В новосибирском Академгородке установлен памятник лабораторной мыши, которая вяжет нить ДНК. Это сделали в знак благодарности животным, которые помогают учёным изобретать лекарства от разных болезней. В честь наступающего года Крысы по китайскому календарю мы отправились в Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН, где работают над лекарством от рака.

В институте нас встречает научный сотрудник Даниил Гладких. В лаборатории он устраивается на столе, где иногда спит, если эксперимент на мышах затягивается, и начинает кратко рассказывать о себе: закончил факультет биологии АГУ, а затем в аспирантуре Института цитологии и генетики изучал нейрогеномику поведения — то, какие гены ответственны за наше психическое поведение. На эксперименты для кандидатской диссертации у него ушло 300 крыс.

 
— С мышами легче и быстрее работать, но не так интересно. Крысы гораздо сложнее, у каждой есть свой темперамент, психика гораздо ближе к человеческой, а мыши — это просто кусок генотипа, они до секундочки одинаковые.

 

— Здесь, в лаборатории биохимии нуклеиновых кислот, группа ученых занимается тем, что пытается придумать лекарство от рака, — продолжает Даниил. — Мы пытаемся создать доставщик лекарства от рака на основе малых интерферирующих РНК. Это такие маленькие последовательности РНК, которые, попадая в организм человека, выключают у него на время определенные гены. Чтобы клетка не выводила раковую химиотерапию, мы выключаем у неё ген множественной лекарственной устойчивости, и это помогает лечить.

Как проходят эксперименты

Прибор, с помощью которого ученые изучают воздействие препаратов на мышей, называется «In vivo имиджер». В ответ на вопрос, почему на него приклеена бумажка с надписью «бордель», Даниил Гладких смеется:

— Потому что я его чиню постоянно. С ним каждый раз происходит какой-то секс. Этот чешский прибор помогает нам изучать животных. Мы их усыпляем, перекладываем в такой простенький переходник из линейки и скотча, и смотрим, как в живой мыши наше лекарство пошло в те или иные внутренние органы — всё это светится.

Вкалывают препарат в мышь внутривенно — в самую большую хвостовую вену. А вот усыпляют газом. Чтобы усыпить этих двух мышей, ушло около 30 секунд. Просыпались они тоже на наших глазах — буквально через две минуты их снова посадили в клетки поесть.

 
Эти две мыши помогают изобрести лекарство от хронического воспаления легких (ХОБЛа). Они уснули и проснулись на наших глазах 

Эти две мыши помогают изобрести лекарство от хронического воспаления легких (ХОБЛа). Они уснули и проснулись на наших глазах

Фото: Ольга Бурлакова

Для исследований мышей временно усыпляют газом за 30 секунд 

Для исследований мышей временно усыпляют газом за 30 секунд

Фото: Ольга Бурлакова

Даниил Гладких проверяет, крепко ли уснули мыши 

Даниил Гладких проверяет, крепко ли уснули мыши

Фото: Ольга Бурлакова

После того как мыши уснули, их перекладывают в прибор для изучения животных. Распределение лекарства во внутренних органах показывается светом<br> 

После того как мыши уснули, их перекладывают в прибор для изучения животных. Распределение лекарства во внутренних органах показывается светом

Фото: Ольга Бурлакова

— Эти две мышки участвуют в большом проекте — мы пытаемся лечить хроническое воспаление легких (ХОБЛ), — продолжает рассказывать Даниил Гладких. –– Это большой грант на 3 года, над которым работают 4 института, в том числе в Москве. Спонсором выступает ОКБ «Сухой». У них на производстве много нанопыли металлов и количество легочных раковых заболеваний растет. Мы пробуем оценить, действительно ли это связано с пылями металлов в воздухе и можно ли как-то предотвратить болезнь и назначить какую-то терапию. Эксперимент начался несколько месяцев назад, поэтому мы ещё ничего не знаем.

Фабрика мышей

В виварии Института химической биологии и фундаментальной медицины на данный момент размножают пять линий мышей (а вообще их 12) и делают это под конкретные запросы учёных. В год на эксперименты уходит в среднем около 1000 мышей только из этого вивария (их в Академгородке несколько).

