Вакцины от рака, генная терапия и искусственный интеллект

Развитие медицины — залог процветания людей по всей планете. Какими достижениями ознаменовался в этой сфере 2024 г. и каких прорывов ожидают врачи от ближайшего будущего? Вспоминаем важнейшие итоги уходящего года и с интересом смотрим в 2025 г. вместе с проректором по научной работе РНИМУ им. Н.И. Пирогова, директором Института трансляционной медицины НМИЦ акушерства, гинекологии и перинатологии им. ак. В.И. Кулакова, профессором РАН, доктором биологических наук Денисом Владимировичем Ребриковым.

Терапия нового уровня: от генной терапии до клеточных технологий

«Сегодня гораздо более интенсивно, чем раньше, на рынок выходят высокотехнологичные лекарственные препараты, — рассказал Д.В. Ребриков. — Мы видим, как успешно завершаются начатые несколько лет назад клинические исследования геннотерапевтических, иммунобиологических, клеточных препаратов, чье действие основано на персонализированных подходах к лечению конкретного пациента, и эти лекарства получают разрешение на применение в клинике».

Д.В. Ребриков обратил отдельное внимание на переход к практическому применению геннотерапевтических препаратов, основанных на технологии редактирования генома CRISPR-Cas.

«Сегодня мы наблюдаем выход на рынок целого ряда подобных препаратов [для лечения различных патологий], начиная от наследственных заболеваний глаз, потому что в глаз такой препарат ввести достаточно легко, <…> до системных заболеваний, например, уже есть такое лекарство от серповидно-клеточной анемии <…>, — привел примеры Д.В. Ребриков. — То, что технология CRISPR-Cas уже в принципе вышла на практическое применение, позволяет предполагать, что дальше будут разрабатывать и применять все больше препаратов такого рода. Теоретически это может позволить не только лечить тяжелые наследственные моногенные заболевания, но и выходить на применение таких препаратов для коррекции различных мультифакторных состояний».

В 2024 г. было действительно сделано немало новых шагов в области создания и применения высокотехнологичных препаратов. В начале года группа зарубежных ученых успешно испытала генную терапию наследственного ангионевротического отека: воздействие на нужный ген позволило на 95% снизить содержание в организме пациентов гликопротеина прекалликреина, участвующего в механизме развития приступов. Появились обнадеживающие итоги применения генной терапии против спастической параплегии типа 50 — редкого заболевания, диагностированного всего у 80 детей на планете и вызывающего постепенный паралич конечностей: замена дефектного гена на здоровый остановила развитие болезни и вызвала улучшения в нейроразвитии юного пациента.

В уходящем году генетические технологии помогали справиться и с другими патологиями. Например, исправление нарушений в геноме помогло восстановить слух у детей с наследственной глухотой и в 100 (а в некоторых случаях — и в 10 тыс.) раз улучшить зрение пациентов с врожденным амаврозом Лебера.

Интересны и исследования, проводимые в этой области в настоящее время. Например, сотрудники Медико-генетического научного центра им. ак. Н.П. Бочкова используют технологию CRISPR-Cas9 для разработки методов борьбы с муковисцидозом (пока это заболевание считается неизлечимым) и миодистрофией Дюшенна. Лечить эпилепсию посредством воздействия на экспрессию генов предложили осенью 2024 г. ученые Института эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН. А зарубежные ученые успешно испытали на животных технологию, отключающую дефектный ген, приводящий к развитию фатальной семейной бессонницы — болезни, вызывающей смерть из-за отсутствия сна.

Д.В. Ребриков добавил, что РНИМУ им. Н.И. Пирогова принимает активное участие в генетических разработках в рамках проекта геномных центров, запущенного в нашей стране в 2019 г.

«На базе нескольких российских организаций созданы мощные генетические лаборатории, геномные центры, оснащенные по последнему слову техники. Они специализируются на высокопроизводительном секвенировании, геномном редактировании и целом спектре прочих сложнейших технологий, направленных как раз на разработку сложных, принципиально новых генно-инженерных препаратов, клеточных продуктов и ряда других генетических технологий. Я надеюсь, что университет продолжит работать в поле геномных центров и создавать новые высокотехнологичные лекарственные препараты», — сказал Д.В. Ребриков.

Стоит отметить и некоторые важные решения этого года в области клеточных технологий. Так, исследователи из МГУ им. М.В. Ломоносова создали культуру стволовых клеток, продолжительность жизни которых была увеличена в два-три раза за счет искусственного удлинения концевых участков хромосом — теломер. А ученые из Московского физико-технического института (МФТИ) предложили увеличивать выживаемость стволовых клеток при помощи специальных наночастиц.

