Академик РАН и РАМН Всеволод ТКАЧУК, декан факультета фундаментальной медицины МГУ им. М. В. Ломоносова

Развитие нанотехнологии открывает широкие горизонты для создания новых методов диагностики и лечения многих заболеваний. Однако развертывание соответствующего направления исследований невозможно без высококвалифицированных специалистов. О перспективах их подготовки журналисту Александру Рылову рассказал академик РАН и РАМН Всеволод Ткачук.

- Всеволод Арсеньевич, нанотехнологии - весьма "модное" сегодня слово. В том числе и в медицине: к ним причисляют чуть ли не все появляющиеся инновации...

- Конечно, это неверно. Специалисты Национального института здоровья США десятилетие назад впервые употребили термин "наномедицина", обозначив им область изучения и использования во врачебной практике макромолекул и частиц размером 10 ^{- 6} -10 ^{- 9} м - белков, ДНК, РНК, антител, вирусов и пр. Что же касается нанотехнологии, то она предполагает конструирование из них структур, необходимых для лечения и распознавания болезней.

- Нанотехнология все еще является областью экспериментов?

- Диагностические методы на данной основе уже внедряют в стационарах. Однако ни один созданный лечебный препарат пока не разрешен для массового применения. Впрочем, некоторые из них находятся на завершающих стадиях клинических испытаний.

- А какие основные направления наномедицины сейчас развиваются в мире ?

- Прежде всего визуализация происходящих в организме патологических процессов. Например, метастазы в лимфатических узлах раковых клеток можно различить невооруженным глазом с помощью магнитных наночастиц, состоящих из оксида железа (вещества, которого в организме человека нет), вводимых в составе раствора в вену онкологического больного. В кровотоке их поглощают фагоциты (клетки-"пожиратели") и разносят по организму, в том числе в лимфатические узлы. Если в последних есть раковые клетки, фагоциты "атакуют" их и начинают там собираться. Формирующиеся скопления, обнаруживаемые магнитно-резонансным томографом благодаря присутствию в них оксида железа, врач видит на дисплее как цепочки из ярких точек.

Подобные магнитные наночастицы можно "прикрепить" и к антителам, способным соединяться с белками, присутствующими исключительно в раковых клетках. Так визуализируют одиночные очаги болезни и тем самым распознают ее в самом начале.

Для выявления патологических зон применяют и так называемые квантовые точки - полупроводниковые нанокристаллы с заданным спектром эмиссии. В зависимости от размера они дают флуоресцентное свечение разной окраски. Если ввести в кровь пациента эти частицы, отличающиеся от нее по цвету, то сквозь кожу мы увидим капиллярную сеть в виде миниатюрного "кораллового деревца".

По нарушениям его "кроны" можно судить о поражении кровотока, скажем, в результате тромбоза сосудов.

- Что можно сказать об адресной доставке лекарств к пораженным зонам ?

- Тут наиболее перспективная область - генотерапия: фрагмент ДНК помещают в наноконтейнер, изготовленный, например, из фосфолипидов (соединений, включающих фосфорную кислоту, жиры, жироподобные вещества), и впрыскивают пациенту. Главная сложность - такие "транспортные средства" не должны наносить вред клетке, в которую поступают. Самый успешный пример рассматриваемой технологии - доставка копии гена VEGF-165 (его называют ангиогенным фактором: он стимулирует образование новых кровеносных сосудов), впервые осуществленная в Массачусетсском госпитале (Бостон, США) профессором Джеффри Айснером в 1996 г. для излечивания трофических язв нижних конечностей у больных диабетом и тромбофлебитом.

Американцы разработали прибор Noga, помогающий точно определить область сердечной мышцы, пострадавшую в результате инфаркта. Через крупный кровеносный сосуд в желудочек сердца больного поблизости от зоны патологии вводят катетер. Его головка, излучая ультразвук, измеряет в ткани миокарда электропроводность - там, где данный показатель оказывается измененным, находится искомый участок. Туда делают инъекцию раствора с наноконтейнерами, а спустя две-три недели в клетках заканчивается считывание информации с "гена-новосела" и начинается ангиогенез. Применил новую методику профессор Дуглас Лоссордо (Массачусетсский госпиталь) в 2002 г. И сейчас она проходит в США завершающую фазу клинической проверки с участием добровольцев.

- А в нашей стране?

- В Российском кардиологическом научно-производственном комплексе аналогичную технологию освоили в опытах на животных. На стадии клинических испытаний в настоящее время находится иная методика: к тканям нижних конечностей человека, пораженным трофическими язвами, доставляют ген VEGF-165. В результате образуются новые кровеносные сосуды и ускоряется заживление кожи.

- Что можно рассказать о нанороботах?

- Целиком они не созданы нигде в мире. Но в ряде лабораторий РАН и МГУ уже испытали биосовместимый двигатель для таких механизмов. Он обладает высочайшим КПД - 92 - 95% (ведь химическая энер-

Визуализация микрососудов с помощью водорастворимых квантовых точек в коже мыши (глубина 100 мкм).

Квантовые точки для выявления опухолей.