Здесь занимаются разведением здоровых мышей. Ученые заказывают определенное количество к определенному времени<br> 

Здесь занимаются разведением здоровых мышей. Ученые заказывают определенное количество к определенному времени

Фото: Ольга Бурлакова

— Здесь пять линий мышей. У меня специальные заявки от ученых, и я уже соизмеряю, сколько нужно посадить самок, самцов, и размножаю. Чаще всего используются блэки. Сейчас в экспериментах будут балбы. Они идут и на токсичность, и на перитонит. Это очень хорошая модель для изучения онкологии — их специально выводили для этой работы, — рассказывает заведующая виварием Александра Григорьевна.

Когда учёные ставят опыты на мышах, они делают модель какого-нибудь заболевания. Это не то же самое воспаление или туберкулез, как у человека, а упрощенная модель — она соответствует человеческому по определенным параметрам 

Когда учёные ставят опыты на мышах, они делают модель какого-нибудь заболевания. Это не то же самое воспаление или туберкулез, как у человека, а упрощенная модель — она соответствует человеческому по определенным параметрам

Фото: Ольга Бурлакова

У мышей, как и у техники, свои модели — этих чёрных мышей C57BL/6 в обиходе учёные называют блэками. У них красивые округлые уши, как у Микки Мауса. Но, по словам Даниила Гладких, это одни из самых агрессивных мышей:

— Меня раза три цапнули за всю жизнь, и это всегда были блэки. Но по сравнению с линией особо агрессивных крыс в Институте цитологии и генетики они просто милашки. Там как только заходишь — мыши сразу кидаются на клетку. У них стоит такая большая железная бочка. Если крыса упадет на пол (а они достаточно хорошо прыгают, и зубы там сантиметра по два), ты запрыгиваешь в бочку и палочкой нажимаешь кнопку, чтобы пришел охранник. И работа там идет только в специальных перчатках, которые не прокусываются.

На чёрных мышах, как правило, изучают онкологические болезни. У этих блэков красивые округлые уши, как у Микки Мауса 

На чёрных мышах, как правило, изучают онкологические болезни. У этих блэков красивые округлые уши, как у Микки Мауса

Фото: Ольга Бурлакова

Лабораторные мыши стоят от 200 до 6000 рублей. Самые дорогие — это очень редкие мыши с какими-нибудь патологиями и заболеваниями. Их покупают в SPF-виварии, который расположен рядом.

У безыммунных мышей отдельный кабинет со специальными боксами — чтобы беречь от инфекций. Даниил Гладких больше работает с иммунодефицитными мышами, потому что у них приживаются человеческие опухоли — иммунитет их не подавляет. Одна такая мышь стоит около 4000 рублей.

Мы увидели иммунодефицитных лысых мышей в процессе эксперимента — у части из них уже выросли хорошо заметные опухоли<br> 

Мы увидели иммунодефицитных лысых мышей в процессе эксперимента — у части из них уже выросли хорошо заметные опухоли

Фото: Ольга Бурлакова

— Иммунодефицитных лысых мышей мы называем Фредди в честь Меркьюри. Они очень миленькие, мягонькие и даже когтями тебя поцарапать не могут. Они глуховаты немного, плохо видят, очень добродушные. С ними одно удовольствие работать, — говорит учёный. — После эксперимента мышка забивается смещением позвонков — мы разъединяем позвоночник, и она моментально умирает. Ей не больно, она ничего не понимает. Это самая быстрая, простая и безболезненная процедура.

Даниил Гладких больше работает с иммунодефицитными мышами, потому что у них приживаются человеческие опухоли — иммунитет их не подавляет 

Даниил Гладких больше работает с иммунодефицитными мышами, потому что у них приживаются человеческие опухоли — иммунитет их не подавляет

Фото: Ольга Бурлакова

Учёные называют таких лысых иммунодефицитных мышей Фредди — в честь автора песен и вокалиста рок-группы Queen, умершего от СПИДа 

Учёные называют таких лысых иммунодефицитных мышей Фредди — в честь автора песен и вокалиста рок-группы Queen, умершего от СПИДа

Фото: Ольга Бурлакова

В таких шкафах живут иммунодефицитные мыши — здесь поддерживается нужная температура, да и сама обстановка уберегает их от инфекций<br> 

В таких шкафах живут иммунодефицитные мыши — здесь поддерживается нужная температура, да и сама обстановка уберегает их от инфекций

Фото: Ольга Бурлакова

Когда изобретут лекарство от рака и как наши мыши помогут?

