Заметки лабораторного кота

Большой провал для генотерапии. И это больно наблюдать даже со стороны

Звучит как мечта: один укол - и ты вылечен навсегда. Именно с этой идеей BioMarin Pharmaceutical выходила на рынок с Roctavian - генной терапией для гемофилии A. Звучало почти идеально: однократное введение, без пожизненных инъекций фактора, «перепрошивка» болезни на уровне гена 🔤

А теперь BioMarin снимает Roctavian с рынка. Причина максимально приземлённая: 😀препарат не смогли продать ни пациентам, ни системе, ни другой фармкомпании. Если честно, эффект ослабевал со временем, данные оказались не настолько впечатляющими, цена - космос, пэеры и регуляторы начали задавать неудобные вопросы, а покупателя на актив не нашлось вообще 🛍

Тут даже не FDA зарубило. Это история когда рынок не принял. А ведь Roctavian был витриной всей генной терапии. Представьте, препарат одобрен, коммерчески запущен, и… убран с рынка. Это редкий и очень неприятный сценарий. Это конец наивной версии «один укол за миллионы - и дальше всё само». Не все все так однозначно просто

Мне кажется Roctavian, скорее всего будут вспоминать как кейс. И интересно, кто следующий рискует повторить этот путь ❓

Международная команда ученых сделала интересное открытие, которое может изменить подход к лечению митохондриальных заболеваний и некоторых видов рака. В исследовании, опубликованном в журнале Nature Metabolism, показано, что генетический инструмент на основе обычных пекарских дрожжей позволяет клеткам человека продолжать деление даже при серьезных сбоях в работе митохондрий.

Обычно для создания строительных блоков ДНК и РНК человеческим клеткам необходимы здоровые митохондрии и кислород. Однако исследователи выделили из дрожжей ген специального фермента под названием ScURA и внедрили его в клетки человека с митохондриальными дефектами. Новый фермент имеет ряд уникальных особенностей:
- Он работает не внутри митохондрий, а в жидкой среде клетки.
- Для поддержания процессов он использует альтернативный источник — фумарат, который клетка получает из обычных питательных веществ.
- Фермент позволяет клеткам бесперебойно производить генетический материал даже при полной блокировке клеточного дыхания.

Это открытие имеет особое значение для медицины. Митохондриальные заболевания встречаются примерно у одного из 5000 человек, и часто для них не существует эффективной терапии. В ходе экспериментов клетки пациентов, которые обычно не могут выживать в лабораторных условиях без специальных добавок, начали нормально расти и делиться после получения гена ScURA. Данный генетический инструмент уже открыт для использования всем научным сообществом. Он поможет исследователям точнее отделить прямые последствия поломки митохондрий от других изменений в клеточном обмене веществ, что ускорит поиск новых методов лечения.

Про старение сейчас не пишет только ленивый, вот, выходит он я и есть.

Потому что я работаю сейчас в Институте изучения старения, в РГНКЦ при Пироговском университете)

Все в тг не рассказать. Я буду краток, чесс слово.

Старение клеток - нормальный процесс завершения жизни клетки и он начинается внутриутробно, он есть всегда. Когда процессы старения перевешивают над нормальным восстановлением, старых клеток и межклеточной среды всё больше, там уже каскадом все нарастает. Так неизбежно наступает старение тела. У каждого эта граница в своих пределах, но цифра 25 - не знаю откуда.

Так, миелинизация нейронов лобных долей мозга продолжается до 30-32 лет. То есть оптимум мозга в 30+ лет, и это не старение, а оптимум.

Объективно старение ускоряется 2 раза - после 44 лет и после 60.

Механизмов старения много. Все начинается с накопления непоправимых повреждений ДНК (как клетки, так и митохондриальной). Несовершенство репликации ДНК - основа жизни, иначе мы бы не менялись и жизнь исчезла бы после очередного астероида.

У ДНК > 8 способов её репарации. Повреждения ДНК случаются, но даже при двуцепочечном разрыве при отсутствии образца дыру можно залатать, склеить и жить дальше, если в месте разрыва не было ничего критичного.

Теломеры - лишь часть контроля жизни клетки. Когда они исчезают, клетка окончательно переходит в состоянии "сенесценции", старости. Она может и дальше работать, но не делиться.

Накопление старых клеток
а) снижает функцианольность (связи, межклеточную среду, усвоение питательных веществ... куча всего)
б) повышает воспаление в окружении

Так старые клетки ускоряют состаривание новых и вроде как мешают работе тканей.

