Биологи Ростова-на-Дону продвинулись в создании принципиально новых средств диагностики и лечения онкологических заболеваний. Первые результаты уже защищены патентом.
Разгадать тайны рака пытаются лучшие умы человечества. Во главе угла всех этих поисков прежде стояло утверждение: рак вызывают мутации генов. Это была догма в молекулярной биологии. В значительной степени сверхдорогой международный проект “Геном человека” (завершился примерно 10 лет назад) был связан с надеждой понять природу раковых заболеваний. Успехи по обнаружению генов, мутации в которых могут приводить к раку, вселяли надежды, что проблему вот-вот удастся решить. Именно такие настроения царили, по сути, весь прошлый век. Однако титанические усилия мирового научного сообщества привели к скромным результатам. Только в некоторых семейных случаях обнаруживались мутации, “запускающие” рак, при этом они охватывали лишь несколько процентов от всех случаев возникновения опухоли.
И лишь сравнительно недавно ученые выяснили: развитие злокачественной опухоли в большинстве случаев связано не с повреждением генов, а с нарушением их регуляции, в основе которой лежат эпигенетические изменения (изменения экспрессии генов или фенотипа клетки, вызванные механизмами, не затрагивающими последовательности ДНК). Недавно открыт новый уровень регуляции генной активности. Он связан с существованием в клетках микроРНК (рибонуклеиновых кислот). Есть методы, которые позволяют экспериментально измерять концентрацию микроРНК в клетках и констатировать, каким образом она сказывается на работе клетки, в частности определять, злокачественная она или нет. За работу в этом направлении ученым из США Эндрю Файеру и Крейгу Мелло в 2006 году была присуждена Нобелевская премия.
По словам директора Института аридных зон Южного научного центра РАН члена-корреспондента РАН Дмитрия Матишова, молекулярные биологи и генетики всего мира сейчас буквально набросились на микроРНК, пытаясь разобраться в механизме их регуляции. Уже известны тысячи микроРНК, присутствующих в геноме человека. Исследования идут лишь несколько лет, однако результаты очевидны. Установлено: по крайней мере, некоторые из микроРНК “отвечают” за канцерогенез. Как следствие, на повестку дня был поставлен вопрос о создании терапевтических средств лечения опухолей. По словам ученого, общую ситуацию в молекулярной биологии можно назвать “постгеномной эрой”.
В отделе молекулярной биологии ИАЗ изучают механизмы возникновения и развития злокачественных опухолей, зависимые от микроРНК. Исследования идут в модельных условиях на культуре клеток человека. Если разгадать механизмы появления геномной нестабильности и апоптоза регулируемый (регулируемый процесс программируемой клеточной гибели), то можно найти и средства возвращения клетки от предраковых и раковых состояний к норме.
— Мы разрабатываем методы ранней диагностики онкозаболеваний, основанные на определении экспрессии микроРНК в плазме крови, — рассказывает Дмитрий Матишов. — Конечно, для создания надежных тестов нужно иметь большую выборку. В этом направлении мы сотрудничаем с коллегами из Ростовского государственного медицинского университета и Ростовского научно-исследовательского онкологического института. Есть первые результаты работы, длившейся около четырех лет. В этом году вышли две статьи в журнале “Генетика”. Мы получили патент на идентификацию специфических изоформ белка, возникающих в плазме крови заболевших раком простаты — локальным либо распространенным.
Как известно, даже при использовании существующих сегодня методов точный диагноз, особенно на ранней стадии заболевания, многократно увеличивает шансы на выздоровление. Но уже скоро могут кардинально измениться и сами эти методы. Ученые все увереннее говорят об этом. Оказывается, в составе человеческой ДНК есть гены-супрессоры, которые способны не только затормозить развитие опухоли, но и обратить его вспять. Чтобы дать этим генам нужную “команду”, необходимо, считают ученые, привести концентрацию некоторых микроРНК в норму. Вопрос в том, как это сделать.
— Регулируя число этих молекул микроРНК, можно воздействовать на опухоль, толкая ее к деградации. Генетики в разных странах уже создали инструменты, которые позволяют избирательно влиять на работу отдельных микроРНК и генов, функционально связанных между собой. Во-вторых, было доказано на примере лабораторных животных: влияя на функцию отдельных микроРНК, можно остановить развитие злокачественных опухолей. Более того, воздействие такого рода приводит к деградации опухоли даже при возникновении метастаз, когда, по меркам современной медицины, заболевание уже не поддается лечению. Новый подход принципиально отличается от химио- и лучевой терапии, при которых активное вещество или лучи убивают клетки в процессе их деления, независимо о того, здоровые они или же раковые.
— При этом медицина должна стать персонифицированной. Для каждого больного будет найден свой набор “сбойных” микроРНК. Над этим думают сейчас европейцы, американцы, китайцы, россияне, в том числе и ростовчане, — рассказывает Д.Матишов.
В случае успеха появится возможность принципиально новых медицинских технологий. Если в онкологии и будет применяться хирургическое вмешательство, то лишь на внутриклеточном уровне. “В течение ближайшего десятилетия проблема рака будет решена если и не полностью, то в значительной мере, — считает главный научный сотрудник отдела молекулярной биологии доктор биологических наук Валентин Тарасов. — Так говорят прогнозы. Все ли типы рака можно будет лечить таким образом или нет, пока неясно. Будущее покажет. Скорее всего, на первых порах будут какие-то комплексные методы лечения, но вклад новых методов будет возрастать. Что касается нас, то мы будем работать в кооперации с медиками и биоинформатиками, поскольку необходимо создать базу данных и программное обеспечение для оптимизации процедуры лечения в каждом конкретном случае. Речь идет о совершенно новой форме медицины.
К сожалению, опыт показывает: человечество не сразу осознает ни своих возможностей, связанных с новым открытием, ни потенциальных опасностей. Должно пройти какое-то время. Сейчас надо и ученым-биологам, и медикам перестраиваться, менять свой менталитет. Мы становимся свидетелями того, как на базе достижений молекулярной генетики и биологии создается новая медицина, когда врач будет направленно действовать на функцию конкретных микроРНК и генов “больных” клеток человека. И это относится не только к онкогенным, но и к инфекционным, сердечно-сосудистым, нейродегенеративным, эндокринным, аутоиммунным и многим другим социально значимым заболеваниям человека”.
На снимке (слева направо): Дмитрий Матишов, Валентин Тарасов и младший научный сотрудник отдела молекулярной биологии ИАЗ ЮНЦ РАН Николай Бойко
Геннадий БЕЛОЦЕРКОВСКИЙ
Нет комментариев