Проекты в области биомедицинской науки, которые реализуются в Пироговском Университете — это сложные проекты, и школьной программы недостаточно, чтобы в полной мере понять их суть. Однако все выступления сегодняшнего дня демонстрируют мощный научный потенциал и обозначают области, где ожидаются прорывные открытия. Пироговский Университет не просто участвует в этих процессах, но зачастую находится на переднем крае исследований.
Начну с того, что в медицину XXI века активно проникают молекулярные технологии. Они основаны на знании структуры молекул, из которых мы состоим, и нарушений в этих молекулах, возникающих при заболеваниях. В основе каждого живого организма лежит геном. Это программа, записанная в виде уникального текста из 3 миллиардов букв — нуклеотидов. Они распределены по хромосомам и представляют собой огромный массив информации.
Отдельные участки этой ДНК, содержащие от сотен до десятков тысяч нуклеотидов, организованы в гены, которые несут информацию о структуре белков. Эти гены могут содержать мутации. В человеческом геноме около 25 тысяч генов. Уникальность нашего организма заключается в том, что эти сложные молекулы взаимодействуют друг с другом, катализируя химические реакции. Это происходит в режиме непрерывного взаимодействия, образуя систему, чья сложность на сегодняшний день несопоставима ни с нейронными сетями, ни с космическими кораблями, ни с суперкомпьютерами. Поэтому мы изучаем эту структуру постепенно, делая осторожные шаги, которые приводят к успехам. На вопрос, почему мы до сих пор не победили все болезни, ответ один: сложность биологических систем не позволяет. Потребуется еще много времени и усилий многих поколений ученых.
В начале XXI века произошла революция в анализе структуры геномов. Раньше мы могли читать лишь небольшие фрагменты, сравнимые по размеру с одним геном. Первое прочтение всего генома человека было международным проектом, занявшим 10 лет и стоившим миллиарды долларов. Однако один геном не позволяет понять причины заболеваний и различия между людьми. Для этого необходимо проанализировать десятки, сотни, а в идеале — миллионы геномов.
Появление технологий высокопроизводительного секвенирования (next-generation sequencing) сделало анализ геномов доступным. Теперь за несколько тысяч долларов и в течение нескольких дней можно прочитать геном человека. Это открыло возможности для анализа не только ДНК, но и молекул РНК, которые синтезируются на основе генов. Именно набор работающих генов отличает один тип клеток от другого: в клетках печени, мышц или мозга активны разные наборы генов из общего пула в 25 тысяч. Изучая молекулы РНК, мы можем определить, какие гены важны для тех или иных тканей. Это имеет критическое значение для диагностики и разработки терапевтических методов.
В Пироговском Университете реализуется проект по созданию отечественного секвенатора нового поколения. Эта технология относится к категории стратегически важных для любой развитой страны. Она крайне сложна, и её окупаемость возможна лишь на глобальном рынке. Однако мы работаем над созданием такого устройства для России. В настоящее время генетическая информация в нашей стране получается преимущественно с помощью зарубежного оборудования, что создает определенные риски, включая вопросы безопасности данных.
Секвенаторы позволяют получать информацию не только о геномах, но и о транскриптомах (совокупности молекул РНК), а также анализировать сообщества микроорганизмов. Например, сегодня для определения видового состава рыб в водоеме не обязательно их ловить — достаточно секвенировать ДНК из пробы воды.
Перейдем к медицинским аспектам. Из примерно 25 тысяч человеческих генов нарушения примерно в 6 тысячах не приводят к немедленной гибели организма, но могут вызывать серьезные заболевания. Ребёнок может родиться с генетическим нарушением, которое проявится позже. Примеры — спинальная мышечная атрофия или мышечная дистрофия Дюшенна. Для лечения некоторых таких заболеваний созданы препараты, но их стоимость чрезвычайно высока — например, один курс может стоить сотни миллионов рублей. Высокая цена обусловлена не столько сложностью производства, сколько малым количеством пациентов: разработка препарата для болезни, затрагивающей сотни человек в стране, экономически крайне сложна. При этом суммарно все генетические заболевания встречаются не так редко — они могут затрагивать более 1% новорождённых.
Сегодня существуют технологии, позволяющие лечить такие заболевания. Один из подходов — использование аденоассоциированного вируса в качестве вектора для доставки в клетки пациента функциональной копии поврежденного гена. Этот вирус безопасен для человека, не встраивается в геном, но обеспечивает работу гена внутри клетки.
