Целебные идеи: как молодые ученые создают новые лекарства и технологии

Многие заболевания, которые раньше считались неизлечимыми, сегодня успешно контролируют или переводят в хроническую форму благодаря новым препаратам и технологиям. Но их изобретение — один из самых сложных и дорогих процессов в науке. От поиска и отбора перспективного соединения до выхода лекарства на рынок может пройти не один год. При этом число отечественных разработок постоянно растет: наша страна третья в мире по числу клинических испытаний медикаментов, их создают при поддержке нацпроекта «Новые технологии сбережения здоровья». Рассказываем, какие решения предложили молодые ученые, работающие в вузах.

Каждый год в России поступает в продажу около 6 млрд упаковок различных лекарств, и 72% из них — это препараты отечественного производства. Об этом сообщил глава Минздрава Михаил Мурашко. Также, по его словам, в нашей стране изготавливают уже 81% средств из перечня жизненно необходимых препаратов.

При поддержке нацпроекта «Новые технологии сбережения здоровья» в этом году запланировали провести свыше 50 научных исследований, а по их итогам создать не меньше 10 новых лекарственных препаратов, более 30 медицинских изделий и 10 инновационных медицинских технологий. 

В перспективе к 2030 году, как отмечено в Стратегии развития здравоохранения, доля лекарств отечественного производства должна достичь 90%, а медицинских изделий — 40%.

Кроме того, до 90% вырастет доля российских препаратов в перечне жизненно необходимых средств лечения.

«Страна под сегодняшними вызовами четко идет по пути наращивания научных и клинических исследований, — отметил Михаил Мурашко. — Мы занимаем третье место в мире по проведению клинических исследований по новым лекарственным препаратам. И, конечно, мы ждем молодежь, которая придет в наши лаборатории, в клиники и тоже внесет вклад в это направление».

Ученые Передовой инженерной школы Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) вместе с врачами Медицинского комплекса этого вуза разрабатывают технологию нового поколения для лечения рака крови. Их цель — создать персонализированную клеточную CAR-T-терапию для спасения пациентов в случаях, когда оказались бессильны химио- и лучевая терапия.

Принцип действия нового метода основан на анализе клеточной активности. Большинство существующих препаратов нацелены на один белок-маркер CD19, однако лечение осложняет способность опухолевых клеток его маскировать. Чтобы изменить ситуацию, команда ДВФУ взялась разработать препарат с новым белком-мишенью, дав импульс развитию персонализированной клеточной терапии в России.

Суть предложенной ими терапии заключается в том, что врачи берут у пациента собственные клетки иммунной системы, затем с помощью генно-инженерных технологий «обучают» их распознавать опухоль и возвращают обратно в организм человека.

«Наша цель — выстроить полный цикл: от научной разработки до применения в клинической практике», — рассказал руководитель проекта, старший сотрудник департамента комплексных проектов Передовой инженерной школы ДВФУ Сергей Ларин.

Прежде чем взяться за столь важную разработку, специалисты университета прошли стажировку и изучили полный цикл создания CAR-T-препарата — от разработки генетических конструкций до контроля качества готового продукта. Как сообщили в вузе, по окончании исследования именно медицинский комплекс вуза станет площадкой для внедрения перспективной технологии.

Актуальные исследования проводят и в Башкирии. Ими занимаются совместно ученые Башкирского государственного медицинского университета (БГМУ) и Ханчжоуского педагогического университета из Китая. Результатом стало принципиально новое соединение для лечения острого инфаркта миокарда. Эта разработка дополняет существующие методы, делая восстановление кровотока после операций на сердце более безопасным для его тканей.

Поясним, что при проведении стентирования или растворения тромба отключается кровоток, клетки сердца в это время испытывают кислородное голодание. А когда кровоснабжение возобновляется, они могут пострадать от стрессовой нагрузки. Новая молекула, разработанная башкирскими и китайскими специалистами, способна защитить организм именно в этот момент. 

