«Печально признавать, что радикальные меры по удалению здоровых молочных желёз, на которые решилась американская кинозвезда Анджелина Джоли, – это всё, что революция в геномике дала нам для решения проблемы рака», – с сожалением говорит Стефен Альберт Джонстон, профессор, содиректор Института биодизайна Университета штата Аризона, отвечая на вопрос корреспондента STRF.ru о реальном уровне достижений в профилактике онкологии. Сотни учёных сегодня пытаются создать технологию, которая позволяла бы обнаруживать злокачественные опухоли ещё до того, как их можно классифицировать по стадиям. Профессор Джонстон в этой области – один из главных в мире специалистов. Он возглавляет проект по разработке и тестированию уникального средства ранней диагностики рака – иммуносигнатуры (immunosignature). В основу идеи этого изобретения положено то, что каждое заболевание вызывает ответ иммунной системы, по которому можно узнать, болен ли человек и чем именно.
Профессор Стефен Альберт Джонстон: «Я надеюсь, что отдельные исследовательские группы в России более амбициозны и скорее готовы пойти на риск, чем большинство американских коллективов. Российские учёные и клиницисты могут предоставить для проекта свои уникальные способности в моделировании, химии и клинических исследованиях». Изображение с сайта Rustec.asu.edu
Для получения иммуносигнатуры капля крови обследуемого, содержащая в себе клетки иммунной системы, наносится на специальную пластинку, разделённую на сектора, в каждом из которых находится уникальная аминокислотная последовательность. Всего на пластинке – 330 тысяч секторов, и в зависимости от того, с какой интенсивностью в конкретных ячейках проявится иммунная реакция, формируется профиль (сигнатура) для конкретного человека. Сама пластинка имеет небольшой размер, аналогичный предметному стеклу для светового микроскопа, её удобно перевозить, и для неё не требуется большого объёма исследуемой крови. Иммуносигнатура показывает, какие последовательности аминокислот активируют иммунную систему пациента, к чему у него выработано больше антител, то есть с чем организм борется в данный момент. Зная это, можно понять, чем человек болен. Технология интенсивно изучается, исследования обширны и дают хорошие результаты в плане точности диагностики. Особенно метод перспективен для ранней диагностики рака, возможной ещё на тех стадиях, когда речи не идёт о постановке страшного диагноза.
Помимо этого, в Институте биодизайна разрабатываются методы профилактической и лечебной вакцинации против рака, основанные на схожем принципе. В их тестировании мистер Джонстон также пригласил участвовать российские научные коллективы на своей лекции «Институт биодизайна в Университете штата Аризона: образование, научные исследования и перспективы международного сотрудничества», которая недавно прошла в Международном торговом центре при поддержке кластера биомедицинских технологий фонда «Сколково». Корреспондент STRF.ru побывала на лекции и задала Стефену Джонстону ряд вопросов, касающихся как научной, так и организационной стороны проекта.
Сейчас диагностика и лечение рака – популярная ветвь биомедицинской науки, в которой работают тысячи коллективов по всему миру. Кто вдохновлял вас? Чей опыт вы использовали в своих исследованиях?
– Никто из ныне работающих или более старых исследователей не был для меня вдохновителем. Я «втянулся» в это направление, поскольку прогресс в области изучения рака двигался очень медленно. А это значит, что проблема действительно настолько сложная или что люди неверно подходят к её решению. Я думаю, дело, скорее, в последнем.
Чем могут помочь российские участники исследования в достижении новых целей вашего проекта по ранней диагностике и лечению рака?
– Я надеюсь, что отдельные исследовательские группы в России более амбициозны и скорее готовы пойти на риск, чем большинство американских коллективов. Российские учёные и клиницисты могут предоставить для проекта свои уникальные способности в моделировании, химии и клинических исследованиях. К тому же у них тоже есть свои, специфические подходы в определённых областях медицины, которые могут оказаться вполне интересными.
Не так давно американская кинозвезда Анджелина Джоли решилась пойти на операцию по удалению молочных желёз для того, чтобы снизить риск заболеть раком груди, поскольку она знала, что для неё этот риск (генетическая предрасположенность к болезни) велик. Что вы думаете по поводу её решения?
– Это было её личное решение, здесь я могу только прокомментировать шансы актрисы заболеть раком груди, а в её случае риск был действительно велик. Мне хотелось бы надеяться, что у нас появится менее радикальное решение подобной проблемы, к примеру профилактическая прививка или непрерывный мониторинг состояния пациента на ранних стадиях развития рака вкупе с эффективной системной терапией. На мой взгляд, весьма печально признавать, что вот такие радикальные меры, какие мы видим на примере Джоли, – это всё, что революция в геномике дала нам для решения проблемы рака.
К вопросу о генетической предрасположенности к болезням, может ли ваш метод ранней диагностики рака обнаружить такую наследственную черту организма? Включена ли проверка наследственности пациентов в планы вашего исследования?
