14 листопада, 2016
Национальный институт рака и Кавендишская лаборатория Кембриджского университета: новые шаги в развитии двустороннего сотрудничества
30 сентября Национальный институт рака (НИР) посетили представители Кавендишской лаборатории Кембриджского университета (г. Кембридж, Великобритания) Thanos Mitrelias и Marina Tselepi-Mitrelias.
Около шести лет продолжается сотрудничество Кавендишской лаборатории с научно-исследовательской лабораторией медицинской физики и биоинженерии НИР, которую возглавляет доктор биологических наук, профессор Валерий Орел. Совместные исследования касаются нанотехнологий, а также использования магнитотермии в онкологии. Британские ученые нанесли официальный визит директору НИР Елене Колесник, посетили лабораторию и клинику института.
В рамках визита в НИР нам представилась возможность получить у британских ученых эксклюзивное интервью. Научный сотрудник лаборатории, специалист в области физической химии (PhD) Thanos Mitrelias рассказал о причинах визита, текущем сотрудничестве и планах на будущее, поделился своими впечатлениями об уровне украинских исследований.
– В каких исследованиях принимает участие ваша лаборатория? По каким направлениям ведется сотрудничество с НИР?
– Наше подразделение называется Thin Film Magnetism (TFМ) и входит в состав большой исследовательской группы физического факультета Кембриджского университета – Кавендишской лаборатории. Руководителем TFМ является профессор Crispin Barnes. Мы вовлечены в разработку междисциплинарных проектов, объединяющих физику (в частности, нанотехнологии), биологические исследования и здравоохранение. Входим в одну из крупнейших исследовательских групп в Европе, которая занимается изучением магнетизма (комплекса явлений и свойств, связанных с влиянием магнитного поля. – Прим. ред.), преимущественно фундаментальных его аспектов.
В настоящее время только два исследовательских проекта нашей лаборатории напрямую связаны со здравоохранением. Один из них посвящен созданию диагностической технологии на основе магнитных наночастиц. Предполагается, что эта технология позволит нам разработать систему для так называемого multiplex-тестирования: на выходе мы планируем получить компактную диагностическую систему, напоминающую одну из тех, которые используются для определения содержания глюкозы в крови у больных сахарным диабетом. Предполагается, что наша технология, которая в настоящее время находится на этапе разработки, позволит по одной капле крови проводить скрининг целого ряда заболеваний, выявлять определенные патогенные агенты. Простота в применении даст возможность использовать ее не только специалистам в условиях стационара, но и пациентам по месту жительства.
Изучение противоопухолевой эффективности магнитных нанокомплексов и магнитотермии на экспериментальных моделях опухолевого процесса у животных. Виварий НИРВторой проект, над которым мы в течение многих лет работаем совместно с профессором В. Орлом, связан с разработкой медицинской технологии, позволяющей повысить эффективность лечения онкологических больных. В рамках этого исследовательского проекта мы разрабатываем две основные технологии, которые могут применяться совместно. Одна из них предполагает использование медицинского устройства, продуцирующего электромагнитное излучение, с целью повышения эффективности химиотерапии (ХТ). Эта система разработана в НИР и используется после сеансов ХТ преимущественно при раке грудной железы, но также и при других локализациях злокачественных новообразований. Клинические исследования, проведенные в Украине, показали, что эта технология позволяет повысить эффективность ХТ приблизительно на 15-20%. Это перспективный и, что важно, неинвазивный метод, который безопасен для пациентов и удобен для применения в рутинной клинической практике.
Вторая технология, над которой мы работаем в сотрудничестве с киевскими специалистами, посвящена созданию магнитных нанокомплексов, состоящих из наночастиц оксида железа (магнетита) и противоопухолевого препарата. Под руководством профессора В. Орла проводятся экспериментальные исследования, в которых магнитные наночастицы демонстрируют впечатляющий противоопухолевый эффект, повышая выживаемость экспериментальных животных до 40% по сравнению с контрольной группой. Украинские ученые показали, что даже сами по себе наночастицы (без химиопрепарата), сконцентрированные в опухоли под воздействием внешнего магнитного поля, могут проявлять противоопухолевый эффект. Потенциально эта технология способна повысить эффективность ХТ, одновременно снижая побочные токсические эффекты лекарств в организме.
– Расскажите о сфере ваших собственных научных интересов.
