Институт молекулярной медицины Финляндии (FIMM) – международный научно-исследовательский институт, входящий в состав Северного партнерства молекулярной медицины Европейской лаборатории по молекулярной биологии (EMBL). Сегодня в нем работают около 200 человек, которые занимаются геномикой и продвижением технологий персонализированной медицины в здравоохранение. Более десятка исследовательских групп трудятся над поиском новых методов диагностики и лечения разных заболеваний – онкологических, сердечно-сосудистых и неврологических, а также вирусных инфекций. Одна из главных структур института – современный биобанк, где хранятся десятки тысяч образцов биоматериалов, которые используются для разных клинических и научных исследований.
Как устроен финский биобанк
Авторизованные биобанки появились в Финляндии относительно недавно – после принятия в конце 2013 года закона о биобанках. Сегодня в этой небольшой стране их уже девять – как правило, они работают при университетских клиниках. Самый большой был создан в Институте молекулярной медицины при Университете Хельсинки всего год назад. Он рассчитан на хранение биоматериалов около 2 млн человек. С учетом того, что население всей Финляндии насчитывает порядка 5,4 млн человек, масштаб хранилища внушительный. Сейчас в нем хранится 500 тысяч образцов крови и тканей пациентов, а также база клинических данных доноров. По словам сотрудницы биобанка Тийны Вестеринен, эти образцы могут использоваться как для академических научных исследований, так и передаваться частным финским и зарубежным организациям – например, для разработки новых лекарств.
Стать донором может любой пациент Центральной университетской больницы Хельсинки, но особое внимание в биобанке уделяют сбору проб от пациентов, страдающих раком молочной или предстательной железы – самыми распространенными типами рака в Финляндии.
- По разным оценкам, увеличение продолжительности жизни и старение населения Финляндии может привести к росту онкологических заболеваний среди жителей почти вдвое, - говорит Тийна Вестеринен. – Поэтому нам важно искать новые методы и средства лечения этой болезни, и биобанкам отводится в этом процессе большая роль – у нас накоплено большое количество медицинской информации и проб. Хотя биоматериал собирали и раньше, официальные биобанки мы смогли создать только после принятия закона, который многие считают одним из самых передовых в мире.
Как рассказала эксперт, из биоматериалов в хельсинкском биобанке собирают образцы крови и тканей пораженных органов. Чтобы получить образец на хранение, требуется письменное разрешение донора, но, как правило, финны редко отказываются. Так, к примеру, у каждого пациента университетской больницы берется анализ крови – 10 мл, который потом будет служить контрольной пробой. Если человек в старости заболеет онкологическим заболеванием, специалисты смогут сравнивать новые анализы с контрольным, подбирать индивидуальную лекарственную терапию. По словам Тийны Вестеринен, закон дает право пациентам знать, для каких целей используют их пробы, а также спрашивать о полученных результатах. Если же во время исследований специалисты обнаружат какое-то важное для этого пациента клиническое обстоятельство, они должны будут сообщить ему об этом.
Пробирки с биоматериалами хранятся в больших металлических контейнерах с жидким азотом – в емкостях поддерживается температура минус 180 градусов. Одна такая емкость вмещает 145 тысяч проб. Как рассказала Тийна Вестеринен, даже если в хранилище отключится система электропитания и подачи азота, необходимости эвакуировать «биосклад» не возникнет – в контейнерах будет поддерживаться температура до минус 150 градусов в течение двух недель, а потом можно будет вручную добавлять в емкости жидкий азот. В таких условиях биоматериалы смогут сохраняться десятки лет – хранение одной пробы обходится бюджету в 15 центов ежегодно.
Каждому пациенту - свое лекарство
Прикладное исследование рака – одна из главных тем изучения в Институте молекулярной медицины. В частности, ученых FIMM интересует поиск безопасных и эффективных для конкретного пациента лекарственных комбинаций. Этим занимаются в Центре высокоэффективного скринирования лекарственных препаратов – одном из самых мощных в Европе.
- Количество лекарств и потенциально активных веществ с каждым годом увеличивается, - рассказывает сотрудник исследовательской группы Евгений Кулесский. – И если раньше можно было вручную скринировать десятки веществ, то сегодня наша лаборатория может делать порядка 100 тысяч скринов в день и изучать влияние на раковые клетки около 500 лекарств. Из них 150-200 препаратов уже применяются в здравоохранении, еще 300 – новых, которых пока нет на рынке.
