Кольца ДНК: Как создавалось российское лекарство, убивающее раковые клетки29.01.2016 19:07

В 2001 году я заканчивала школу и не собиралась быть биологом. Мне вообще не нравилась биология, любимыми предметами были химия и математика. Тогда я планировала поступать на экономический факультет Новосибирского государственного университета и даже подала документы. Моя сестра в это время училась в аспирантуре в США, и на одной из лекций им рассказали, что в будущем самыми востребованными станут профессии молекулярного биолога и генного инженера. И я пошла выяснять, учат ли на генных инженеров в НГУ.

Там такой профессии не было, но на биологическом факультете после третьего курса можно было специализироваться на генной инженерии и молекулярной биологии. Так я попала на биофак. После окончания университета меня пригласил к себе в лабораторию ученый с мировым именем, академик РАН Евгений Свердлов — это было огромное везение. Под его руководством я окончила аспирантуру и начала работать над созданием препаратов для лечения рака, в основе которых лежат терапевтические гены.

Препарат разработан на базе трех институтов РАН: молекулярной генетики, биоорганической химии и биологии гена. Он состоит из двух частей: ДНК и оболочка, система доставки ДНК в клетки опухоли. Мы используем замкнутую в кольцо ДНК, которая содержит два гена, соединенные между собой специальным линкером. Обычно разработчики, создавая генно-терапевтические препараты, помещают в одну такую кольцевую ДНК один ген, а в другую — второй. Мы объединили все в одной ДНК, чтобы повысить эффективность доставки одновременно двух терапевтических генов внутрь раковой клетки. Наш препарат вводится непосредственно в опухоль.

Итак, два гена. Один из них — ген-убийца, второй — ген-иммуностимулятор. Ген-убийца воздействует на опухоль по принципу химиотерапии: он тоже влияет на способность раковой клетки делиться, но его токсичность сильно снижена, поскольку токсин не вводится внутривенно, а образуется внутри раковой клетки. Ген-иммуностимулятор «обучает» иммунную систему распознавать клетки опухоли на ранней стадии.

Когда ген-убийца убивает раковую клетку, то из нее высвобождаются специальные молекулы — опухолевые антигены, по которым иммунная система может распознать опухоль. Ген-иммуностимулятор привлекает к разрушенной раковой клетке особые клетки иммунной системы и активирует их. В результате эти клетки «собирают» антигены погибших раковых клеток, выносят на свою поверхность, и учат иммунную систему их распознавать. Это называется стимуляцией противоопухолевого иммунного ответа.

Генно-терапевтические препараты различаются системой доставки гена в клетку: доставка бывает вирусная и невирусная. Вирусная система доставки очень эффективна, поскольку вирусы умеют проникать в любые клетки, но препараты на ее основе получаются крайне дорогими.

Мы используем невирусную систему доставки, но сочетание наших генов позволяет нам достигать высокой противоопухолевой эффективности. Сейчас мы практически закончили доклинические испытания препарата — испытания на животных. В экспериментах на мышах, которым привили опухоль, в конце лечения мы наблюдаем подавление метастазов в лимфоузлах, даже когда вводим препарат непосредственно в опухоль. Более того, пролеченным животным повторно не прививается опухоль: это не позволяет сделать иммунитет. У мышей, не получавших наш препарат, опухоль прививается в 99% случаев.

Сейчас мы планируем использовать препарат для лечения опухоли головы и шеи, опухоли шейки матки и опухоли прямой кишки. Во-первых, основной метод их лечения — лучевая терапия, а мы доказали, что АнтионкоРАН-М в разы увеличивает ее эффективность. Во-вторых, мы выбрали те локализации, для которых приемлемо внутриопухолевое введение препарата. При опухоли легкого, например, препарат работает, но внутриопухолевое введение невозможно. И в-третьих, мы доказали на животных, что при этих видах рака наш препарат работает. Клинические испытания начнутся в первую очередь на пациентах с опухолями головы и шеи.