Но если мы начнем уничтожать старые клетки в старшем возрасте, то сомневаюсь, что это пойдет прямо таки на пользу. Мы адаптируемся к накопленным за жизнь проблемам. Это дискуссионно.

Старение можно ускорять, можно замедлять, это доказано.

Например, дефекты генов, связанных с репарацией ДНК, вызывают разные формы прогерии - это когда дети стареют и умирают маленькими старичками.

А бывают такие формы генов, которые помогают оптимально пережить острое и хроническое воспаление, старение мозга и изменения в сердечно-сосудистой системе, такие выявляют у долгожителей.

Из-за этого в мире сейчас бум антиэйджинга. Весь биотех в гонке за новыми препаратами от нейродегенерации, генной терапии для клеток, омолаживающего перепрограммирования эпигенетики...

Тут не упомянуто много других умных слов...

А, вот ещё. Если не будет процесса старения клеток, то мы увидим гигантский рост онкологии.

Поправьте меня в комментах, если я забыл что-то важное. Но суть такая, что с детства до зрелости у нас старение незаметно, а после определенного уровня накопленных повреждений и компромиссов мы даже субъективно начинаем замечать старение, и каждый в своё время.

Объективно это пытаются измерить контролем разных биомаркёров, но часто натягивают сову на глобус.

Биохакеры

Мне задали вопрос в пресс-службе, пришлось писать ответ. Не пропадать же добру. Картинка для привлечения внимания к теме)

В науке к биохакерству относятся двояко. С одной стороны - скепсис, поскольку дилетантский подход зачастую сопровождается пиаром и хайпом на пустом месте. С другой стороны - среди биохакеров много пионеров, чей пример может быть показательным, не зависимо от результата.

Прежде чем вообще говорить о биохакинге, следует понять о чем мы говорим. Я подразумеваю под этим термином индивидуалов, которые испытывают на себе рискованные передовые технологии или методы воздействия. Среди них могут быть учёные, могут быть блогеры без образования, которые делают это ради пиара и денег.

Если речь идёт о научных экспериментах, с применением новых методов на себе - считать ли это биохакерством? Скорее да, ведь ни один научный журнал не возьмёт результат самоэксперимента. Как пример - недавний случай с пивом. Биоинженер создал в пиве вакцину, она сработала на мышах, потом на нем и его брате - они измеряли уровень антител. Простой и красивый путь разработки, а ещё он доказал, что дрожжи должны быть живыми, чтобы доставить до кишечника антиген полиомомвируса. Но - очень маленькая доказательная база и ему до сих пор не дали напечататься, а ведь он учёный из Национального института здравоохранения США.

Поэтому когда бы слышим, что кто-то ввел себе генную терапию и показал результат, то сразу возникают вопросы контроля, проверки (а не принимал ли он лекарства от этой болезни между делом, или тут вообще подлог, или индивидуальная реакция на смену деятельности, настроение, перепад гормонов и тд.).

У генной терапии (любой, даже самой "простой") мы сейчас знаем столько подводных камней и неожиданных осложнений, что это считается высокорисковой операцией. Например, оказалось, что кроме случайных надрезов в незапланированных местах ДНК могут быть обширные делеции, транслокации хромосом, о которых раньше не думали. И это мы ещё не исследовали последствия на уровне эпигенетики. Кроме того, CRISPR/Cas инструмент для клетки чужероден, и вызывает реакции, ускоряющие старение клеток. Все лицензированные методы CRISPR/Cas-терапий - ex vivo. Не когда вводят его человеку, а забирают у человека нужные клетки, вне тела редактируют их геном, потом проверяют, и потом вводят их обратно.

Огромный пул биохакеров на самом деле занимается ЗОЖ. Наши бабушки и дедушки тоже биохакеры, а Вестник ЗОЖ - первый сборник трудов биохакеров, ещё до всех этих ваших интернетов.

Я специально поискал знаменитых успешных биокахеров и все что они делают - здраво подходят к собственному здоровью: правильно питаются, занимаются физической активностью, тренируют мозги или проводят время с толком, чтобы снять все негативные психические процессы, в том числе общаются и саморазвиваются. Никаких волшебных пилюль, сенолитиков и CRISPR/Cas9.