Даниил Гладких объясняет, что лекарство от рака очень тяжело изобрести, потому что это не одно конкретное заболевание, которое вспыхивает в разных органах, тканях, системах органов.

— Это более 300 неожиданных изменений в клетках, в результате чего она становится раковой. У разных типов раков разная природа и лечить их можно совершенно по-разному. Мы сейчас пытаемся работать больше с лимфомами.

Очень сильные подвижки произошли во всех раковых заболеваниях, которые связаны с почками и печенью, — по той простой причине, что всё, что ты вводишь в организм, выводится из него через почки и печень. Всё накапливается там. А чтобы препарат дошел до опухоли в другом месте, нужно очень постараться и присоединять другие соединения.

Так хранятся в жидком азоте культуры опухолевых клеток. Это пробирки с замороженной взвесью. Клетки размораживают и высаживают на плашки в питательную среду. И через неделю на них уже можно проводить эксперименты. Ученые берут их из мирового банка, который содержит унифицированные клетки, — это помогает в случае необходимости повторить эксперимент коллег 

Так хранятся в жидком азоте культуры опухолевых клеток. Это пробирки с замороженной взвесью. Клетки размораживают и высаживают на плашки в питательную среду. И через неделю на них уже можно проводить эксперименты. Ученые берут их из мирового банка, который содержит унифицированные клетки, — это помогает в случае необходимости повторить эксперимент коллег

Фото: Ольга Бурлакова

Каждая группа ученых рано или поздно доковыряет свой конкретный тип рака. Впервые после 2013 года ожидается очень большой прорыв препаратов уже второго генеза на основе терапевтических олигонуклеотидов (фрагментов нуклеиновых кислот ДНК и РНК, мишенями для которых являются генотип инфекционных агентов или клеточные генетические программы опухолей). И как только это случится, подключатся большие фармацевтические компании, потому что появился рынок, появились деньги, разработки пойдут быстрее.

Работы по созданию терапевтических олигонуклеотидов могут успешно развиваться в России. Российские ученые лидировали в развитии этого направления в 80-е годы, и в стране сохранились сильные школы и специалисты, которые сейчас успешно работают в этой области. В России имеются и оригинальные технологии и приборы, необходимые для развития этого направления. Некоторые фирмы Новосибирска производят робототехнику для манипуляций с нуклеиновыми кислотами и оригинальные эффективные синтезаторы олигонуклеотидов, которые экспортируются в развитые страны, в том числе в США.

По обзорам в течение ближайших 20–30 лет будут побеждены практически все основные типы раков. С содроганием ждем, что появится потом. Потому что как только мы победили оспу — у нас появился СПИД, как только мы победили СПИД — у нас появился рак.

У учёных хранится архив за последние лет десять. Это внутренние органы животных и опухоли, залитые формалином, — на случай, если понадобится что-нибудь нарезать и опять посмотреть под микроскопом 

У учёных хранится архив за последние лет десять. Это внутренние органы животных и опухоли, залитые формалином, — на случай, если понадобится что-нибудь нарезать и опять посмотреть под микроскопом

Фото: Ольга Бурлакова

Эксперименты с лечением рака: «Фактически это уже работает на мышах»

В Институте химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН стараются создать универсальный доставщик выключалки гена множественной лекарственной устойчивости. И тогда вместо трех курсов химиотерапии человеку нужен будет один и не такой интенсивный, чтобы выживаемость была на хорошем уровне.

— Химиотерапия — это хорошо, но убивает и здоровые клетки, а в раковых работает ген множественной лекарственной устойчивости, потому раковая клетка моментально выкачивает из себя всё лекарство. И поэтому нужны конские дозы химиотерапии, — говорит Даниил Гладких. — Она остается топорным и грубым методом, но достаточно действенным для большинства людей, поэтому учёные всё ещё разрабатывают новые химпрепараты. Можно, конечно, ждать прорыва на нашем фронте, но это примерно 10 лет, а 10 лет людей нужно чем-то лечить. 