Иммунотерапия нового поколения: уникальный препарат от болезни Бехтерева

Ярким прорывом в медицине стало завершение испытаний и начало серийного производства уникального препарата от болезни Бехтерева (анкилозирующего спондилоартрита) — тяжелого аутоиммунного заболевания. Новое лекарство было создано группой российских ученых в сотрудничестве с компанией BIOCAD под руководством ректора РНИМУ им. Н.И. Пирогова академика Сергея Анатольевича Лукьянова и директора НИИ трансляционной медицины РНИМУ им. Н.И. Пирогова члена-корреспондента РАН Дмитрия Михайловича Чудакова.

«Болезнь Бехтерева — аутоиммунное заболевание, при котором собственная иммунная система человека атакует белки его же организма, вызывая непрерывное воспаление суставов. <…> С помощью специальных антител можно выключить “кусочек” иммунитета, атакующий собственные белки пациента. Человеку вводят это антитело, оно отключает часть иммунной системы, при этом, что важно, не нанося урон иммунитету в целом. <…> [Из иммунной системы] исчезает только определенный клон Т-лимфоцитов, связанный с вредом при данном заболевании», — объяснил Д.В. Ребриков.

Подробнее о разработке и действии препарата от болезни Бехтерева можно узнать из интервью «Научной России» с Д.М. Чудаковым.

Привиться от рака

Новый подход к борьбе с онкологическими заболеваниями — создание специальных вакцин — разрабатывается специалистами как в России, так и за рубежом.

В нашей стране параллельно создаются несколько онковакцин. Один из проектов реализуется под руководством Национального исследовательского центра эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф. Гамалеи при участии НМИЦ радиологии и НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина, над другим работают научные центры Федерального медико-биологического агентства. В обоих случаях вакцины основаны на применении мРНК (но в ФМБА также задействуются и другие подходы) и рассчитаны на индивидуальное использование: для каждого пациента такой препарат будет изготавливаться отдельно.

Как сообщал директор НИЦЭМ им. Н.Ф. Гамалеи академик Александр Леонидович Гинцбург, разрабатываемая под руководством центра онковакцина во время доклинических испытаний показала способность уничтожать не только опухоль (меланому), но и метастазы. При этом в подготовке препарата для отдельного пациента будет задействоваться искусственный интеллект. Клинические испытания вакцины ожидаются в 2025 г.

«Ведущие научные организации ФМБА России разрабатывают онковакцины для терапии колоректального рака, меланомы и глиобластомы — одних из наиболее агрессивных и быстро развивающихся форм злокачественных новообразований. <…> Вакцина против колоректального рака уже прошла полный цикл доклинических исследований и готова к применению в клинической практике», — отмечала в конце ноября 2024 г. глава ФМБА Вероника Игоревна Скворцова.

Еще одну вакцину от рака разрабатывает НМИЦ радиологии совместно с Институтом молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН. Этот препарат объединяет четыре непатогенных вируса, не только уничтожающих больные клетки, но и активирующих противоопухолевый иммунитет пациента. Испытания этой вакцины с участием людей запланированы на конец 2024 — начало 2025 г.

Не отстают и зарубежные исследователи. Весной 2024 г. исследователи из Университетского колледжа Лондона приступили к третьей фазе испытаний на людях первой в истории индивидуальной вакцины против меланомы. По предварительным результатам, применение нового препарата в сочетании с иммунотерапией позволило на 49% снизить риск рецидива заболевания и смерти в сравнении с использованием только иммунотерапии. А в конце лета за рубежом начались испытания на пациентах первой мРНК-вакцины от рака легких.

Онковакцины — не единственные перспективные технологии борьбы с раком. Например, отдельное внимание уделяется терапевтическому введению в опухоль наночастиц: в 2024 г. разработки в этой сфере представили Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН и Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ». А к концу года ученые Уральского федерального университета и Уральского государственного медицинского университета синтезировали прототип противоопухолевого препарата со сниженной токсичностью.

Исцелить мозг

«Есть понимание, что мы вплотную подошли к лечению ряда нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона. <…> Я думаю, что не в 2025 г., но в ближайшие три-пять лет <…> эти технологии уже выйдут на клинические исследования и пациенты с этими заболеваниями получат действительно эффективное лечение, что сегодня, к сожалению, остается за пределами возможного», — заметил Д.В. Ребриков.