гия превращается здесь в механическую без выделения тепла), причем работает на "гусеничной" тяге. При этом ученые использовали принцип взаимодействия белков актина и миозина*: их нити скользят по поверхности друг друга, цепляясь своеобразными электрохимическими "зубчиками", тем самым заставляя мышцы сокращаться. В наших же биомоторах миозин присоединяют к наноконтейнеру и вводят в клетку с актиновым "микроскелетом". Надеемся, с привлечением подобной технологии можно будет доставлять к ядру или другим структурам клетки макромолекулы, необходимые при лечении или диагностике патологий.

- Выходит, перспективы у наномедицины огромные. Однако не будут ли наши пациенты, мечтающие о лечении с ее помощью, завидовать достижениям развитых стран из-за недостатка собственных квалифицированных кадров?

- В 1992 г. в МГУ открыли факультет фундаментальной медицины (ФФМ), призванный готовить специалистов для высокотехнологичных отраслей. К 2007 г. осуществлено 10 выпусков - 333 врача. Причем их дипломы действительны и за рубежом. Но не это главное! Здесь студенты, помимо знаний и навыков, предусмотренных соответствующими стандартами РФ, получают дополнительную "порцию образования".

- В чем ее специфика?

- За три первых года обучения они проходят программу по физике, химии, биологии и другим фундаментальным дисциплинам, значительно более широкую, чем в медицинских вузах страны. К тому же два года наши студенты изучают биоинформатику, добавьте сюда углубленный курс английского языка и защиту дипломной работы, написанной на основании экспериментальных данных, полученных ими в университетских лабораториях. В результате молодые люди приобретают способность, а нередко пристрастие к научной работе. Причем большинство выпускников (даже по окончании аспирантуры) совмещают ее с врачебной деятельностью. Между тем человек с дипломом обычного медицинского института, придя в исследовательский центр, понимает, что ему не хватает знаний по фундаментальным дисциплинам, тратит много времени и сил на восполнение пробелов, иногда вовсе оставляет эту попытку.

- В какую сумму обходится подготовка одного выпускника ФФМ?

- Около 6000 дол. в год, т.е. почти вчетверо больше, чем в обычном медицинском вузе. Там на одного преподавателя приходится в среднем около десяти студентов, а у нас примерно два. Кроме того, МГУ выпускает в год не более 50 врачей, тогда как среднестатистический российский институт - 500 (некоторые даже более 1500). В то же время Гарвардская медицинская школа - одно из лучших и старейших учебных заведений США - готовит лишь 100 докторов в год.

- Но откуда нашей стране с населением 140 млн. человек ежегодно пополнять армию врачей, если все медицинское образование перейдет на "университетские рельсы"?

- Думаю, подобное вряд ли случится, да и не уверен, что это нужно. Что же касается возможной не-

* Актин - белок мышечных волокон, миозин - белок сократительных волокон мышц. При соединении образуют актиномиозин - основной белок сократительной системы мышц (прим. ред.).

Наночастицы как контейнеры для переноса генетического материала.

Нанороботы будущего: A - респироцит, функциональная замена эритроцитам при кровопотере и операциях с применением искусственного кровообращения; B - "санитары", распознающие и уничтожающие вирусные и другие инфекционные агенты; C - чистильщики артерий отатеросклеротических бляшек; D - наномашина, восстанавливающая ДНК в ядре клетки.

хватки медиков, вдумайтесь в такие цифры: в России один врач приходится на 240 жителей, в США - на 400, в Великобритании - на 800. К современной высокотехнологичной медицине полностью применимо бессмертное назидание великого отечественного полководца Александра Суворова: "воюй не числом, а умением". Его точность, кстати, подтверждают примеры наших выпускников - сотрудников ведущих клиник и научно-исследовательских центров, уже в молодые годы возглавивших перспективные коллективы.

- В будущем вы планируете увеличить выпуски врачей?

- Очень осторожно и постепенно. К примеру, в 2008 г. откроем на ФФМ отделение по специальности фармация, чтобы через пять лет из его стен вышли профессионалы в сфере соответствующих новых технологий. Первый набор составит не более 30 человек. Мало? Однако мы убеждены, что должны сохранить "штучный", индивидуальный подход к подготовке студентов, возможно подобный обучению актерскому мастерству в студиях при театрах.

ФФМ стремительно развивается, причем речь идет о качестве подготовки специалистов. И очень поможет нам в этом отношении появление в скором будущем собственной клинической базы - Медицинского центра. Инициатива его строительства, разработка концепции и структуры принадлежат ректору МГУ академику Виктору Садовничему. Хотел бы подчеркнуть: избранный на этот пост в 1992 г., он первым своим приказом утвердил создание ФФМ.

Медицинский центр - подарок правительства Москвы к 250-летию МГУ (2005 г.), а также к 250-летию отечественного медицинского образования, отмечаемому в 2008 г. Напомню: в 1758 г. первые студенты, окончив трехлетний курс философского факультета Императорского московского университета, начали подготовку в качестве будущих врачей. С этого момента началось отечественное медицинское образование, традиции которого мы ныне продолжаем.

Publisher:

Permanent link for scientific papers (for citations):

Comments: