Новосибирск и Новосибирская область: свежие новости, объективный анализ, актуальные комментарии

Уникальные методики анализов крови и аэрозольные антибиотики: какие разработки Института химической кинетики и горения СО РАН могут стать новым словом в медицине?

Последние два года ещё раз дали возможность каждому убедиться в том, что человечество далеко не всесильно даже в плане того, чтобы обезопасить собственное здоровье. А заодно — насколько важен труд учёных, которые, двигаясь разными путями, ищут новые способы борьбы с самыми коварными врагами людей — вирусными инфекциями, сердечно-сосудистыми болезнями, онкологией… Эти же проблемы занимают умы специалистов, казалось бы, даже такого далёкого, если судить по названию, от медицины института СО РАН, как Институт химической кинетики и горения имени В. В. Воеводского. За последний год грантами правительства Новосибирской области и Российского научного фонда были поддержаны сразу несколько исследовательских проектов института.

Уникальный прибор, способный за считаные минуты провести максимально полный из ныне возможных анализов крови и дать на основе полученной информации общую оценку состояния организма, разработали специалисты лаборатории цитометрии и биокинетики ИХКГ. Подход учёных можно назвать революционным: по словам заведующего лабораторией, доктора физико-математических наук Валерия Мальцева, привычная «триада» анализов — общий, иммунологический и бактериологический — себя изжила, а будущее — за сканирующей проточной цитометрией, которая позволяет исследовать состояние крови в организме, например, только по её газотранспортной функции по 48 параметрам. И в этом отношении новосибирские учёные впереди планеты всей: на самых лучших используемых сейчас в мире анализаторах учитывается только 8 параметров.

Сам анализ вместо врача может делать тот самый прибор под названием «клиникомат». Кровь в этом аппарате берётся без участия иглы — сфокусированным лазерным пучком, который создаёт в коже отверстие толщиной меньше человеческого волоса. А после обработки данных клиникомат выдаст человеку его «план здоровья». Например, роженицам он может предсказать риск преждевременных родов, выявив уровень гипоксии в организме, чего ни один прибор в мире больше не делает.

— Если учесть, что один клиникомат способен делать до 200 анализов в час, то два центра клинической диагностики смогут один раз в год обеспечить таким анализом каждого жителя Новосибирской области. Стоимость одного клиникомата — 15 миллионов рублей, — говорит Валерий Мальцев.

По оценке заместителя губернатора Новосибирской области Ирины Мануйловой, введение клиникоматов в повсеместную медицинскую практику поможет в переходе к персонализированной медицине, а Институт химической кинетики и горения мог бы предложить для этого комплексную программу.

Лабораторные мыши давно «работают» и в Институте цитологии и генетики, и в Институте органической химии. Казалось бы, что хвостатым подопытным делать в ИХКГ? Есть что! Участвовать в совместном с ИОХ проекте по разработке аэрозольных антибиотиков.

— Мы работаем над созданием цефазолина и других антибиотиков четвёртого поколения в виде аэрозолей. А здесь очень важно исследовать их фармакокинетику, чтобы понять, с какой скоростью аэрозоль попадает в лёгкие и накапливается там, как в качестве аналога инъекции воздействует на кровь и так далее, — поясняет научный сотрудник лаборатории наночастиц кандидат биологических наук Сергей Аньков.

От мышей же здесь ничего особенного не требуется: просто дышать аэрозолями в специальных камерах и сдавать кровь на анализы. Первые результаты учёных по-хорошему удивили. Группу мышей заразили бактериями, которые вызвали у них перитонит. Часть заражённых не лечили совсем, другим мышам сделали инъекции антибиотиков, ещё одну группу лечили аэрозолями. Мыши из первой группы предсказуемо не выжили, несколько уколотых мышей тоже погибли, а те, которым достался аэрозоль, вылечились все. При этом доза антибиотиков, необходимая для выздоровления, при ингаляции оказалась намного ниже, чем при инъекциях.

