Игорь Решетов: "Нанотехнологии - прорыв в области медицины"

О перспективах многообещающего направления в лечении злокачественных опухолей рассказывает нашему корреспонденту заведующий отделением микрохирургии Московского НИИ онкологии им. П.А. Герцена профессор, член-корреспондент РАМН И.В. Решетов.

- Игорь Владимирович, какие надежды связывают онкологи с нанотехнологиями, с последними достижениями науки в этой области - проникновения в мир предельно малых объектов?

- Для наглядности скажу - в США в это направление вкладывают многомиллиардные ассигнования. С учетом того, что сложные формы онкологических заболеваний занимают по показателю смертности второе место. За более чем столетний период существования нашей специальности очень многие вопросы решены: по российской статистике порядка 60% пациентов излечиваются от заболеваний (но мы–то стремимся к стопроцентному показателю!). Остальные 40-50 % составляют сложные случаи, справиться с которыми, используя традиционные методы, медицина не в силах. Опухолевая клетка обладает очень многими качествами самозащиты, способностью выживать в казалось бы самых невероятных условиях низких температур, высоких кислотных и щелочных концентраций. Только работа в диапазоне нано-величин может помочь решить такие задачи, как адресная доставка препарата к опухоли, минимизация повреждающего воздействия на здоровые ткани лучевой или химиотерапии, максимальная реабилитация больного после вынужденной обширной хирургической операции, возможность достигать воздействия на клетку в зависимости от фазы ее жизненного цикла.

- Каким образом нанотехнологии помогают разрешать насущные проблемы онкологии?

- Мы развиваем это направление, так сказать, по тройному вектору: диагностика, лечение, реабилитация.

В диагностике применение нанотехнологий дает возможность описания пораженного объекта в мельчайших подробностях. Уже существующая аппаратура, а именно - атомарно-силовая микроскопия, базово-когерентная микроскопия, комфакральная микроскопия – позволяет описывать предельно малые объекты, вплоть до клетки, что предполагает иной взгляд на нее. В отличие от применявшейся ранее тене-световой микроскопии, имевшей определенный предел разрешения и не позволявшей видеть сверхдетализированную картину, либо электронного микроскопа, очень мощного, детально описывающего внутриклеточную структуру. В основе действия последнего - проникновение высокоэнергетической частицы, и в итоге мы получаем негатив клетки, который не дает всей информации. А микроскопия, применимая для нанообъектов, позволяет увидеть суть. Ее преимущество - в описании живых клеток. А это большое преимущество! Одно дело описать клетку, которая подверглась формалинизации, фиксации в парафиновых блоках или в криозаморозке, сморщенную, высушенную – и другое - полную жизненных энергий, активно функционирующую.

Тут мы обнаружили важные вещи. Оказывается, опухолевая клетка поразительно отличается от здоровой. Она все время находится в неспокойствии, в состоянии повышенной функциональной активности. Она обладает особым строением мембраны: способна ускользнуть от естественных регуляторных механизмов организма, убирая рецепторы, реагирующие на сигналы извне, поступающие от организма, чтобы быть как можно незаметнее. Это совершенно новая глава цитологии, ее, наверное, можно назвать "наноцитология".

Особенность нанообъектов при контакте с живой тканью состоит в том, что они имеют способность, в силу своего размера, самостоятельно проникать в межклеточные промежутки и внутрь клетки: если мы маркируем эти частицы, то можем зафиксировать их распределение в определенном участке организма. Когда ткань больная, она в отличие от здоровой накапливает этот контраст. Или наоборот, если эта частица направлена в зону повышенного метаболизма, как в случае со злокачественной опухолью, там происходит гиперфиксация. Это повод для того, чтобы применять контрасты на основе наночастиц для выявления метастазов, уточнения границы опухоли.

- Какие возможности для лечения смертельно опасных заболеваний дает применение новейших технологий?

- Чем отличается эффект применения препарата в виде таблетки от измельченного до нанопорошка? На несколько порядков увеличивается площадь контакта. Быстрее происходит всасывание препарата, и, как следствие, мощнее лечебный результат. Если противоопухолевое лекарство с размерностью нанообъекта ввести в организм, можно достичь попадания препарата прямо внутрь опухолевой клетки. Уже сейчас существуют реально производимые препараты на основе доксорубицина, имеющего размеры нанокапсулы.

Следующий виток развития наномоделирования заключается в возможности объединения наночастицы с фрагментом "адреса" (хотя опухолевые клетки пытаются быть малозаметными для организма-носителя, тем не менее они несут на себе ряд рецепторов). Эта методика обещает еще большую вероятность попадания лекарства точно в цель.

Третий аспект – нанохирургия. Благодаря манипуляциям с фрагментами клетки, либо группы клеток, получаем возможность ультратончайшего воздействия: либо удаление клетки, либо четко дозированное распределение препаратов, несущих на себе антитела, по поверхности таблетки.

- И несколько слов о реабилитации пациентов с помощью нанотехнологий после операций…

- Здесь нанотехнологии уже вносят свой существенный вклад. Методы замещения ткани существуют тысячелетиями, но скорость ее регенерации, адекватность ее восстановления – это вопрос вопросов. И медики бьются над достижением стопроцентного результата. Если применять вещества, способствующие восстановлению кости, в размерности нано - многократно увеличивается площадь контакта с живой тканью. Провокация клеток, формирующих первичную костную мозоль, возрастает. Более того, технологии моделирования на уровне наношкалы позволяют оптимально создавать и поверхность первичного контакта с протезом, восстанавливающим сустав. Казалось бы, он имеет идеально ровную поверхность, отполированную при помощи лазерной шлифовки. А взглянем через наномикроскоп – сплошной лунный пейзаж. Но если эту поверхность затем подвергнуть плазменно-ионной шлифовке при помощи наночастиц, получим идеально гладкую, или, наоборот, структурированную поверхность, содержащую элементы клеточной регенерации и роста.

- Все, о чем Вы рассказали, пока существует в теории или уже обрело воплощение в медицинской практике?

- Описанные направления по большей части находятся на этапе экспериментов. А что касается восстановительной хирургии так называемых "наномодифицированных поверхностей", то уже изготовлены образцы, и сейчас мы приступаем к испытаниям. Надеюсь, что в течение года-двух получим уже разрешение Росздравнадзора на их клиническое применение в

- В связи с большой популярности этой темы, Интернет пестрит пророчествами о фантастических возможностях нанотехнологий в недалеком будущем. Например, предлагается создание так называемых "молекулярных роботов", способных самостоятельно передвигаться по органам человеческого тела и врачевать его. Насколько эта информация соответствует действительности?

- В Интернете действительно полно изображений неких "жучков", "ползающих" по органам. Но на самом деле все это фантазмы. Реалии же основаны на законах биологии и медицины. Они в определенной степени изучены, и в этом направлении кое-что уже делается. Наверняка будет эволюционный скачок в фундаментальной науке, который позволит нам развить такие направления.

Но популярность темы сыграла свою положительную роль: привлечено внимание самых высших политических инстанций к передовым научным направлениям. Это внимание обязательно отразится на результатах труда исследователей. От разговоров о получении грантов на сотни тысяч мы перешли к обсуждению серьезных научных проектов, рассчитанных на определенные три года и имеющие финансирование до ста миллионов рублей. Тут надо отдать должное таким ведущим учреждениям, как РНЦ "Курчатовский институт", Институт Фотохимии РАН, которые сумели пробиться, доказать, объяснить руководству страны важность и необходимость развития этого направления.

Беседовал Андрей Мельников