В России разрабатывают прорывную терапию против рака

МОСКВА, 18 окт — РИА Новости, Альфия Еникеева. Отечественные специалисты разрабатывают и испытывают препараты для иммунотерапии рака, более дешевые и такие же эффективные, как импортные аналоги. В их основе — животные и искусственные моноклональные антитела, которые вовлекают защитные силы организма в борьбу против злокачественной опухоли. Как продвигаются исследования, РИА Новости рассказали ученые и врачи.

Антитела в помощь иммунитету

"Смысл иммунотерапии рака заключается в том, чтобы помочь человеческому организму побороть злокачественную опухоль самостоятельно. Как правило, наша иммунная система умеет распознавать раковые клетки. Но так случается не всегда. Некоторые опухоли вырабатывают специальные белки, мешающие их увидеть и уничтожить. Если активность этих белков подавить, то иммунная система идентифицирует опухоль как чужеродную и начнет с ней бороться. Именно на этом построено действие иммуноонкологических моноклональных антител", — объяснила РИА Новости директор Института кластерной онкологии Сеченовского университета Марина Секачева.

Помимо того что антитела умеют специфично связываться с белками на поверхности раковых клеток, они могут проникать к ним внутрь и мешать работе ферментов, разлагающих формальдегид — опасный продукт жизнедеятельности. В результате в клетке скапливаются токсины.

В прошлом году ученые из Института общей генетики РАН показали, что если антителам помочь и дополнительно блокировать в клетках работу этих ферментов (например, обрабатывая их дисульфирамом), то стойкость опухоли к действию терапии снижается. Как отметил руководитель проекта, заведующий лабораторией генетического контроля устойчивости к стрессам Института общей генетики РАН Юрий Дорохов, работа в этом направлении продолжается, но "пока из суеверных соображений нам лучше сделать паузу в общении с прессой".

Лечение не для всех

"Не стоит рассматривать иммунотерапию как панацею. Скажем, в случае меланомы и рака легкого она очень эффективна, а при некоторых молекулярных особенностях опухоли не действует в принципе. Важно подобрать для каждого онкопациента свой вид лечения", — уточнила Марина Секачева.

Другая проблема иммуноонкологических препаратов — их высокая стоимость. Во-первых, моноклональных антител для лечения рака не так много на рынке. Во-вторых, на все действует патентная защита, ведь первый такой препарат появился всего несколько лет назад. Сейчас уже зарегистрированы десятки наименований в разных странах мира, еще сотни лекарственных средств — на стадии клинических исследований.

"Во многом дороговизна этих препаратов связана с особенностями разработки. Технология получения терапевтических антител для связывания конкретных белков-мишеней — чрезвычайно трудоемкий и затратный по времени процесс. Даже использование прогрессивных методов, таких как генная инженерия и направленная эволюция, лишь ненамного повышает ее эффективность и скорость. Кроме того, полученные в результате антитела в любом случае требуют дальнейшей гуманизации и наработки в стабильных линиях-продуцентах, создание которых — отдельная сложная задача", — пояснил заведующий лабораторией клеточного сигналинга МФТИ Николай Барлев, участвовавший в проекте по разработке искусственных антител.

Семь лет отмерь — один препарат получи

Согласно официальному реестру Миндрава России, в стране сейчас проходят клинические испытания около десятка моноклональных антител для иммунотерапии рака. По крайней мере, один препарат — отечественная разработка. Он находится на второй стадии испытаний.

Руководитель лаборатории инженерии и синтеза антител биотехнологической компании BIOCAD Анна Владимирова принимала непосредственное участие в создании одного из первых российских иммуноонкологических препаратов. По ее словам, полный цикл его разработки и испытаний занял около семи лет.

"Создание нового моноклонального антитела мы начинаем с определения мишени. Обычно это некий белок в организме человека, который мы хотим нейтрализовать. В случае с онкологическими заболеваниями речь идет о рецепторах на поверхности опухолевых клеток, например факторах роста. Затем мы вакцинируем животное, вводим ему антиген — ту самую мишень. Организм животного вырабатывает антитела в качестве иммунного ответа. Дальше мы забираем у животного кровь, выделяем из нее иммунные клетки, несущие гены этих антител, и получаем из них генетический материал в виде библиотеки антител", — объясняет ученый РИА Новости.

Библиотека — это пробирка с прозрачной жидкостью, внутри которой — миллиарды разных вариантов антител. Чтобы отобрать из этого множества те, что способны затормозить размножение раковых клеток, ученые используют фаги — вирусы бактерий.

