Персонализированная терапия поможет более эффективному лечению раковых заболеваний

Исследователи Международной лаборатории микрофизиологических систем факультета биологии и биотехнологии НИУ ВШЭ занимаются разработкой методов, снижающих сопротивляемость опухолевых клеток к воздействию лекарств, созданием более эффективных методов лечения рака с учетом индивидуальных особенностей пациентов. О работе лаборатории «Вышке.Главное» рассказала ее руководитель Диана Мальцева.
— Когда была создана лаборатория?
— Мы подали на конкурс проектов на создание международной лаборатории в 2019 году, и уже в январе 2020 году она была организована. Нам удалось сформировать лабораторию несмотря на начавшуюся в то время пандемию.
— Каковы главные направления деятельности лаборатории?
— Мы исследуем механизмы прогрессирования опухолевых заболеваний. Можно выделить две основные причины. Опухоль может не реагировать на химиотерапию, или под ее воздействием происходит трансформация опухолевых клеток в их более агрессивный фенотип, что может привести к повышению резистентности опухоли к химиотерапии. Вторая причина: клетки из первичного опухолевого узла распространяются по организму, начинается метастазирование. Мы изучаем, как можно повысить чувствительность опухолевых клеток к химиотерапии и как предотвратить распространение клеток опухоли по организму.
Еще одно направление нашей деятельности — разработка стратегий для персонализации лечения. Это означает, что у пациента до хирургической операции берут биопсию опухоли и в лаборатории проводят тестирование на ее чувствительность к лекарственной терапии, анализируется, какой вид терапии будет наиболее эффективным. Если в лабораторию попадает образец опухоли пациента после операции, изучают, как подавить клетки, оставшиеся в организме после ее удаления. Для этого нужны релевантные модели, отражающие рост опухоли в организме человека максимально близко к реальному.
Проблема — в быстрых изменениях клеток после их извлечения из организма. Опухоль — очень разнородная структура. Даже внутри опухолевых клеток надо сохранить гетерогенность для понимания релевантного ответа на разные препараты.
Для этого мы занимаемся созданием 3D-культур опухолевых органоидов. Важно научиться создавать и поддерживать их так, чтобы при культивировании они максимально долго сохраняли свою гетерогенность.
— Среди ключевых направлений работ лаборатории названо изучение молекулярных механизмов прогрессирования опухолевых заболеваний. Это онкология? Или вы изучаете и другие недуги, вызванные опухолями?
— У нас фокус именно на онкологии.
— Другая тема, привлекающая внимание, — преодоление сопротивляемости опухолей к химио- и таргетной терапии. Уточните, пожалуйста, что означает второй термин.
— При химиотерапии разными препаратами воздействию подвергаются все клетки организма. Например, если пациент получает 5-фторурацил, препарат попадает во все клетки и нарушает во всех клетках синтез ДНК и РНК. Опухолевые клетки делятся быстрее, они больше подвержены его действию, но опухоль может оказаться резистентна к препарату. В отличие от обычной, таргетная терапия, названная по английскому слову target (мишень), подразумевает наличие конкретной молекулы, на которую направлена данная терапия. Она должна быть экспрессирована, наиболее представлена в опухолевых клетках.
Тогда таргетная терапия может быть одним из способов повысить восприимчивость к лекарственной терапии при индивидуальном применении либо в комбинации с другими препаратами. Это предполагает выделение определенных маркеров опухоли, отличающих ее от нормальной ткани. В частности, при раке кишечника опухоль может продуцировать достаточно рецептора эпидермального фактора роста, и может применяться терапия, чтобы ослабить активность этого рецептора и таким образом подавить рост опухоли. Однако при получении пациентом такой терапии у него не должно быть определенных мутаций опухолевых клеток.
Для разных видов опухолей терапия варьируется, в случае рака молочной железы это может быть рецептор HER2. Главное, чтобы опухолевые клетки были больше подвержены такой терапии. Все пытаются найти маркеры, на которые можно было бы действовать узконаправленно.
