«Персональные медпомощники». Реализацию обсудили в «Точке кипения» (Центр Алмазова)
29.12.2021
03.09.2019
Заметный прогресс развития биотехнологий произошел еще 20 лет назад — именно тогда началось создание сети биобанков во всем мире. На сегодняшний день хранилище биологических образцов человека — важная часть медицины и биологии. Компьютерное моделирование или эксперименты с организмами не смогут полностью заменить работу ученых с биоматериалом.
Больше всего исследовательских биобанков находится в Европе и Северной Америке, где расположены основные фармацевтические и биотехнологические организации. Именно эти компании в основном используют коллекции собираемых материалов для разработки новых лекарств и диагностических тестов.
В зависимости от поставленных практических целей существует много типов биобанков. Среди них можно выделить две основные категории — исследовательские и клинические биобанки. Если клинические биобанки хранят клетки и ткани, которые могут быть впоследствии использованы в непосредственном лечении пациентов, например, пересадке костного мозга, то основная цель исследовательских биобанков — обеспечение разработок медицинских продуктов и лекарств. Одним из важных направлений работы таких банков является обеспечение исследований в области определения функций генов, взаимосвязи между генами и заболеваниями, а также поиска биомаркеров заболеваний и молекулярных мишеней для новых лекарств.
Пионером данного направления биотехнологии в мире является российский академик Андрей Мирзабеков из Института молекулярной биологии имени В. А.Энгельгардта.
Биочип представляет собой молекулы ДНК или белка, размещенные в строго определенном порядке на специальной матрице из стекла, пластика или кремния площадью всего 1 см2. ТМА помогают тестировать и разрабатывать терапевтические и диагностические антитела. Биочипы бывают различного назначения: белковые, клеточные, тканевые, ДНКовые, РНКовые.
Наличие доступа к ресурсам биобанков необходимо для работы ученых, в первую очередь, отечественных. Обладая собственным банком тканей, НБС начал развивать связанные технологии. Так, в 2016 году при поддержке фонда «Сколково» компанией была разработана технология производства ТМА. Предложенный НБС дизайн чипа учитывает не только регуляторные требования Минздрава России, но и медицинских агентств FDA (США) и EMA (Европейский союз). Это позволяет транслировать результаты исследований, выполненных в российских лабораториях, в другие страны при регистрации лекарств и разработок, не повторять дорогостоящие исследования. В настоящее время ТМА, производства НБС, доступны всем разработчикам на российском рынке. Появление банка биоматериалов в России и собственного производства избавляет от необходимости привозить ТМА из-за рубежа, что дорого и сложно с технической точки зрения. Кроме того, благодаря собственному производству тканевых микрочипов исследования идут быстрее, а их стоимость обходится почти в два раза дешевле. С 2014 года в НБС успешно выполнил совместные проекты с российскими фармацевтическими разработчиками. Особенности разрабатываемых ими лекарств требуют использования ТМА в исследовательском процессе, например, при выполнении государственного контракта по изучении кросс-реактивности нейтрализующих антител против вируса Эбола.
За пять лет существования компании сотрудниками НБС собраны и переданы в исследовательские лаборатории десятки тысяч образцов биологических материалов от пациентов из различных нозологических групп заболеваний: онкологической, аутоиммунной, сердечно-сосудистой, неврологической, контрольные образцы от здоровых доноров, которые также необходимы при проведении исследований для критериев нормы.
Виталий Пруцкий. Фото: Егор Цветков / «Хайтек»
Наличие доступа к ресурсам биобанков необходимо для работы ученых, в первую очередь, отечественных. Обладая собственным банком тканей, НБС начал развивать связанные технологии. Так, в 2016 году при поддержке фонда «Сколково» компанией была разработана технология производства ТМА. Предложенный НБС дизайн чипа учитывает не только регуляторные требования Минздрава России, но и медицинских агентств FDA (США) и EMA (Европейский союз). Это позволяет транслировать результаты исследований, выполненных в российских лабораториях, в другие страны при регистрации лекарств и разработок, не повторять дорогостоящие исследования. В настоящее время ТМА, производства НБС, доступны всем разработчикам на российском рынке. Появление банка биоматериалов в России и собственного производства избавляет от необходимости привозить ТМА из-за рубежа, что дорого и сложно с технической точки зрения. Кроме того, благодаря собственному производству тканевых микрочипов исследования идут быстрее, а их стоимость обходится почти в два раза дешевле. С 2014 года в НБС успешно выполнил совместные проекты с российскими фармацевтическими разработчиками. Особенности разрабатываемых ими лекарств требуют использования ТМА в исследовательском процессе, например, при выполнении государственного контракта по изучении кросс-реактивности нейтрализующих антител против вируса Эбола.
За пять лет существования компании сотрудниками НБС собраны и переданы в исследовательские лаборатории десятки тысяч образцов биологических материалов от пациентов из различных нозологических групп заболеваний: онкологической, аутоиммунной, сердечно-сосудистой, неврологической, контрольные образцы от здоровых доноров, которые также необходимы при проведении исследований для критериев нормы.
