Ученые НМИЦ им. В.А. Алмазова провели успешные доклинические исследования нового препарата для лечения и профилактики хронической тромбоэмболической легочной гипертензии. Эффективный анализ результатов испытаний был проведен с помощью программного обеспечения, разработанного учеными СПбГЭТУ «ЛЭТИ». В дальнейшем предложенное соединение может лечь в основу лекарств для терапии опасных заболеваний легких. Результаты исследования опубликованы в научном журнале International Journal of Molecular Sciences.
Интерфейс приложения
Тромбоз – это процесс образования в сосудах человека свертков крови (тромбов). С одной стороны, тромбоз является защитной реакцией организма, например, когда надо остановить кровотечение после повреждения сосудов. С другой стороны, этот процесс возникает вследствие различных заболеваний и патологических состояний (атеросклероз, инфекции и проч.). Тогда образовавшиеся в сосудах тромбы или их части могут оторваться и мигрировать в другие участки кровеносной системы, создав препятствие току крови.
Острое закупоривание участков кровеносной системы тромбом или его фрагментом называется тромбоэмболией. Наиболее опасно это заболевание проявляется в легких, когда часть тромба застревает в легочной артерии и ее ответвлениях, что с течением времени приводит к необратимым изменениям в сосудах. В этом случае развивается легочная гипертензия – заболевание, которое ведет к серьезной сердечной недостаточности, а в случае отсутствия лечения – к смерти пациента в течение нескольких лет. Поэтому научные группы по всему миру ведут разработки новых способов для терапии этого заболевания.
«Мы впервые предложили использовать для лечения легочной гипертензии ингибитор Янус-киназы, он зарегистрирован и широко используется в медицинской практике, правда, для лечения совсем других заболеваний. Результаты доклинических испытаний показывают, что он позволяет снять симптомы, спасти сосуды легких, а следовательно, и продлить жизнь пациенту», – рассказывает заведующий НИЛ патологии малого круга кровообращения НМИЦ им. В.А. Алмазова Андрей Карпов.
Он пояснил, что, когда фрагмент тромба закупоривает легочную артерию, это приводит к легочной гипертензии и увеличению нагрузки на правый желудочек сердца, что опасно развитием сердечной недостаточности. В ответ организм пытается побороть недуг и запускает воспаление, сосуды спазмируют. Подобная защитная реакция не приводит к рассасыванию тромба, однако вызывает серьезное недомогание организма, которое в короткие сроки может стать причиной летального исхода пациента.
«Ингибитор Янус-киназы блокирует защитную реакцию организма и нормализует его состояние. Поэтому с помощью предложенного соединения можно продлить жизнь пациента для дальнейшей подготовки к операции по удалению тромба», – добавляет лаборант-исследователь НИЛ патологии малого круга кровообращения НМИЦ им. В.А. Алмазова Леонид Шиленко.
Доклинические исследования препарата проводились на лабораторных крысах: ученые ввели им лекарственное вещество, а затем сделали 1883 микрофотографии легочных артерий грызунов в разрезе, чтобы изучить, как на них повлияло потенциальное лекарственное соединение. Для эффективного и автоматизированного анализа такого большого количества снимков медики использовали специальную программу, разработанную учеными Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ».
«Наше приложение позволило в 4 раза повысить скорость анализа микрофотографий, собранных во время проведения доклинических испытаний нового лекарства для лечения легочной гипертензии, вызванной тромбоэмболией в легких», – рассказывает разработчик программы, магистрант факультета радиотехники и телекоммуникаций СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Ксения Санарова.
Принцип работы приложения основан на обработке электронных микрофотографий легочных тканей с фиброзом, которые представлены в виде цветовой пиксельной сетки. Каждый пиксель несет в себе информацию о состоянии ткани (красный цвет – норма, синий – патология). Первая версия программы при помощи алгоритмов искусственного интеллекта автоматически может локализовать области с фиброзом, а также определить соотношение больной и здоровой ткани.
В новой версии приложения ученые ЛЭТИ также добавили возможность медикам с помощью специальных инструментов корректировать результаты оценки микроснимков, в случае если врачи не согласны с результатом автоматического анализа. Скорость обработки снимков по сравнению с «ручным» анализом выросла в 3 раза (на обработку 1883 снимков с помощью приложения ушло около 5 дней, а без него – почти 14 дней).
Сейчас группа исследователей готовится к проведению клинических испытаний препарата. Конечная цель исследователей – вывести его на рынок в качестве лекарства от легочной гипертензии.
Научная работа проводится в рамках гранта Минобрнауки РФ на проведение крупных проектов по приоритетным направлениям научно-технологического развития (соглашение № 075-15-2020-800).
Источник информации и фото: СПбГЭТУ "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)
