Публикации в СМИ

23 октября 2008

Медицина нового поколения

Академик РАН и РАМН Михаил ПАЛЬЦЕВ, ректор Московской медицинской академии им. И.М. Сеченова

Начало XXI в. ознаменовано динамичным развитием биомедицины. В ее основе - изучение молекулярных механизмов наследственности и патологических изменений генома человека, приводящих к тяжелым недугам. Практической реализацией этих фундаментальных знаний занимается молекулярная медицина, в задачи которой входят диагностика, лечение и профилактика наследственных, онкологических и многих других болезней на генном уровне.

Сам термин «молекулярная медицина» впервые ввел американский физик и химик Лайнус Полинг (нобелевский лауреат 1954 г., иностранный член АН СССР с 1958 г.), считавший: в исследовании биологических систем и проявлений жизнедеятельности основное внимание необходимо сосредоточить на разнообразных типах связей, обусловливающих межмолекулярные взаимодействия. Рождение новой дисциплины напрямую связано с успехами биологии, генетики, патологии, биофизики, биохимии во второй половине XX в., появлением молекулярных разделов этих наук. Важными предпосылками послужили, в частности, расшифровка генома человека, разработка концепции программированной гибели клетки, введение в практику экспериментальной биологии методов культивирования стволовых клеток* и клеток-предшественников различных тканей.

Сегодня новый раздел медицины объединяет генную и клеточную терапию, а также молекулярную диагностику, включающую в себя генетические исследования. Постулируется, что каждая клетка имеет определенные белковые мишени, и основная задача -найти воздействующие на них оптимальные белковые молекулы, при этом достигается излечение от той или иной болезни. Словом, отличительная черта современной медицинской науки — выявление биологической роли в понятиях молекулярной структуры, выяснение, с одной стороны, связи между свойствами молекулы (в первую очередь белков и нуклеиновых кислот) и осуществляемыми ею функциями, а с другой — значения последних в общем комплексе проявлений жизнедеятельности.

Толчком к более активному развитию биомедицинских исследований в СССР, а затем и в России стала национальная программа «Геном человека» (1988-2001 гг.), развернутая по инициативе биохимика академика Александра Баева*, а затем успешно продолженная молекулярным биологом и биохимиком академиком Львом Киселевым и его коллегами. За это время выполнен большой объем работ, развиты новые направления биомедицинских исследований, например, функциональная и медицинская геномика, созданы оригинальные технологии, в том числе биологические микрочипы**. Благодаря достижениям фармакогеномики, исследующей генетическую вариабельность и восприимчивость пациента к медикаментозному лечению, ныне врач имеет возможность получить ответ на вопрос, что происходит в организме конкретного больного на молекулярно-клеточном уровне и какое воздействие ведет к восстановлению здоровья. Отметим: молекулярная медицина исповедует те же принципы, имеет те же цели, что и врачебная наука времен Гиппократа (ок. 460-370 гг. до н. э.) и Парацельса (1493-1541), но, конечно, на другом уровне знания.

Теперь ученые широко используют недоступные ранее возможности обнаружения вирусов и микроорганизмов, способы диагностики наследственных патологий, возникающих в результате мутаций в конкретном гене, методы пренатальной (дородовой) диагностики, выявления предрасположенности к социально значимым многофакторным заболеваниям (диабет, гипертония, атеросклероз, остеопороз, ревматоидный артрит, туберкулез, некоторые онкологические) и с «поздним началом» (рак молочной железы, ряд нейродегенеративных). Сегодня в России реально создание систем молекулярных ДНК-маркеров, с помощью которых можно формировать группы риска и проводить эффективный мониторинг сердечно-сосудистых, онкологических, аутоиммунных и других патологий в рамках ежегодных диспансеризаций.

Быстрое развитие молекулярной медицины повлекло за собой возникновение большого числа специализированных научно-исследовательских центров: в США в настоящее время их около 700, в Европе — до 250, открыты они во многих других странах, и Россия не исключение. Работы в этом направлении ведут в МГУ им. М.В. Ломоносова*, Республиканской детской клинической больнице, Всероссийском научном центре молекулярной диагностики и лечения (Москва), Санкт-Петербургском государственном медицинском университете им. И.П. Павлова, НИИ гриппа РАМН (Санкт-Петербург), ряде других институтов РАН и РАМН.

В 2000 г. при ММА им. И.М. Сеченова создан НИИ молекулярной медицины**, в задачу которого входят фундаментальные и прикладные медико-биологические исследования. Здесь разрабатывают новые подходы к диагностике и лечению социально значимых заболеваний на основе современных достижений в области клеточной и молекулярной биологии. В составе Института 3 отдела и 4 лаборатории, оснащенных современным оборудованием и объединяющих специалистов разного профиля - медиков, биологов, фармацевтов, химиков. В числе сотрудников — выпускники ММА, других профильных вузов. Многие из них имеют степени докторов и кандидатов наук. Свой опыт они передают аспирантам, а также студентам нашей Академии, проявившим интерес к науке.