Сотрудники НБС собирают, обрабатывают и изучают ткани человека. Биологические материалы находятся в в специализированных репозиториях с различными температурными требованиями, например, в криохранилище с жидким азотом или морозильных камерах с температурой –80С. «Мы передаем образцы компаниям по производству лекарств и научным институтам, которые разрабатывают новые лекарства, методы наблюдения и распознавания всех стадий заболеваний, а также занимаются фундаментальными биологическими исследованиями», — рассказал Олег Гранстрем.
НБС обладает собственной развитой лабораторно-аналитической базой (Петербург, Нижний Новгород, Самара, Москва — «Сколково», Адлер), оснащенной современным и, часто, уникальным для нашей страны научным оборудованием, опытными и квалифицированными кадрами. В 2019 году начата работа по созданию филиала в Новосибирске. Эти подразделения являются центрами региональных кластеров национальной сети биобанкирования, которая создается в рамках дорожной карты «Хелснет» НТИ.
НТИ (Национальная технологическая инициатива) — государственная программа, созданная для поддержки развития высоких технологий, которые будут определять лицо российской и мировой экономики к 2035 году. В ней участвуют различные ведомства и организации из государственного, а также частного сектора — технологические предприниматели, университеты и исследовательские центры, институты развития, экспертные и профессиональные сообщества, органы исполнительной власти.
«Дорожная карта» — план мероприятий НТИ. С ее помощью выбирают наиболее перспективные отрасли развития технологий, чтобы к 2025 году сформировать сообщество из 500 000 талантов, энтузиастов и предпринимателей.
Проектным офисом НТИ является РВК.
НБС сейчас сотрудничает с ведущими медицинскими учреждениями: НИИЭМ им. Н.Ф. Гамалеи, ФГБУ ГНИЦ Профилактической медицины, Медицинским университетом имени И. М. Мечникова, Первым МГМУ имени И. М. Сеченова, Медицинским университетом имени И. П. Павлова. За рубежом, кроме крупных фармацевтических компаний, среди партнеров также стартапы, созданные на базе Оксфорда и Кембриджа, Тюбингенского университета и другие.
«Мы предлагаем сотрудничество российским медицинским учреждениям для проведения биомедицинских исследований, что позволяет им не только получать дополнительное внебюджетное финансирование на регулярной основе, но и создает основу для совместных научных разработок и публикаций», — дополняет Олег Гранстрем.
В НБС каждый образец маркируется уникальным кодом. На данный момент численность фонда составляет 18 000 образцов. Национальный биобанк Дании, например, рассчитан на 15 млн образцов, которые могут храниться на протяжении 20 лет.
«Мы не стремимся загрузить наши холодильники тысячами и тысячами образцов, которые неизвестно когда будут использованы. Наша задача — максимально обеспечить нужды наших партнеров, исследовательских организаций. В этом смысле хороший биобанк — это пустой биобанк, тот, коллекции которого востребованы и используются в процессе медико-биологических разработок», — акцентирует Виталий Пруцкий.
«Круг наших клиентов в России соответствует уровню развития биофармацевтической области у нас в стране. Мы сотрудничаем практически со всеми отечественными фармацевтическими компаниями, которые ведут собственные высокотехнологические разработки, со сколковскими и университетскими стартапами, с федеральными научно-исследовательскими институтами. Глобально же у нас порядка 40 клиентов, исследовательские подразделения которых располагаются по всему миру: от Калифорнии до Японии. Это как крупнейшие в мире фармацевтические компании (так называемая “Биг фарма”), являющиеся создателями подавляющего большинства лекарственных средств, представленных в аптеках всего мира, — так и менее крупные фармацевтические и биотехнологические/диагностические компании, а также другие биобанки», — рассказывает Олег Гранстрем.
«Так, например, мы гордимся результатами сотрудничества с одной из отечественных биотехнологических компаний. Как и мы, являющейся резидентом фонда “Сколково”. Проект был направлен на создание нового метода диагностики черепно-мозговых травм: это имеет огромное значение, в том числе, например, в спортивной медицине. Для валидации нового метода разработчиками требовались образцы крови здоровых людей и пациентов с травмами. И наша компания выполнила важный инфраструктурный сегмент этого исследования. В текущем 2019 году разработанный этой отечественной компанией диагностической подход прошел регистрацию в России, и теперь будет использоваться в клинической диагностике. Это однозначно большой успех, и мы очень рады за достижение наших коллег», — рассказал Олег Гранстрем.
Лаборатории НБС могут обрабатывать и анализировать биоматериалы, которые раньше для этих целей приходилось отправлять зарубежным коллегам: в Швейцарию, Финляндию, Германию. Это позволяет отечественным заказчикам экономить на каждом этапе создания лекарства, в результате его цена окажется значительно ниже.