С 1990-х годов участники нашей команды занимались фундаментальными исследованиями в области канцерогенеза — изучали, как образуется опухоль и какие белки провоцируют ее рост, исследовали опухолевые и неопухолевые ткани пациентов, маркеры раковых клеток. Потом мы начали заниматься разработкой препаратов, причем начали именно с вирусных систем. Мы разработали препарат с вирусной системой доставки, но довольно быстро поняли, что для России, где нет страховой медицины, такие препараты неприемлемы из-за крайне высокой стоимости производства. Тогда мы решили удешевить продукт и отказались от вирусной доставки. Так появился АнтионкоРАН-М.

Мы начали делать препарат на основе невирусной доставки в 2007 году. Разработали конструкцию препарата, добились высокой продукции белков с наших генов и доказали эффективность на раковых клетках, которые выращивали в специальных флаконах. К 2011 году мы доказали эффективность препарата на животных у себя в лаборатории и начали работать с Московским научно-исследовательским онкологическим институтом имени Герцена — он аккредитован для проведения доклинических испытаний, то есть испытаний препарата на животных по определенным правилам. Сейчас мы закончили «доклинику». Мы могли бы двигаться намного быстрее, но движение проекта всё время ограничивалось количеством денег, которые мы доставали в первую очередь за счет грантов.

Сочетание гена-убийцы и гена-иммуностимулятора — известный подход в терапии рака. Несколько научных групп в мире показали эффективность такой комбинации на животных. Но одно дело — научная работа, и совсем другое — создание препарата. Это отдельная глобальная работа: нужно создать приемлемую лекарственную форму, добиться нормальной длительности хранения в обычных условиях и так далее.

Например, генно-терапевтический противоопухолевый препарат Imlygic, зарегистрированный в США в октябре 2015 года, содержит тот же ген-иммуностимулятор, что и наш препарат, в составе литического аденовируса. Еще до того как компания выпустила его на рынок, было много научных публикаций, подтверждающих, что этот ген способен оказывать противоопухолевый эффект при меланоме. Но пока компания Amgen не вложила 1,5 миллиарда долларов в испытания и не довела научную разработку до стадии препарата, для пациентов эти публикации ничего не значили.

И это серьезная проблема ученых, особенно в России: многие разработки, какими бы хорошими они ни были, никогда не станут препаратами. В России практически нет прикладных институтов, которые должны помогать ученым в доведении разработки до препарата и в организации производства. Не налажено взаимодействие между учеными и фармацевтическими компаниями, хотя попытки это сделать вроде бы предпринимаются.

В 2014 году мы дошли до стадии клинических испытаний и планировали проводить их по той же схеме, что и раньше, — за счет грантового финансирования. Но правила получения денег на клинические испытания изменились: государственных грантов на клинические испытания больше нет, теперь есть субсидии. Ты за свой счет производишь испытания, которые стоят от 150 миллионов рублей, а потом тебе компенсируют какую-то часть затрат.

К сожалению, у нас нет денег на то, чтобы обеспечить клинические испытания, хотя мой шеф уже вкладывает собственные средства в этот проект. В результате мы начали искать другие источники финансирования, изучать рынок венчурных инвестиций, присматриваться к стратегическим партнерам — и так нашли акселератор GenerationS. Мы решили, что это хороший шанс показать себя инвесторам и подали заявку на участие в проекте.

Неожиданно мы вышли в финал программы GenerationS, а потом и выиграли. Самым главным и полезным этапом GenerationS для нас стало публичное интернет-голосование. Благодаря ему появились люди, которые готовы помочь нам безвозмездно — сделать сайт, проконсультировать по бизнес-модели или построению производства.

В итоге мы стали гораздо ближе к достижению основной цели — привлечению инвестиций. У нас сейчас есть несколько предложений от западных инвесторов, но мы общаемся с ними осторожно, поскольку они настаивают на клинических испытаниях за рубежом. Мы настроены контролировать испытания сами и проводить их в России, чтобы можно было зарегистрировать препарат здесь. Сейчас мы работаем над поступившими предложениями и готовимся принять решение.