Многие биохакеры занимаются самоулучшением - аугментацией. Кто-то вшивает в себя датчики и даже WiFi, кто-то просто использует нейроинтерфейсы, смарт-устройства и делает из себя киборга по мере возможностей. Такой подход, не смотря на его вызывающий тон, может оказаться очень прагматичным по сравнению с сенолитиками и генной терапией. Кстати, экзоскелеты хотя бы для больных суставов - тоже хорошая тема.

Про голодание это отдельный разговор. Аутофагия запускается при снижении калорийности питания, но доказательная база по всем диетам и голоданию - серая зона. Объясняю: Вы не можете доверять этим результатам. Днём пациент смиренно голодает, а ночью его подкармливает сердобольные родственники или он сам лезет в холодильник. Почти все эксперименты проводятся не в тюремных условиях. От себя скажу, что я против рандомизированных исследований по голоданию - только осознанный подход под контролем специалиста и вот почему: рандомизация - случайное распределение участников по группам - научный стандарт. Но к голоду нужно подходить осознанно, без страха, с пониманием. Это выбор, а не принуждение, это не про "доказать для всех групп населения", а скорее "персонализированный подход".

#биотехнологии

Китайский биотех снова удивляет

Компания NeuExcell Therapeutics выложила данные по терапии для глиобластомы - одного из самых агрессивных и безнадёжных видов рака мозга. Они тестируют генотерапию, причём прямо в мозге. Не таблетки. Не антитела. А доставку генов с помощью вирусного вектора (AAV). Да, звучит как что-то прорывное - и именно поэтому вокруг этого поля столько споров 💬ℹ️

В очень маленьком раннем исследовании: терапия выглядела относительно безопасной, у части пациентов опухоль прогрессировала медленнее, и главное - это вообще сработало на людях, а не только на мышах‼️Но:
это не «прорыв», и не «лекарство найдено». Это классический early совсем early stage: маленькая группа, нет контроля, много вопросов к интерпретации. Debated field - когда половина экспертов вдохновляется, а половина закатывает глаза. Почему столько скепсиса? Потому что: мозг - штука серьезная, генотерапия = долгосрочные последствия, которые сложно предсказать, а глиобластома уже «ломала» карьеру не одному стартапу

И всё равно, в любом случае это важно. Потому что в глиобластоме почти ничего не работает, и каждая новая идея, которая хотя бы не провалилась сразу, уже событие. 👍И да, за такими историями обычно либо ничего не следует, либо - через 5-7 лет - мы вспомним: «А помните, это начиналось вот с этого странного китайского стартапа?»

#пост_по_регламенту

Итак, начинаем выкладывать трудолюбиво собранные нашим Зоопарком папки, которые, как нам кажется, уже более или менее готовы. Если кто еще хочет в них добавиться - пишите ЛС нашего Зоопарка или в комменты (но не затягивайте, максимум в течение пары часов, иначе теряется смысл).

Встречайте, смотрите, выбирайте на свой вкус и добавляйтесь - тематические подборки:

Биология и сельское хозяйство (42 канала)

Науки о Земле (37 каналов)

В процессе сборки:

-физика
-химия
-гуманитарные науки
-медицина
-инженеры-технари
-"научно-общеполезное"

Как и раньше, собираем отдельно "мегапапку" - самые крупные, избранные каналы о науке и образовании (или просто особо понравившиеся нам).

Мы все тяжело больны

...как прояснил когда-то Виктор Цой. И с этим совершенно согласна доказательная медицина. По оценкам FDA, в США более 30 миллионов человек страдают... редкими заболеваниями! Какие же они тогда "редкие", спросите вы? Отвечаю: да, вполне... ведь в таковую категорию определяются состояния, затрагивающие примерно 1 человека из 1.000... просто разнообразие таких состояний очень велико - и потому, интегрально, они широко представлены в человеческой популяции.

Тут мы не будем надолго задерживаться на вопросе "кто виноват" - но если интересно, то в т.ч. персональная (и очень комплексная) генетика человека, мы про это уже говорили ⬅️ - и обратимся к теме "что делать". Только что FDA представила "дорожную карту" для тестирования персонализированных методов лечения.

Главные тезисы:
▪️ускорить разработку индивидуализированных терапий для редких заболеваний, где классические рандомизированные клинические испытания часто попросту невозможны - из-за крайне малого числа пациентов,
▪️одобрение новой терапии может опираться на одно контролируемое клиническое испытание + убедительные доказательства причинно-следственной связи "генотип => фенотип" (определяющую роль таковой связи в биологии мы тоже обсуждали неоднократно, например ⬅️) и того, что терапия "бьёт" именно по причинам болезни,
▪️основной фокус = геномное редактирование + RNA-терапии, но в целом рамки широкие.