«Возвращение крови к поврежденной ткани наносит клеткам дополнительный удар — реперфузионное повреждение. С помощью данной молекулы мы нашли способ встроиться во внутренние механизмы клеточной гибели сердечной мышцы и „успокоить“ поврежденные ткани в критический момент», — рассказал заведующий кафедрой внутренних болезней БГМУ Антон Тюрин.

В ходе исследований ученые работали с белком убиквитином. Испытания показали: если снизить его активность в зоне ишемического поражения сердца, это значительно повышает способность клеток восстанавливаться. Чтобы проверить эффективность нового соединения, провели серию тестов на животных в лаборатории малых таргетных молекул Башгосмедуниверситета. Эксперименты показали, что у подопытных заметно уменьшилась зона омертвения сердечной мышцы. Сейчас клинические исследования продолжаются.

Болезнетворные микроорганизмы были и остаются одной из главных причин заболеваний, способных привести к инвалидности или даже смерти. Уникальный экспресс-метод определения возбудителей опасных инфекций запатентовали специалисты Пензенского государственного университета (ПГУ).

Их разработка с применением тензиометрии (измерения поверхностного натяжения жидкостей. — Прим. ред.) позволяет идентифицировать патоген всего за 100 секунд — в отличие от общепринятого бактериологического метода, при котором биоматериал помещают в питательную среду и ждут изменений.

«Каждый вид микроорганизма продуцирует свой уникальный набор поверхностно-активных веществ. Это и формирует специфический тензиометрический профиль — характерную кривую изменения поверхностного натяжения. Именно это лежит в основе нашего метода», — прокомментировала один из авторов методики, доцент кафедры «Хирургия» ПГУ Елена Феоктистова. 

Специально для этой разработки исследовали величины динамического поверхностного натяжения 48 образцов бактериологических культур. Для каждого микроорганизма создали модель, загруженную в специальную программу со встроенной нейронной сетью. В итоге сформирована эталонная база, с которой можно сопоставить результаты анализов. 

«С новым способом врач может начать специфическую терапию значительно раньше, чем при традиционном бактериологическом исследовании. Это особенно важно для пациентов с тяжелыми инфекциями, у которых каждый день промедления может усугубить течение заболевания», — пояснила Елена Феоктистова.

Отметим, что новая процедура безопасна для медперсонала, поскольку лаборанты работают с патогеном, который уже неактивен. К тому же такой анализ не требует значительных затрат. Новый метод уже начали применять в Пензенской областной клинической больнице имени Н. Н. Бурденко.

Стартап молодых ученых Томского государственного университета (ТГУ) поможет всем медикам, разрабатывающим препараты. Внедряемая ими веб-платформа позволит виртуально оценивать токсичность молекул еще до того, как над ними начнут работать в химической лаборатории. 

У платформы несложный принцип действия: в браузер вводят название структуры соединения, а алгоритм автоматически рассчитывает ее физико-химические и структурные свойства. В результате после сопоставления полученных данных с виртуальной библиотекой система выдаст свою оценку общей токсичности исследуемого материала. Благодаря этому ученые сразу поймут, стоит ли продолжать эксперимент или нужно искать иное решение. Это сэкономит немало времени и средств.

Ученые уточняют, что данная идея, конечно, не оригинальна, однако ранее подобные консультации оказывали только зарубежные веб-ресурсы.

«В условиях санкций зависимость от заграничных веб-сервисов может создавать для российских научных и фармацевтических организаций преграды. Они связаны, в частности, с ограничением доступа к зарубежной цифровой инфраструктуре. Но наш ресурс готов помочь исследователям», — поясняет руководитель проекта, аспирантка Биологического института ТГУ Светлана Ямщикова.

Потенциальные пользователи нового ресурса — это фармацевтические и биотехнологические компании, а также научно-исследовательские институты и университетские лаборатории. Платформа не потребует от ученых особых навыков программирования. У нее будет простой интерфейс на русском языке. 

А мы напоминаем, что ключевая задача национального проекта «Новые технологии сбережения здоровья» — сделать медицинские исследования более результативными, а также организовать внедрение разработок в клиническую практику. Это обеспечит к 2030 году высокий уровень технологического суверенитета в сфере выпуска лекарств и медизделий.