«Стоимость одного анализа на кросс-реактивность моноклональных антител к рецепторам в зарубежных лабораториях составляет от $140 тыс., — пояснил Олег Гранстрем. — НБС сейчас работает над методикой, способной снизить стоимость такого анализа до $10–15 тыс. Конечный результат наших проектов — новые лекарства и тесты, а это высококонкурентное направление».
НБС должен стать главным звеном биомедицинских исследований в России. Его деятельность направлена на улучшение здоровья людей и развитие персонализированной медицины на международном уровне.
Без использования биологических материалов человека (БМЧ) разработка современных эффективных лекарств и средств диагностики невозможна в принципе. В исследованиях используются миллионы самых реальных образцов крови, ткани, мочи от больных различными заболеваниями, и их свойства не может имитировать никакое компьютерное моделирование. И еще более это становится актуальным в контексте персонализированной медицины, когда не только разработка препаратов, но и само назначение пациенту таргетной терапии становится невозможным без проведения предварительных тестов с использованием биологического материала человека и часто анализа патологических мутаций, лежащих в основе механизмов возникновения болезней и устойчивости к лекарствам.
На определенном этапе разработок лабораторные животные широко используются в качестве моделей для доказательства безопасности новых лекарственных молекул. Это необходимый этап, который надо пройти перед тем, как медикамент будет допущен к клиническим испытаниям на человеке. Но лабораторные животные могут быть использованы только для выполнения определенного, и при этом достаточно узкого этапа разработки. Лекарства не разрабатывают для лечения лабораторных животных! Учитывая тот факт, что стоимость разработки новой лекарственной молекулы от ранних стадий до регистрации и выхода на рынок может достигать миллиардов долларов, никто не будет тратить на это деньги, не имея гарантий эффективности этой молекулы именно для человека. Однако испытания непроверенных молекул на людях невозможны: безопасность и эффективность кандидатных молекул сперва нужно тщательно изучить in vitro, то есть «в пробирке». Это требует многих тысяч образцов биологических материалов человека для каждого отдельного исследования и многих миллионов для всех исследований, ведущихся фармацевтическими и биотехнологическими компаниями во всем мире. За последние 20–25 лет ни одно лекарство и ни один диагностический метод в мире не прошли государственную регистрацию и не вышли на рынок без того, чтобы на соответствующих этапах исследовательской работы ученые не анализировали их эффективность и безопасность на реальных биологических материалах человека — образцах ткани, крови, иных биожидкостей. Других способов просто не существует.
Проблема несоответствия между потребностями ученых и доступностью для них биологических материалов человека была успешно решена с возникновением в недавнем прошлом инструмента исследовательского биобанкинга, который революционно изменил мир биомедицинских разработок.
«В географической перспективе в наших ближайших планах — выход на рынок Китая и Южной Кореи, — делится Олег Гранстрем. — Это очень непростая задача. Нам уже удается вести бизнес с Японией, хотя это непросто. Но выход на рынок Китая в области высокотехнологичных услуг в области биофармацевтического R&D — это комплексная задача, по своей сложности не сравнимая с тем, что нам доводилось делать раньше. Другое, еще более приоритетное для нас направление, — использование созданной нами инфраструктуры и партнерской сети для выполнения собственных разработок в области онкологической диагностики, для создания новых диагностических тестов и вывода их на отечественный, — а в перспективе и на международный, рынок».
Благодаря опыту биобанкирования, наличию оснащенных лабораторий и сотрудничеству с медучреждениями НБС может успешно вести собственные медико-биологические исследования. Компании принадлежат проекты по разработке скринингового теста для определения вероятности рецидива рака легких после операции, созданию диагностической панели биомаркеров для раннего выявления рака поджелудочной железы у людей повышенной группы риска (например, страдающих сахарными диабетом и хроническим панкреатитом).
Ключевая идея еще одного проекта НБС — это создание расширенной базы данных результатов секвенирования нового поколения (так называемого Next Generation Sequencing, NGS-секвенирования) образцов, полученных от больных наследственными и ненаследственным видами рака. Контрольной группой при этом будут служить данные NGS-секвенирования здоровых людей. С помощью NGS-секвенирования можно исследовать первичную структуру/нуклеотидную последовательность ДНК или РНК. Разработки НБС позволят с большей точностью определять, патогенна идентифицированная мутация или нет, — и различать наследственный и ненаследственный рак, чтобы подобрать соответствующее лечение. Это имеет огромное значение для некоторых локализаций злокачественных опухолей, включая рак яичника, рак молочной железы и некоторых других.
«В целом за пять лет существования компании сделано немало, есть потенциал развиваться дальше. Результатом нашей работы станет появление в клинической практике новых диагностических, прогностических и мониторинговых тестов, в основу разработки которых легли полученные с нашей помощью данные. В этом наша миссия: помогать инновациям стать реальностью», — резюмирует Виталий Пруцкий.
Для скачивания файлов необходимо авторизоваться в качестве участника рынка Хэлснет.
Хочешь быть в курсе событий и новостей рынка Хелснет?
Подпишитесь на получение новых материалов от нашего центра и вы всегда будете в курсе новостей и событий!