Arinka83

Взрослый человек в среднем состоит из 70 триллионов клеток, причем 40 триллионов - это клетки бактерий, которые в основном обитают в кишечнике. Поэтому Вы можете смело отнимать от цифры на весах 1.5 кг, именно столько весят наши сожители-бактерии.

Каждая клетка человека (за исключением яйцеклеток и сперматозоидов) содержит 46 молекул ДНК. Суммарная длина всех молекул ДНК в 1 клетке примерно 2 метра, при этом средняя длина самой клетки 0.00003 м, а размер ядра клетки, в котором и располагается ДНК еще в несколько раз меньше. 

Как 2 метра ДНК влазит в клетку, диаметр который почти в 70 тысяч раз меньше? Для этого природа придумала механизм особой укладки ДНК в клетке, который называется компактизацией. На первом этапе ДНК как нитка накручивается на катушку из специальных белков-гистонов. Гистоны очень консервативны, то есть практически не отличаются у разных организмов. Например, гистон коровы и клевера, которым она питается отличается всего одной аминокислотой. Любая мутация в гистоне приводит к гибели клетки. Накручивание нити ДНК на катушку из гистонов - это первый уровень компактизации, на втором уровне катушки сближаются друг с другом как баранки на нитке, а потом эта нитка с баранками-катушками еще образует петли. В результате длина ДНК уменьшается в 10000 раз. Это тоже самое, что нитку длиной с останкинскую башню (500 метров) уложить в коробок спичек (5 см). ДНК в комплексе с гистонами называется хромосомой, то есть хромосом в клетках человека ровно столько же сколько и молекул ДНК - 46.

ДНК содержит гены (участки ДНК, которые кодируют белок или РНК), как это неудивительно гены занимают всего 1.5% ДНК, остальное - некодирующие последовательности.  У человека около 25000 генов, а, например, у маленького червячка нематоды 22000 генов. Сложность нашего с Вами организма во много раз выше сложности червяка, а генов практически одинаково. Такие дела.

58 дней назад на pikabu я написала вот этот пост о том, что мы разрабатываем генный препарат для лечения рака и что нам нужна помощь в голосовании для того, чтобы пройти в конкурсе стартапов в следующий тур. На нашу просьбу откликнулось очень много пикабушников, настолько много, что сайт с голосованием благополучно упал и голосование было закрыто на несколько часов раньше срока. Всего за наш проект проголосовало 12602 человека, из них примерно 7000 человек перешло по ссылке для голосования с pikabu.

Это график прироста голосов в зависимости от времени, утром 11 дня был написан пост на пикабу.

Ваши голоса позволили нам выйти в суперфинал конкурса, где мы рассказали о разработке членам Попечительского совета, которые отобрали наш проект в тройку победителей. Призовой фонд конкурса был распределен между тремя победителями согласно количеству полученных голосов. В результате мы получили 7 млн 182 тыс. руб (это уже с учетом всех налогов). Если бы в голосовании не поучаствовали пользователи pikabu, мы бы получили около 5 млн 818 тыс, а может быть и не получили, поскольку непонятно смогли бы мы пройти в следующий тур без вашей помощи или нет. Таким образом, Вы заработали для нашего проекта около 1 млн 380 тыс. руб. Спасибо Вам огромное за это!

Также благодаря голосованию наш проект приобрел известность и сейчас мы общаемся с венчурными фондами по поводу финансирования, хотя пока не очень результативно.

Что мы сделали с полученными 7 млн. руб? Большая часть из них пока что лежит на счету, поскольку мы пока не знаем, какие условия дальнейшего финансирования у нас будут, если оно вообще случится. Мы внесли предоплату (500 тысяч) за сбор документов для досье. Досье - это десятки документов, которые требуется сдать в Фармкомитет РФ для получения разрешения на проведение клинических испытаний препарата, то есть испытаний на людях.

Около 1 млн руб мы заплатили за животных, на которых сейчас проводим расширенные эксперименты по фармакокинетике, то есть изучаем распределение и превращение препарата в организме после введения.