Важное условие успеха в борьбе с заболеванием — своевременное выявление угрозы. О будущем профилактики нейродегенеративных заболеваний можно узнать из интервью корреспондента нашего портала с заведующим лабораторией нервных и нейроэндокринных регуляций Института биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН академиком Михаилом Вениаминовичем Угрюмовым.

Уже сейчас делаются определенные шаги и в области разработки новых методов лечения заболеваний головного мозга. Например, сложную неинвазивную технологию для прицельного воздействия на пораженные нейроны недавно создали ученые Университета Вашингтона в Сент-Луисе (США).

«Каркас» для живых клеток

Много внимания в современном мире привлекают разработки в области биопечати. Однако, как сообщил Д.В. Ребриков, последние годы не порадовали яркими прорывами в этой области. В качестве альтернативы на передний план выходит технология скаффолдов, при которой биоинженерная конструкция для пересадки пациенту создается из специального каркаса, выступающего в роли носителя для живых клеток.

«Сегодня разрабатываются имплантаты такого типа для применения при операциях на молочной железе. <…> Этот шаг уже почти сделан: по результатам исследований в этой области выходят очень качественные публикации, и, наверное, мы скоро увидим имплантаты, представляющие собой персонально сделанные под пациенток фрагменты ткани, состоящие из некоего каркаса на основе структур, аналогичных коллагену, и клеток самой пациентки. Ожидается, что при пересадке такого имплантата вместо удаленной молочной железы он будет идеально соответствовать окружающим тканям и превзойдет по характеристикам силикон», — сообщил Д.В. Ребриков.

Важные результаты в этой сфере получили в 2024 г. сотрудники Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий Томского политехнического университета совместно с коллегами из России и из-за рубежа. Ученые спроектировали скаффолды для регенерации костной ткани на основе пьезоэлектрического биодеградируемого полимера полигидроксибутирата с добавлением магнитоактивных наполнителей. Особенности материалов помогают ускорить восстановление костей. Технологию успешно испытали на крысах.

На пути к персонализации

Для российских врачей уходящий год ознаменовался важным законодательным решением — теперь изготовленные на территории клиник для лечения конкретных пациентов клеточные продукты официально можно применять без получения регистрационного удостоверения.

«Мне кажется, что это очень важный шаг в сторону улучшения лечения целого ряда заболеваний при помощи персонализированного подхода к клеточной терапии. <…> Очень ждем, что в ближайшей перспективе похожая регуляторика будет также проведена и для генотерапии, чтобы для лечения конкретных пациентов можно было использовать изготовленные на базе крупных клиник и федеральных центров персонализированные генно-терапевтические препараты против крайне редких, так называемых орфанных, наследственных заболеваний», — добавил Д.В. Ребриков.

ВИЧ: устраняя угрозу

В уходящем году продолжилась активная борьба исследователей против вируса иммунодефицита человека (ВИЧ). Важная новость в этой сфере прозвучала совсем недавно: зарубежные ученые провели клиническое исследование, в результате которого было показано, что соединение ленакапавир, ранее применявшееся для лечения больных СПИДом, можно также использовать для профилактики заражения вирусом иммунодефицита. Всего две инъекции препарата позволили на 96% снизить риск заражения ВИЧ среди испытуемых, при этом лекарство показало себя более эффективным, чем классические таблетки, которые необходимо ежедневно принимать людям с риском заражения вирусом.

В феврале 2024 г. иностранные исследователи сообщили о разработке ДНК-вакцины, способной в течение более чем шести лет обеспечивать контроль над ВИЧ без применения антиретровирусной терапии. О разработке двух геннотерапевтических вакцин от ВИЧ — «КомбиМаб-1» и «КомбиМаб-2» — сообщили этим летом и специалисты ФМБА России. Первый препарат успешно прошел основные этапы доклинических исследований и показал способность защищать человека от различных вариантов вируса в течение как минимум полутора лет. Завершение доклинических испытаний второй вакцины запланировано на начало 2026 г.

Дать отпор аллергии

Самый распространенный весенний аллерген в средней полосе России — пыльца березы. Но решение проблемы уже наготове: Институт иммунологии ФМБА России совместно с Венским медицинским университетом разработал первую в мире рекомбинантную вакцину для профилактики этого вида аллергии. В августе 2024 г. ФМБА получило разрешение на клинические испытания нового препарата.

