Старший лаборант-исследователь лаборатории молекулярной генетики Юлия Веряскина работает с образцами. Фото предоставлено Николаем КОЛЕСНИКОВЫМ

Сотни экспертиз для реальных пациентов доказали эффективность разработанного в Академ­городке уникального метода распознавания рака щитовидной железы на ранней стадии. Однако новация пока не получила финансирования.

Исследователи из Института моле­кулярной и клеточной биологии (ИМКБ) СО РАН нашли способ на молекулярно-генетическом уровне диагностировать злокачественные опухоли на ранней стадии. Теперь они могут делать потрясающие вещи, а именно прогнозировать течение болезни и оценивать риски рецидивов опасного заболевания, и все это на основе панелей микро-РНК и соматических мутаций.

Судьба на стекле

Открытие ученых — вовсе не туманное будущее, оно уже работает. В лаборатории института исследованы данные более 800 пациентов, в основном в отношении новообразований щитовидной железы, но технология эффективна и для распознавания прочих видов рака.

— Пока таких разработок в мире всего две — у нас и в Америке, — говорит директор Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН академик Игорь Жимулев. — Причем мы создали этот прототип тест-системы самостоятельно, используя новейшие технологии молекулярной биологии, одновременно с американцами в конце 2015 года. Залогом нашего успеха было тесное сотрудничество с ведущими онкологическими клиниками Новосибирска и фирмой «Вектор-Бест» — одним из лидеров в нашей стране по производству наборов реагентов для диагностики заболеваний человека, а также наши мозги и руки. Эта разработка и использованный инновационный подход — будущее современной медицины, она может стать предметом гордости как для Сибирского отделения РАН, так и для всего нашего региона. И не надо нам ждать, когда эти новшества придут из-за рубежа. У нас все есть, чтобы эта разработка уже помогала людям.

Корреспондент «Советской Сибири» побывал в лаборатории, где ученые работают с новыми маркерами. Несколько десятков пациентов ждут либо приговора, либо радостного известия, что все у них будет хорошо!

— Эти стекла с пробами — судьбы людей, — показывает несколько десятков маленьких упаковок, подписанных обыкновенной шариковой ручкой, ведущий научный сотрудник лаборатории молекулярной генетики ИМКБ СО РАН доктор биологических наук Николай Колесников. — Поэтому мы проверяем десятки раз, прежде чем вынести вердикт. По данным Международного агентства по исследованию рака, Россия занимает первое место в мире по смертности населения от онкологических заболеваний. Это во многом объясняется поздним выявлением, в основном на третьей-четвертой стадии. Поэтому мы, с 2011 года изучая роль микро-РНК в процессах канцерогенеза, взялись за разработку ранней диагностики новообразований. В частности, щитовидной железы.

Не потерять квартиру и жить

Оказывается, узловые образования щитовидной железы встречаются у половины населения старше 50 лет. Пока основные методы диагностики опухолей — УЗИ и биопсия с последующим цитологическим исследованием. Порой для того, чтобы поставить диагноз, больным делают операции. Зачастую успех этих методов зависит от квалификации медика и некоторых других обстоятельств. Маркеры же на основе ДНК и РНК не допускают разно­чтений, они дают точную молекулярно-генетическую информацию о раковых клетках, стадии развития болезни, потенциале к метастазированию, дополняя диагноз, а в спорных случаях — устанавливая тип новообразования. По словам Николая Колесникова, на основе изобретенной сибирскими учеными панели появилась возможность отличать доброкачественные и злокачественные новообразования.

— Причем в сложных случаях, когда нет определенности диагноза и не работают традиционные методы исследования, — объясняет ученый. — Дело в том, что с ситуацией, когда невозможно исключить рак, врачи сталкиваются в каждом десятом, а иногда каждом третьем случае. Кроме того, с помощью маркеров мы можем отличить, к примеру, папиллярную и медуллярную карцину — два совершенно разных рака, которые лечатся по-разному. Мы также определяем устойчивость или восприимчивость человека к тому или иному лекарству при борьбе с онкологическим заболеванием. Был случай, когда нигде в Новосибирске не удавалось определить мутацию при меланоме. Эта мутация, кстати, проявляется и при раке прямой кишки и ряде других заболеваний. Выявлять ее на начальном этапе крайне трудно, только на послеоперационном материале. А пациенту нужно было знать, есть ли смысл покупать дорогостоящее лекарство, для чего, возможно, придется продать квартиру.Или же оно будет неэффективно, и нужно применить другой метод лечения. Мы это определили.