Для изучения фармакокинетики препарата нужно иметь в лаборатории животных с опухолями. Обычно это мыши. Чтобы получить мышей с опухолями можно идти тремя путями. Во-первых можно ждать, что опухоли у мышей возникнут сами по себе, спонтанно. Но поскольку частота возникновения спонтанных опухолей достаточно низкая, то получить одномоментно большое количество животных с опухолями практически невозможно.

Во-вторых опухоль можно индуцировать посредством введения мышам высокой дозы канцерогенов, облучения или с помощью онкогенных вирусов. Здесь проблема та же - трудно получить в короткий период большое количество животных с опухолями.

Чтобы исправить эту ситуацию, ученые научились переносить опухоль, возникшую у одного животного на других в пределах одной линии (линейные мыши идентичны по всем генам как близнецы), то есть осуществлять перевивку опухоли, или трансплантацию.

Любую спонтанно возникшую или индуцированную опухоль можно превратить в перевиваемую опухоль, сохраняющую свои свойства при последующих перевивках. Перевиваемую опухоль можно заморозить и хранить в таком состоянии бесконечно долго, а потом разморозить и привить животным. Таким образом ученые в разных странах мира могут работать на одних и тех же опухолях, получая достоверные результаты.

Раньше испытания новых препаратов проводили только на опухолях животных , но поскольку оказалось что полученные на опухолях животных данные далеко не всегда совпадают с данными, полученными на человеке, то встал вопрос о трансплантации опухолей человека животным. Чтобы опухоли человека развивались у животных необходимо преодолеть сопротивление иммунной системы, которая отторгает чужеродные опухоли. Поэтому опухоли человека трансплантируют в так называемые привилегированные органы животных (мозг или глаз), где иммунные реакции в ответ на человеческие опухоли не развиваются. Также, чтобы облегчить работу исследователей, были выведены мыши и крысы c мутацией nu, у которых нет тимуса, вследствие чего у этих животных развивается иммунодефицит и им успешно прививаются человеческие опухоли в любую часть тела.

Среди множества раковых клеток человека, которые мы прививаем мышам с мутацией nu, самая известная клеточная линия называется HeLa, это раковые клетки, полученные из опухоли шейки матки американки Генриетты Лакс (англ. Henrietta Lacks, собственно от первых букв имени линия получила свое название), афроамериканки, умершей от рака в возрасте 31 года в 1951 году. 

Еще до начала лечения без ведома Генриетты исследователем Джорджем Гаем был взят образец ткани ее опухоли, и на основе этого образца удалось вырастить бессмертную раковую клеточную культуру. Это стало сенсацией в то время. Дело в том, что нормальные клетки человека могут поделиться ограниченное количество раз (максимум 52). А клетки Генриетты могли делиться бесконечно, они стали первыми бессмертными человеческими клетками, которые когда-либо были выращены в искусственных условиях. Джордж быстро понял потенциал полученных клеток и разослал клетки Генриетты своим коллегам по всей стране. 

Так раковые клетки HeLa, способные делиться и жить вечно появились во многих лабораториях мира. В результате клетки HeLa обусловили развитие молекулярной биологии, помогли в исследовании рака, СПИДа, полеомелита, без них не было бы множества лекарств. По стечению обстоятельств Генриетта умерла в тот день, когда Джордж на телевидении, держа в руках пробирку с ее клетками, заявил, что началась новая эпоха в медицинских исследованиях.

Вот так, в нашей лаборатории сейчас живет частичка бедной малообразованной афроамериканки, которая умерла 60 лет назад и сама того не зная внесла в науку вклад больший, чем многие именитые ученые.


Вернемся к фармакокинетике. Чтобы узнать что происходит с нашим препаратом после введения в организм мы поступаем следующим образом: прививаем животным опухоль, потом прямо в опухоль вводим препарат, а затем каждый день берем у них образцы тканей опухоли, лимфоузлов, органов, кожи, крови и т.д., замораживаем их в жидком азоте, перемалываем каждый образец в гомогенизаторе и выделяем из него ДНК.