— Насколько вы продвинулись в этом направлении?
— Вопрос — что считать продвижением. Надо разделять исследования и клиническую практику. Первые требуют подтверждения в клинике.
В лабораторных исследованиях мы выяснили, что, если при наиболее агрессивной форме рака молочной железы клетки обладают низкой экспрессией одного из генов, участвующих в метаболизме липидов, они чувствительны к ферроптозу — сценарию гибели клетки, когда чрезмерное накопление ею молекул свободного железа и связанная с ним выработка активного кислорода повреждает белки и липиды клетки. Оказалось, что обработка клеток опухоли полиненасыщенными жирными кислотами в сочетании со стандартными препаратами химиотерапии может повысить чувствительность клеток опухоли к последним. Мы также показали, что активация ферроптоза способна быть перспективной тактикой при раке мочевого пузыря для преодоления химиорезистентности.

— Как планируется разработать персонализированные практики лечения онкозаболеваний?
— Это изначально предполагает что-то свойственное конкретному человеку. Нам нужен образец его опухолевой ткани, мы должны поддерживать его в максимально неизменном виде и протестировать ответ этого фрагмента ткани на препараты, имеющиеся у врача. Чтобы максимально сохранить ткань пациента, мы занимаемся 3D опухолевыми органоидами и также стремимся приблизиться к условиям в организме человека, поскольку при культивировании во флаконах условия, в которых находятся клетки, значительно отличаются от условий в организме.
У нас есть большой проект, объединяющий три лаборатории. Мы разрабатываем микрофлюидные модели, что предполагает создание чипа, имитирующего условия роста клеток в организме человека. В литературе такие устройства также встречаются под названием «орган на чипе». Такие чипы помещаются на ладони, в них есть лунки, где выращиваются клетки отдельных органов или опухоли, и каналы, через которые подается питательная среда, а также имитируется кровоток, и мы приближаем модели к происходящему в организме.
Мы также пытаемся найти профиль экспрессии генов, чтобы ответить, будет ли эта опухоль чувствительна к тому или иному типу препаратов. Подобные тест-системы могут позволить по результатам ПЦР-теста подсказать врачу, будет ли эффективен конкретный вид терапии. В мировой практике такой подход уже успешно применяется при лечении рака молочной железы.
— Есть ли различия в распространенности рака разных органов? На каких типах (видах) онкологии вы фокусируете свое внимание?
— Распространенность рака разных органов серьезно различается. Самый распространенный тип заболевания — рак легкого, затем рак молочной железы, а далее — рак кишечника. Они различаются по смертности. Например, рак кишечника — второй по показателю смертности среди онкологических заболеваний, а рак печени — пятый по встречаемости и третий по смертности.
Если говорить о различиях между женщинами и мужчинами, то у первых наиболее распространен рак молочной железы, а у мужчин — легкого и предстательной железы, правда, последний, как правило, неагрессивный.
В нашей лаборатории мы исследуем рак кишечника и молочной железы. Также мы исследуем рак мочевого пузыря и предстательной железы и начинаем исследовать опухоли головного мозга.
— Какими достижениями лаборатории и коллег вы гордитесь?
— В первую очередь я горжусь коллегами — как взрослыми, так и молодежью, которая к нам приходит в лабораторию. Мы счастливы, что работаем с деканом факультета биологии и биотехнологии Александром Тоневицким, весной этого года ему было присуждено звание академика РАН.
Если говорить о результатах исследований, то недавно мы опубликовали статью о рецепторе CD44. Он может существовать в разных вариантах, и в нашей статье мы показали, что подавление активности одной из его изоформ может быть очень эффективным для предотвращения метастазирования рака кишечника через кровоток.
