Благодаря отечественным физикам появился компактный сенсор для самой ранней диагностики онкологии и перспектив ее лечения. Другая уникальная разработка – прорывной препарат для победы над трудноизлечимой меланомой – создается в результате совместной работы с международным научным коллективом.
Как известно, чем раньше врачи найдут опухоль, тем выше шансы на излечение. Чтобы повысить точность ранней диагностики, российские ученые разработали гибридный нанофотонный сенсор, способный обнаружить рак на начальной стадии и оценить перспективы лечения. Как сообщает ТАСС, над диагностической системой в виде микрочипа работали ученые Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики» (НИУ ВШЭ), «Сколтеха», МПГУ и НИТУ «МИСиС».
Система способна выявить следы раковых клеток в крови, о которых свидетельствуют мембранные пузырьки с соответствующими сигнальными молекулами. Их производят живые клетки, чтобы обменяться химическими сигналами с соседними тельцами. Их количество и содержимое указывает на возможное наличие опухоли.
Диагностическая система выглядит, как микрочип на базе подложки из нитрида кремния. Он имеет микроканалы, в стенки которых встроены нанофотонные элементы. В зависимости от наличия следов опухолевых клеток излучение этих элементов меняется, когда через каналы проходит кровь во время анализа. Профессор НИУ ВШЭ Григорий Гольцман говорит, что достаточно минимального количества крови, чтобы получить полноценный анализ, а также обнаружить маркеры онкологических заболеваний на ранних этапах.
Сейчас ученые работают над компактной версией своего сенсора, который можно будет встроить в носимый прибор и проводить диагностику в любом удобном месте.
Также заслуживает внимания принципиально новый подход к лечению рака – на основе так называемой «зеркальной» ДНК (Z-ДНК). Речь идет об альтернативной форме ДНК, чья двойная спираль нуклеотидов («букв» генетического кода) закручена не вправо, как обычно, а влево.
Исследователи Международной лаборатории биоинформатики НИУ ВШЭ вместе с коллегами из США, Китая, Австралии и Японии использовали этот метод в борьбе с трудноизлечимыми формами меланомы. Как пишет «Научная Россия», проводимые ими испытания нового онкологического препарата из группы кураксинов подтвердили эту гипотезу. Основное действующее вещество препарата — молекула CBL0137 — вызвала ускоренное накопление молекул Z-ДНК, а те в свою очередь, привели к самоуничтожение раковых клеток. Ученые поясняют, что «зеркальные» ДНК заставляют иммунитет бороться с раковыми клетками примерно так же, как он уничтожает вирусы. В результате клетки, стимулирующие рост опухоли, гибнут, а у пациента снова появляется положительная реакция на лекарства от рака.
«Исследование — образец идеальной коллаборации между экспериментальными и компьютерными группами. Коллеги из США генерировали большие данные высокотехнологичных экспериментов, мы на этих данных производили биоинформатический анализ. Проведенный в нашей лаборатории интеллектуальный анализ данных существенно сократил время и затраты на экспериментальную часть работы, — рассказала Мария Попцова – руководитель Международной лаборатории биоинформатики НИУ ВШЭ .
Как показали эксперименты на грызунах и культурах клеток меланомы, применение CBL0137 приводит к уничтожению самых стойких вариантов опухолевых клеток, способных сопротивляться наиболее агрессивному лечению иммунопрепаратами. Ученые полагают, что это открытие позволит расширить возможности лечения меланомы, после того как пройдут все необходимые клинические исследования.
Фото: iStock by Getty Images