– Будучи физиком по образованию, я на протяжении 15 лет участвую в междисциплинарных исследовательских проектах, связанных со здравоохранением. В последние годы я также занимаюсь вопросами внедрения инновационных технологий в клиническую практику, проблемами трансляционной медицины, поиском возможностей для развития исследовательских проектов в области инновационных технологий, коммерческим использованием научных открытий.
– Каковы причины вашего нынешнего визита в Украину?
– Это не первый наш визит в Украину за время продолжительного сотрудничества с НИР. В этот раз мы принимали участие в конференции, где обсуждались международные грантовые проекты*, представляли там результаты совместных исследований, а также запланировали визит в НИР для подробного обсуждения дальнейшего сотрудничества. Мы хотим обсудить с директором НИР перспективы создания на базе этого института нового подразделения – совместного клинического центра под названием British-Ukrainian cancer centre. Это проект, в рамках которого мы займемся совершенствованием технологий, о которых я говорил ранее, а также их имплементацией в реальную клиническую практику для улучшения результатов лечения онкологических больных. Фактически создание такого центра является логическим продолжением тесного сотрудничества между Кембриджским университетом и НИР. Чтобы максимально эффективно реализовать этот перспективный проект, мы хотим заручиться поддержкой правительства, для чего планируем посетить посольство Великобритании в г. Киеве.
– Как и когда началось ваше сотрудничество с научно-исследовательской лабораторией медицинской физики и биоинженерии НИР?
– Наше сотрудничество началось в 2010 году в г. Лос-Анджелесе (штат Калифорния, США) на научной конференции, посвященной развитию нанотехнологий. Профессор В. Орел представлял там результаты исследований, проводившихся под его руководством, мы также презентовали свои достижения. Сразу возник активный диалог: в тот момент мы изучали возможности применения наночастиц в диагностике, тогда как украинские ученые продемонстрировали обнадеживающие результаты их применения в клинической практике, чем наша лаборатория на тот момент не занималась. Наше сотрудничество началось с научного диалога между мной и профессором В. Орлом, развивалось очень быстро в связи с глубоким взаимным интересом и вскоре приобрело организованный характер как сотрудничество двух исследовательских групп.
– Какое впечатление об уровне развития украинской онкологической науки сформировалось у вас за период сотрудничества?
– В первую очередь хочу отметить впечатляющий интеллектуальный потенциал и высокое качество образования украинских ученых. Нам есть с чем сравнить, ведь Кембриджский университет занимает одно из ведущих мест в мировом рейтинге высших учебных заведений, мы работаем там уже более 20 лет. Уровень фундаментального университетского образования украинских ученых, в том числе молодых специалистов, действительно очень высок и, возможно, является результатом давних традиций. Украинская научная школа также очень сильна.
Кроме того (собственно, поэтому мы сейчас здесь), Украина сегодня обладает перспективными технологиями – инновационными, фактически уникальными, которые разрабатывались в течение продолжительного времени.
Приятно отметить, что в НИР прекрасно налажено сотрудничество между исследователями и клиницистами – это очень важно. Есть все основания утверждать, что проводящиеся здесь клинические исследования соответствуют мировым стандартам, их результаты (в том числе те, которые касаются изучения фармацевтических препаратов в рамках многоцентровых международных исследований) получают высокую оценку, признаны за пределами Украины.
– Каковы следующие шаги в развитии сотрудничества?
– Мы эффективно работаем вместе и заинтересованы в длительном сотрудничестве. Следующим шагом в его развитии будет поиск дополнительных ресурсов для поддержки и расширения текущих исследовательских проектов, в том числе для привлечения большего числа молодых украинских и британских ученых, клиницистов к проведению совместных исследований. В намеченной области существует много направлений, представляющих большой фундаментальный и практический интерес.
Сегодня мы ищем возможности поддержать эти исследования посредством научных грантов или поиска индивидуальных инвесторов, поскольку это реальная возможность помочь множеству людей не только в Украине, но и во всем мире. Наиболее реальным шагом на ближайшее будущее представляется создание совместного британско-украинского центра. Кроме того, мы продолжаем текущее сотрудничество, экспериментальные исследования в Киеве и Кембридже, планируем новые совместные публикации.
– На чем бы вы хотели акцентировать внимание наших читателей?