– Нет, метод, который мы разработали, будет отслеживать начало образования опухоли, но не будет основан на генетике. Секвенирование (прочитывание последовательности) ДНК может дать представление о риске заболевания, но не о состоянии человека в настоящий момент. Последовательность ДНК рассматривается как некий стандарт для подсчёта риска, имеющегося во время анализа. Секвенирование проделывают один раз, а мониторинг состояния пациента проводят многократно, и на основании его результатов принимают решение о необходимом лечении, если требуется, корректируют это лечение, опираясь на данные следующих сеансов мониторинга.
Есть ли у какого-либо из предложенных вами типов вакцин побочные эффекты?
– Профилактическая вакцина ещё только должна будет тестироваться добровольцами на безопасность. Эксперименты на мышах не показали негативных побочных эффектов. Варианты лечебных вакцин для человека пока что не были признаны эффективными, но показали высокую степень безопасности для пациентов.
Есть ли у вас какие-либо предположения по поводу того, на каком жизненном этапе человеку нужно будет делать профилактические прививки от рака? Нужно ли будет, к примеру, вакцинировать всех детей в возрасте десяти лет или нет?
– Это интересный вопрос. Для того чтобы вакцина была именно профилактической, нужно ввести её в организм до того, как опухоль начнёт презентировать (выделять) антигены для этой вакцины. Возможно, это означает, что прививку нужно будет делать между 40 и 50 годами. Как бы то ни было, в том случае, если выявленный профиль безопасности для конкретного индивидуума того потребует, возраст вакцинации может быть и меньшим. Детские прививки против инфекций обычно делаются всем в очень раннем возрасте, даже если для одного человека в том же возрасте риск заразиться довольно низок. Но риск развития некоторых детских форм рака гораздо выше, чем шанс появления многих инфекций, против которых как раз прививают в раннем возрасте.
Продолжая тему ранней диагностики рака, скажите, пожалуйста, почему нужно использовать именно антитела? Одинаковы ли они в разных органах одного человека? Можем ли мы «пропустить» какие-то антитела, используя иммуночипирование только крови?
– Антитела привлекательны для нас как «расшифровщики» состояния пациента по нескольким причинам. Во-первых, они служат богатым ресурсом информации о здоровье человека. В каждом из нас около миллиарда различных типов антител. Во-вторых, антитела усиливают иммунные реакции. Одна-единственная В-клетка, реагирующая на рак, может усилить свой «сигнал тревоги», произведя 100 миллиардов антител за неделю. В-третьих, антитела удивительно стабильны. Нам не нужно как-то обрабатывать кровь или слюну для того, чтобы получить из них антитела. Можно просто развести эти жидкости и померить содержание в них нужных нам антител. Мы использовали образцы крови, хранившиеся 20 лет, чтобы по ним восстановить состояние здоровья человека. Наконец, систему с обнаружением антител можно сделать дешёвой, что позволит использовать её людям во всём мире.
Расскажите, пожалуйста, в двух словах, какое оборудование потребуется для системы улучшенной диагностики рака? Могут ли развивающиеся страны, в которых смертность от рака, по статистике, наиболее высока, позволить себе столь сложные и дорогие приборы?
– Мы представляем весь процесс в двух фазах. Первая – центральная лаборатория, куда люди будут регулярно посылать каплю крови для анализов. Такая лаборатория потребует оборудования с высокой пропускной способностью, и стоить оно будет приблизительно 250 тысяч долларов. Но стоимость обработки одного образца крови в этом случае будет очень низкой. Во второй фазе исследование будет проходить либо дома, либо в небольшой клинике, и затраты на это, как мы рассчитываем, не превысят двухсот долларов.
Возможно, вы слышали о российской программе мегагрантов. Она хорошо финансируется (размер мегагранта 150 миллионов рублей, приблизительно 5 миллионов долларов), но в ней есть жёсткое правило: результаты работы принадлежат России, хотя территориально исследование может быть проведено в любой стране. Если бы вы стали участвовать в этом конкурсе, то по какой теме?
– Интересный вопрос. Думаю, стоимость исследований, запланированных нами в сотрудничестве с российскими лабораториями, заметно превышает размер мегагранта. Либо нам на клинические исследования потребуется гораздо больше средств, чем может дать мегагрант, либо удастся осуществить только небольшую часть запланированного. Поэтому если бы у меня была возможность, я бы в таком случае занялся чем-то действительно новым, попробовал себя в новой области науки. У меня есть некоторые идеи, как можно препятствовать старению, и я бы использовал мегагрант для развития этого направления.
Следующий вопрос касается документов. Как много бумаг (заявок и прочего) нужно будет заполнить российским исследователям, желающим работать с вашей лабораторией?
– Насколько я понимаю, никаких документов для коллаборации русским участникам заполнять не потребуется, за исключением, может быть, нормативных бумаг, касающихся передачи биоматериалов в нашу лабораторию. Обычно университеты требуют MTA – Materials Transfer Agreement (Соглашение о передаче биоматериалов). Помимо этого необходимо будет решить, какая сторона оплачивает расходы на ту или иную деятельность. У нас в стране большое количество проектов по международному сотрудничеству лабораторий, но для участия в них никакой дополнительной бумажной работы не требуется, кроме той, которую я уже упомянул.
