Новые горизонты в лечении рака и диабета: в ПИМУ рассказали о современных разработках

Решением насущных вопросов о лечении таких серьезных заболеваний, как рак или диабет, занимаются не только пресловутые британские ученые. Научные изыскания проводятся и гораздо ближе: например, в НИИ экспериментальной онкологии и биомедицинских технологий ПИМУ в Нижнем Новгороде. На днях сотрудники института организовали встречу с журналистами, на которой присутствовал корреспондент «Открытого Нижнего».

Много внимания в НИИ уделяют работе со светом, а именно флуоресцентному биоимиджингу. Соответствующей лабораторией руководит замдиректора НИИ по науке Марина Ширманова.

Мы пытаемся ответить на вопросы: чем опухоль отличается от нормальной ткани, как это можно использовать для диагностики, какие параметры опухолевой клетки мы можем увидеть с помощью имиджинга и света, – пояснила она.

Ширманова добавила, что в лаборатории также изучают гетерогенность опухолей, которую хорошо видно благодаря свету. Разность злокачественных клеток позволяет некоторым выжить даже под воздействием химиотерапии, поэтому может возникнуть рецидив.

Нужно учитывать эту гетерогенность и находить методы индивидуализации лечения, – сказала замдиректора НИИ.

Старший научный сотрудник лаборатории Ирина Дружкова рассказала, что флуоресценция помогает изучать такое явление, как «клетка в клетке». Клетка-«хозяйка», более устойчивая к внешнему воздействию, поглощает другую, а когда агрессивная среда сходит на нет, освобождает ее. Так, например, поступают и опухолевые клетки, защищаясь от химиотерапии. Задача исследования ученых – определить механизмы явления и не допустить формирования таких защитных структур.

Второе направление работы лаборатории – изучение межклеточного матрикса, который является неким проводником для опухолевых клеток.

Мы хотим понять, как воздействовать на матрикс критическим образом для опухоли и с наименьшим вредом для соседних здоровых тканей, – поделилась Дружкова.

Флуоресценция помогает и в исследованиях лаборатории оптической спектроскопии и микроскопии, которой заведует кандидат физико-математических наук Владислав Щеславский. Он показал журналистам прототип аппарата, разработанный ПИМУ совместно с немецкой компанией. Оборудование предназначено для биопсии лимфоузлов. Если в поликлиниках этот анализ занимает несколько дней, то аппарат позволит провести его за 5 минут.

Лазер передает вспышки света на объект, и он начинает светиться. Смысл технологии в том, что по этим вспышкам, по их характеристикам и интенсивности можно судить о состоянии тканей, клеток, о метаболизме, – отметил Щеславский.

Лабораторию оптической когерентной томографии (ОКТ) показала директор НИИ Марина Сироткина. Сейчас в России аппараты-ОКТ используются в офтальмологии для исследования сетчатки глаза, однако с помощью томографов в перспективе можно изучать кожу, слизистые оболочки, мозг, кишечник. В ПИМУ работают на экспериментальном устройстве, разработанном в Институте прикладной физики РАН в Нижнем Новгороде.

Конкретно на этом ОКТ-приборе исследуют лабораторных мышей либо биопсийные образцы. За 26 секунд получается массив данных о структуре, кровеносных и лимфатических сосудах, и жесткости ткани, – рассказала Сироткина.

Она подчеркнула, что опухолевые ткани всегда жесткие. Визуально их границы определить довольно сложно, но с помощью аппарата ОКТ можно четко увидеть контраст.

Лаборатория молекулярных биотехнологий НИИ изучает клетки на молекулярном уровне – уровне ДНК и РНК. Заведующая лабораторией Дарья Кузнецова отметила, что мутации ДНК вызывают онкологические заболевания. Ученые НИИ определяют эти мутации и могут дать рекомендации по терапии для конкретного пациента.

Еще одна задача лаборатории – разработка тест-систем для диагностики онкологических заболеваний. Кузнецова пояснила, что в клетках присутствуют олигонуклеотидные молекулы – микроРНК.

С определением количества этих регуляторных молекул мы можем делать прогнозы и давать рекомендации врачам о назначении лечения для пациентов с онкологическими заболеваниями, – сказала кандидат биологических наук.

На базе НИИ работает и лаборатория регенеративной медицины. Ее заведующая Александра Кашина рассказала журналистам, что в ней ученые занимаются разными видами стволовых клеток и тканевой инженерией.

В тканевой инженерии мы имеем богатый опыт по созданию костной и костезамещающих тканевых конструктов и исследуем их приживление как раз на животных – in vivo, – поделилась она.

Одно из перспективных направлений лаборатории – создание тканеинженерных конструкций поджелудочной железы для пациентов с сахарным диабетом 1-го типа.

В частности, мы создаем стратегию лечения, компенсации инсулин-дефицита у больных на основе инкапсулированных клеток, – сказала Кашина.

По словам кандидата биологических наук, поджелудочная железа больных диабетом пациентов не может самостоятельно вырабатывать инсулин, поэтому им назначают инъекции. Однако пациентам приходится самим контролировать уровень глюкозы в крови. Ученые нашли выход из этой ситуации: из донорского органа пациентам вводятся клетки, которые и обеспечивают нужный контроль. Есть лишь одна проблема – ответ иммунной системы, которая уничтожает их.

Мы работаем над созданием защитной капсулы из альгинатного полимера, которая не даст иммунитету убить донорские клетки. Все известные системы работают в течение года, а мы надеемся увеличить этот срок, – уточнила заведующая лабораторией.

Она добавила, что ученые планируют примерно через 4 года перейти к клиническим испытаниям новых капсул.

Одна из последних разработок НИИ ЭО и БМТ – применение фотодинамической терапии в лечении пациентов с хроническим циститом . В июне ПИМУ получил патент на этот способ.

Научный сотрудник лаборатории оптической спектроскопии и микроскопии Вадим Елагин пояснил, что фотодинамическую терапию применяют в основном в онкологии. В кровь пациента вводят вещество (фотосенсибилизатор), которое после облучения вырабатывает активную форму кислорода, уничтожающую раковые клетки.

Нижегородские ученые решили применить этот метод для лечения бактериальных инфекций мочевыделительной системы.

К нам обратились урологи, которые столкнулись с антибиотикорезистентностью у пациентов с почечными камнями. Часть из них бывают инфицированными, и, когда дробятся камни, эти бактерии распространяются по всей системе. Начинаются осложнения, – поделился Елагин.

На развитие метода ушло три года. Сначала ученые выделили бактерии от большого количества пациентов. Почти 80% из них не реагировало на антибиотики, но были чувствительны к свету. Если до облучения было 10 тысяч, то после осталась лишь одна бактерия.

Безопасность метода проверяли на лабораторных свиньях. Раствор фотосенсибилизатора вводили в почки, а затем проводили облучение. Оказалось, что животные в порядке. Были лишь незначительные изменения в морфологической структуре, но они имели обратимый эффект.

После этого эксперимент можно было проводить на людях: набор проходил на базе пациентов областной больницы имени Семашко.

Мы решили проверить пациентов не с камнями, как изначально планировалось, а с хроническим циститом. На сегодняшний день около 20 человек прошло исследование, – заметил ученый.

Он добавил, что у всех наблюдалось улучшение, рецидивов не было.

Елагин подчеркнул, что метод подходит для лечения не всех органов. При внутривенном использовании фотосенсибилизатор накапливается в коже, сетчатке глаза, и человек может получить ожог на солнце.

В дальнейшем ученые будут исследовать резистентность некоторых бактерий к фотодинамической терапии.

Фото: «Открытый Нижний»