Революция идет снизу

Из Москвы посылают такие анализы за рубеж. Минимальная стоимость исследования — две тысячи долларов, но может доходить и до трех-четырех тысяч!

— В октябре прошлого года я был на Евразийском конгрессе по щитовидной железе, — говорит Николай Колесников. — Когда доложил о нашей работе, американцы были потрясены, что у нас это есть. Мы можем делать подобное, можем делать дешевле, и это доступно!

У метода сибирских ученых есть преимущество перед американским аналогом: для анализа не требуется дополнительно брать материал у пациента, достаточно лабораторных стекол с пробами, сделанных для своих целей медицинскими учреждениями. В таком комплексном исследовании онкологий вместе с ИМКБ СО РАН участвуют некоторые новосибирские клиники, в том числе Городская клиническая больница № 1, Дорожная клиническая больница, а также онкоцентры Санкт-Петербурга, Москвы, Томска, Ульяновска, Краснодара.

Маркеры на основе ДНК и РНК не допускают разночтений, они дают точную молекулярно-генетическую информацию о раковых клетках, стадии развития болезни, потенциале к метастазированию, дополняя диагноз, а в спорных случаях — устанавливая тип новообразования. Фото предоставлено Николаем КОЛЕСНИКОВЫМ

— Очевидно, что революционные методы молекулярной биологии и молекулярной генетики призваны сыграть существенную роль в медицине и, главное, встроиться в практическую часть здравоохранения, — считает Колесников. — Это реальный практический выход для пациента, который может повлиять на успех лечения. Поэтому сейчас даже из других медучреждений к нам обращаются с просьбой оказать помощь и подсказать, что и как у конкретных больных.

Кто даст денег?

Казалось бы, самое трудное позади: найдена методика, которая уже сейчас может помочь эффективно бороться за жизнь людей. Однако, по словам Николая Колесникова, продолжение исследований требует больших денег, а почти все фонды, цель которых помогать разработчикам внедрять результаты в практическую медицину, интересуются одним: какую прибыль это принесет?

— Нам необходимо передать разработку, чтобы она начала служить нашей стране, — говорит ученый. — Но передавать и внедрять это некому. Нет условий, системы, которая позволяла бы дальше на безвозмездной основе ввести это в медицинскую практику. Нет кадров. Парадокс в том, что здравоохранению это не очень нужно, потому что требует больших финансовых затрат. Пока, кроме нас, никто не способен это реализовать, но делать надо, потому что иначе мы так и будем ездить на Запад. Мы трижды подавали заявки по проектам в Фонд Сколково — по лейкозу, раку щитовидной железы и раку шейки матки. Прошли отбор, стали финалистами конкурса. Предполагается, что институту дадут пять миллионов на развитие инициативного проекта, однако пока только грамоты за участие. Нужно прозреть, не идти по бюрократической схеме. Но пока никто не готов.

15.03.2017 Источник: sovsibir.ru

Британские ученые создали крупнейшую открытую базу данных о перспективных химических соединениях и препаратах с геропротекторными свойствами. Подробности работы представлены в журнале Aging Cell.

Демографическое старение населения Земли представляет собой экономическую угрозу для развивающихся и развитых стран. При этом распространенность хронических возрастных заболеваний, например болезни Альцгеймера, как ожидается, продолжит рост в ближайшие десятилетия. Поэтому ученые ищут способы предотвращения, ранней диагностики и лечения патологий, связанных со старением. Одним из них являются геропротекторы — химические соединения, способные замедлить или обратить процессы старения в модельных организмах или у человека, а также повысить продолжительность и качество их жизни.