Еще один наш результат — мы внесли свой вклад в понимание фундаментального механизма образования микроРНК в клетках
МикроРНК — это короткие молекулы длиной 22 нуклеотида, влияющие на уровень экспрессии генов-мишеней, причем набор мишеней строго определяется последовательностью микроРНК. В клетках микроРНК формируются сначала в виде предшественников, проходящих затем преобразования, и мы исследовали, как структура и последовательность предшественников микроРНК влияют на их процессинг и, соответственно, на итоговую последовательность зрелой микроРНК.
Мы также изучаем механизмы сплайсинга — процесса, в результате которого из пре-мРНК гена вырезаются интроны — фрагменты, не несущие информации. При альтернативном же сплайсинге могут вырезаться и некоторые экзоны — фрагменты, содержащие последовательности белков. Таким образом, в процессе альтернативного сплайсинга из одной и той же последовательности гена могут получиться молекулы мРНК, а затем и молекулы белка с разной последовательностью. Альтернативный сплайсинг лежит в основе появления специфичных опухолевых неоантигенов (маркеров опухоли), которые стремятся найти исследователи во всем мире, чтобы затем использовать их для создания таргетной терапии.
Скоро наш аспирант планирует защищать диссертацию о разработке алгоритма предсказания сплайсинга пре-мРНК генов в опухолевых клетках. Для разработки алгоритма использовались машинное обучение и ИИ.
— С какими подразделениями Вышки и другими отечественными исследователями вы сотрудничаете наиболее активно?
— В Вышке мы сотрудничаем с факультетом компьютерных наук, особенно с Международной лабораторией статистической и вычислительной геномики Владимира Щура. Мы также активно взаимодействуем с клиническими центрами, с Онкологическим институтом имени Герцена, с Национальным медицинским исследовательским центром радиологии. Недавно мы подписали соглашение с Национальным медицинским исследовательским центром детской гематологии, онкологии и иммунологии имени Дмитрия Рогачева об исследовании опухолей мозга у детей.
— Среди ваших партнеров — многие известные европейские институты и клиники. Как сейчас складывается международное сотрудничество?
— Мы вели интенсивные работы с исследователями Университетской клиники Гамбурга и Технического университета Берлина. Сейчас они, к сожалению, приостановлены. Однако мы начали сотрудничать с Индией и недавно заключили соглашение с пекинским Университетом Цинхуа. Мы планируем развивать совместные исследования микроРНК, возможности их использования в прогностических целях.
— Как научно-практические достижения лаборатории применяются в учебном процессе?
— У нас действуют научно-практические семинары, на которых мы вовлекаем студентов в решение практических научных задач, и есть дисциплина «Молекулярная онкология». Евгения Степанова, читающая этот курс, участвует в деятельности лаборатории.
— Насколько активно в ее деятельности участвуют молодые сотрудники — студенты-старшекурсники и аспиранты Вышки?
— Очень активно. Регулярно пять и более студентов бакалавриата работают и потом остаются в магистратуре и аспирантуре. В проекты, которыми мы гордимся, мы вовлекли наших молодых коллег, студентов и аспирантов.
Вам также может быть интересно:
НИУ ВШЭ установил станцию «Геоскана» для космических исследований в Индийском технологическом институте Бомбея
На территории Индийского технологического института Бомбея (IIT Bombay) установили российскую наземную станцию для приема спутниковых данных СОНИКС. Разработка компании «Геоскан» станет частью проекта зеркальной лаборатории Высшей школы экономики и одного из ведущих университетов Индии.
ВШЭ и Positive Technologies оценят последствия кибератак на бизнес и государство
Институт мировой военной экономики и стратегии НИУ ВШЭ совместно с компанией Positive Technologies объявляет о запуске междисциплинарного научно-исследовательского конкурса «Разработка моделей прогнозирования и оценки последствий кибератаки». Молодые ученые смогут предложить свои идеи, модели и подходы к анализу социальных, экономических и иных эффектов от реализованных киберугроз. Грантовый фонд конкурса составит 3 млн рублей.