— Этот способ особенно перспективен для лечения верхних и нижних дыхательных путей, что важно при лечении лёгочных осложнений коронавируса. Причём мы можем преодолеть резистентность организма к антибиотикам — а это бич XXI века, — снижать нагрузку на печень и тем самым усиливать эффективность лечения, — рассказывает Сергей Аньков.

Для небольших лабораторных исследований средств гранта РНФ достаточно, а чтобы развернуть полноценные доклинические испытания аэрозолей, которые затем перейдут в клинические, нужны финансы уже другого порядка. Руководство ИХКГ сейчас выстраивает для этого контакты с федеральным Минздравом.

Лаборатория магнитных явлений ИХКГ тоже получила грант РНФ — для изучения роли свободных радикалов в живых системах, в том числе в возникновении рака, болезней Паркинсона и Альцгеймера, старении организма. В частности, исследуются свойства глицирризиновой кислоты, которая содержится в хорошо знакомом ещё по старинным народным рецептам корне солодки. Как рассказал заведующий лабораторией доктор химических наук Николай Поляков, кроме способности этой кислоты усиливать действие других лекарственных препаратов, она обладает собственной противовирусной активностью, в том числе против последних модификаций коронавируса. Однако молекулярные механизмы этой активности до сих пор не выяснены.

— Мы считаем, что она может быть связана с влиянием на клеточные мембраны — например, на слияние мембран вируса и клетки-хозяина, или проникновение белков с поверхности вируса в клетку-хозяина, чему глицирризиновая кислота препятствует. И эти гипотезы теперь проверяем, — говорит Николай Поляков.

В этой же лаборатории работают над усилением терапевтического действия противораковых препаратов тетрациклинового ряда путём использования их в комплексе с ионами железа или меди. Такие соединения имеют различные побочные эффекты — наподобие кардиотоксичности, — и, если необходимые для лечения дозы этих препаратов удастся сократить, это будет хорошей новостью для пациентов.

Различные химические вещества, производимые человеком, способны сильно навредить природе, для которой они чужеродны, а через неё, соответственно, вернуться к человеку уже в виде опасных болезней. Но может ли найтись в природе что-то всё-таки способное дать «чужакам» «сдачи»? Оказывается, да, и это — световое излучение. Как свет воздействует на вещества, изучают в лаборатории фотохимии ИХКГ.

— Под действием света вещество может начать разлагаться и переходить в другие формы — как безвредные, так и токсичные. Главный вопрос: как использовать световую энергию, чтобы разрушать вредные вещества до их попадания в окружающую среду, например, в систему водоочистки? Прежде чем предлагать решения, нужно разобраться с фундаментальными вопросами — например, какие природные фотоактивные добавки надо использовать для лучшей трансформации вещества, — рассказывает старший научный сотрудник лаборатории, кандидат химических наук Иван Поздняков.

РНФ поддержал грантом исследование влияния гуминовых кислот и соединений трёхвалентного железа на деградацию различных химических агентов, производимых человеком. Новосибирские учёные сотрудничают по этому проекту с китайскими коллегами, отвечая за фундаментальные исследования, а китайцы на их основе планируют создать системы, которые могли бы применяться в водоочистке.

— Важно, чтобы в исследованиях, которые будут выдвигаться на конкурс, была заинтересована экономика Новосибирской области, на это мы станем обращать особое внимание. Думаю, что уже в следующем году мы услышим на форуме «Технопром» о результатах, которых учёные достигнут при нашей поддержке и которые создадут предпосылки для дальнейшего развития нашей страны, — отметил министр науки и инновационной политики НСО Алексей Васильев.

По словам Ирины Мануйловой, именно гранты помогают институтам сейчас приобретать новое оборудование, без которого решать поставленные задачи пришлось бы гораздо дольше. Заявки от учёных на новый конкурс будут приниматься в течение месяца.