Российские ученые создают «волшебную пулю».
Впервые за последние годы статья, подготовленная только российскими авторами, опубликована в одном из самых цитируемых научных журналов Nature Nanotechnology. Но, пожалуй, самое удивительное, что в списке из 4 авторов первым стоит имя младшего научного сотрудника из Института общей физики РАН и Института биоорганической химии РАН Максима Никитина. Никитину 27 лет, он кандидат физико-математических наук, недавно защитил диссертацию.
В чем же суть работы, которая попала на страницы столь престижного журнала? Она посвящена одной из самых актуальных медицинских тем последнего времени — «волшебной пуле». Речь идет о доставке лекарства прямо к больной зоне. Столь громкие слова в названии не случайны. Ученые единодушны: такой метод — грядущая революция в медицине. Ведь такое лекарство не расходуется по пути, не наносит вред здоровым клеткам. Это позволяет во много раз снизить дозы и побочные эффекты. Такой метод особенно актуален в онкологии, ведь химиотерапия «бьет» одинаково не только по опухоли, но и по нормальным тканям.
— Впервые идея «волшебной пули» высказана основоположником химиотерапии Паулем Эрлихом, — говорит Максим Никитин. — Но это идеал, даже фантастика, в реальности все гораздо сложней. Причина — в самом механизме борьбы с опухолями. Задача врача — доставить к опухоли лекарственные агенты, которые должны ее убить. Но как они могут распознать, что перед ними не здоровые клетки, а именно больные? Для этого можно использовать маркеры, которые имеются на опухолевых клетках.
А дальше, казалось бы, все просто. Надо создать наночастицу с каким-либо лекарством, навесить на нее антитела, и запустить в кровь больного. Частица движется, отыскивает маркеры, связывается с ними и начинает бороться с опухолью. Однако на деле все происходит несколько иначе. Наночастицы нередко промахиваются, пролетают мимо и попадают в здоровые клетки. Почему? «Как правило, маркеры не столь специфичны, они могут «сидеть» как на больной клетке, так и на здоровой, — объясняет Никитин. — Но на больной клетке их гораздо больше. С другой стороны, здоровых клеток больше в организме, чем больных, и они берут количеством. Уводят лекарство от цели».
Никитин и его соавторы предложили вроде бы очевидный выход из ситуации: надо дать наночастице дополнительную информацию об опухоли, или других очагах заболеваний, чтобы снизить вероятность промаха. И такая информация в организме есть — это сигналы, которые сообщают, что в таком-то месте что-то не в порядке. Такие сигналы тревоги SOS используются клетками-защитниками организма, чтобы найти зону бедствия. Ученые придумали, как научить наночастицы, несущие лекарства, распознавать и анализировать тревожные сигналы. Это позволит по наводке таких сигналов доставлять лекарство точно в цель, не расходуя его по пути.
— Наша наночастица — это своего рода наноробот, который сам может принять решение, надо ли ему взаимодействовать с клеткой или пройти мимо, — говорит Никитин. — У него своя логика, которая напоминает логику обычного компьютера с функциями «и», «или», «да», «нет». К примеру, наночастицы можно запрограммировать так, чтобы они начинали атаку на опухоль только когда на входе одновременно фиксируется два тревожных сигнала. Если такого дуэта нет, наночастица не «выстрелит». В зависимости от того, что надо лечить, для наноробота можно создать разные варианты логики.
Надо отметить, что эта прорывная работа, которая так заинтересовала редакторов престижного журнала, была отклонена экспертами Российского научного фонда. «Мы подавали эту работу на конкурс, пытаясь выиграть грант, но два отзыва из трех были с очень низкими баллами», — сказал Максим Никитин корреспонденту «РГ». Вообще у этой работы необычная история. По словам Никитина, он намеревался уехать на Запад и сделать работу месяца за два, так как уже представлял, какие эксперименты надо провести. Но решил остаться в России и посмотреть, сколько здесь потребуется времени. «Решил, пока молодой, могу один раз рискнуть и попробовать что-то изменить в нашей науке, — говорит Никитин. — Работал по 70-80 часов в неделю с одним выходным в месяц, но продвигался в 6 раз медленней, чем мог бы на западе. Причина задержки одна — медленная скорость доставки в Россию реагентов для исследований».
Ученые на Западе не знают этой проблемы, наши сталкиваются с ней постоянно. Три года назад Никитин говорил об этом на встрече с Дмитрием Анатольевичем Медведевым, когда участвовал в «круглом столе». Понимал, что на фоне просьб ведущих ученых с мировым именем мнение аспиранта из Физтеха вряд ли будет принято во внимание. Отсюда и его решение: сделать нечто, что выпадает из общей картины российской научной жизни.
— Я обратил внимание, что за последнее время практически все российские экспериментальные работы в лучших журналах опубликованы совместно с теми, кто работает на Западе, — говорит Никитин. — Решил попробовать сделать работу, достойную лучших мировых журналов целиком в России, без участия Запада. Пройти весь путь мучений, когда у тебя постоянно проблемы, когда нет инструмента для исследований, и ты должен исхитряться, чтобы каким-то образом его добыть. Отставание в шесть раз — это непозволительно много в современной научной гонке.
Учеными уже проведены испытания наноробота на клеточных культурах, в перспективе эксперименты на животных. На предложенные учеными новые методы получены патенты России. Уже поданы заявки на международные.
