30.11 Рак – побочный эффект долголетия
Победить старость – давняя мечта человечества. Люди боятся ее и беспомощности порой больше самой смерти. Но, прекратив стареть, человечество неизбежно столкнется с проблемой рака, так как вместе с долголетием каждый из нас получит шанс дожить до личного «возраста рака». Если люди будут умирать в 100-150 лет, что прогнозируют ученые, то онкология и всевозможные виды нейродегенеративных расстройств могут стать таким же частым заболеванием, как простуда.
В мире существуют миллионы крупных видов животных, миллиарды микробов и вирусов. По крайней мере это те, о которых мы знаем. Биотехнология, синтетическая биология расширяют наши возможности. На уровне генетического кода нет видовых барьеров, можно смешивать и сочетать его как угодно. Таким образом возможно искусственно синтезировать биологические субстанции, которых нет в природе, ориентируясь на конкретные нужды людей. Например, для лечения определенных видов рака и увеличения продолжительности жизни.
Удивительно, но есть ряд животных, которые не стареют. Это голые землекопы (кстати, живут в десять раз дольше, чем другие грызуны, и никогда не болеют раком), медузы из рода Turritopsis, остистые сосны. Это связано с механизмом наращивания кончиков хромосом – теломер.
Клетки должны постоянно делиться, чтобы заменять стареющие, но при каждом делении они теряют немного материала с кончиков хромосом. Обычно это не страшно, так как в теломерах нет никакой важной информации. Но со временем теломеры становятся настолько короткими, что клетки больше не могут себе позволить потерять часть хромосом и прекращают делиться. Однако «вечно молодые» голые землекопы и остистые сосны производят много фермента, отстраивающего теломеры хромосом заново, что позволяет заменять стареющие клетки вечно.
У людей лишь часть клеток может производить подобный фермент. Если применить технологии синтетической биологии, то возможно обеспечить людей ферментом долголетия. Но что будет, если заставить все клетки нашего организма делиться вечно? Возникает серьезная проблема – рак. Бесконечное деление клеток ведет к большему числу мутаций, а значит, и онкологическим новообразованиям.
?зобретатель и технический директор Google Рей Курцвейл, человек приложивший руку к современному техническому прогрессу и предсказавший наступление эпохи интернета, считает, что в 2045 году произойдет технологический прорыв. По его расчетам, мы должны победить все болезни с помощью наноботов, в тысячу раз превосходящих существующие медицинские технологии.
Как это ни удивительно, в условиях пестования мифов о конце отечественной науки, российские ученые находятся не просто на передовой последних исследований в области диагностирования и лечения рака, но в ряде случаев могут дать фору своим западным коллегам. Сегодня число инновационных препаратов Европы и США, которые попадают на рынок, резко сокращается. Всего несколько лекарств в год получают регистрацию. Причин много: высокие издержки на проведение клинических исследований, бюрократические препятствия. В этих обстоятельствах российские биотехнологические компании имеют все шансы сработать на опережение и выпустить пул инновационных препаратов быстрее западных коллег.
В чем же состоит механизм снижения сложности лечения онкологических заболеваний? Российские фармацевты для создания лекарств, способных перевернуть представление в мире терапии рака, разработали «умную» технологическую платформу. Впервые в России исследователи из отечественной компании BIOCAD соединили новые методики синтеза генов с техникой математического моделирования. Это дало безграничные возможности быстро и эффективно создавать лекарства, активным компонентом которых являются принципиально новые молекулы, никогда не существовавшие в природе.
Как это работает? Еще не так давно нужную молекулу для лекарства искали практически вручную: из миллиардов потенциально подходящих молекул, которые есть в природе, сначала отбирали несколько десятков тысяч кандидатов. После долгого анализа в многочисленных лабораториях лучшие молекулы по самым успешным проектам выходили на стадию испытаний на животных, а потом и на людях. Только спустя несколько лет работы ученые могли определить, насколько эффективен их препарат.
Внедрение «умной» технологической платформы принципиально изменило ситуацию. Теперь в начале любого проекта формируется профиль молекулы, четко прописываются характеристики, необходимые для лечения пациентов. Теперь уже на каждом этапе разработки известно, какими свойствами она должна обладать. Если отобранные антитела соответствуют желаемому результату не полностью, на помощь приходит математическое моделирование.
Биоинформатики разрабатывают 3D-модель отобранной молекулы и определяют возможные изменения, необходимые для внесения в ее структуру, чтобы характеристики точно соответствовали заданным на старте. Таким образом, результат планируется, что обеспечивает высокое качество будущего лекарственного средства.
?менно благодаря использованию «умной» технологической платформы сейчас идет работа над созданием революционного препарата для лечения одного из самых агрессивных видов рака кожи – меланомы. ?з миллиардов фрагментов антител к антигену меланомы было отобрано всего несколько десятков молекул, способных блокировать функции этого белка PD-1 рецептора, который скрывает меланому от иммунной системы пациента и вызывает развитие рака.
По прогнозам специалистов, использование моноклональных антител против белка PD-1 к молекуле меланомы приведет к остановке развития опухоли у 30-40% больных меланомой. Это настоящий прорыв в терапии метастатической меланомы. ? благодаря достижениям отечественной фармацевтики одними из первых доступ к ней получат именно российские пациенты. Мы ожидаем, что препарат выйдет на рынок уже в 2018-2019 годах.
Своей задачей мы видим выведение системы на уровень искусственного интеллекта. Уже сейчас российские фармацевты пытаются понять, чем будут лечить через пять лет, и какими свойствами должны обладать препараты будущего. Но чтобы уже сегодня уметь создавать лекарства нового поколения, необходим принципиально иной подход. ?менно такой воплощен в «умной» технологической платформе. Cейчас нет смысла перенимать западные технологии в области фармацевтики, так как в среднем жизненный цикл инновации не превышает пяти лет. Поэтому пока заимствованные технологии будут внедрены в России, они уже устареют.
Возможно, что в будущем, почувствовав себя плохо, достаточно будет подойти к чудо-аппарату, который самостоятельно возьмет у человека частичку крови, сделает анализ и на основе этого создаст индивидуальное лекарство, которое больной получит через несколько минут прямо на месте. Но пока увеличение длины жизни находится в руках наших ученых, нам остается верить, что им удастся достичь поставленных целей.
Единственный успешный путь развития российской фармотрасли – это создание принципиально новых прорывных блокбастеров. При создании таких лекарств увеличение продолжительности жизни до 100-150 лет не будет омрачено раком.
Фото: пресс-служба Biocad
