетается с активным центром фермента каспазы.
Что это вообще такое? Давайте разберём максимально просто.
Антитела — это молекулы иммунной системы, которые умеют находить конкретные мишени с хирургической точностью. Каспазы — это те самые «белки-убийцы», запускающие апоптоз. Обычно они мирно дремлют в клетке в неактивной форме, но получив сигнал, тут же начинают расщеплять белки, что уничтожает клетку.
Идея команды Головина проста и гениальна одновременно: взять структуру антитела (чтобы точно находить раковые клетки) и встроить в неё активный центр каспазы (чтобы запускать апоптоз). Получается молекула-трансформер: она доставляет «программу самоуничтожения» прямо в опухолевую клетку.
Попав в опухолевую клетку, эта молекула начинает расщеплять белки, активирует эндонуклеазы (которые рвут ДНК на куски) и в итоге запускает весь каскад программированной смерти.
Проект находится на ранней стадии, но потенциал огромный.
Головин и его команда используют машинное обучение в сочетании с физическими методами молекулярной динамики. ИИ предсказывает трёхмерную структуру белка, оптимизирует последовательность аминокислот и фактически «пересаживает» активный центр каспазы в петлю антитела. ИИ ускоряет весь цикл в тысячи раз по сравнению с традиционной белковой инженерией.
Теперь можно спроектировать абзим с нужными характеристиками: чтобы он распознавал именно раковые клетки, проникал внутрь и запускал каскад апоптоза через каспазу-3, каспазу-7 или другие ферменты из этого семейства.
Главное преимущество такого подхода — избирательность. Химиотерапия действует как ковровая бомбардировка: убивает и раковые, и здоровые быстро делящиеся клетки. Отсюда выпадение волос, тошнота, подавление иммунитета. Абзимы же работают как снайперы: находят только опухолевые клетки и уничтожают их, не затрагивая нормальные ткани.
Второй плюс — персонализация. Абзимы можно адаптировать под конкретный генотип опухоли пациента. Рак молочной железы у одной женщины может сильно отличаться от аналогичного рака у другой на молекулярном уровне. Абзимы можно «настроить» на конкретные мутации.
Конечно, не стоит ждать чудо-препарат в ближайшие месяцы. Впереди долгая дорога: лабораторные тесты на культурах клеток, эксперименты на животных, доклинические и клинические испытания. Нужно убедиться, что абзимы не вызывают побочных эффектов, что они стабильны в кровотоке, что их можно производить в промышленных масштабах.
V Конгресс молодых ученых проходит 26-28 ноября 2025 года в Научно-технологическом университете «Сириус» (Сочи) - это крупнейшее научное событие года в России, которое проходит в рамках программы Десятилетие науки и технологий. В Конгрессе участвует свыше 8 тысяч человек из 88 регионов страны.