В отделе клеточной и молекулярной патологии (руководитель — кандидат биологических наук Ольга Попова) выясняют роль стромальноэпителиальных взаимодействий в регуляции повреждения, репарации (восстановления), дифференцировки и клеточного роста — основных процессов, протекающих в организме в норме и при патологии. Первоочередное внимание уделено изучению нарушений при развитии рака, где важное место отводится возможному индуктивному влиянию стромы на опухолевый процесс. Особое значение придается возможным сигнальным путям гормононезависимой стимуляции роста железистого эпителия (разновидности эпителиальной ткани с выраженной секреторной функцией), роли стероидных рецепторов и вероятной их лиганднезависимой активации при аденокарциномах (злокачественных опухолях) предстательной и молочной желез. Ведут поиск диагностических и прогностических маркеров заболеваний. Изучают особенности воспалительно-репаративного процесса в ходе заживления ран различного происхождения и локализации, в том числе молекулярных механизмов их репарации при лечении с применением клеточно-инженерных технологий. Исследуют комплекс регуляторных факторов эпителиального и, особенно, стромального происхождения, включающий различные виды молекул, участвующих в межклеточных взаимодействиях, компоненты внеклеточного матрикса (неклеточных структур, составляющих основу соединительной ткани), металлопротеиназы (ферменты, катализирующие гидролитическое расщепление белков) и их ингибиторы.

Сотрудники отдела выявляют также отличительные особенности стабильных и нестабильных (уязвимых) атеросклеротических бляшек в стенках кровеносных сосудов, ведут поиск причин их формирования. Высокая техническая оснащенность, а также уровень подготовки персонала позволяют проводить диагностику с использованием современных методов иммуногистохимии и электронной микроскопии. Разработки в области культивирования клеток дают возможность получать первичные и перевиваемые культуры практически из любой ткани и органа, в том числе патологически измененного. А системы in vitro и эксперименты на лабораторных животных обеспечивают доклинические испытания лекарственных препаратов на специфическую фармакологическую активность.

В лаборатории молекулярной биологии и биохимии (заведующий — член-корреспондент РАМН Сергей Северин) изучают молекулярно-клеточные механизмы опухолевого роста и методы его торможения. Генетическая и белковая инженерия помогает нашим специалистам создавать препараты направленного действия для борьбы со злокачественными новообразованиями. Основной результат поиска — разработка средств избирательной доставки противоопухолевых лекарств внутрь пораженной клетки с применением специфических белковых векторов (молекул-носителей, ответственных за высокоэффективный транспорт действующего начала в мишень). К ним относится, в том числе, препарат, состоящий из пептидного фрагмента эпидермального фактора роста в качестве вектора и доксорубицина (противоопухолевого антибиотика) как токсического начала. Кроме того, созданы системы доставки на основе альфа-фетопротеина* человека, изучаются механизмы стимуляции противоопухолевого иммунного ответа с использованием антигенов и дендритных (разновидности иммунных) клеток. Синтез новых биологически активных соединений и оценка их специфической активности — важные разделы нашей работы. Уже запатентованы в РФ новые противоопухолевые препараты против рака предстательной железы «Флустат», а также молочной железы «Синтазин», проведены доклинические исследования. Перспективен, на наш взгляд, и осуществляемый в лаборатории синтез специфических антисмысловых олигонуклеотидов*, регулирующих опухолевый рост.

Среди приоритетов лаборатории молекулярной генетики человека (заведующий - доктор биологических наук Дмитрий Залетаев) — выявление молекулярных механизмов канцерогенеза. Уже апробирована система маркеров, повышающих качество выявления и эффективность лечения злокачественных новообразований, в частности рака шейки матки,. предстательной железы, легкого и др.

Изучение механизмов мужского и женского бесплодия, а также патологии эмбриона привело к созданию эффективных диагностических систем ДНК-маркеров и надежных методов предимплантационной генетической диагностики. В последней заинтересованы супружеские пары, решившиеся прибегнуть к экстракорпоральному оплодотворению.

Исследование и характеристика полиморфных вариантов ДНК, связанных с социально значимыми и широко распространенными заболеваниями, в частности, онкологическими, сердечно-сосудистыми и другими, — еще один важный раздел работы указанной лаборатории. В ней предложены системы молекулярных маркеров, позволяющие определить повышенный риск развития рака молочной железы, предстательной железы, рака почки.