Сейчас классификация геропротекторов проводится с помощью двух основных подходов. Первый предусматривает описание системных эффектов, которых могут достигать такие препараты: в этом случае соединение оценивается по тому, насколько оно минимизирует патологические процессы на разных уровнях организации организма. Другой подход заключается в описании веществ, влияющих на ключевые «узлы» организма и патологические процессы, ассоциирующиеся со старением, в частности центральную нервную систему (ЦНС), воспаления, злокачественные новообразования. Чтобы упростить поиск геропротекторов на международном уровне, информация о последних собирается в онлайн-базах, самой крупной из которых до недавнего времени оставалась Geroprotectors.org. На площадке хранятся данные о 259 перспективных препаратах и 2408 экспериментах в области геронтологии, объектами которых стали 13 модельных организмов.

В новой работе ученые из Ливерпульского университета и Оксфордского исследовательского фонда в области геронтологии (BGRF) представили базу данных DrugAge, которая охватывает 418 перспективных геропротекторов и эксперименты, проведенные на 27 модельных организмах, включая одноклеточных (например, дрожжи) и млекопитающих (серые крысы). С ее помощью пользователи могут ознакомиться с описанием отдельных химических соединений, а также сравнить их в формате диаграмм и таблиц. DrugAge размещена в агрегаторе Human Gening Resources, который также содержит базы GenAge (с информацией о связях между возрастом и генетическими изменениями), AnAge (включает в себя результаты наблюдений об истории жизни и ее продолжительности на примере более 4000 видов) и другие.

С помощью DrugAge авторы также провели предварительное исследование, которое показало статистически значимую корреляцию между некоторыми геропротекторами и рядом «возрастных» генов, а также между гендерными эффектами препаратов. Примечательно, что анализ позволил выявить большое количество сигнальных путей, которые ассоциируются с возрастными изменениями, но не являются мишенью известных геропротекторов. По мнению ученых, новая база может помочь в совершенствовании существующих и открытии новых препаратов этой категории.

Разработка бесплатных научных каталогов и онлайн-сервисов ведется не только в области геронтологии. Ранее международная группа исследователей представила платформу, которая позволяет всем желающим проследить за последними данными о распространении эпидемий, а канадские специалисты составили самую подробную карту озер Земли.

14.03.2017 Источник: naked-science.ru

Читайте по теме: ГЕРОПРОТЕКТОРЫ

Массачусетский технологический институт (Massachusetts Institute of Technology) опубликовал свой ежегодный список самых впечатляющих технологий, которые могут изменить мир уже в ближайшее время. В этом году среди десяти различных открытий из различных областей три относятся к здравоохранению: они касаются лечения паралича, генной терапии и клеток, из которых состоит человек.

Паралич станет обратимым

Уже через 10-15 лет парализованные люди смогут снова получить возможность двигаться. Специалисты из Федеральной политехнической школы Лозанны (École Polytechnique Fédérale de Lausanne), Швейцария, с помощью имплантируемых электродов, которые стимулируют двигательную область коры головного мозга, заставили перемещаться парализованную конечность обезьяны, в которую также были вживлены электроды. Мозг и конечность сообщались с помощью беспроводной связи, которая фактически заменила поврежденные нервы.

Первые шаги к этой технологии были сделаны, когда ученые создали мыслеуправляемые протезы и не только. Например, в Бразилии полностью парализованные люди после тренировки с применением мыслеуправляемого экзоскелета смогли контролировать свои выделительные процессы, а один из них самостоятельно пошел. В Германии сделали роботизированную руку, которая также управляется электродами в мозге и помогает пациентам с частичным параличом совершать некоторые бытовые действия. В самой Федеральной политехнической школе уже проводили опыты на парализованных обезьянах, которым вживляли электроды в головной и спинной мозг, и это также помогало вернуть им подвижность.

Теперь ученые работают над «невральным шунтом» – возможностью «обойти травму» с использованием беспроводных технологий, благодаря которым сигналы мозга передаются непосредственно к стимуляторам, установленным в нужном месте внутри тела. Уже доказано, что разработка швейцарских ученых работает и на людях – ее проверили на пациенте, у которого работали только голова и плечо. Ему установили около 100 электродов в мозг и 16 – в руку и кисть, и он смог двигать этой рукой и даже поднять чашку.

Такие электроды помогут не только парализованным пациентам, но и тем, у кого диагностировали другие заболевания: болезнь Альцгеймера, глухоту, патологии зрения.