МИЭМ ВШЭ и МТС запускают мастерскую по инновационным решениям в сетях связи
Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова ВШЭ и МТС запускают совместную мастерскую, в которой студенты будут работать на стыке инженерии сетей связи, анализа данных и цифровых технологий. Совместный проект подразумевает формат практического обучения, где студенты смогут решать реальные задачи индустрии вместе с инженерами компании и специалистами МИЭМ.
«Думать о будущем — сверхусилие»: в ИСИЭЗ обсудили возможности и вызовы корпоративного форсайта
Поиск новых точек роста и снижение неопределенности перед крупными решениями — основные задачи, которые компании стремятся реализовать с помощью форсайта. Среди ключевых вызовов стратегического прогнозирования — высокая степень непредсказуемости будущего. К таким выводам пришли участники круглого стола с ведущими российскими компаниями «Технологии управления будущим», который прошел в ИСИЭЗ 1 апреля 2026 года.
«Хотелось бы создать фотонно-интегральную схему, которую можно будет применить на практике»
Научный сотрудник Международной лаборатории квантовой оптоэлектроники НИУ ВШЭ в Санкт-Петербурге Никита Фоминых пришел в Вышку ради творческой атмосферы и возможности проводить эксперименты и исследования на уникальном оборудовании лаборатории. Недавно он защитил кандидатскую диссертацию, посвященную изучению и разработке компонентов для фотонных интегральных схем. О работе в лаборатории и о своих исследовательских планахученый рассказал «Вышке.Главное».
Как адаптироваться к жаре и наводнениям
Разработанное экспертами и партнерами факультета географии и геоинформационных технологий НИУ ВШЭ руководство по адаптации к изменениям климата дает практические рекомендации по системному управлению адаптацией к изменениям климата и природными рисками, которые оказывают значительное влияние на экономику и качество жизни людей. Одновременно авторы предлагают современные технологии, которые способны эффективно справляться с угрозами, вызванными изменениями климата, и снижать негативные последствия опасных природных явлений.
В НИУ ВШЭ показали антропоморфного робота-курьера
С 1 по 3 апреля прошел IV Фестиваль робототехники, главным организатором которого стал факультет компьютерных наук НИУ ВШЭ. Одним из ключевых событий фестиваля стала презентация антропоморфного робота-курьера Аркуса. Разработку представил Институт робототехнических систем, созданный НИУ ВШЭ совместно с Группой компаний «ЭФКО».
Как формируется новая профессия специалиста по безопасности систем машинного обучения
Онлайн-кампус НИУ ВШЭ запускает новую онлайн-магистратуру «Информационная безопасность систем искусственного интеллекта», посвященную подготовке специалистов по защите систем машинного обучения. Программа ориентирована на одну из самых быстро формирующихся профессиональных ниш — безопасность моделей ИИ и инфраструктуры их эксплуатации.
От робототехники до разработки игр: в Вышке проходят Дни компьютерных наук
В апреле 2026 года факультет компьютерных наук НИУ ВШЭ приглашает всех увлеченных компьютерными науками на ежегодный фестиваль Дни компьютерных наук. Многочисленные мероприятия объединят студентов, преподавателей, профессионалов из ИТ-индустрии и всех желающих, чтобы поделиться опытом, идеями и вдохновением.
ВШЭ и БГУ запускают совместную ИТ-программу при поддержке Правительства Бурятии
Высшая школа экономики подписала соглашения о сотрудничестве в сфере подготовки кадров в области искусственного интеллекта и информационных технологий с Правительством республики Бурятия и Бурятским государственным университетом имени Доржи Банзарова. Оба документа закладывают основу для реализации совместной образовательной программы по направлению «Прикладная математика и информатика», а также для системного развития сквозных цифровых компетенций студентов и преподавателей вузов республики (программирование, анализ данных, методы искусственного интеллекта).