В лаборатории биотехнологии (заведующий — доктор биологических наук Всеволод Киселев) заняты поиском комплексных технологий, нацеленных на предупреждение социально значимых заболеваний, в том числе ассоциированных с вирусами папилломы человека. При этом особое внимание было обращено на идентификацию молекулярных мишеней данной группы вирусов, индуцирующих процессы онкогенеза. Наши сотрудники получили панель моноклональных антител, «узнающих» основной онкобелок указанных вирусов. Более того, они предложили диагностическую систему, прогнозирующую развитие рака шейки матки, вызываемого хронической папилломавирусной инфекцией.

На основе белков «теплового шока» реализована технологическая платформа для конструирования ре-комбинантных противоопухолевых и противоинфекционных вакцин. Завершены лабораторные исследования двух из них для иммунотерапии возвратного респираторного папилломатоза и рака шейки матки.

Изучение молекулярных механизмов гиперпластических процессов и поиск методов их фармакологической коррекции — еще одна тема лаборатории биотехнологии. Завершается создание комплексной технологии раннего выявления и профилактики пролиферативных заболеваний молочных желез, причем совместными усилиями специалистов нашего Института и российской фармацевтической компании «Миракс-Фарма» сконструированы и изготовлены две опытные компактные установки для радионуклидной диагностики этих патологий. Разрешены к применению препараты «Индинол», «Эпигаллат», «Промисан» с выраженной антипролиферативной активностью. Рекомендованы в практику результаты измерения метаболитов эстрадиола (гормон женской репродуктивной системы), являющихся важным прогностическим биомаркером патологической клеточной Пролиферации.

Создан препарат, состоящий из двух рекомбинантных белков, который в виде кожной пробы дает возможность дифференциальной диагностики туберкулезной инфекции.

Тематика лаборатории генной инженерии (заведующий — доктор биологических наук Игорь Белецкий) -биологические микрочипы для диагностики и прогнозирования заболеваний. Предложенная здесь технология заметно снижает стоимость анализов по сравнению с используемыми в настоящее время методами. А еще она открывает возможность одновременно выявлять широкий спектр диагностических параметров, в конечном итоге — формировать более полное представление о причинах и характере той или иной патологии. Более того, показано: практически вне зависимости от типа заболеваний — онкологических, аутоиммунных, сердечно-сосудистых, инфекционных и других — процедуры подобных анализов остаются неизменными, что обусловливает возможность строгой стандартизации проведения испытаний и их протоколов, полученных в различных лабораториях.

Совместно с Институтом теоретической и экспериментальной биологии РАН (Пущино, Московская область) нами разработаны производства, обеспечивающие крупномасштабный выпуск биочипов, наборов для их проявления, а также чип-детекторов с оригинальным программным обеспечением для медико-диагностических целей. Их уже применяют в Москве для определения содержания генетически модифицированных организмов в продуктах питания.

Сотрудники отдела по внедрению новых лекарственных средств (руководитель — доктор медицинских наук Сергей Фитилев) участвуют в планировании доклинических и клинических испытаний препаратов, подготовке необходимой документации для представления в Министерство здравоохранения и социального развития РФ с целью получения разрешения на медицинское применение. Отдел ведет мониторинг соответствующих материалов на всех этапах экспертизы, формирует нормативную и правовую базу по организации исследований лекарственных средств в стране в целом с учетом международных стандартов.

В задачу научно-производственного отдела (руководитель - доктор биологических наук Валентин Уваров) входит создание новых наукоемких технологий. Среди них следует выделить получение субстанций биологически активных соединений и лекарственных форм, средств их доставки; конструирование диагностических систем. Кроме того, его специалисты разрабатывают препараты глубокой переработки плазмы крови человека для получения сывороточного белка антитрипсина, фермента плазмина и др. Здесь же проводят бизнес-планирование возможного практического использования научных разработок, создают лабораторные и опытно-промышленные регламенты, нарабатывают необходимое количество лекарственных средств и тест-систем для их испытаний.

Вместе с тем ученые нашего Института участвуют в реализации отраслевых и федеральных целевых программ совместно с коллегами из других подразделений ММА им. И.М. Сеченова. Эффективны контакты с РАН и РАМН. Ведутся научно-исследовательские работы в рамках договоров, заключенных с некоммерческим партнерством «Центр новых медицинских технологий «ТЭМП» (Москва). Активно развиваются связи с зарубежными коллегами из США, Канады, Норвегии, Китая, Японии, Германии.

Работы сотрудников Института поддержаны российскими и международными грантами: РФФИ, Министерства образования и науки РФ и др.

Таким образом, создание Института молекулярной медицины в структуре ММА им. И.М. Сеченова вполне закономерно: Академия представляет собой крупнейший научно-учебный комплекс по подготовке, аттестации и повышению квалификации медицинских и фармацевтических кадров. В свою очередь, фундаментальные поисковые и прикладные научные исследования играли и продолжают играть значительную роль в ее развитии.

Публикации в СМИ

Медицина нового поколения

Перейти в раздел: