Ученые Федерального исследовательского центра Красноярский научный центр СО РАН совместно с партнерами из нескольких зарубежных и российских университетов создали молекулярные конструкции (аптамеры), которые можно использовать для определения циркулирующих опухолевых клеток в крови, а в комплексе с магнитными частицами или дисками — для управляемого разрушения опухолевой ткани. Проект получил поддержку государственной корпорации «Ростех», ожидается, что в 2018 году будет запущено опытное производство и клиническая апробация биосенсоров на основе микрочипа и аптамеров для экспресс-диагностики наиболее распространённых видов онкологии.
Аптамеры — это небольшие молекулы, получаемые химическим синтезом из тех же самых соединений, из которых сделаны молекулы ДНК в живых организмах, и способные специфически связываться с определенными белками-мишенями. Аптамеры предназначены для детекции любых биологических мишеней: тканей, клеток, бактерий, вирусов, молекул.
Разработка и внедрение технологии по использованию аптамеров для борьбы с раковыми опухолями является одним из приоритетных научных направлений Красноярского научного центра СО РАН, которое реализуется при поддержке ФАНО и Правительства Красноярского края. В конце сентября в Красноярске состоялся третий ежегодный междисциплинарный семинар «Цифровые лекарства на стыке наук». На прошедшем семинаре, который был организован ФИЦ КНЦ СО РАН и Красноярского государственного медицинского университета им. профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого, биологи, физики, химики и медики рассмотрели вопросы, связанные с диагностикой и терапией опухолей на основе аптамеров, особенности взаимодействия аптамеров с магнитными наночастицами и проблемы определение мишеней-биомаркеров. Помимо этого, они определили стратегии дальнейшего научного сотрудничества и взаимодействия с индустриальным партнером проекта АО «НПП «Радиосвязь».
Профессор химии Университета Оттавы Максим Березовский представил результаты исследования по селекции аптамеров с заданными свойствами, выполненное совместно с лабораторией биомолекулярных и медицинских технологий КрасГМУ (руководитель лаборатории Анна Кичкайло) и лабораторией управляемых цифровых лекарств и роботизированных систем тераностики ФИЦ КНЦ СО РАН (заведующий Сергей Замай). Ученые показали, что аптамеры можно использовать для определения циркулирующих опухолевых клеток в крови, а в комплексе с магнитными частицами или дисками — для управляемого разрушения опухолевой ткани. Все это возможно благодаря тому, что аптамеры «умеют» распознавать молекулярные изменения при трансформации здоровых клеток в опухолевые.
«Чтобы разработать препарат для обнаружения опухоли, нужно подобрать подходящие аптамеры, на основе которых можно сделать спрей, способный окрашивать только зараженную часть. В этом случае пораженные клетки легко увидеть с помощью специальных устройств. Если говорить о традиционной операционной практике, то врачу в больнице требуется около 20 лет тренировок, чтобы на глаз распознавать опухоль и удалять ее», — рассказал Максим Березовский. Использование же спрея с аптамерами позволяет специалисту быть уверенным, что он вырезает именно опухоль, которую невозможно рассмотреть обычным глазом. Это означает, что удалять новообразование можно более радикально, а значит, и продлить жизнь пациенту.
Старший научный сотрудник Института физики им. Л.В. Киренского ФИЦ КНЦ СО РАН Кандидат химических наук Феликс Томилин на примере действия вируса птичьего гриппа на человека пояснил, как аптамеры связываются с целевой клеткой. Ученые научились выполнять очень сложную и необходимую задачу — воссоздавать трехмерную модель аптамера и прогнозировать его взаимодействие с белком, зная только химическую формулу и форму молекулы. Теперь перед исследователями стоит более сложная задача рассчитать силы межмолекулярных взаимодействий и точно найти места связывания аптамера с белком.
Направление развития аптамеров получило поддержку государственной корпорации «Ростех». Генеральный директор «Ростеха» Сергей Чемезов на конференции «Биотехмед—2017» объявил, что корпорация займется разработкой «цифровых лекарств». В первую очередь, они будут применяться в борьбе с рядом смертельно-опасных онкологических заболеваний. Ожидается, что в 2018 году «Ростех» запустит опытное производство и клиническую апробацию биосенсоров на основе микрочипа и аптамеров для экспресс-диагностики наиболее распространённых видов онкологии.
«Структурное подразделение «Ростеха» (АО «НПП «Радиосвязь») уже выпустило пробную партию электрохимических чипов для этого метода, апробации уже проводятся. Кроме того, специалисты АО «Радиосвязь» дорабатывают приборы для электрохимических исследований (потенциостаты). Думаю, что в следующем году нам удастся опробовать всю систему на клинических образцах», — добавила Анна Кичкайло.
В Красноярске уже провели несколько операций с использованием спрея из аптамеров для определения границ глиальных опухолей головного мозга.
Группа научных коммуникаций ФИЦ КНЦ СО РАН
Фото предоставлено Анной Кичкайло
источник: http://www.sbras.info/news/sibirskie-uchenye-sozdali-tsifrovye-lekarstva-dlya-terapii-onkologii