Сложность заключается не только в технологии, но и в процедуре регистрации лекарств, требующей масштабных клинических испытаний на сотнях пациентов. Для редких заболеваний это часто невозможно.
В Пироговском Университете собрана полная технологическая цепочка для персонализированной генотерапии. Мы умеем проводить диагностику (в сотрудничестве с Российской детской клинической больницей), выявлять мутации с помощью секвенаторов, создавать генные конструкции, упаковывать их в вирусные частицы и производить терапевтические препараты. Себестоимость такой процедуры для одного пациента составляет порядка 2-3 миллионов рублей. Мы готовы создавать индивидуальные препараты: после постановки диагноза за три месяца собирается конструкция, затем следуют доклинические испытания, и через полгода пациент может получить терапию.
На базе Университета в кооперации с ведущими медицинскими центрами (такими как Центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. В.И. Кулакова, Национальный медицинский исследовательский центр детской гематологии, онкологии и иммунологии им. Дмитрия Рогачёва) формируется консорциум. В его рамках будет построен центр по производству генотерапевтических препаратов. Проект уже прошёл экспертизу, и в ближайшие годы такой центр должен появиться.
Другой значимый прорыв, сделанный в Пироговском Университете, — разработка новой технологии лечения аутоиммунных заболеваний. Для понимания её сути нужно обратиться к основам иммунологии.
Иммунная система защищает организм от инфекций и уничтожает мутировавшие клетки. Она включает гуморальное звено (В-клетки, производящие антитела) и клеточное звено (Т-клетки). Ключевую роль в распознавании чужеродных или изменённых элементов играют Т-клеточные рецепторы. Их разнообразие колоссально — благодаря случайной сборке фрагментов генов в процессе созревания Т-лимфоцитов создаются миллионы уникальных рецепторов. Если рецептор распознает чужеродную молекулу (антиген), клетка активируется, размножается и формирует клетки памяти, обеспечивающие быстрый ответ при повторной встрече.
Аутоиммунные заболевания возникают, когда иммунная система ошибочно атакует собственные ткани организма, приняв их за чужеродные. Это может происходить, например, из-за сходства белков собственных тканей с белками бактерий или вирусов. К таким заболеваниям относятся сахарный диабет 1 типа, ревматоидный артрит, рассеянный склероз и другие. Их характерная черта — хроническое прогрессирующее течение. Существующие методы лечения (нестероидные противовоспалительные препараты, гормональные средства, антитела к цитокинам) подавляют воспаление, но не устраняют причину — «ошибочные» Т-лимфоциты. Кроме того, эти методы могут иметь побочные эффекты, такие как общая иммуносупрессия или потеря эффективности со временем.
Благодаря технологиям высокопроизводительного секвенирования нам удалось, проанализировав репертуар Т-клеточных рецепторов у пациентов, выявить те специфические клоны лимфоцитов, которые ответственны за развитие болезни Бехтерева (анкилозирующего спондилита). На основе этого знания было создано антитело («Сенипрутуг»), которое избирательно связывается с рецепторами именно этих «вредных» Т-клеток и вызывает их гибель.
Это принципиально иной подход: вместо подавления воспаления происходит удаление его причины — специфической популяции аутореактивных лимфоцитов. Это позволяет остановить прогрессирование болезни, избежать общей иммуносупрессии и проблемы выработки нейтрализующих антител к препарату. Зафиксированы случаи, когда на фоне такой терапии наблюдалось рассасывание патологических костных разрастаний (остеофитов), что ранее не отмечалось при лечении другими методами.
Данная технология принципиально применима и к другим аутоиммунным заболеваниям с известным аутоантигеном. Для болезни Бехтерева препарат уже проходит расширенные клинические исследования, для сахарного диабета 1 типа — начальные этапы. Мы считаем, что в этой области наша разработка опережает мировой уровень.
Отдельное направление исследований в Пироговском Университете связано с изучением старения и ролью в нем иммунной системы. Старение — комплексный процесс, и иммунная система является одним из его ключевых регуляторов. С возрастом вилочковая железа (тимус), где созревают Т-лимфоциты, перестаёт функционировать. Запас «наивных» лимфоцитов, способных реагировать на новые угрозы, постепенно истощается, а клонов клеток памяти, специфичных к перенесенным ранее инфекциям, становится больше. Это делает пожилых людей более уязвимыми к новым инфекциям и склонными к хроническому вялотекущему воспалению, которое способствует развитию возраст-ассоциированных заболеваний.