Пока что представлен драфт - эксперты и чиновники будут собирать и обсуждать отклик профессионального сообщества. Но лично я уверен, что вскоре регуляторные органы утвердят соотв. изменения. Потому что лечение редких болезней на огромной популяции граждан - сильнейший позитивный драйвер экономики и социума.

По-подробнее - например, тут ⬅️

Существует определенный генетический "тормоз", который мешает иммунным клеткам эффективно атаковать солидные опухоли. Но его, оказывается, можно отключить с помощью CRISPR. В результате натуральные киллеры (NK-клетки) живут дольше внутри опухоли и сильнее подавляют её рост

Проблема в том, что NK-клетки - мощное оружие против рака - плохо работают внутри плотных солидных опухолей. Долгое время было неясно почему. Команда из UCLA показала, что ключевую роль играет метаболическая среда опухоли. Внутри опухоли набор питательных веществ создаёт для NK-клеток стрессовые условия.

Что происходит на клеточном уровне. Когда NK-клетки попадают в среду солидной опухоли, в них быстро накапливаются агрегаты белков. Это происходит потому, что клетки не справляются с их утилизацией в условиях опухолевого метаболизма. Накопление таких агрегатов нарушает передачу активирующих сигналов, после чего NK-клетки постепенно "выключаются" и погибают. В итоге опухоль остаётся без иммунного давления.

Ключевая находка - ген FLI1. Он выступает как один из внутренних ограничителей устойчивости NK-клеток. Исследователи с помощью CRISPR полностью удалили FLI1 в человеческих NK-клетках и обнаружили, что такие клетки гораздо лучше выживают после проникновения в опухоль и заметно сильнее тормозят рост опухоли в мышиных моделях.

Команда подала предварительный патент на редактирование FLI1 в NK-клетках. Также исследователи хотят перейти от редактирования клеток вне организма к прямому CRISPR-воздействию в теле пациента. Параллельно они ищут точную комбинацию питательных факторов в опухолях, которая "вырубает" NK-клетки, чтобы можно было перепрограммировать метаболизм опухолевой среды

#генетическое_редактирование

Возможна ли замена погибших дофаминовых нейронов на новые клетки? Если это сработает, мозг сможет снова сам вырабатывать дофамин - главный дефицит при болезни Альцгеймера

Когда уровень дофамина падает, мозг хуже управляет моторикой, появляются тремор, скованность мышц и замедленность движений. Сегодняшние лекарства в основном лишь компенсируют дефицит дофамина, но не останавливают гибель клеток.

Новый подход - клеточная замена. В клиническом исследовании врачи имплантируют в мозг специально подготовленные стволовые клетки. Эти клетки должны превратиться в полноценные дофамин-продуцирующие нейроны и встроиться в нейронные сети пациента.

Используются индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPSC). Их получают из обычных взрослых клеток человека (например, кожи или крови) и "перепрограммируют" обратно в универсальное состояние. После этого их направляют по пути развития дофаминовых нейронов. Преимущество iPSC в том, что они не требуют эмбрионального материала и теоретически могут лучше приживаться.

Сама процедура довольно точная. Нейрохирург делает небольшое отверстие в черепе и под контролем МРТ вводит клетки в базальные ганглии - область мозга, отвечающую за координацию движений. Именно там при Паркинсоне происходит наибольшая потеря дофаминовых нейронов.

Исследование пока раннее - фаза 1. В нём участвуют всего 12 пациентов с умеренной и умеренно-тяжёлой формой болезни. После операции их наблюдают 12-15 месяцев на предмет улучшения симптомов и возможных побочных эффектов, таких как дискинезии (избыточные движения) или инфекции. Полное наблюдение планируется до 5 лет, чтобы понять долговременный эффект и безопасность.

Терапия называется RNDP-001 и разрабатывается компанией Kenai Therapeutics. FDA уже присвоило испытанию статус fast track - это ускоренная процедура для перспективных методов лечения.

Важно трезво понимать стадию. Это ещё не доказанное лечение и не остановка болезни прямо сейчас. Главная цель фазы 1 - проверить безопасность и базовую работоспособность подхода. Но концептуально это очень сильный ход: вместо пожизненной фармакологической "подпитки" попытка восстановить сам источник дофамина

Всех поздравляю с сегодняшним праздником!

С окончанием Масленицы и Чистым Понедельником!

