Молекулы-агенты против рака

Новый мегагрант ТПУ поможет укрепить позиции Томска как сибирского центра ядерной медицины

В конце прошлого года стало известно, что проект Томского политеха стал победителем седьмого конкурса мегагрантов российского правительства, который проводился в рамках

Постановления правительства № 220. Такие гранты выделяются на поддержку исследований под руководством ведущих ученых мира — как российских, так и иностранных. Пока на счету ТПУ три выигранных мегагранта. Новый проект предполагает организацию на базе вуза междисциплинарного коллектива, в который войдут химики, провизоры, медики, биохимики и специалисты по ядерной медицине. Ученые будут работать над созданием особых молекул-агентов на основе радионуклидов и каркасных белков, задача которых оперативно и эффективно обнаруживать опухоль, а в перспективе уничтожать раковые клетки или блокировать их деление. Такие молекулы и технологии их получения — настоящий авангард в мире науки, и пока нигде в мире они широко не применяются в клинической практике. Участники проекта уверены, что у Томска есть все шансы стать центром ядерной медицины мирового уровня, где такие передовые технологии дойдут до конкретных пациентов.

Работы по мегагранту ТПУ возглавил профессора Уппсальского Университета в Швеции Владимир Толмачев. Он один из ведущих специалистов в мире в области радиохимии. Уже много лет занимается каркасными белками — своеобразными строительными лесами для биомедицины из природных или искусственно синтезируемых белковых соединений. У них есть интересная особенность — они могут связываться с определенными участками раковых клеток — мишенями. Каждый каркасный белок специфичен для раковых клеток конкретного типа. Если связать его с радиоактивным изотопом, то каркасный белок доставит его прямиком к нужной раковой клетке. И здесь возникает множество тонкостей, которые и предстоит решить команде проекта в ТПУ, чтобы затем эти технологии вошли в медицинскую практику.

— Самая главная задача для нас — создать центр «Онкотераностика», который будет жить и плодотворно работать и после завершения гранта. Победа этого проекта — совершенно неслучайна. Подготовительная работа велась в течение пяти лет, и у нас уже сформирован коллектив, — говорит проректор ТПУ по научной работе и инновациям Мехман Юсубов. — Через три года в Томском политехе должна будет вовсю работать лаборатория по созданию таргетных молекул нового типа для тераностики (подход в медицине, объединяющий терапию и диагностику — ред.). Пока мы ориентируемся на молекулы, специфичные к раку молочной железы, и в перспективе?— к раку простаты. Мы должны будем исследовать их как на клеточных культурах, так и на лабораторных животных. В Научном парке ТПУ в рамках этого мегагранта появятся лаборатории, где мы сможем проводить исследования на лабораторных животных с соблюдением всех стандартов.

Тончайшая наука

— Сейчас для диагностики рака по всему миру обычно используют моноклональные антитела — это очень большие белковые молекулы. Их вводят в организм пациента, где они «пробираются» к опухоли и очень медленно в ней накапливаются. По ним можно судить о локализации опухоли, ее размерах и других параметрах. Но из-за их большого размера им требуется примерно пять-семь дней, чтобы найти опухоль и накопиться в ней в достаточном количестве, это дает низкую чувствительность метода, — поясняет профессор Владимир Толмачев. — Предлагаемые нами молекулы меньше в 20-30 раз, они позволят приступать к визуализации уже через два часа после введения в организм пациента. Они дают контраст в 100 раз лучше, чем антитела.

Но привязать радионуклид к каркасному белку не так уж и просто.

— Потому что, как только мы начинаем вводить радионуклид в белок, мы его модифицируем, изменяем, причем как в худшую, так и лучшую сторону. Это очень тонкая химия: как привязать нуклид таким образом, чтобы он не просто плотно сидел на белке и никаким процессам не мешал, но чтобы вся эта система связанная еще лучше работала, — говорит Владимир Толмачев.

Ученые будут работать с диагностическими нуклидами технецием-99 и йодом-123, а в перспективе с терапевтическим лютецием-177. В итоге молекула-агент представляет собой радионуклид и каркасный белок, а связывает их специальный линкер из органических соединений.

И вот эта часть — зона особых компетенций специалистов Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий Томского политеха.

Зоны ответственности

Реализовать такой масштабный проект в одиночку невозможно. Поэтому он объединит компетенции химиков и физиков из ТПУ, Института биоорганической химии им. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова (Москва), а также специалистов по ядерной медицине из НИИ онкологии Томского национального исследовательского медицинского центра РАН. Синтезировать каркасные белки будут группы профессоров Владимира Толмачева и Сергея Деева из Института биоорганической химии. Для получения радионуклидов

будут задействованы циклотрон и исследовательский ядерный реактор ТПУ. Здесь же, в Томском политехе, будут синтезировать линкеры, нарабатывать клеточные линии для тестирования полученных молекул-агентов и проводить исследования на лабораторных животных. После всех лабораторных этапов молекулы поступят в Томский НИИ онкологии, который обладает уникальным правом проводить клинические исследования радиофармпрепаратов на основании Федерального закона № 61.

— Уникальная исследовательская и медицинская инфраструктура Томска вкупе с такими же уникальными специалистами — козырь этого проекта. У нас есть и ядерный реактор, и циклотрон, и лабораторные базы, и НИИ онкологии Томского НИМЦ, который дает нам фору перед исследователями других стран. Ведь благодаря их праву проводить исследования с радиофармпрепаратами на основании ФЗ № 61 в реальной медицинской практике, их опыту, мы можем существенно ускорить процесс выхода препаратов на основе наших молекул к нуждающимся пациентам, — отмечает Мехман Юсубов.

Тот факт, что для успешной реализации этого мегапроекта сошлись все необходимые элементы, подтверждает и руководитель проекта, профессор Толмачев:

— Бисмарк сказал, что русские долго запрягают, но быстро едут. Так вот здесь, в Томске, и запрягают быстро, и ездят быстро. Столько сколько мы уже успели сделать в Томске на подготовительном этапе, мы бы не смогли сделать в другой стране. И это очень здорово. Я верю, что здесь действительно будет развиваться центр компетенций, и он будет точкой роста не только для сибирской, но и для российской науки.

Подготовила Александра Лисовая

Справка

Руководитель проекта — профессор Владимир Толмачев.

Организации, чьи специалисты задействованы в работах по проекту:

Томский политехнический университет,

Институт биоорганической химии им. М.М. Шемякина и

Ю.А. Овчинникова,

НИИ онкологии Томского национального исследовательского

медицинского центра РАН.

Общая сумма поддержки по мегагранту составляет 90 млн рублей

на три года — до 2021-го (с возможностью продления).