Изучение долгоживущих животных, таких как голый землекоп, у которого не наблюдается возрастного снижения разнообразия Т-клеток, дает важные подсказки для возможных интервенций. Теоретически, модуляция иммунной системы для сохранения её разнообразия и функциональности может стать одним из путей продления здорового периода жизни.
Также в Пироговском Университете ведутся передовые исследования в области нейротехнологий. Одно из перспективных направлений — оптогенетика, позволяющая с помощью света управлять активностью специфических нейронов, в которые встроены светочувствительные ионные каналы. Это мощный инструмент для изучения функций мозга. Однако для применения у человека классическая оптогенетика сталкивается с проблемами: потенциальная иммунная реакция на чужеродный белок и необходимость инвазивной имплантации световодов.
В Пироговском Университете под руководством профессора В.В. Белоусова ведутся разработки в области термогенетики — управления нейронами с помощью безвредного инфракрасного излучения, активирующего тепловые каналы, родственные человеческим. Это открывает перспективы для создания неинвазивных нейростимуляторов, например, для лечения аритмий.
Практическое применение находят и разработки в области нейрореабилитации. Мы создаем интерфейсы «мозг-компьютер» и экзоскелеты, помогающие восстанавливать двигательные функции пациентам после инсультов и травм. Эти технологии уже серийно производятся и используются в клиниках по всей стране, включая центры реабилитации военнослужащих.
В заключение хочу отметить, что современная наука развивается в рамках крупных коллективов, объединяющих фундаментальных ученых, врачей, инженеров и технологистов. Роль врачей особенно важна, поскольку постановка научных задач и интерпретация результатов невозможны без глубокого понимания сложности человеческого организма.
Пироговский Университет реализует множество масштабных проектов с долгосрочным финансированием и участием индустриальных партнеров: это и Центр высокоточного редактирования и генетических технологий, и Передовая инженерная школа по созданию секвенаторов, и проект генотерапевтического комплекса. Пироговский Университет входит в число 15 вузов России — участников исследовательского трека программы «Приоритет 2030». Вся эта работа ведется при активном участии студентов, ординаторов и аспирантов.
Пироговский Университет — один из ведущих медицинских центров России
Он готовит высококвалифицированных специалистов для системы здравоохранения России, объединяя в себе передовые научные исследования, инновационные разработки и вековые традиции медицинского образования.
Педагоги Пироговского Университета — это высококвалифицированные специалисты, увлечённые наукой и её развитием. В 2024 году университет стал участником программы «Приоритет 2030» и представил три стратегических проекта: «Иммуномедицина», «Генотерапия» и «Нейротрофика». Эти инициативы направлены на решение актуальных научных задач и определение будущих тенденций в медицине.
Сегодня Пироговский Университет занимается разработкой передовых технологий и лекарств для лечения тяжёлых и редких заболеваний. Особое внимание уделяется персонализированной медицине и генной терапии, которые существенно изменяют подходы к лечению пациентов.
— Сергей Анатольевич Лукьянов, ректор Пироговского Университета, подчёркивает:
«Наш университет активно развивается благодаря научным достижениям, стратегическим инициативам и высочайшему уровню подготовки студентов. Мы укрепляем свои позиции в российских и международных рейтингах, создавая медицину будущего и воспитывая врачей нового поколения – компетентных, инициативных и социально ответственных».
— Георгий Гивиевич Надарейшвили, первый проректор – проректор по стратегическому развитию Пироговского Университета, отмечает:
«Пироговский Университет, как и другие топовые медицинские вузы, служит двигателем инноваций. Мы разрабатываем технологии, меняющие подходы к лечению и внедряемые в клиническую практику. Современная медицина развивается стремительно, и мы – активные участники этого процесса».
— Владислава Сергеевна Белякова, проректор по молодёжной политике Пироговского Университета, добавляет:
«Выбор медицинской профессии требует осознанности и готовности к постоянному росту. Важно не только осваивать теорию, но и развивать soft skills: работать в команде, выдерживать нагрузки. Для этого в университете есть все возможности – от спортивных и творческих секций до научных клубов и волонтёрских программ, помогающих студентам раскрыть свои таланты».
Пироговский Университет остаётся центром притяжения для будущих врачей и исследователей, прокладывая путь в новую эру медицины.
Больше новостей лучшего медицинского университета читайте в телеграм-канале: https://t.me/daily_2med