– Мы благодарны вашему изданию за возможность поделиться идеями с широкой аудиторией украинских специалистов и выразить глубокую благодарность украинским ученым, которые делятся с нами результатами клинического применения инновационных технологий, внося тем самым огромный вклад в развитие совместного проекта. Мы заинтересованы в презентации и широком обсуждении нашего проекта не только в академических кругах, но и среди практических врачей, поскольку наши исследования имеют огромный потенциал для внедрения в клиническую практику. В случае успешного создания совместного клинического центра мы рассчитываем на тесное сотрудничество с украинскими практическими врачами в рамках трансляционных исследований. Только совместные усилия ученых, клиницистов, организаторов здравоохранения могут привести к реальным результатам.
К обсуждению присоединилась научный сотрудник Кембриджского университета Marina Tselepi-Mitrelias:
– Хотелось бы отметить, что исследования в области физики невероятно интересны, но особое удовлетворение они приносят, когда связаны напрямую с человеком, его здоровьем. Получение результатов, которые могут найти применение за пределами экспериментальной лаборатории и приносить реальную пользу людям, лично меня мотивирует намного больше, чем сугубо фундаментальные исследования. В настоящее время я изучаю свойства магнитных материалов, возможности их использования для повышения эффективности ХТ и тонкие механизмы этого взаимодействия. Как члены одной исследовательской группы, мы вместе исследуем способы внедрения магнитных нанотехнологий в реальную клиническую практику. Важно получить как можно больше информации, чтобы иметь возможность рутинно использовать их в условиях стационара.
Сегодня во всем мире прилагается много усилий для разработки лекарственных средств целенаправленного воздействия, позволяющих доставить препарат исключительно в опухоль без токсического эффекта для всего организма (что является основной проблемой при применении ХТ). Этот подход соответствует самым современным тенденциям в онкологии, и мы рады быть частью этого глобального направления исследований. Результаты наших изысканий в сотрудничестве со специалистами НИР действительно очень важны, поскольку открывают возможность совместного применения совершенно разных подходов: магнитных нанокомплексов, генератора электромагнитного поля, а также локальной гипертермии.
Если в лабораторных условиях TFМ мы исследуем свойства наночастиц на культурах клеток, то украинские ученые проводят эти исследования на экспериментальных моделях животных и магнитотермии в условиях реальной клинической практики. Однако этот проект вдохновляет не только в связи с реальными клиническими результатами, но и за счет выявления принципиально новых возможностей для раскрытия механизмов терапевтического воздействия данных методов на опухоль, расширения фундаментальных познаний в медицине и физике.
Вот уже несколько лет мы поддерживаем активную коммуникацию с украинскими учеными, выпустили совместно целый ряд публикаций. Значимым шагом для реализации нашего плана по внедрению экспериментальной технологии в лечение онкологических больных и логическим продолжением сотрудничества является идея создания британско-украинского клинического центра, что позволит, по нашим расчетам, внести реальный вклад в улучшение качества лечения больных – вначале в Украине, а затем и во всем мире.
Точку зрения украинской стороны озвучил заведующий научно-исследовательской лабораторией медицинской физики и биоинженерии НИР, доктор биологических наук, профессор Валерий Орел:
– Важно осознавать, что научно-исследовательская работа, которую мы в течение многих лет выполняем в достаточно сложных условиях, характерных для украинской науки в целом, вызывает глубокий интерес у сотрудников ведущих мировых научных центров, одним из которых является Кембриджский университет.
И хотя в течение нескольких лет мы работали совместно с британскими коллегами, хотелось бы, чтобы наши исследования, пусть и в незначительном объеме, получали государственное финансирование, поскольку они представляют как практический, так и фундаментальный интерес – причем в области междисциплинарных исследований. Основная наша цель сегодня – внедрить экспериментальные разработки в клиническую практику посредством создания на базе НИР центра инновационных нанотехнологий. Надеемся, что реализация этого проекта получит государственную поддержку. Хотелось бы, чтобы результаты наших исследований как можно скорее нашли практическое применение как в Украине, так и в других странах Европы. Обсуждение этого вопроса ведется в настоящее время.
Отмечу, что аппарат для магнитотермии «Магнитерм» производится харьковским предприятием «Радмир», но пока мало востребован. К сожалению, эта технология (как, впрочем, и многие другие) остается недооцененной в нашей стране, хотя имеет доказанную медицинскую и социальную эффективность, очевидные экономические преимущества и вызывает заслуженный интерес у зарубежных специалистов.
