26 мая 2020

Томские ученые разработали препарат для сверхточной диагностики рака

Страна Росатом В составе нового радиофармпрепарата изотоп технеций‑99m, каркасный белок и специальные связующие соединения Страна Росатом

Ученые Томского политехнического университета разработали радиофармпрепарат для сверхточной диагностики рака молочной железы и желудка. Он позволяет выявить опухоли и метастатические узлы, которые не видно с помощью КТ и МРТ. Сейчас препарат проходит клинические испытания на базе НИИ онкологии Томского национального исследовательского медицинского центра РАН. Благодаря новой разработке нескольким пациенткам уже изменили схему лечения.

Диагностика рака молочной железы и желудка с помощью радиофармпрепарата, разработанного учеными из ТПУ, занимает всего пару часов. Пациенту внутривенно вводят препарат, затем с помощью однофотонного эмиссионного компьютерного томографа или гамма-камеры получают трехмерное изображение опухоли и метастазов, если они есть.

«Новый радиофармпрепарат позволяет нам увидеть определенные рецепторы на поверхности опухолевых клеток, они называются рецепторами эпидермального фактора роста, — ​поясняет заведующий отделением радионуклидной диагностики НИИ онкологии Томского НИМЦ Владимир Чернов. — ​Они покрывают примерно 20 % опухолей молочной железы и около 15 % опухолей желудка. Такие злокачественные образования характеризуются агрессивным течением, высоким риском метастазирования и плохим прогнозом для пациента. Но они хорошо лечатся таргетной терапией, препараты прицельно действуют на этот рецептор и убивают раковые клетки. Здоровые ткани не страдают, и пациенты переносят лечение гораздо легче, чем химио­терапию».

Созданный томскими учеными радиофармпрепарат состоит из изотопа технеций‑99m, каркасного белка и специальных связующих соединений. Белок связывается с определенными участками раковых клеток и доставляет к ним радионуклид. Изотоп, в свою очередь, подсвечивает злокачественное образование, вырисовывая его контуры. Трехмерное изображение опухоли в зелено-желто-фиолетовых тонах появляется на мониторе диагностического оборудования. На то, чтобы заставить изотоп и белок работать в связке по заданному сценарию, ученым и врачам понадобилось около пяти лет.

«Каркасный белок чрезвычайно специфично связывается с рецепторами раковых клеток конкретного пациента. Сложнейшая задача, которую удалось решить нашим ученым, — ​это создание комплекса каркасного белка и изотопа, — ​рассказывает Владимир Чернов. — ​Сегодня в арсенале мировой ядерной медицины нет коммерческих препаратов для визуализации рецепторов эпидермального фактора роста. Есть единичные клинические исследования, выполненные с помощью позитронно-эмиссионной томографии. Для их проведения нужны специальные установки стоимостью в миллиарды рублей. Новый радиофармпрепарат можно регистрировать с обычной гамма-камеры. Ими оснащены все онкологические диспансеры страны, и никакого специального оборудования покупать не нужно».

Больше года новый диагностический радиофармпрепарат проходит клинические испытания в томском НИИ онкологии. С его помощью обследовали 46 пациентов с раком молочной железы и двух с опухолью желудка. Нескольким пациентам серьезно скорректировали лечение, поскольку благодаря препарату доктора получили новую информацию.

Новый радиофармпрепарат — ​результат работы большой команды ученых и врачей из ТПУ, Института биоорганической химии им. академиков Шемякина и Овчинникова и НИИ онкологии Томского национального исследовательского медицинского центра. Глава группы — ​один из ведущих специалистов в мире в области радиохимии, профессор Уппсальского университета в Швеции Владимир Толмачев. Поначалу это было узкое исследовательское направление, со временем оно стало большим проектом под названием «Разработка таргетных молекул на основе каркасных белков для диагностики и терапии злокачественных новообразований: тераностический подход».

В конце 2019 года вуз выиграл федеральный мегагрант на реализацию проекта — ​90 млн рублей. Проект рассчитан на три года. Средства гранта пойдут на исследования в рамках разработки таргетных молекул для диагностики и лечения разных видов рака и на создание центра онкотераностики. В этом центре российские ученые смогут проводить доклинические исследования радиофармпрепаратов. Сейчас эти работы они выполняют в зарубежных лабора­ториях.