Генная терапия

Еще одна крайне важная технология, которая доступна даже сейчас – это генная терапия. Ученые уже умеют модифицировать гены и доставлять их в клетки, пользуясь вирусами, чтобы лечить некоторые редкие наследственные патологии, и теперь работают над поиском подобной терапии для других заболеваний. Возможно, в будущем с помощью изменения генома смогут лечить рак или сердечно-сосудистые заболевания. В Стэнфордском университете (Stanford University) сообщили, что в настоящее время проводятся клинические испытания генной терапии более 40 различных заболеваний. Генетики говорят, что однажды генная терапия поможет справиться с диабетом, болезнью Альцгеймера и даже старением, но это будет сложнее, так как в этих процессах задействовано несколько генов, а не один.

Клеточный атлас: из чего сделан человек

Клетки были впервые описаны еще в 1665 году биологом по имени Роберт Гук (Robert Hooke). За прошедшие несколько веков наука шагнула далеко вперед, и сейчас коллеги первооткрывателя работают над клеточным атласом человека. С помощью новейших технологий они внесут в общий каталог все 37,2 миллиарда клеток, из которых состоит человеческое тело, и когда эта работа будет закончена – ученые получат модель, которая поможет, например, искать новые лекарства от различных болезней. Специалисты из США, Великобритании, Израиля, Швеции, Японии и Нидерландов зафиксируют молекулярную подпись каждой клетки и дадут ей «почтовый индекс», который показывает, где именно в теле находится эта клетка.

Создание клеточного атласа стало возможным благодаря трем новым разработкам. Клетки отделяют от других и помечают, применяя технологию клеточной гидродинамики, чтобы изучить каждую клетку отдельно. Вторая разработка позволяет дешево и быстро секвенировать геном отдельных клеток, идентифицируя гены, которые в них присутствуют. Таким образом один ученый может обработать в день до 10 тысяч клеток. Третья разработка дает возможность «маркировать» клетки и искать их по типу – это позволяет присвоить им тот самый «почтовый индекс».

Клеточный атлас создается в том числе благодаря помощи Марка Цукерберга и Присциллы Чан – принадлежащий им центр Biohub также участвует в исследованиях.

Французский Центр междисциплинарных исследований при участии других учреждений запустил бесплатные онлайн-курсы на английском языке по синтетической биологии для всех желающих. Проект получил название Synthetic Biology One.

Обучение в Сети — быстро развивающаяся отрасль, особенно в таких областях, как программирование, иностранные языки, экономика и другие. Синтетическая биология, занимающаяся различными модификациями живых организмов, традиционно считается весьма сложной и узкоспециальной дисциплиной, обучение которой возможно лишь в лабораторных условиях. Тем не менее, модификация генома имеет много схожего с редактированием кода, и базовые знания о ней, по замыслу французов, можно приобрести в ходе онлайн-обучения.

Synthetic Biology One включает три проекта с теоретической частью, практическими видеоинструкциями и вопросами для проверки усвоенных знаний. Один из них знакомит с принципами культивирования микроорганизмов на примере приготовления йогурта, второй — с модификацией генома кишечной палочки с помощью плазмид (небольших кольцевых фрагментов ДНК), третий — с результатами экспрессии генов, видимой по смене окраски бактериальной культуры. Также пользователям предлагается образовательная игра Hero.Coli, в которой нужно управлять кишечной палочкой и собирать ценные плазмиды для приобретения новых свойств.

Как пишут разработчики, за основу онлайн-курсов взята программа обучения для первого курса магистратуры. В идеале у пользователя, записавшегося на курсы, должно быть не менее одного года университетского образования по биологии и одного — по математике, однако это условие не обязательно.

На данном этапе курсы предназначены только для удовлетворения собственного интереса пользователя к синтетической биологии. Со временем планируется выдавать сертификаты о прохождении курса.

В последнее время практическая биология, в том числе молекулярная, становится все доступнее широкой публике. Так, например, краудфандинговый проект Bento Lab предлагает всем желающим портативный набор оборудования, который позволяет проводить анализ ДНК в домашних условиях.

14.03.2017 Источник: Олег Лищук nplus1.ru