Партнерский

«Нужны масштабные исследования»: красноярская аспирантка о новом методе выявления рака легких

Редакция «ПМ»
3226

Примеры Стива Джобса или Марка Цукерберга единичны, большинство инновационных идей рождаются всё же в стенах вузов и научных лабораториях. Находить и поддерживать такие идеи призвана программа «УМНИК», благодаря которой молодые ученые сейчас могут получить грант в 500 тысяч рублей и довести свою идею до практического применения.

«Проспект Мира» поговорил с получателем гранта, аспиранткой Евгенией Башмаковой (Сибирский федеральный университет и Институт биофизики СО РАН), проект которой предлагает новый подход для диагностики рака легкого.

Путь в науку

«Мне еще в школе очень нравилась биология, поэтому сомнений, чем бы я хотела заниматься в жизни, не было. Я поступила в университет на кафедру медицинской биологии, где училась на биохимика. Моя дипломная работа была связана с определением мутаций ДНК, которые связаны с различными нарушениями свертываемости крови, а также с определением онкогенных мутаций.

Некоторые заболевания, как известно, вызываются мутациями генов. Мутации могут возникать и накапливаться в течение жизни людей — из-за возраста человека, работы на определенных предприятиях, загрязнения среды химическими и радиоактивными веществами и так далее.

А есть мутации, которые передаются от родителей к детям. Это случаи семейных, наследственных болезней. Часто такие мутации определяют риск возникновения и развития некоего заболевания. Например, такое заболевание, как меланома кожи: если есть у человека определенная мутация и он при этом интенсивно загорает, то болезнь у него разовьется с большей вероятностью, чем у загорающего человека без такой мутации. Бывают также мутации, связанные с проблемой свертываемости крови: при них нельзя принимать некоторые препараты — у людей могут обостриться скрытые проблемы, например, после полета в самолете или во время беременности.

«Поэтому, чтобы оценить риск развития заболеваний и осложнений, мутации и надо изучать. Наши ДНК-тесты предназначены для современной персонализированной медицины, они призваны оценивать индивидуальные риски заболеваний, которые можно избежать, например, с помощью коррекции условий жизни».

«После защиты диплома я поступила в аспирантуру и свои первые серьезные научные исследования выполняла в лаборатории фотобиологии Института биофизики. Моя работа теперь связана с разработкой методов анализа на основе биолюминесценции — в лаборатории мы детектируем различные мутации, используя в качестве меток биолюминесцентные, то есть светящиеся белки».

О проекте

«В 2014 году я участвовала в молодежной научной конференции «Молодежь и наука» и заняла там призовое место. После нее всем победителям пришла рассылка от проекта «Умник» с приглашением поучаствовать в этой программе. Мы тогда как раз начали сотрудничать с лабораторией бимолекулярных и медицинских технологий КрасГМУ и решили подать заявку на совместный проект.

Наш проект не связан с изучением мутаций — здесь мы разрабатываем способ раннего выявления рака легкого. Но в основе нашего метода тоже лежит биолюминесцентный анализ: этот метод сам по себе уникальный, им не так много занимаются».

Комментарий редакции:

Но при этом Красноярский край является одним из лидеров по направлению биолюминисценции в России, а в наши вузы, в частности в СФУ, приезжают молодые ученые из других стран (например, Индии) для того, чтобы изучать это направление в рамках научной школы доктора биологических наук, профессора Валентины Кратасюк.

Существуют сходные методики выявления, но они основаны на других явлениях, например, на флуоресценции. Это уже другой тип свечения, при котором особые химические вещества (флуорофоры) светятся после какого-то внешнего возбуждающего воздействия. Например, на вещество светят одним цветом, после чего он излучает другой. А биолюминесценция — это свечение, которое возникает в результате работы соответствующих ферментов, их ничем посторонним облучать не нужно.

Как это работает

«С помощью биолюминесцентного анализа мы выявляем «мишени», которые ассоциированы с раком легкого и которые нужно выявить и поймать. Природа этих мишеней, конкретные вещества сейчас устанавливаются. Ориентировочно это некие вещества, которые продуцирует опухоль во время своего развития. Частицы клеток опухоли при ее разложении, а также вещества, которые она выделяет в процессе своей жизнедеятельности и роста, появляются в крови человека. Это и есть наши мишени».

Выявить их помогают специфические молекулы — аптамеры, разработанные в лаборатории биомолекулярных и медицинских технологий Красноярской КрасГМУ. Это небольшие молекулы ДНК, которые способны находить в крови опухолевые вещества и присоединяться к ним.

«То есть если у человека рак легкого, то аптамеры должны это обнаружить. Однако для этого нужно как-то визуализировать их связывание с опухолевыми мишенями — пометить цветом или заставить светиться, например. Сами по себе аптамеры не светятся и никак не окрашиваются — и здесь в дело вступают наши биолюминесцентные белки.

Мы применяем в работе белок из гидроидного полипа — это глубоководное животное, внешне похожее на растение. В свое время сотрудники нашего института — Евгений Высоцкий, Владимир Бондарь и другие — ездили в экспедиции на Белое море и привезли оттуда несколько видов светящихся организмов, включая этих полипов».


