Человек на ладони
Уникальная технология ускорит разработку фармпрепаратов и сделает их безопасными
Юрий Дризе (фото Андрея Моисеева), газета «Поиск» № 28-2013
Коробочка меньше мобильного телефона с отходящими от нее трубками у меня в руках – ни больше ни меньше как созданная впервые в стране клеточная модель человеческих органов в одну миллионную величины. В этом чипе живут разные клетки человека – в каждой мини-ячейке свой орган. В одной, например, печень, в других кишечник, мозг... Омывает их вместо крови культуральная среда – она обеспечивает жизнь клеток в течение четырех недель. За ее движение по микроканалам отвечает компактный блок управления, он обеспечивает настройку и автоматическое поддержание необходимых параметров культивирования клеток. По сути, как ни фантастично это звучит, портативный прибор – своего рода гомункулус. А сделали его в Научно-техническом центре «БиоКлиникум».
– Конечно, все условно, – поясняет генеральный директор центра Дмитрий Сахаров (на снимке), – органы и ткани человека устроены существенно сложнее. Однако сегодня наша разработка позволяет создать, пожалуй, их наиболее адекватную клеточную модель.
– Главное, для чего создан прибор?
– Возможности его применения очень широкие. Например, с использованием таких клеточных моделей можно разрабатывать фармпрепараты, исследовать их влияние на организм и многое другое. До появления подобного устройства эти задачи решались только в экспериментах на лабораторных животных.
Однако действие фармсредств и их токсичность у человека и животных могут быть различными. Скажем, новое лекарство для лечения сахарного диабета, троглитазон, пришлось изъять из продажи из-за побочного воздействия на клетки печени (гепатотоксичность), которое не удалось обнаружить при исследованиях на животных. В результате были случаи гибели пациентов от острого повреждения печени, а также развития гепатитов. Стоит ли говорить, что компания, поставившая препарат на рынок, понесла значительные финансовые потери.
Между тем, как показали совместные исследования с нашим зарубежным партнером – Берлинским техническим университетом, токсичность препарата четко устанавливается в процессе тестирования на нашем приборе. В этом его уникальность: он способен оценить влияние лекарства на органы и ткани человека. И еще одно очень важное преимущество. При разработке новых лекарственных средств впервые появляется возможность значительно уменьшить использование лабораторных животных. Это своего рода революция. В прошлом году Минздрав дал разрешение на 650 клинических исследований новых препаратов. Это значит, что изначально их было порядка 5-6 тысяч. И все эти вещества нужно было протестировать на животных. А ведь российский рынок создания лекарств невелик. В Европе и США он на порядок больше. И чтобы проверить безопасность одного препарата, нужно от 5 до 20 тысяч лабораторных животных. Теперь их количество будет постепенно сокращаться.
– Что мешает ускорить этот процесс?
– Спешить нельзя. Нужно провести дополнительные исследования, чтобы понять возможности новой технологии тестирования, сопоставить результаты исследований на лабораторных животных и клеточных моделях органов человека. Пока мы можем утверждать, что эта технология позволяет получать важные и более точные данные по токсичности препаратов для человека. Теперь необходимо доказать ее эффективность и полезность фармкомпаниям, представить новую методику тестирования препаратов в Минздрав, придать ей статус нормативного документа. Но уже сегодня прибор может быть успешно использован при создании новых косметологических продуктов. В европейской косметической промышленности тесты на животных полностью запрещены, и нарушители этого требования не могут вывести свой товар на рынок. Наш прибор позволяет оценить безопасность косметических продуктов для человека, а также предоставить уникальные данные об их влиянии на клетки кожи на молекулярном уровне. Мы уверены: технология ускорит продвижение новинок на рынок, сделает их более безопасными и дешевыми.
– Как появилась идея создания таких приборов?
– Пионерами этих исследований были ученые Германии и США. Первоначально клеточные биологи и генетики изучали возможности тестирования различных веществ на монокультурах клеток. Со временем стало понятно, что в таких исследованиях необходимо воссоздать сложные отношения различных органов и систем организма человека, куда попадает тестируемое вещество. Так постепенно родилась уникальная биотехнология «человек на чипе». Сегодня это направление бурно развивается. Издается специализированный международный журнал «Лаборатория на чипе» – в нем сконцентрированы основные результаты научных исследований. В разных странах проводятся крупные тематические конференции и конгрессы, в которых участвует и наш коллектив. Иностранные патенты защищают конструктивные особенности микробиореакторов и технологии совместного культивирования в них клеток.
– Можно ли использовать это устройство в фундаментальных исследованиях?
– Безусловно. Это еще одна важная область его применения. Причем здесь возможности нашего прибора сложно переоценить. Понимая, что задачи исследований в области биологии и медицины на моделях тканей и органов человека могут быть самыми разными, мы предлагаем варианты адаптации прибора к конкретному кругу задач, разрабатываем специальные конструкции чипа, оказываем помощь в подготовке протоколов совместного культивирования клеток, интересующих конкретных ученых. Фактически становимся участниками таких исследований. Как оказалось, наша биотехнология обладает широкими возможностями для экологического мониторинга, позволяет получать различные клеточные модели развития заболеваний человека, например онкологических. Очень важное и перспективное направление – персонифицированная медицина. Мы полагаем, что чипы могут быть полезны при подборе наиболее эффективной комбинации препаратов для лечения конкретного пациента. Именно в этих областях за рубежом ведутся обширные фундаментальные исследования. Это прорывная технология будущего.
– А что сегодня?
– Мы успешно завершили проект «человек на чипе», организовали и запустили опытное производство прибора, работающее на полную мощность, ведь чипы одноразовые, срок их службы – 2-3 недели, а нужно их очень много. Прибор вызвал интерес в России и за рубежом. Его опытные образцы уже работают в Берлинском техническом университете (8 приборов), Сибирском отделении РАМН, на очереди МГУ.
– Доступна ли эта технология, требует ли она особой подготовки персонала? И, конечно, высока ли цена?
– Наша аппаратура предназначена для исследовательских институтов и крупных медицинских центров. Персонал, безусловно, должен быть подготовлен, как и при эксплуатации любого высокотехнологичного прибора. Цена опытного образца порядка 4 миллионов рублей. Это существенно дешевле стоимости эквивалентного зарубежного оборудования. При серийном производстве она будет снижена как минимум в четыре раза.
– Однако последнее слово за Минздравом. Каким оно будет?
– Конечно, проблемы с утверждением любой новинки есть всегда, но мы уверены, что они решаемы. Недавно о нашей технологии шла речь на правительственной комиссии, обсуждавшей перспективы развития биотехнологий, и она получила положительный отзыв. Ее поддерживает Минобрнауки, частично профинансировавшее опытно-конструкторскую разработку прибора, причем средства были выделены на конкурсной основе. Сейчас прибор проходит необходимые согласования, после чего будет передан Минздраву. В это же время наш коллектив активно ведет постмаркетинговые исследования для разработки стандартизованных методик его применения в различных областях. Благодаря сотрудничеству с зарубежными партнерами у нас хорошие шансы быстрого старта продаж на рынке ЕС.
– Но у них есть свои чипы – ведь первооткрыватели они...
– Да, но наша разработка оказалась лучше зарубежных. Только наш прибор позволяет обеспечить различные варианты потока культуральной среды в чипе, одновременно культивируя шесть различных видов клеток. Это определяет его универсальность и широкие возможности применения. За последние два года мы так успешно усовершенствовали технологию, что Берлинский технический университет, с которым у нас очень хорошие отношения, признал превосходство нашего прибора и, что называется, поставил свои образцы на полку.
– Как вам это удалось?
– Центр существует всего около пяти лет, примерно четыре года, как мы взялись за этот проект. Срок невелик, но у нас сильный коллектив, возглавляемый научным руководителем членом-корреспондентом РАН Александром Григорьевичем Тоневицким. Средний возраст научных сотрудников 25 лет. В основном это выпускники химического, биологического, медицинского факультетов МГУ и Бауманки. Под одной крышей размещается полный цикл опытного производства: от разработки до выпуска готового прибора. У нас современный блок клеточных исследований, на его базе разрабатываются новые методики применения прибора. Мы проводим пилотные испытания фармсредств и совместные экспериментальные исследования в интересах пользователей.
Остается только порадоваться за НТЦ «БиоКлиникум». Он очень быстро превратился в современную научно-производственную инновационную компанию, известную в России и за рубежом. Сегодня в команде центра 36 сотрудников, он занимает отдельное трехэтажное здание в технопарке и оснащен «с иголочки». Претенденты, желающие попасть сюда на работу, проходят строгий отбор. Требований всего два: нужно быть классным специалистом и уметь с полной отдачей работать в команде.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
12.07.2013