Обсуждение технологии магнитотермии. Аппарат «Магнитерм» в НИРНа встрече британских ученых с директором НИР, доктором медицинских наук Еленой Колесник обсуждались направления дальнейшего сотрудничества в области фундаментальных исследований, подробности создания совместного британско-украинского центра, в котором магнитотермия и нанотехнологии будут использоваться для лечения онкологических больных. Th. Mitrelias также коснулся перспектив вовлечения молодых украинских ученых в совместные исследовательские проекты. В свою очередь Е. Колесник рассказала зарубежным гостям о планах развития НИР, в частности, о предстоящем завершении строительства химиотерапевтического и других корпусов, а также запланированного комплексного ремонта помещений лаборатории медицинской физики и биоинженерии, которые стали возможными благодаря инвестициям Всемирного банка. Она всецело поддержала идею создания нового подразделения на базе НИР (British-Ukrainian cancer centre) и выразила надежду на активное сотрудничество, обсудила возможность участия в предстоящих клинических испытаниях не только НИР, но и других украинских онкологических центров.
В рамках визита британские ученые посетили научно-исследовательскую лабораторию НИР, где профессор В. Орел ознакомил их с текущими исследованиями, в ходе которых изучается противоопухолевая эффективность совместного применения магнитотермии и магнитных нанокомплексов на экспериментальных моделях опухолевого процесса у животных.
О применении технологии магнитотермии (аппарата «Магнитерм») в реальной клинической практике зарубежным специалистам рассказал врач-химиотерапевт НИР Михаил Климанов. По его словам, в рамках клинического исследования были пролечены 120 пациентов с раком грудной железы, получающих параллельно стандартные режимы ХТ. Исследование показало, что магнитотермия повышает эффективность лечения на 20%, при этом токсичность ХТ не увеличивается. Похожие результаты были получены другими украинскими исследователями: профессорами С. Коровиным и И. Смоланкой, докторами медицинских наук Л. Сивак и Н. Цип, кандидатом медицинских наук А. Паливцом, которые использовали данную технологию при лечении рака грудной железы, меланомы кожи, саркомы мягких тканей, злокачественных трофобластических опухолей и рака легкого. Выходная мощность электромагнитного излучения меняется в зависимости от локализации опухоли (так, при глубоком залегании метастазов мощность может быть увеличена), время процедуры стандартно (30 мин). В НИР разработаны конкретные алгоритмы и протоколы лечения для каждой локализации, при которых сегодня применяется этот метод, предложены разные терапевтические режимы (еженедельный, ежемесячный) в зависимости от локализации опухоли и распространенности метастатического поражения. М. Климанов отметил, что магнитотермия применяется только в сочетании с ХТ и не используется как самостоятельный метод лечения. Эти исследования легли в основу кандидатской диссертации М. Климанова «Влияние региональной коротковолновой магнитотермии на эффективность химиотерапии больных раком грудной железы с множественными метастазами в печень». Материалы диссертации вызвали глубокий интерес у британских ученых.
Остается рассчитывать, что плодотворное сотрудничество украинских и британских ученых продолжится в запланированном режиме, получит поддержку обоих государств и, как результат, существенно обогатит онкологическую науку и практику.
Подготовила Катерина Котенко
Фото автора
Для справки
Кавендишская лаборатория создана в 1874 г. как первая в мире учебно-научная лаборатория в области физики и носит имя своего основателя, Уильяма Кавендиша, 7-го герцога Девонширского (1808-1891 гг.), представителя одной из наиболее влиятельных семей на территории Англии начиная с XVI века. Он занимал должность ректора Кембриджского университета в период с 1861 по 1891 г. и лично спонсировал строительство лаборатории, а также настоял на введении должности профессора в области экспериментальной физики.
Исследования, проводившиеся в стенах Кавендишской лаборатории, повлияли на развитие физики и многих направлений мировой науки. Начиная с 1895 г. и по сегодняшний день 29 сотрудников Кавендишской лаборатории получили Нобелевские премии, причем дважды – в области физиологии и медицины (Е. Уотсон и Ф. Крик в 1962 г., а также А. Кормак в 1979 г.).
www.phy.cam.ac.uk
* Конференция «The SECURE-R2I Project Final Dissemination and Brokerage Events», состоявшаяся в г. Киеве 29 сентября, была посвящена подведению итогов и дальнейшим перспективам развития европейских проектов SECURE-R2I и Horizon 2020. Эти проекты открывают возможности для финансирования украинских исследований и расширения международного сотрудничества. В ходе конференции выступили ученые из разных стран, которые рассказали о своих технологиях.