«В 2025 г. предусматривается регистрация этой вакцины. При благополучных результатах исследований она поступит в гражданский оборот в 2026 г.», — сообщила главный врач Института иммунологии, генеральный директор Российской ассоциации аллергологов и клинических иммунологов Наталья Ивановна Ильина на пресс-конференции в МИЦ «Известия» весной 2024 г.

В настоящее время в нашей стране разрабатываются вакцины и от других разновидностей аллергии. Так, Первый МГМУ им. И.М. Сеченова вместе с Венским университетом создают прививки от аллергии на злаковые травы, кошек и собак. Препарат от аллергии на кошек уже успешно прошел доклинические испытания.

Важная инициатива в области борьбы с аллергиями в России — создание индивидуальных профилей сенсибилизации для разных регионов страны, другими словами, особых «визитных карточек» аллергенов для различных уголков государства. Проект реализуется в настоящее время, инициаторы программы — все те же Сеченовский и Венский медицинские университеты.

Подробнее об этих и других отечественных разработках в области аллерготерапии можно узнать из статьи на портале «Научная Россия».

Без проникновения: неинвазивные технологии

Уходящий год впечатлил интересными инновациями в области неинвазивных технологий. Так, в мае 2024 г. международная команда исследователей предложила новый метод наблюдения за здоровьем человека на основе анализа его пота. Такой подход может помочь выявлять различные заболевания — например, генетические нарушения и диабет. Собрать достаточно пота пациента для анализа позволяет специальное устройство, крепящееся к коже человека и подающее гидрогель с препаратом, стимулирующим потоотделение. Забрав жидкость, девайс анализирует ее состав и передает данные на компьютер. При испытании на детях с муковисцидозом точность собранных с помощью устройства данных составила 98%.

Прототип первого в России гибкого сенсора глюкозы, определяющего этот показатель по составу пота человека, показали летом 2024 г. ученые из Института физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН. Работа над неинвазивным глюкометром ведется и в Национальном исследовательском университете «МИЭТ» — этот прибор определяет содержание сахара в крови с помощью спектроскопии диффузного отражения.

Метод диагностики болезней сердечно-сосудистой системы на основе данных о наполнении кровью сосудов в пальце пациента разработали в уходящем году исследователи из НМИЦ терапии и профилактической медицины Минздрава РФ. Новый подход, при котором привычная электрокардиограмма заменяется на фотоплетизмограф (специальный прибор, пропускающий свет через палец пациента), оказался практичнее, чем изучение данных ЭКГ.

Цифровые ассистенты

Яркая тенденция в современной медицине — применение искусственного интеллекта для диагностики и лечения заболеваний. Достижений в этом году в этой области также было немало.

В начале 2024 г. ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (Пермского политеха) обучили нейросеть выявлять сколиоз по фотографии. Привлекать искусственный интеллект к диагностике оспы обезьян (по фото пораженного участка кожи) предложили весной ученые Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» (СПбГЭТУ «ЛЭТИ») вместе с коллегами из Индии. Метод оценки состояния пациента с помощью специальной программы на основе данных инфракрасной спектроскопии его крови представила в июле 2024 г. группа зарубежных исследователей. А результатами работы по применению нейросети для диагностики легочной гипертензии по микроснимкам поделилась осенью этого года команда ученых из СПбГЭТУ «ЛЭТИ» и НМИЦ им. В.А. Алмазова.

ИИ может помогать ученым не только в диагностике заболеваний, но и в поиске новых, более эффективных методов лечения. Например, именно для этого предназначен алгоритм, созданный в Национальном исследовательском университете ИТМО и позволяющий выявлять лечебные наночастицы, не наносящие вреда полезным микроорганизмам.

…и многое другое

2024 г. ознаменовался и другими важными достижениями в медицинской науке и практике. Предлагаем вспомнить некоторые из них.