Исследователи берут кровь у животного, привитого антигеном-мишенью, и выделяют из нее иммунные клетки, несущие гены антител

© Лаборатория инженерии и синтеза антител, BIOCAD

1 из 5

Полученный генетический материал находится в библиотеках антител — пробирках с прозрачной жидкостью, внутри которых — миллиарды разных вариантов антител

© Лаборатория инженерии и синтеза антител, BIOCAD

2 из 5

С помощью вирусов бактерий — фагов — ученые сужают число вероятных кандидатов. Затем выбирают из них два-три лучших варианта и переносят их на бактерии. Бактерии размножаются, и каждая несет на себе генетическую информацию одного варианта антитела

© Лаборатория инженерии и синтеза антител, BIOCAD

3 из 5

Из бактерий выделяют генетический материал и расшифровывают

© Лаборатория инженерии и синтеза антител, BIOCAD

4 из 5

Затем исследователи с помощью биоинформатических методов строят 3D-модель антитела, точечно меняя некоторые аминокислоты, чтобы улучшить свойства полученных белковых соединений и сделать их похожими на белок человека

© Лаборатория инженерии и синтеза антител, BIOCAD

5 из 5

Исследователи берут кровь у животного, привитого антигеном-мишенью, и выделяют из нее иммунные клетки, несущие гены антител

© Лаборатория инженерии и синтеза антител, BIOCAD

1 из 5

Полученный генетический материал находится в библиотеках антител — пробирках с прозрачной жидкостью, внутри которых — миллиарды разных вариантов антител

© Лаборатория инженерии и синтеза антител, BIOCAD

2 из 5

С помощью вирусов бактерий — фагов — ученые сужают число вероятных кандидатов. Затем выбирают из них два-три лучших варианта и переносят их на бактерии. Бактерии размножаются, и каждая несет на себе генетическую информацию одного варианта антитела

© Лаборатория инженерии и синтеза антител, BIOCAD

3 из 5

Из бактерий выделяют генетический материал и расшифровывают

© Лаборатория инженерии и синтеза антител, BIOCAD

4 из 5

Затем исследователи с помощью биоинформатических методов строят 3D-модель антитела, точечно меняя некоторые аминокислоты, чтобы улучшить свойства полученных белковых соединений и сделать их похожими на белок человека

© Лаборатория инженерии и синтеза антител, BIOCAD

5 из 5

"Мы делаем конструкции, несущие на своей поверхности варианты нужных нам антител. Затем эти фаговые частички наливаем в пробирку, где живет антиген-мишень. Нас интересуют только способные связаться с мишенью, остальные мы удаляем. Так из нескольких миллиардов вариантов у нас остаются сотни тысяч. Из них мы выбираем две-три лучшие молекулы и переносим их на бактерии кишечной палочки. Они начинают размножаться, и появляются бактериальные клоны — потомки одной клетки. Они несут в себе генетическую информацию о единственном варианте антитела. Мы выделяем из этих бактерий генетический материал и расшифровываем его. Полученные на этом этапе данные — это то, что обычно пишется в первых строчках патента на препарат", — объяснила исследовательница.

На заключительных этапах ученые с помощью биоинформатических методов строят 3D-модель антитела, точечно меняя некоторые аминокислоты, чтобы улучшить свойства полученных белковых соединений и сделать их похожими на белок человека. Это позволяет избежать побочных реакций, иммуногенности и нежелательного ответа организма.

"Такие конструкции мы передаем коллегам, которые работают с клетками яичника китайского хомячка. Они нарабатывают белки и тестируют их в функциональных клеточных тестах, проверяют наши гипотезы. Если эти кандидаты прошли долгий цикл проверок, мы имеем право выпускать их на доклинические испытания к мышам, а при самом оптимистичном варианте — на клинические испытания и запускать регистрацию препарата", — уточнила Владимирова.

Пластиковая терапия

Ученые из лаборатории клеточного сигналинга МФТИ предложили значительно сократить процесс создания антител, заменив их искусственными аналогами. Они успешно испытали антитела из полимеров, позволяющие уничтожать раковые клетки.

"При непосредственном участии нашей группы удалось получить наночастицы с молекулярным импринтингом против пептидов. Это открывает возможности использовать нашу технологию в будущем для создания терапевтических препаратов на их основе. Механизм их действия такой же, как у обычных белковых антител: они могут связывать молекулы-мишени на поверхности раковых клеток. Однако в отличие от природных аналогов они также могут нести внутри себя противоопухолевые препараты. Таким образом, они могут одновременно выступать и как терапевтический агент, и как средство направленной доставки. То есть по специфичности и эффективности пластиковые нано-антитела ненамного отличаются от белковых аналогов, а их получение несравнимо проще и быстрее", — пояснил один из руководителей работы Николай Барлев.

Описанные результаты ученые получили на раковых клетках, растущих в пробирке. В настоящее время, по словам Барлева, идет подготовка к экспериментам на животных. Это позволит оценить эффективность инновационных препаратов при лечении рака печени, простаты и других агрессивных форм злокачественных опухолей. Если "пластиковые антитела" успешно пройдут испытания на животных, затем их, скорее всего, протестируют и на человеке.