Профессор СПбГУ Татьяна Тенникова: «Мы находимся в авангарде мировых исследований клеточного транспорта»

Пути доставки лекарств посредством их включения в живые клетки организма человека неисповедимы? Только не для ученых СПбГУ.

В начале 2018 года в Университете начала работу лаборатория биогибридных технологий, созданная по результатам конкурса мегагрантов Правительства РФ. Возглавил новое подразделение один из ведущих фармакологов мира, профессор Арто Уртти (Финляндия). Многие из экспериментов научной группы проводятся впервые в мировой науке. О ходе исследований рассказала один из инициаторов и ключевых исполнителей проекта, заместитель заведующего лабораторией, профессор СПбГУ Татьяна Тенникова.

Татьяна Борисовна, чуть больше года назад ваша научная группа выиграла мегагрант Правительства РФ. Проект предполагает изучение возможностей модификации клеток таким образом, чтобы они выполняли определенные терапевтические функции. Расскажите, как проходили исследования в этом году?

Разработка новых фармакохимических технологий проводится на примере их использования в офтальмологии. Именно в этом сегменте здравоохранения количество людей, которым нужны высокотехнологичные методы эффективного лечения различных окулярных патологий, быстро увеличивается во всем мире. По данным ВОЗ, прогнозируемое число пациентов с возрастной макулярной дегенерацией к 2040 году может достигнуть порядка трехсот миллионов. Без сомнения, исследуемые нами механизмы могут быть в дальнейшем применены в лечении других социально значимых заболеваний, таких как, например, рак, диабет, туберкулез.

Кстати, применение нашей идеи к терапии модельного туберкулеза уже было апробировано на животных.

Клетки, по нашей пока еще гипотезе, будучи «нагружены» терапевтическими агентами (а это не только лекарства, но и визуализирующие их доставку люминесцентные метки), способны выполнять как лечебную, так и транспортную функцию. Их мишенью может быть ткань, орган или его часть. Очевидно, что клеточный транспорт гораздо эффективнее транспорта, обеспечиваемого искусственными системами, «нацеленными» на эти же мишени. Лечебная функция, как уже сказано, должна обеспечиваться нагрузкой клетки лекарственным веществом. Можно снабжать клетку непосредственно лекарством, внедряя его внутрь или прививая к клеточной поверхности. Однако более разумный подход, с точки зрения контроля над обеспечением постоянной терапевтической концентрации лекарства, это заключение лекарственных и диагностических компонентов в постепенно биодеградируемую нанооболочку, которая, распадаясь, обеспечит их медленное высвобождение.

Лекарственные соединения (или, например, генетический материал) могут прикрепляться к частице с использованием чувствительного к внешней среде линкера. Например, в случае создания таких систем для окулярной терапии это могут быть фоточувствительные малые молекулы, которые под действием света обеспечивают отщепление терапевтического агента. Также систему можно снабдить веществами, улучшающими проникновение наноконструкции в клетку. На данном этапе мы пробуем разные варианты частиц и синтезируем соединения — те самые потенциальные линкеры, которые я уже упоминала. Частицы исследуются на предмет скорости деградации в разных средах, включая физиологические (витреальная жидкость глаза). Изучается процесс инкапсулирования, т. е. заключения в оболочку наночастиц различных соединений. В качестве визуализирующих агентов мы пробуем использовать новые люминесцентные (более точно — фосфоресцентные) красители. Это металлоорганические координационные соединения, отличающиеся более продолжительным временем жизни по сравнению с традиционно используемыми флуоресцентными метками.

Все новые химические соединения — полимеры, наночастицы, пептидные линкеры, органические молекулы — обязательно исследуются на цитотоксичность, то есть на безопасность для живых клеток.

Какие этапы исследовательского проекта уже пройдены и что удалось выявить?

Мы работаем строго в соответствии с планом. Результаты экспериментов, которые мы уже успели провести, это еще не биогибриды в том понимании, в котором они описаны в заявке на грант. Речь пока идет о создании наноконструкций, которые будут далее инкорпорироваться в клетки или присоединяться к ним, а также о синтезе и исследовании новых линкеров и молекул-кандидатов лекарственных соединений. Это первая, подготовительная, но очень важная фаза, и здесь нам помогает опыт, накопленный при выполнении только что закончившегося большого институционального проекта РНФ «Трансляционная биомедицина в СПбГУ», где я руководила одним из научных направлений.

Что еще предстоит изучить в рамках данного научного проекта? Какие остаются недостающие звенья?

Впереди еще два года работы. После выбора наиболее эффективных носителей лекарств и методов их получения наступит фаза клеточных экспериментов. Там много белых пятен, поскольку не так много информации пока можно найти в мировой литературе. Мы находимся в авангарде, и многое будет делаться впервые.

Каков положительный эффект от сотрудничества российских и финских ученых? Как вы оцениваете вклад разных научных школ в общий результат?

В проекте участвуют ученые СПбГУ, Института химии высокомолекулярных соединений РАН, университетов Хельсинки и Восточной Финляндии. Наши финские коллеги пока нас опережают в понимании специфики глазных болезней, в знании анатомии и физиологии глаза, у них есть достаточный опыт в создании систем доставки лекарств. У нас есть синтетический и физико-химический опыт. Я считаю, что как инициаторы этого проекта мы искали и нашли правильного партнера. В частности, профессор Университета Хельсинки Арто Уртти является выдающимся ученым, одним из лучших в мире в своей области. Недавно он приезжал в СПбГУ на совместный семинар для подведения промежуточных итогов исследований. Мы ведем совместную работу, при необходимости задействуем исследовательскую базу финских коллег: в 2018 году в рамках нашего проекта состоялось шесть визитов ученых СПбГУ в Университет Восточной Финляндии.

За 2018 год уже четыре статьи приняты научными журналами первого квартиля и еще пять получили положительные рецензии и будут приняты в печать в ближайшие дни. Вклад химиков СПбГУ в осуществление этого крупного междисциплинарного проекта трудно недооценивать. У нас сложилась школа, которая эффективна как в производстве результатов, подтверждаемых наукометрическими показателями и патентами, так и в подготовке молодого поколения исследователей — огромных энтузиастов данного научного направления.