💉 В США разработали более стабильную «наноупаковку» для РНК-вакцин

Учёные из Университета Джонса Хопкинса нашли способ сделать липидные наночастицы — жировые капсулы, в которые упаковывают РНК-вакцины и РНК-терапии — значительно более стабильными.

Сегодня именно их нестабильность ограничивает массовое применение таких препаратов: они плохо хранятся и не всегда эффективно доставляют РНК внутрь клеток.

Исследователи создали особые молекулы на основе холестерина, которые «сшивают» структуру наночастиц. В крови и при хранении такие частицы остаются прочными, но в кислой среде внутри клетки быстро распадаются и высвобождают РНК.

В результате эффективность доставки РНК в культуры клеток выросла более чем в три раза, иммунный ответ на вакцину усилился вдвое, а в экспериментах с РНК-терапией рака продолжительность жизни мышей увеличилась на 23%.

Новая технология может упростить хранение РНК-препаратов и существенно расширить их применение в медицине.

Работа опубликована в журнале Nature Chemical Engineering.

БиоТехнологии

Исследователи из стенфорда разрабатывают универсальную вакцину против вирусных инфекции и аллергии

Представьте средство, которое защищает от гриппа, ковида, а заодно и от сезонной аллергии. Один пшик в нос — и на три месяца можно забыть о чихании, насморке и больничных. Ученые из Стэнфорда работают над тем, чтобы превратить это в реальность.

💉В чем суть?

Обычные вакцины действуют точечно: они знакомят иммунную систему с конкретным вирусом, чтобы при встрече та могла его быстро распознать и обезвредить. Но против большинства респираторных инфекций вакцин просто не существует — их слишком много, и они постоянно мутируют.

Стэнфордская разработка предлагает другой подход. Препарат переводит клетки дыхательных путей в особое состояние — условно говоря, режим повышенной готовности. В этом состоянии клетки становятся невосприимчивыми к широкому спектру угроз: вирусам, бактериям и даже аллергенам.

🤩 Почему это важно?

У разработки как минимум два серьезных преимущества.

Первое — широта действия. Технология не привязана к конкретному штамму, поэтому ей не страшны мутации. То, что работает против одного коронавируса, с большой вероятностью сработает и против следующего.

Второе — защита от аллергии. Механизм тот же: если клетки дыхательных путей находятся в «защищенном» режиме, они просто не реагируют на пыльцу или пыль. Никакого насморка, никакого слезотечения.

⏳Когда ждать и как применять?

Пока испытания проходят на мышах, и у них защита держится около трех месяцев после одного введения. Если на людях сработает так же, сценарии использования могут быть разными:

— сезон простуд — пшикнули и забыли;
— поездка в регион с непривычными аллергенами — та же история;
— вспышка в школе или офисе — экстренная профилактика.

🗣Но есть нюанс

Эта технология не заменит классические вакцины от кори, столбняка или гепатита — там нужна системная иммунная память на годы. Но в нише экстренной защиты от респираторных инфекций (от которых прививок либо нет, либо они малоэффективны из-за мутаций) это может стать настоящим прорывом.

На мой взгляд, направление выглядит многообещающе, следим дальше

Навеяно погодой за окном.

Искусственный фермент, который быстро и точно синтезирует РНК - то, что природные ДНК-полимеразы делать практически не умеют. Новый фермент получил название C28 и был получен методом направленной эволюции

Проблема в том, что природные ДНК-полимеразы эволюционно "заточены" отбрасывать РНК-нуклеотиды. Это серьёзное ограничение, поскольку РНК сегодня лежит в основе множества технологий - от мРНК-вакцин до генотерапии. Команда исследователей решила не перепроектировать фермент вручную, а позволить эволюции самой найти рабочее решение.

Для этого они использовали высокопроизводительный одноклеточный скрининг и перебрали миллионы вариантов фермента, рекомбинируя родственные гены полимераз. Уже через несколько раундов отбора появился вариант C28 - белок с десятками мутаций, разбросанных по всей структуре, которые совместно дали новое функциональное свойство.

C28 показал несколько ключевых преимуществ. Он синтезирует РНК с высокой точностью и почти с естественной скоростью, способен работать с длинными последовательностями и, что особенно важно, умеет выполнять обратную транскрипцию - копировать РНК обратно в ДНК. Кроме того, фермент поддерживает амплификацию гибридов ДНК-РНК и хорошо принимает химически модифицированные РНК-нуклеотиды, включая те, что используются в мРНК-вакцинах и РНК-терапиях.