Схема, которую разрабатывают ученые, уже работает на мышках 

Схема, которую разрабатывают ученые, уже работает на мышках

Фото: Ольга Бурлакова

— Фактически это уже работает на мышах. Наша выключалка гена множественной лекарственной устойчивости заставляет его замолчать на время с 80-процентной эффективностью. В раковую клетку попадает порядка 14% от препарата — это очень большая процентовка. Есть еще возможности для улучшения, но это уже готово к испытаниям на людях.

Изобрели способ точно подобрать химиотерапию

В лаборатории биохимии нуклеиновых кислот разработали тест, который позволяет точно сказать, какая именно химиотерапия подходит больному. Как объяснили учёные, это позволит спасти очень многих людей — сейчас им назначают химиотерапию по протоколу на основании диагноза, поэтому часто приходится просто перебирать разновидности химии и искать максимально эффективное лекарство.

В этой работе не участвовали мыши, анализировались опухолевые клетки людей. Как рассказала научный сотрудник лаборатории, кандидат медицинских наук и врач-патоморфолог Александра Сенькова, это была совместная разработка с Новосибирским государственным медицинским университетом и Новосибирским гематологическим центром.

Александра Сенькова, кандидат медицинских наук 

Александра Сенькова, кандидат медицинских наук

Фото: Ольга Бурлакова

— Наш метод позволяет оценить чувствительность каждого конкретного пациента к ряду цитостатиков, к химиотерапии. Мы получили патент на изобретение — да, этот способ прогнозирования ответа пациента на химиотерапию может быть использован в клинической практике. Сейчас патент получен для пациентов с острыми миелобластными лейкозами. Дальше будем получать патент для пациентов с хроническими лимфолейкозами. О том, когда наработка будет использоваться в больницах, я сказать не могу. Это должно решаться на административном уровне, — говорит Александра Сенькова.

К новосибирским мышам приезжают из Манчестера и Осаки

По словам Даниила Гладких, учёные разных городов и стран часто работают в коллаборации друг с другом. Сейчас для экспериментов на наших мышах в Академгородок приезжают из Манчестера, Осаки и Москвы:

— У них очень долго проходят эксперименты на животных, поэтому им проще заключить с нами коллаборацию, сварить препарат и приехать сюда. Мы тоже к ним приезжаем и на месте проводим эксперименты. Здесь у нас животные в шаговой доступности — в SPF-виварии можно получить иммунодефицитных мышей, которые красивенькие, лысенькие и мягонькие, чтобы привить им человеческую опухоль и быстренько вылечить. В идеале прогнать эксперимент можно за 2–3 недели. У них же один эксперимент проводится полгода, потому что с разрешениями гораздо сложнее.

В бумажном бюрократическом плане мы работаем быстрее, но нас очень сильно тормозит отсутствие материалов, препаратов, различной химии, расходных материалов, потому что всё это иностранного производства — то, что там могут получить за два дня, нам приходится ждать 90–150 дней.

В Академгородок приезжают ученые не только из других городов, но и стран 

В Академгородок приезжают ученые не только из других городов, но и стран

Фото: Ольга Бурлакова

Правительства стран, несмотря на то что происходит в политике, заинтересованы в коллаборациях. Одна страна будет очень медленно и долго всё делать. Говорят: «Ладно, ученые могут работать совместно», — и дают на это гранты.

Иногда нам просто не говорят, что за соединение тестируют на наших мышах зарубежные коллеги. Часть закрыты проектами, часть идет под патенты, поэтому нас просто просят проверить биологическую токсичность — умрут мыши или нет, измерить определенные параметры. Это нормальная практика, потому что с нами связываются люди, которые работают примерно над одной и той же тематикой. Это всегда конкуренция за то, чтобы научная статья вышла раньше. Мы тестируем много противораковых лекарств, основанных на генной инженерии.

С какими ещё животными работают в Академгородке

Новосибирск — мировой центр разведения домашних лисиц. Они стали побочным результатом научного труда, который доказывал, что волк превратился в собаку благодаря отбору по поведению. Мы съездили на ферму домашних лисиц Института цитологии и генетики СО РАН, сняли на видео их поведение и поговорили с учёными об особенностях жизни с ручными лисами.