«В состав нового радиофармпрепарата можно включать целый ряд изотопов. Мы начали эксперимент с технеция‑99m, — ​говорит проректор ТПУ по научной работе и инновациям Мехман Юсубов. — ​Это не случайно. Во-первых, это один из самых распространенных изотопов. Во-вторых, для нас это самое доступное сырье. Радионуклид вырабатываем мы сами на исследовательском реакторе ТПУ».

Ученые планируют продолжить исследования: заменить изотоп технеция диагностическим йодом‑123 и терапевтическим лютецием‑177. «Наша задача — ​создать линейку радиофармпрепаратов сначала для более эффективной диагностики раковых заболеваний, а затем и для их терапии. Чтобы один и тот же белок использовать как для диагностики, так и для лечения онкологических больных, — ​продолжает Мехман Юсубов. — ​Реализация этого проекта позволит Томску укрепить свой статус центра ядерной медицины. У нас для этого есть все: инфраструктура для производства изотопов — ​исследовательский ядерный реактор ТПУ и циклотрон, компетенции в области физики и химии, мощная медицинская база региона. Нам важно довести такие передовые технологии до пациентов».

Оперативно внедрять новые технологии в клиническую практику мешает бюрократия в фармацевтическом секторе. Лишь небольшой процент разработок российских ученых доходит до пациентов, отмечает Владимир Чернов. В этой области Россия серьезно отстала не только от Европы и США, но и от таких стран, как Турция и Иран.

«Это большая проблема. Только системный подход к ее решению позволит нам снизить смертность от онкологических заболеваний, увеличить продолжительность и качество жизни пациентов, — ​рассуждает Владимир Чернов. — ​У нас постоянно ужесточаются требования Минздрава к обороту радиофармацевтических лекарственных средств, к их производству предъявляются такие же требования, как к обычным лекарственным средствам. Для ядерной медицины нужен индивидуальный подход».

Согласно Федеральному закону «Об обращении лекарственных средств», не требуется государственная регистрация только тех радиофармпрепаратов, которые изготавливают и применяют в учреждениях здравоохранения. Для их клинического использования достаточно разрешения локального этического комитета.

За последние годы томский НИИ онкологии разработал около полутора десятков радиофармпрепаратов для определения жизнеспособности миокарда, выявления рецидивов онкологических болезней, диагностирования сложных видов рака мозга. Но зарегистрировать товарные знаки удалось только на два из них — ​«Алатех» и «Глюкосцинт» для диагностики онкозаболеваний.

«Радиофармпрепараты, которые производятся вне стен медицинских организаций, необходимо регистрировать. Это огромные средства, их в университетах просто нет. В СССР существовала система, позволяющая внедрять в клиническую практику новые радиофармпрепараты за несколько месяцев, сейчас на это уходят десятилетия, — ​рассказывает заведующий лабораторией № 31 ядерного реактора ТПУ Виктор Скуридин, основоположник производства радиофармпрепаратов на базе университетского исследовательского реактора и циклотрона. — ​За последние годы до пациентов не дошло около полутора десятков готовых, разработанных нами препаратов, которые могли бы определять жизнеспособность миокарда, выявлять рецидивы онкологических болезней, диагностировать сложные виды рака мозга. У России огромный потенциал в ядерной медицине и радиофармацевтике, но пока мы в основном поставляем изотопы за границу в виде сырья».

За последние годы томскому НИИ онкологии удалось зарегистрировать товарные знаки на два радиофармпрепарата для диагностики онкозаболеваний, «Алатех» и «Глюкосцинт». Исследования по их созданию выполняли совместно с ТПУ. Финансирование получили в рамках федеральной целевой программы «Фарма‑2020». Уже заключены лицензионные соглашения на производство этих препаратов с одной фармакологической компанией. Томские ученые надеются, что вскоре удастся внедрить в клиническую практику и радиофармпрепараты, которые они создают сегодня. Ведь благодаря федеральному мегагранту они сами смогут провести доклинические исследования, что будет выгодно фармкомпаниям, которые возьмутся за вывод новых препаратов на рынок.

Технеций‑99m — ​изомер изотопа технеций‑99. Основной промышленный путь получения технеция‑99m — ​бета-распад молибдена‑99, который присутствует в цепочке деления урана‑235. Химическое извлечение молибдена из продуктов деления урана‑235 — ​самый популярный способ получения молибдена‑99. Для этого высокообогащенный уран‑235 облучают нейтронами в ядерном реакторе и потом перерабатывают в радиохимических лабораториях. Технеций‑99m широко применяется в медицине в качестве радиохимического препарата для диагностики. Известно также множество фармацевтических препаратов с этим изотопом, которые используют для исследования органов.