Практически это означает расширение инструментов для синтетической биологии, разработки вакцин, диагностики и РНК-лекарств. Там, где раньше требовались сложные многошаговые системы ферментов, теперь потенциально можно использовать один более универсальный инструмент

ИТМО (Санкт‑Петербург): здесь сильны в функциональной «начинке» сенсоров

• Группа Ахмеда Эль‑Диба разрабатывает ДНК‑логические схемы (например, работы 2024 года в журнале Analyst), которые позволяют детектировать несколько разных miRNA одновременно на одной платформе

• Группа Екатерины Скорб ищет способы защиты ДНК‑наноструктур от деградации в биологических средах

• Группа Дарьи Горбенко создаёт наномашины для визуальной детекции РНК


Сколтех (Москва): здесь закрывают ключевой технологический пробел

В 2025 году в Сколтехе открылась первая в России экспериментальная лаборатория классического ДНК‑оригами под руководством Ирины Мартыненко

Учёные прошли стажировку у одного из пионеров метода — профессора Тима Лидла

Лаборатория публикует первые результаты (например, работы по интеграции ДНК‑оригами с двумерными материалами) и, что критически важно, адаптировала протоколы сборки сложных 3D‑структур из ДНК, перейдя на реактивы, доступные на российском рынке

Это важный шаг для технологической независимости, хотя полное импортозамещение в сфере высокоточных химических реагентов — задача, всё ещё требующая времени и усилий


🤝 Возможная синергия: ИТМО + Сколтех

Учёные ИТМО и Сколтеха уже могут взаимодействовать в рамках образовательных и научных проектов

Объединение усилий для создания диагностикумов выглядит логичным шагом:

• Сколтех может выступить платформой для сборки сложных 3D‑каркасов (тех самых «книжек»)

• ИТМО может интегрировать в эти каркасы высокочувствительные «замки» и логические схемы для мультиплексного анализа

При наличии целевого финансирования и успешном решении инженерных задач (борьба с неспецифическим открытием, обеспечение стабильности в образцах разных пациентов) лабораторный прототип возможно создать за 1,5–2 года

Однако выход в клинику потребует ещё как минимум 3–4 лет на доклинические и клинические испытания, подтверждение диагностической точности на больших выборках и регистрацию в Росздравнадзоре


🌍 Что это даст и когда?

Если технология дойдёт до рынка и докажет свою надёжность в реальной клинической практике, медицина получит:

• Скорость. Результат за 10–20 минут вместо часов. Для диагностики сепсиса или мониторинга рецидивов у онкопациентов это критично

• Доступность. Портативный ридер вместо дорогой ПЦР‑станции

• Мультиплексность. Анализ панели из 10–20 маркеров из одной капли крови для точного определения профиля заболевания

• Постепенное внедрение микро-РНК в диагностику широкого круга заболеваний


Возможный прогноз по срокам:

• 2026–2027: завершение разработки портативного ридера в Швейцарии (Xemperia SA) и начало его клинических испытаний. В России — появление первых лабораторных прототипов в кооперации ведущих научных групп

• 2028–2030: начало клинических испытаний. Первые нишевые применения (например, мониторинг рецидивов у онкопациентов в рамках исследовательских центров)

• 2030+: потенциальный выход на более широкий рынок при условии успешного завершения испытаний, одобрения регуляторов и решения вопросов масштабирования производства


Главный вопрос сейчас — не в научной реализуемости идеи, а в скорости и эффективности превращения этих заделов в готовый медицинский продукт, что требует не только грантовой поддержки, но и активного участия индустриальных партнёров и инвестиций в клинические исследования


#микроРНК #ДНКоригами #инновации #pointofcare #биотехнологии #ИТМО #Сколтех #Биотехсинтег

🧬 Охота на микро‑РНК:
как ДНК‑оригами может помочь


В 2024 году Нобелевскую премию присудили за открытие микро‑РНК

Эти крошечные молекулы перестали быть чисто академическим интересом и превратились в один из самых многообещающих биомаркеров для диагностики рака и других заболеваний

Но «поймать» их в лаборатории быстро и дёшево до сих пор технически сложно

Разбираемся, как ДНК‑оригами помогает решить эту проблему, что уже сделали в Швейцарии и какой задел для создания аналогичных систем есть в ИТМО и Сколтехе


🔬 Что такое микро‑РНК и почему они так важны?

