О новом методе ранней диагностики опухолей молочной железы, разработанном новосибирскими учеными

 Источник фото: nsc.ru

Современная проблема женской смертности от рака груди заключается в неэффективной методике диагностики. Уже не первый год работают над созданием нового более совершенного метода ранней диагностики рака молочной железы аспирант Владислав Милейко и его научный руководитель – кандидат биологических наук Института химической биологии и фундаментальной медицины Павел Лактионов.

 Источник фото: nanonewsnet.ru

Владислав Милейко

И их работа не осталась не замеченной. Так 14 декабря прошлого года в иннограде Сколково президент России Дмитрий Медведев подвел итоги национального конкурса «Зворыкинский прорыв», одним из лауреатов которого стал Владислав. Он выиграл в номинации «Инновационная идея» с проектом «Высокоточный метод ранней неинвазивной диагностики рака молочной железы». Разработанная им технология позволяет определить заболевание на ранней стадии с точностью до 95%.

Высокоточный метод ранней диагностики основан на анализе внеклеточной ДНК крови.
Новая технология позволит определить заболевание с точностью до 95%, что на 30% выше известных в мире методик.

Метод реализован в виде набора реактивов для обработки анализа крови. На первом этапе лаборант забирает инертный образец венозной крови, и далее, в лаборатории кровь анализируют и обрабатывают с помощью количественной ПЦР.

«То есть для того, чтобы выявить отклонение в организме, нам не нужно вмешиваться в сам орган, где предположительно есть опухолевые клетки. Достаточно образца крови, – рассказывает о своем открытии Владислав Милейко. – Дело в том, что в процессе своей жизнедеятельности раковые клетки в силу того, что они постоянно делятся, очень быстро отмирают, а продукты их распада неизбежно попадают в кровоток. И если появится возможность выявлять в крови такие вещества, это даст нам ключ к ранней диагностике рака. Справедливости ради надо отметить, что уже существуют способы определения наличия опухоли в организме по продуктам распада в крови. Но эти способы недостаточно чувствительны…».

У нового BrEp-теста есть ряд и других весомых достоинств.

Метод как никакой другой прост в использовании – всего-то и надо, что взять кровь. А затем с помощью обычного лабораторного оборудования проанализировать ее состав.
Не надо закупать какое-то дорогостоящее оборудование, отправлять пациента из кабинета в кабинет… Словом, минимум хлопот и максимум перспектив.

«И еще один плюс – это неограниченные возможности по дальнейшему расширению информативности полученных результатов, – уверяет ученый. – Другими словами, добавив в нашу платформу определенные маркеры, мы можем получить исчерпывающую информацию, которая может быть необходима, например, для выбора оптимальной терапии, мониторинга эффективности лечения и раннего обнаружения рецидивов у ранее лечившихся больных».

«Здесь принципиальным является не то, что мы изобрели новую субстанцию для какого-то химического анализа, – уточнил Владислав. – Мы разработали протокол: как нужно действовать, как обработать этот образец крови, какие компоненты добавлять для дальнейшего анализа. Мы не открывали специфических секретных реагентов, мы научились использовать опыт, который был накоплен в этой области, при этом добавив свой ключевой элемент».

Эти разработки ведутся в институте достаточно давно, но перспективность коммерциализации проекта, перевода из русла фундаментальных исследований в русло прикладное, появилась только в 2010 году. Исследования проводили на больших группах женщин – до 80 человек. Сотрудничали с Центром Новых Медицинских Технологий в Академгородке и с Областным онкологическим диспансером, в работе с которым ученые подтвердили высокие аналитические характеристики своего метода.

«Отличие, на которое мы ориентированы – аберрантное метилирование, – добавил Павел Лактионов. – По последним обзорам в этой области именно аберрантно метилированные нуклеиновые кислоты являются тем потенциальным и наиболее приемлемым диагностическим материалом. В силу их высокой специфичности и возможности их хорошо детектировать современными инструментальными методами, а именно ПЦР анализом. Кислоты выделяются из крови и дальше анализируются с помощью этого метода».

Современные методы скрининга рака груди, в большинстве своем, инструментальны. Прежде всего, это маммография, которая, по словам Вячеслава, обладает рядом принципиальных недостатков.
Во-первых, это низкая чувствительность – около 70 %.
Во-вторых, если опухоль кроется вне области «маммографической картинки» – выявить ее невозможно. По данным американской статистики, около 28 % женщин группы риска ежегодно избегают маммографического скрининга, по причине того, что эта процедура достаточно неприятна.

«Мы никак не зависим от локализации опухоли внутри органа. Высокая чувствительность обеспечивается за счет специальной процедуры подготовки и высокоточных методов детекции. В нашем случае это 95 %. Мы продолжаем развивать технологию, ищем новые маркеры, чтобы максимально приблизить чувствительность к 100 %», – сказал аспирант.

Вячеславу поступило предложение поучаствовать в проекте Сколково. Однако аспирант отказался, объяснив, что требующиеся на первом этапе научно-исследовательские и опытные работы лучше реализовывать на базе института, где уже все подготовлено для их проведения.