Лекарственных вещества в разных концентрациях и комбинациях соединяются с пораженными клетками в ячейках специальных плашек – в каждой из них по 384 - 1536 лунок. В зависимости от формата исследовательской работы на один анализ может потребоваться от несколько часов до нескольких недель. По результатам скринирования ученые определяют, какой компонент и в каких дозах наиболее эффективно будет воздействовать на раковую клетку пациента, какие лекарства оказались токсичными для обоих типов клеток - больных и здоровых, а какие вообще никак не подействовали. Как правило, из 500 исследуемых веществ эффективными оказываются около 5. Они могут входить в состав лекарств в разных комбинациях, поэтому здесь же ученые делают комбинированные скрины, чтобы понять, какая именно комбинация сработает у данного пациента лучше всего.
По словам Евгения Кулесского, на сегодня наиболее распространенный объект исследования – клетки, пораженные лейкемией. В этом случае материал для изучения гораздо проще получить, к тому же, клетки крови обладают необходимой для исследования структурой. Сейчас в центре работают над оптимизацией скринирования лекарств на клетках, пораженных другими типами рака. «Нам для исследования нужна однородная клеточная субстанция, которую получить из тканей органов достаточно трудно, - говорит Евгений Кулесский. – Наличие агрегатов в образцах дает нам серьезные погрешности».
Центр проводит исследования не только для финских врачей, но и работает с зарубежными клиниками – например, Эстонии, Норвегии. По словам Евгения Кулесского, по сравнению с подобными центрами в других странах, скрининговый центр FIMM уникален по объему проводимых исследований и «библиотеке» применяемых лекарств. Но пока результаты не всегда применяются врачами в практике, за исключением лечения лейкемии. Сейчас это, скорее, научно- исследовательская работа. О результатах одной из недавних таких работ, проведенных в скрининговом центре FIMM, рассказал руководитель еще одной исследовательской группы института Сергей Кузнецов. Его группа занимается изучением наследственных типов рака, в частности, рака груди.
Неизвестное действие известного лекарства
Сегодня уже многие знают о том, что мутации в генах BRCA1 и BRCA2 с высокой долей вероятности приводят к развитию наследственных раков - молочной железы и яичников. Об этом активно заговорили во всем мире с подачи носительницы такой мутации Анжелины Джоли, которая показала женщинам радикальный способ профилактики наследственного рака. Напомним, в 2013 году Джоли удалила обе молочные железы (мастэктомия), а в 2014 году – яичники (овариэктомия). Ученые Института молекулярной медицины Финляндии пытаются найти другие способы профилактики наследственного рака груди. Вместе с сотрудниками скринингового центра группа Сергея Кузнецова протестировала лекарства, которые помогли бы эффективно уничтожить клетки с мутацией гена BRCA1.
В своей работе исследователи смоделировали ситуацию – внесли мутацию в клетки и изучили их реакцию на 200 различных лекарственных препаратов. Ученых интересовало, какие лекарства смогут убить клетки с мутацией и не затронуть здоровые. В итоге исследователи обнаружили, что рост клеток с дефектом BRCA1 может подавлять известное лекарство, применяющееся для лечения множественной миеломы (злокачественное заболевание крови).
- Мы нашли целый класс лекарств – протеасомные ингибиторы (а по сути - модифицированная борная кислота), - которые можно применять для лечения женщин, у которых есть мутация в гене BRCA1, - рассказал Сергей Кузнецов. – Сегодня эти лекарства уже существуют на рынке под названием «Велкейд» или «Миланфор». Конечно, это пока что называется результат «в пробирке», и до внедрения в практическую медицину еще далеко. Для начала неплохо было бы проверить наш результат на мышках, хотя надо понимать, что «мышиная модель» работает на человеке только в 50% случаев.
Между тем, как рассказали «Доктору Питеру» эксперты, в Финляндии действует гибкое законодательство, которое разрешает врачу в крайних случаях, когда не помогают другие лекарства, использовать для лечения рака еще не вышедшее на рынок лекарство.
Поделиться