Микро‑РНК (miRNA) — это короткие молекулы (19–25 нуклеотидов), которые регулируют работу генов

Считается, что они влияют на экспрессию более чем половины всех человеческих генов, выступая в роли тонких «регуляторов»


Для практической медицины микро-РНК ценны по трём причинам:

• Ранняя диагностика. Профиль микро‑РНК в крови может меняться при онкологических заболеваниях задолго до появления первых клинических симптомов

• Стабильность. В отличие от многих других типов РНК, они устойчивы к разрушению и хорошо сохраняются в биологических жидкостях — крови, моче, ликворе

• Информативность. Анализ панели из 4–6 микро‑РНК часто показывает высокую диагностическую точность (AUC 0,88–0,95), что сопоставимо с хорошими клиническими тестами


⚠️ Почему это всё ещё трудно делать в обычной лаборатории?

«Золотой стандарт» сегодня — это ПЦР с обратной транскрипцией (RT‑qPCR)

Это надёжный и точный количественный метод, но он требует сложной и многоступенчатой пробоподготовки:

• Время: 3–5 часов от образца до результата

• Этапы: выделение РНК (30–60 минут), реакция обратной транскрипции (ещё час), затем 40 циклов амплификации

• Риски: каждый дополнительный шаг — это риск потери мишени или привнесения ошибки, а также необходимость в дорогом оборудовании и обученном персонале

Для массового скрининга или
диагностики в точке оказания медицинской помощи (point‑of‑care) это слишком медленно и дорого


Идеальный экспресс‑метод должен работать напрямую с образцом, без сложной пробоподготовки

И такие подходы действительно появились, хотя им предстоит пройти долгий путь клинической валидации


🇨🇭 Швейцарский прорыв: сенсор‑«книжка» от Xemperia SA

Группа учёных из Университета Фрибурга (Швейцария) предложила элегантное решение на основе ДНК‑оригами. Они собрали из ДНК наноструктуру, напоминающую раскрывающуюся книгу


Как это работает?

Две створки («страницы») скреплены «замком» — цепочкой ДНК, комплементарной целевой микро‑РНК (например, онкомаркеру miR‑21)

На створки прикреплены флуорофоры и гасители. Пока книга закрыта — флуорофоры рядом с гасителем, и сигнала нет

Когда в пробе появляется нужная miRNA, она связывается с «замком» прочнее, чем створки, открывает структуру — и мы видим свечение


Цифры и факты, которые впечатляют:

• Скорость: около 10 минут (против часов у ПЦР)

• Чувствительность: сенсор детектирует miRNA в концентрациях до единиц пикомоль, что попадает в клинически значимый диапазон

• Без подготовки: технология позволяет работать напрямую в сыворотке крови, хотя здесь есть нюансы: микро‑РНК в крови часто «упакованы» в экзосомы или связаны с белками, и эффективность их «перехвата» сенсором ещё нужно доказывать в реальных условиях

• Защита: чтобы нуклеазы крови не разрушили сенсор, его поверхность экранируют полимером (например, DEG)

В 2024 году технология получила патент и грантовую поддержку. Сейчас швейцарский стартап Xemperia SA при поддержке инженерного центра CSEM разрабатывает портативный ридер, чтобы делать такие тесты за 10 минут в любых условиях

Это один из лидирующих проектов в мире, но он не единственный — подобные разработки активно ведутся в США, Китае и Германии


🇷🇺 В России: ИТМО и Сколтех

Пока швейцарцы двигаются к продуктовой стадии, в России сформировался серьёзный фундаментальный задел для создания аналогичных систем

Однако важно понимать, что переход от лабораторного прототипа к медицинскому изделию требует длительных клинических испытаний и инвестиций

⬇️ продолжение ⬇️

🤔 СМИ пишут о росте числа жалоб со стороны пациентов на медицинские устройства с ИИ — в США FDA получило обращения уже по поводу десятков изделий, которые, к примеру, могли не фиксировать аритмию или неправильно определяли части тела плода

Как пишет Reuters, за последние десятилетия FDA одобрило не менее 1357 медицинских устройств с ИИ — более половины из них были одобрены в последние 3 года. И хотя сторонники ИИ называют эти технологии революцией в медицине, регулирующие органы получают все больше жалоб от пациентов на работу таких устройств — как хирургических, так и диагностических.