• Новую технологию доставки РНК в клетки с помощью наночастиц предложили ученые Сеченовского университета. Метод поможет прицельно атаковать различные болезни — от рака до инфекций.
• Испытания отечественного препарата для оценки распространения рака по лимфатической системе проводились в НМИЦ радиологии. Подробнее — в материале «Научной России» о пресс-туре в НИИ урологии и интервенционной радиологии им. Н.А. Лопаткина.
• Метод диагностики психических расстройств по содержащимся в крови липидам представили исследователи из Лаборатории молекулярной нейробиологии Сколковского института науки и технологий (Сколтеха).
• Метод уничтожения устойчивых к антибиотикам и «спящих» бактерий туберкулеза с помощью желтого света разработали ученые ФИЦ «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН и Центрального научно-исследовательского института туберкулеза в Москве.
• Первый в мире аортальный клапан на основе донорского перикарда создали в Сеченовском университете.
• НИЦ «Курчатовский институт» объявил о планах запустить в 2025 г. первый в России и 13-й в мире центр ионной терапии.
• Прототип экспериментального электрического нейростимулятора для борьбы с неконтролируемыми болями представил Национальный исследовательский университет «МИЭТ».
• Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 2024 г. получили американские биологи Виктор Эмброс и Гэри Равкан за открытие микроРНК и ее роли в посттранскрипционной регуляции генов. О значении этого достижения — комментарий заместителя декана химфака МГУ Марии Эмильевны Зверевой для портала «Научная Россия».
• Биосовместимые магнитные наночастицы для онкотерапии, заживления язв желудка и локальной доставки лекарств изготовила группа уральских исследователей.
• Технологию быстрой оценки состава и активности бактерий в исследуемом образце с точностью до 95% разработали исследователи из ФИЦ химической физики им. Н.Н. Сеченова РАН. Длительность анализа посредством нового метода сократилась до семи минут.
• Первая в мире полностью роботизированная пересадка обоих легких состоялась в Медицинском центре им. Элейн и Кеннета Лангон Нью-Йоркского университета.

В 2025 г. команда портала «Научная Россия» продолжит рассказывать читателям о самых интересных научных достижениях страны и мира. Поздравляем с наступающим Новым годом!

* * * 

Источники

Материалы портала «Научная Россия»

«Лента.Ру». Александр Еникеев. Успешно испытана ДНК-вакцина против ВИЧ

«Лента.Ру». Александр Еникеев. Генная терапия успешно вылечила опасное наследственное заболевание

«Газета.Ru». Артем Новиков. Первую в мире персональную мРНК-вакцину от меланомы протестировали на людях

«Лента.Ру». Андрей Ставицкий. Найден способ мониторинга заболеваний через пот

«РИА Новости». В семи странах начались испытания первой мРНК-вакцины от рака легких

ТАСС. ФМБА разрабатывает две новые вакцины для лечения ВИЧ-инфекции

Портал PCR.news. CRISPR-Cas9 против муковисцидоза и миодистрофии Дюшенна (подготовила Надежда Маркина)

Портал PCR.news. Генная терапия восстановила слух у пяти пациентов с наследственной глухотой (подготовил Петр Казимиров)

Министерство науки и высшего образования РФ. Генная терапия для лечения эпилепсии

«Газета.Ru». Анжелика Дун. Генная терапия улучшила зрение двух человек в 10 тыс. раз

«Газета.Ru». Анжелика Дун. Генная терапия помогла мальчику с редким заболеванием нервной системы

«Газета.Ru». Анжелика Дун. Найден способ победить неизлечимую болезнь мозга

«Российская газета». Матвей Линник. Гинцбург: меланома и метастазы исчезают после новой вакцины от рака

«Российская газета». Ирина Невинная. Вероника Скворцова: онковакцина от колоректального рака готова к применению в клинической практике

«Аргументы и факты». Онколог Каприн: первые пациенты получат вакцину против рака в 2025 г.

U.S. News & World Report. HealthDay. Dennis Thompson. Twice-Yearly Injection 96% Effective in Preventing HIV Infection

«РИА Новости». ФМБА получило разрешение на исследование первой в мире вакцины от аллергии

Телеканал «Наука». Прошла первая в мире пересадка легких с помощью робота

«Русфонд». Алексей Каменский. С жиру бесятся. Липиды крови — объективный маркер психических расстройств

«Российская газета». Ирина Невинная. Биолог Баранова назвала примерную стоимость лечения онковакциной

Источник изображения на превью: freepik / фотобанк Freepik 

Фото на главной странице: freepik / фотобанк Freepik 

Источники изображений в тексте: vchalup / фотобанк 123RF, leonovo / фотобанк 123RF, kjpargeter / фотобанк Freepik, scyther5 / фотобанк 123RF, pitju / фотобанк 123RF, freepik / фотобанк Freepik, primagefactory / фотобанк 123RF, bearfotos / фотобанк Freepik, Анастасия Жукова / «Научная Россия», sdecoret / фотобанк 123RF, Елена Либрик / «Научная Россия». 

Фото на заставке аудиозаписи: из архива Д.В. Ребрикова / «Российская газета»