Правильно ли я понимаю, что, учитывая специфику вашей работы, при развёртывании коллаборации потребуется наладить контакты с российскими медицинскими учреждениями?
– Правильно. Главное затруднение при разработке эффективной системы ранней диагностики в том, что требуется сделать две вещи. Первое – протестировать эту систему во множестве точек (городов, стран). Второе – протестировать эту систему на большом количестве людей. Поэтому, будем ли мы проводить исследования в России, или в каком-либо штате США, или, например, в Канаде, везде потребуется участие местных медицинских учреждений. Это стандартная практика исследований такого рода. Мы должны понимать, работает ли наше средство на русских или на людях других стран. Нельзя сказать, что то, что работает на американцах, обязательно поможет и всем остальным, нужно это проверить. Не думаю, что иммуносигнатуры русских и американских онкологических пациентов будут абсолютно непохожими, но какие-то небольшие различия из-за неодинаковых этнических, антропологических особенностей наверняка откроются.
Если мы хотим сделать средство диагностики универсальным, то, по-хорошему, нужно протестировать его на жителях различных народностей, возрастов, обоих полов?
– В целом да. Однако когда людям вводят, например, вакцину от полиомиелита, не делают различия по национальности, возрасту и другим параметрам, все получают препарат одного и того же состава. Среди вакцинированных встречаются те, кто воспринял препарат лучше, и те, кто воспринял его хуже, но при этом в самой иммунной системе человека заложена способность «разобраться» с некоторыми нюансами того или иного препарата или болезни и адекватно среагировать на них. Я не слишком удивлюсь, если окажется, что иммуносигнатура рака груди окажется очень похожей, едва ли не одинаковой, у пациентов по всему миру.
Получается, сигнатура конкретного заболевания, скорее всего, универсальна.
– Да. На данный момент мы протестировали иммуносигнатуры женщин и мужчин с одинаковым диагнозом и не нашли между ними существенной разницы, точно так же, как и различий в результатах диагностики людей разных возрастов. У 20- и 70-летних пациентов есть небольшие различия в сигнатурах, связанные с общим ухудшением работы иммунной системы с возрастом, но не более того. Вообще говоря, мы определяем огромное число параметров: у одного человека анализируется реакции иммунной системы на 330 тысяч аминокислотных последовательностей. Понятно, что не все они абсолютно независимы друг от друга, но большинство из них всё-таки никак «не соприкасаются».
Таким образом, для анализа всего одной сигнатуры уходит огромное количество работы. Скорее всего, даже не каждому учёному по силам постоянно получать и анализировать такой объём данных. Однако вы в России уже около недели и успели побывать в нескольких научных центрах. Появились ли у вас предположения, с какими конкретными российскими лабораториями вы хотите сотрудничать?
– Сначала мы посетили не Москву, а Барнаул на Алтае. Частично это было продиктовано удобством перемещений, частично тем, что, по моему опыту, учреждения, где работа отлажена и проходит без затруднений (их, как вы понимаете, больше в Москве), с некоторым скептицизмом относятся к таким радикальным идеям, как та, о которой я рассказываю. Но я открыт к любому сотрудничеству и готов рассмотреть предложения любых коллективов, которые хотят участвовать в коллаборации. К примеру, за несколько дней до отъезда я изменил своё расписание для того, чтобы рассказать о вакцине коллективу, чей руководитель написал мне с просьбой дать лекцию о моих разработках. Любое сотрудничество возможно! К тому же мне нравится Россия, первое впечатление, которое она на меня произвела, явно положительное.
Нобелевский лауреат Питер Эгр, который недавно приезжал в Москву, тоже отметил, что ему нравится в России, и понравилось ещё много лет назад, когда он был здесь в студенческой поездке. Но посетить страну – это всё-таки одно, а постоянно работать с её гражданами, говорящими на другом языке, это другое. Может ли языковой барьер стать преградой совместной научной деятельности?
– К сожалению, он может заметно затруднить работу. К примеру, на Алтае, где я был недавно, очень немногие говорили по-английски. Мне пришлось написать пояснительный текст под каждым слайдом презентации для устного переводчика, иначе в докладе было бы огромное количество остановок для разъяснения терминов и прочего. Работу в таких условиях можно вести, но с большими усилиями, чем обычно. Однако языковой барьер не фатален для научного сотрудничества, поскольку в большом лабораторном коллективе кто-то специализируется в одной области, кто-то в другой, кто-то понимает одну часть работы, кто-то другую, и это компенсирует чьё-то незнание языка или, допустим, одного из методов работы. В то же время встреча с человеком другого языка, другой культуры стимулирует, ведь он смотрит на мир по-другому и может предложить неожиданное решение проблемы, над которой другие «застопорились».
Материалы по теме лекции профессора Джонстона
Источник: strf.ru