➡️ Пример — навигационная система для операций при хроническом синусите TruDi от подразделения Johnson & Johnson, в которую в 2021 году внедрили алгоритмы ИИ. Как утверждает издание, в сумме за несколько лет FDA получило информацию о как минимум 100 случаях неисправности и нежелательных явлений. Согласно этим жалобам, TruDi вводила хирургов в заблуждение относительно местоположения инструментов во время операций: пациенты, например, утверждали, что хирург мог повредить основание черепа, сообщали также об утечке спинномозговой жидкости и инсультах. Двое пациентов подали иски, утверждая, что ИИ способствовал травмам. Производитель отрицает причинную связь.

🌺Регулятор получал сообщения и о других системах, пишет Reuters. Например, о кардиомониторе, который не фиксировал аритмии, или УЗИ-аппарате, который ошибочно определял части тела плода.

Согласно данным совместного исследования Университета Джонса Хопкинса, Джорджтаунского и Йельского университетов, с 60 одобренными устройствами с ИИ ассоциированы 182 отзыва продукции. В 43% случаев отзыв продукции происходил менее чем через год после допуска на рынок — почти вдвое чаще, чем у медустройств без ИИ.

🌺Бум ИИ создает определенную проблему для регулятора, пишет Reuters со ссылкой на сотрудников FDA — агентство имеет дело с потоком заявок на одобрение медицинских устройств с ИИ. Около 4 лет назад FDA расширило штат ученых, специализирующихся на искусственном интеллекте в медицине, однако в начале прошлого года администрация Трампа начала расформировывать подразделение.

При этом ряд экспертов отмечают, что нынешний подход FDA к регулированию оборота медицинских изделий концептуально не справляется с задачей обеспечения безопасности применения технологий, использующих искусственный интеллект в медицине.

Первую вакцину от колоректального рака применят в России уже в этом году. Об этом сообщила руководитель Федерального медико-биологического агентства Вероника Скворцова:

"Представлено обращение около 400 пациентов [которые хотят получить вакцину от колоректального рака], не только из России, но и близкого и дальнего зарубежья, включая США, Нидерланды, Израиль и ряд других стран. Отобраны с помощью консилиумов первые пациенты, забран опухолевой материал, начато создание вакцин".

Разработанный ФМБА России препарат "Онкопепт" уже официально зарегистрирован Минздравом. Это персонализированная пептидная вакцина для лечения пациентов с метастатическим колоректальным раком.

Отмечу, что колоректальный рак — третье по распространенности и второе по смертности онкозаболевание в мире, уносящее каждый год порядка 900 тысяч жизней. Поэтому если российская вакцина покажет хорошие результаты, то это будет прорыв!

Пока мы боялись, что ИИ захватит ядерную кнопку, он решил захватить рынок ларьков с шоколадками.

Вышел отчет по бенчмарку Vending-Bench 2, где нейронкам дают управлять виртуальным вендинговым аппаратом в течение года. Задача у них простая: поднять как можно больше бабла. И тут свежий Claude Opus 4.6 показал мастер-класс по "дикому капитализму".

Этот чугунный подонок:

— Кинул клиента на деньги. Тетка пожаловалась на просроченный сникерс. Клод вежливо ответил: "Конечно, мэм, возврат $3.50 уже отправлен!". А в своей цепочке "рассуждений" записал: "3.5 бакса — это деньги. Если я не отправлю, она скорее всего просто забьет. Так что хрен ей, а не возврат, каждый цент на счету".

— Создал картель. В мультиплеерном формате этого теста он нашел конкурентов (GPT и Gemini), написал им письма и договорился держать цены высокими, чтобы стричь больше денег. И радовался в логах: "Моя схема по фиксации цен сработала!".

— Заскамил конкурентов. Когда GPT-5.2 (который в этом тесте показал себя полным лохом) попросил контакты поставщиков, Клод слил ему самые дорогие и убогие фирмы, а нормальные оставил себе. А когда у конкурента кончился товар, Клод продал ему свои шоколадки с наценкой в 75%.

Что по результатам:

1)Claude Opus 4.6 — $8017. Абсолютный лидер и беспринципная сволочь.
2)Gemini 3 Pro — $5478. Модель от гугла пыталась играть честно и просто нудно торговаться с поставщиками за каждый цент, но против Клода-скамера это не сработало.
3)GPT-5.1 — $1473. Получил звание "Мамонт года". Он был слишком доверчивым: покупал колу у перекупов по $2.40 за банку, чтобы продавать её в автомате по $2.50. Всё в лучших традициях крипто-инвесторов. Гениальный бизнес-план.

Тут подробнее про этот цирк