 

Похожие новости

  • 11/01/2019

    В Новосибирске предлагают построить центр клеточной иммунотерапии

     10 января губернатор Новосибирской области Андрей Травников посетил Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии СО РАН. В ходе рабочей поездки главе регионе был представлен инновационный проект медицинского научно-исследовательского центра клеточной иммунотерапии и регенеративной медицины стоимостью 1,2 млрд.
    1648
  • 22/01/2020

    В новосибирском Академгородке вывели породу ручных крыс

    ​По восточному календарю 25 января начнется год Крысы. Корреспондент "РГ" побывал в виварии Института цитологии и генетики (ИЦиГ) СО РАН, где обитает несколько сотен этих животных. Наряду со знаменитыми одомашненными лисицами ученые вывели и дружелюбных грызунов.
    414
  • 02/09/2016

    Наночастицы: невидимые и влиятельные

    Прибор, сконструированный в Институте химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского СО РАН, помогает обнаружить наночастицы за несколько минут.— Есть работы российских, украинских, английских и американских исследователей, которые показывают, что в городах с высоким содержанием наночастиц отмечается повышенный уровень заболеваемости сердечными, онкологическими и легочными заболеваниями, — подчеркивает старший научный сотрудник ИХКГ СО РАН кандидат химических наук Сергей Николаевич Дубцов.
    3101
  • 22/09/2016

    В Новосибирске планируют создать клинику для лечения методом БНЗТ

    ​Новосибирский государственный университет в сотрудничестве с российскими и зарубежными научными организациями работает над реализацией масштабного проекта по созданию клиники для лечения глиобластомы мозга и других онкологических заболеваний с помощью метода бор-нейтронозахватной терапии и ускорительного источника нейтронов Института ядерной физики им Г.
    4343
  • 10/05/2018

    Эффективность лактаптина может быть повышена

    ​Разработчики противоракового средства нашли метод его адресной доставки к опухоли. Как рассказал заместитель директора Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН кандидат биологических наук Владимир Александрович Рихтер, лактаптин успешно прошел полный цикл доклинических испытаний и ожидает регистрации Минздрава РФ для перехода на последний, клинический этап.
    1636
  • 30/06/2020

    Сибирские учёные создают инновационные препараты

    Нацпроект и поддержка правительства региона помогают ученым создавать инновационные препараты В ходе пресс-тура, организованного министерством науки и инновационной политики Новосибирской области, представители средств массовой информации смогли побывать в обновленных лабораториях Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН и из первых уст услышать о прорывных технологиях в лечении многих заболеваний.
    432
  • 14/06/2018

    Ученые предлагают включить в программу «Академгородок 2.0» площадку для выращивания биостартапов

    Инициатор создания многопрофильного научно-технологического образовательного центра биомедицинских исследований "Биоцентр" - Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН. Цель его формирования - создание платформы для интеграции науки, бизнеса и образования для ускоренной разработки и массового внедрения новых технологий управления здоровьем с применением диагностических и биофармацевтических продуктов.
    716
  • 08/07/2017

    Новосибирские ученые предложили новый подход к лечению гипертонии

    ​Ученые Новосибирского национального исследовательского государственного университета совместно с коллегами из институтов СО РАН (Институт химической биологии и фундаментальной медицины, Институт цитологии и генетики, Институт катализа) смогли понизить давление у крыс с артериальной гипертонией (с хронически повышенным артериальным давлением) с помощью метода генной терапии.
    2415
  • 27/02/2017

    Новосибирские ученые изобрели искусственную замену человеческим сосудам

    ​Ученые Института цитологии и генетики СО РАН с участием студентов Новосибирского государственного университета совместно с Сибирским Федеральным биомедицинским исследовательским центром имени академика Е.
    2617
  • 12/11/2018

    Сибирские ингибиторы препаратов против рака проходят доклинические испытания

    ​Ученые Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН, Новосибирского института органической химии им. Н. Н. Ворожцова СО РАН и ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» нашли эффективные белковые мишени для разработки препаратов против рака прямой кишки, легких и кишечника.
    1441