По его оценкам, завершение полного цикла исследований займет чуть больше года. Еще около полугода потребуется на сертификацию: после этого его можно будет внедрять в медицинскую практику. По меркам медицинских технологий это очень быстрый проект.

Вопрос финансирования новой медицинской технологии на данный момент остается открытым. По словам Владислава, с этим умышленно «тянули» до последнего, пока не узнали, что проект стал победителем в одной из номинаций национальной премии в области инноваций.

«Сейчас открываются новые перспективы. Мы на других условиях сможем говорить о возможности предоставления финансирования. Речь идет о 12 млн рублей, которые требуются на завершение НИОКРа. Если нам предоставить финансирование в большем объеме, то мы сможем приступить к разработке диагностики других локализаций. Если сумма будет меньше – заложим меньший объем работы. Все связано: сколько ресурсов мы имеем на входе и сколько результатов получаем на выходе».

Что касается фундаментальной части этих исследований, то здесь ученые надеются на поддержку со стороны государственных фондов. Также, уточнил Владислав, была подана заявка в Российскую венчурную компанию.

Далее мы приведем Вашему вниманию подробное интервью с одним из авторов нового метода – Владислав Милейко (интервью взял журналист Иван Ефимов, «Известия»).

— До последнего времени никто в мире не мог предложить доступный эффективный метод диагностики рака молочной железы на ранней стадии. А нам это удалось. Мы смогли разработать метод обнаружения зарождающейся опухоли на основе ДНК крови пациентки, — говорит Владислав Милейко. — Я принципиально не называю эту технологию только своей. Над ней трудился коллектив из десяти сотрудников лаборатории инкубоклеточной биологии под руководством Павла Лактионова. Прорывные технологии — это всегда плод усилий многих людей.

Работа над этим проектом началась в институте СО РАН около пяти лет назад. Владислав Милейко в это время еще постигал азы науки в университете. Но уже тогда преподаватели прочили ему большое будущее.

— Я еще в школе любил биологию, выступал на всероссийских олимпиадах по этому предмету. Высшему медицинскому образованию предпочел учебу на факультете естественных наук Новосибирского госуниверситета, — вспоминает Владислав. — После защиты диплома остался в аспирантуре Института химической биологии и фундаментальной медицины, включился в работу по созданию системы диагностики рака груди.

В полноценный проект по коммерциализации технологии до того разрозненные научные наработки удалось свести примерно полтора года назад. Так случилось, что в это же время по стране стартовали отборочные туры инновационных конкурсов. Поучаствовать в одном из них — «Лаврентьевском прорыве» — решила и команда новосибирских ученых. В сентябре 2010 года Владислав с коллегами победил на областном конкурсе и получил шанс выступить на всесибирском конвенте.

— Существующие аппаратные методы диагностики способны выявить лишь 60—70% больных раком груди. А доступный метод анализа онкомаркеров крови — и того меньше, поэтому в онкологии широкого применения не нашел. Многие годы ведутся попытки использовать ДНК–биомаркеры, которые попадают в кровоток из клеток опухоли, но до сих пор эти попытки не увенчались успехом, потому что концентрация ДНК–биомаркеров на ранних стадиях слишком мала. Для одного анализа потребовался бы литр крови, — объясняет Владислав. — Уникальность нашего метода заключается в том, что из обычной пробы крови мы научились получать в десятки раз больше маркерных ДНК, чем это удается стандартным подходам. Дело в том, что кроме свободно циркулирующих ДНК мы смогли использовать и те ДНК, которые сорбированы на поверхности клеток крови. То есть мы собираем молекулы, прилипшие к клеткам, добиваясь исключительной чувствительности.

Исследование такого обогащенного образца крови и позволяет обнаружить опухоль в 95% случаев.

Технически существовавшие ранее методы выглядят так: из крови отделяют плазму и анализируют только ту ДНК, которая в ней осталась. Новый метод предполагает сначала разделение крови на фракции специальным образом, затем обработку каждой из них особым реагентом. И только потом — анализ полученной из всех фракций ДНК. В результате получают набор численных данных и определяют диагноз по их значениям.

— На завершающем этапе мы сравниваем полученные результаты разных фракций и делаем заключение о наличии рака. Диагностика, конечно, усложняется — на деле она занимает пять часов вместо двух. Но зато повышается эффективность анализа, — говорит Владислав Милейко.

Метод новосибирских ученых позволяет выявить даже доброкачественное образование, когда оно еще не переродилось в рак. При этом можно ответить на вопрос: агрессивная ли эта опухоль, растет ли, распространяет ли метастазы? От данного ответа зависит стратегия лечения и виды уточняющей диагностики. Новая технология имеет преимущества и перед стандартными, инструментальными методами диагностики. При маммографии, например, можно обнаружить опухоль, только если она контрастирует с тканью органа. Однако у молодых девушек, отмечают разработчики, и у женщин с плотной железистой составляющей, опухоль на снимке определить сложно. ДНК–биомаркеры — решение проблемы.