Из полипов затем был выделен белок, который называется обелин (по названию организма — Оbelia longissima). Это кальций-зависимый белок — сам по себе он не светится, но если добавить к нему ионы кальция, то получится вспышка, хорошо видная в темноте.

«Сейчас нам не надо уже постоянно ездить на Белое море и собирать обелию — в свое время мы выделили ДНК этих организмов и ген, кодирующий обелин. Теперь, благодаря генной инженерии, этот белок синтезирует нам в лаборатории кишечная палочка E.coli. За счет этого мы можем получать много высокоочищенного белка — он искусственный, но полностью соответствует природному, и благодаря яркому свечению он используется нами в качестве репортера в аналитике».

Планы на будущее

«Мы полагаем, что наш метод должен помочь повысить точность ранней диагностики рака легкого. Обычно когда есть подозрение на рак, то у врачей есть набор «универсальных» маркеров, которые назначают пациенту. Но эти маркеры не связаны с раком какого-то конкретного органа — они направлены на выявление онкологии в целом. Точность определения, таким образом, может скорректировать терапию, сделать ее более направленной и, стало быть, более эффективной.

Когда ученые разрабатывают какой-то новый метод диагностики, то, как правило, хотят повысить ее специфичность. И наш метод направлен именно на рак легкого — с другими типами рака данные аптамеры не взаимодействуют.

Мы надеемся, что в будущем наш метод поможет избегать сбоев и неточностей — чтобы не получалось, например, так, что у человека анализ показывал наличие рака, когда там совсем другое заболевание легких».

«Пока мы в самом начале пути, у нас были только первые эксперименты. В нашей тестовой группе пациентов было 56 человек с подозрением на рак легкого, которым уже была назначена операция, и 17 здоровых людей в контрольной группе.

У этих 17 здоровых людей наш метод опухолевых клеток не увидел. У 56 пациентов с подозрением на рак в 80% случаев мы получили положительный ответ, свидетельствующий о связывании аптамера с мишенью. У остальных 20%, где мы не получили сигнала, после операции был обнаружен другой тип онкологии, а у некоторых диагноз не подтвердился вообще.

То есть цели достигаются, но повторюсь, пока это самое начало, и сказать сейчас, что этот метод будет использоваться в клинике, — рано. Нужны большие масштабные исследования».

Какие возможности предоставил грант

«Участие в «УМНИК» дало возможность провести начальные исследования. Кроме того, это первый проект, в котором я была самостоятельным руководителем, а не исполнителем. Поэтому чувствуешь собственную ответственность: надо поставить корректно эксперимент, провести исследование, получить достоверные, надежные результаты, осмыслить их, сделать соответствующие выводы. Никто не поторапливал писать отчет о работе — ты сама понимаешь, что это пора делать.

Когда ты только заканчиваешь университет и приходишь в лабораторию, где все тебя старше и опытнее в научном плане, то, бывает, сомневаешься в своих возможностях. А этот опыт в том числе помогает почувствовать уверенность».

«Молодым ученым, которые не участвовали в программе «УМНИК», я бы посоветовала не бояться пробовать свои силы. Для своих первых самостоятельных проектов это очень комфортный грант: нет каких-то безумных тяжелых требований к оформлению, к заявкам. А в процессе выполнения работ это поможет учиться правильно ставить цели и задачи».

_________________________________________________________________

Программа «УМНИК» направлена на поддержку коммерчески ориентированных научно-технических проектов молодых исследователей.

Принимать участие в конкурсе по данной программе могут физические лица, от 18 до 30 лет включительно, являющиеся гражданами РФ и ранее не побеждавшие в программе.

Параметры поддержки:

  • размер гранта — 500 тыс. рублей;
  • срок выполнения НИР — не более 24 месяцев (2 этапа по 12 месяцев);
  • направление расходов — проведение НИР.

Направления НИР:

  • Информационные технологии
  • Медицина будущего
  • Современные материалы
  • Новые приборы
  • Биотехнологии

Прием заявок на «УМНИК 2017» в Красноярском крае открыт и продлится до 25 сентября 2017 года.

Заявки подаются в электронном виде в Системе «УМНИК».

Оператором «УМНИК» в Красноярском крае является Красноярский региональный инновационно-технологический бизнес-инкубатор.

По всем вопросам, касающимся участия в «УМНИК 2017» (подачи заявки и получении консультаций), можно обращаться к специалистам Отдела сопровождения проектов КРИТБИ:

Гардер Кристина Александровна — начальник отдела сопровождения проектов, (391) 201-77-77 доб. 3210, gka@kritbi.ru

Рыбков Михаил Викторович — ведущий специалист отдела сопровождения проектов, (391) 201-77-77 доб. 2096, rmv@kritbi.ru

Система Orphus

Читайте также

Новые материалы

Читаемые материалы

Мы в соцмедиа
Наши проекты
Читай нас там, где удобно
Закрыть
Наверх