Онкоробот, меченые протеины и ДНК для лечения меланомы – как российские ученые ведут борьбу с раком

7 апреля, в годовщину основания Всемирной организации здравоохранения, отмечают Всемирный день здоровья. В наши дни одной из главных угроз для здоровья человека остаются онкологические заболевания. В российских вузах и научно-исследовательских центрах рассказали о разработках и исследованиях, которые, возможно, помогут в борьбе с этим недугом. 

Онкоробот 

Небольшая мобильная установка под рабочим названием «Онкоробот» оборудована монитором с одной стороны и специализированным источником излучения с другой. С ее помощью в скором будущем ученые и медики планируют проводить терапию рака легких. Установку создали ученые Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета (СПбГЭТУ) «ЛЭТИ» при активном участии специалистов ЦНИИ робототехники и технической кибернетики и АО «Светлана-рентген», реализовав идею коллег из Центра торакальной хирургии МСЧ №122. 

Преимущество «Онкоробота» в том, что он действует только на раковые клетки, не затрагивая  при этом здоровых, тогда как при традиционных методах лучевой терапии облучение здоровых клеток нередко становится причиной «вторичных раков».  

«Особенность нашего устройства в том, что рентгеновское излучение подводится непосредственно к очагу заболевания. Это делается через прокол в грудной клетке, куда вводится анод рентгеновской трубки, и уже с помощью автоматизированного манипулятора по заранее определенной траектории движения анода облучается ложе опухоли.  Окружающие его здоровые клетки при этом не страдают», — рассказывает один из разработчиков, заведующий кафедрой электронных приборов и устройств СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Николай Потрахов. 

Макет установки был представлен на нескольких крупных выставках, в том числе на «Вузпромэкспо-2021». Несколько онкоклиник Санкт-Петербурга готовы приобрести установку — в них такой метод противораковой терапии оценивают как эффективный. В ближайшем будущем «Онкороботу» предстоит пройти доклинические испытания. 

«До конца года, я надеюсь, мы завершим испытания на животных. В больницы наша установка, если все будет хорошо, может попасть уже в следующем году», — говорит Николай Потрахов.  

Индивидуальный подход

Сегодня наиболее важным в борьбе с онкологией специалисты считают индивидуальный подход к каждому пациенту. Чтобы назначить какое-то из уже возможных лечений — лучевую, иммунную или таргетную терапию, операцию, базовую химиотерапию — ученым приходится изучать молекулярную природу каждой опухоли. Это возможно, в частности, благодаря такому методу, как онтологическая модель онкодиагностики.  Помимо того что она помогает назначить индивидуальное лечение каждому больному, по результатам ее данных также возможно выстроить стратегию работы с его родственниками. 

Развитием такого метода диагностики занимаются, к примеру, в Крымском федеральном университете (КФУ) им. В.И. Вернадского. 

«Конечно, это не новый метод. Но изучая такие виды раков, как онкология предстательной, щитовидной и молочных желез, колоректальный рак, меланому, аденокарциному эндометрия, нам в КФУ уже удалось увидеть какие-то пробелы в клинических рекомендациях в нашем регионе. Мы дополняем их, проводим научные доклинические исследования, чтобы в дальнейшем можно было расширить спектры диагностики и лечения, и использовать подходы, которые ранее не применялись», — говорит Евгения Зяблицкая, заведующая Центральной научно-исследовательской лабораторией Медицинской академии КФУ.   

Ряд интересных научных открытий ученым КФУ в работе с онтологической моделью онкодиагностики уже удалось сделать. 

«Мы обнаружили изменения в полиморфизмах генов у пациентов с раком молочной железы, которые принадлежат к разным национальностям. То есть, например, у нас, в Крыму, у татарского населения это одного типа мутации, а у славянского — другого. При обследовании рака щитовидной железы мы предложили механизм молекулярной диагностики, чтобы еще на дооперационном этапе точно сориентировать хирурга, какую часть железы необходимо удалить, и нужно ли это вообще, ведь иногда достаточно лечения у эндокринолога или лекарственной терапии», — делится некоторыми итогами работы Евгения Зяблицкая. 

Фрагменты ДНК против рака 

Еще одно исследование, которое ведут ученые Крымского федерального университета вместе с коллегами из Дальневосточного федерального университета и Российского химико-технологического университета им. Д.И. Менделеева, — это использование синтетических фрагментов ДНК, способных разрушать раковые клетки при меланоме.  

Одна из основных проблем при раке кожи заключается в том, что нездоровые клетки, находящиеся вблизи от опухоли («полевые» раковые клетки), невидимы глазу.    

«Получается, что нет четких границ для иссечения опухоли, и таким образом полное излечение от меланомы гарантировать нельзя», — снова рассказывает Евгения Зяблицкая из КФУ, которая является соавтором исследования. 

В ходе изучения было выявлено, что именно антисмысловые олигонуклеотиды (короткие фрагменты ДНК), которые можно включить, например, в состав мазей, дают надежду на удаление таких «полевых» клеток. Разработка также была представлена на «Вузпромэкспо-2021». Сейчас она находится на стадии доклинических исследований.

Меченые протеины 

По данным Всемирной организации здравоохранения, рак молочной железы стал главной причиной смерти женщин от онкологических заболеваний. Только в 2020 году было зарегистрировано свыше 2,2 млн случаев этого заболевания. 

Ученые из НИИ онкологии Томского национального исследовательского медицинского центра (ТНИМЦ) вместе с коллегами из Томского политехнического университета и Института биоорганической химии Уппсальского университета (Швеция) занимаются изучением нового метода диагностики HER2-позитивного рака молочной железы.  Этот тип характеризуется агрессивным течением и неблагоприятным прогнозом, требует назначения специального таргетного лечения. Такие исследования проводятся впервые в мире.

«Это направленная радионуклидная диагностика с использованием новейшего класса протеинов, которые метятся радиоизотопами и цепляются к опухолевым клеткам с гиперэкспрессией данного рецептора. Протеин, помеченный радиоизотопом, вводится внутривенно пациенту. С током крови он распространяется по организму и цепляется к рецептору на поверхности опухолевых клеток выявленных опухолевых очагов. Это может быть как первичная опухоль, так и метастатические очаги в отдаленных органах и тканях», — объясняет Ольга Брагина, соавтор исследования, доктор медицинских наук, старший научный сотрудник отделения радионуклидной диагностики НИИ онкологии Томского национального исследовательского медицинского центра, старший научный сотрудник Научно-исследовательского центра «Онкотераностика» Томского политехнического университета. 

Благодаря этому методу диагностики ученые могут одномоментно и оценить распространенность опухолевого процесса без использования дополнительных инвазивных процедур, и определить молекулярные характеристики опухоли для назначения соответствующей оптимальной терапии конкретному пациенту. В настоящее время проводится вторая фаза клинических испытаний на базе отделения радионуклидной диагностики НИИ онкологии ТНИМЦ. Дальнейшие этапы испытаний и исследований также будут проходить при поддержке гранта программы «Приоритет 2030», выигранного Томским политехом.