В нынешнем варианте внедрить технологию новосибирских ученых в клиническую практику трудно. Она слишком объемна. Инноваторы поставили задачу сделать «коробочную версию» своего метода, то есть создать определенный набор колбочек, бутыльков с реагентами и списком необходимых действий. Чтобы лаборант брал коробку, добавлял в колбы образцы крови и получал результат. Для этого нужно только время и деньги.

— Внешне эта коробка будет похожа на обычные тест–наборы для выявления гепатита или каких–либо других инфекций. Наш метод не призван определить место, где локализована опухоль — это задача уточняющей диагностики, например, маммографии. Наш метод отвечает на вопрос: больна ли женщина раком груди? — объясняет Владислав Милейко. — Использование нашей методики не требует особого оборудования. Достаточно стандартного лабораторного оснащения: центрифуги, микропипетки, ПЦР–машины. От медицинского персонала не требуется высокой квалификации для подобного исследования. Нужно лишь выполнять манипуляции, прописанные в протоколе. Эти преимущества очень много значат для широкого распространения данного метода.

Сентябрь 2010 года стал для Владислава и его команды счастливым. Проект высоко оценили эксперты регионального конвента — финального события «Лаврентьевского прорыва». Дальше был полуфинал и финал конкурса, где Владислав стал одним из трех победителей и обладателем гранта в миллион рублей.

— На эти деньги нам не удастся реализовать свой проект. План завершения исследовательских работ и сертификации предусматривает затраты порядка 12 миллионов рублей. Чтобы вывести технологию на рынок, придется вложить более 30 миллионов рублей, — рассказывает разработчик. — Но участие в инновационном конкурсе дало нам больше, чем деньги. Победа зарядила нас драйвом и чувством ответственности за судьбу проекта. Мы так много о себе рассказали, засветились, что теперь просто не имеем права на провал. Мы сделаем все, чтобы проект не заглох на холостых оборотах. Уверен, инвесторов мы найдем.

По мнению Владислава Милейко, инновационные конкурсы — это индикатор правильного движения экономики и развития мысли молодых ученых. Если уровень проектов растет — значит, общество и страна движутся в правильном направлении.

— В финале конкурса мне понравилось общение не только с инвесторами и венчурными капиталистами, но и с такими же, как я, молодыми учеными, изобретателями. Царила совершенно уникальная атмосфера, — делится Владислав. — На протяжении всего конкурса меня впечатлил разброс проектов. По направлениям, по уровню проработки и реальной ценности предлагаемых решений. Многим хорошим разработчикам не хватало элементарных знаний — как написать проект, на чем его основывать — поэтому их проекты выглядели сыроватыми. Мы тоже столкнулись с рядом сложностей при написании проекта. Кто может проинвестировать нас, кто наши конкуренты, как оформить наши преимущества — все эти вопросы встают в самом начале работы. Мы искали ответы в интернете, общались с бизнесменами. Позже нам помогали ребята из «Лаврентьевского прорыва».

По итогам инновационных конкурсов рождаются мнения, что масса представляемых там разработок — лженаука. И, по–хорошему, проекты перед допуском на конкурсы нужно проверять, например, на базе Академии наук. Владислав Милейко это мнение разделяет частично.

— Я еще не встречал откровенно халтурных проектов. Но, разумеется, отбор обязателен, — отмечает он. — Если автор не раскрывает деталей, это не значит, что обоснование отсутствует. Например, часть разработки может находиться в режиме ноу–хау или автору попросту не хватает презентационных навыков. Такая экспертиза с годами будет все актуальнее, поскольку число проектов возрастет в десятки раз. Например, на входе в «Лаврентьевский прорыв» проекты не проходят строгого отбора. Задача ребят — помогать разработчикам, а не отсеивать. Насколько жизнеспособен проект — решать рынку.

К тому же, по мнению Владислава, инноваторы напрасно боятся финансовой требовательности частных инвесторов. Действительно, бизнес–ангелы зачастую хотят контрольный пакет в будущей инновационной компании. Но только потому, что входят в проект на ранней стадии, когда много всевозможных рисков. Институциональные инвесторы входят в проект на стадии, когда большинство рисков минимизировано. Для них уже не принципиален контрольный пакет. Их волнуют тонкости сделки. Например, размываемые или не размываемые у них будут акции, какова стратегия выхода инвестора из проекта.

— Наша задача — внедрить технологию в широкое использование, а не владеть 99% акций перспективного предприятия. Мы понимаем: если есть риски, то нужно с кем–то делиться, — говорит Владислав Милейко.

Конечная стоимость одного анализа по новой технологии для пациента составит не более тысячи рублей вместе с работой лаборанта. Эта цифра сравнима с ценой нынешних анализов на рак молочной железы. К тому же разработчики надеются, что их метод, как наиболее эффективный, войдет в программу обязательного медицинского страхования. То есть для обычных пациентов с полисом ОМС он будет бесплатным.