Это будет суммарная ДНК - та, которая была изначально в ткани + ДНК нашего препарата, если он проник в эту ткань в процессе своего путешествия по организму.

Для того, чтобы понять есть ли ДНК препарата в выделенной из образца суммарной ДНК мы проводим ПЦР (полимеразную цепную реакцию), которая позволяет увеличить количество ДНК препарата в суммарной ДНК в тысячи раз. После проведения ПЦР к ДНК добавляем краситель и наносим на специальный гель, после чего разгоняем в электрическом поле. Если на геле в ультрафиолете мы видим полоску определенной длины, значит ДНК препарата и соответсвенно препарат проникли в эту ткань, если не видим - значит - нет. Вот так ДНК препарата выглядит на геле.

После многократного повторения данной процедуры мы имеем представление о том, как распределяется препарат в организме, на какой день и как он выводится из организма в зависимости от дозы. Результаты, полученные на животных, помогают нам понять , что будет происходить с человеком после введения препарата в опухоль и какие побочные явления можно ожидать у пациентов во время лечения.

P.S. В комментариях к моему прошлому посту Вы просили провести лекцию/семинар, и рассказать о генных препаратах, а также о других интересных разработках в области молекулярной биологии.

Мы с советом молодых ученых нашего института подумали и решили сделать для Вас несколько семинаров на базе нашего института, на которых мы честно расскажем как делают генные препараты для лечения рака или как разрабатывают вакцины от гриппа и помогают ли они с ним бороться, или научились ли ученые избегать старения, или можно ли вылечить генетическое заболевание, или даже что такое ГМО и почему они не опасны для человека или… Вообщем, если Вы все еще заинтересованы в таком мероприятии, пишите в комментариях о чем вам интересно послушать. И мы расскажем. А еще можно будет сходить на экскурсию в нашу лабораторию и посмотреть как работают ученые, а также можно будет провести какой-нибудь интересный тест, например, посадить микроорганизмы с ваших рук на специальную питательную среду и тогда через пару дней вы увидите собственными глазами кто и в каком количестве на ваших руках проживает :)

Пожалуйста отметьтесь в комментариях, если хотите посетить нашу лабораторию. И еще раз огромное спасибо за помощь!

Вчера на pikabu была опубликована новость, что Российские ученые разработали новый препарат от рака на основе ДНК, который предположительно будет стоить в 300 раз дешевле зарубежных аналогов (http://pikabu.ru/story/sibirskie_uchenyie_sozdali_lekarstvo_...). У Вас возникло очень много вопросов, связанных с этой работой, и мы хотим на них ответить.

Мы с 2007 года работаем над препаратом АнтионкоРАН-М для лечения рака. Мы – это 60 человек из четырех институтов РАН. Десять лет назад мы взяли 2 гена, один человека, второй - вируса герпеса, наработали их в пробирке, соединили с помощью специального линкера, добавили необходимые элементы для работы этих генов в клетках и таким образом получили генную конструкцию (то есть молекулу ДНК, замкнутую в кольцо, и содержащую нужные гены).

Генные конструкции можно вводить в клетки человека или животных, для этого конструкцию нужно поместить в оболочку, которая позволит ей проникнуть внутрь клетки. Оболочки бывают двух типов – вирусные и невирусные. Вирусные – для того, чтобы их сделать берут вирус, выключают его способность размножаться, вставляют в его геном нужные гены и дальше вирус делает всю работу сам. Заражает клетки и запускает работу генов. Тут есть 3 проблемы: вирусы, попадая в организм, вызывают против себя иммунный ответ, поэтому их нельзя ввести пациенту дважды, они опасны, поэтому производство их крайне дорого (должен быть организован очень высокий уровень безопасности) и их трудно наработать в нужном количестве.

Невирусные оболочки – это поликатионы, они могут проникать в клетки, поскольку мембрана клетки пропускает положительно заряженные молекулы. Мы в препарате используем поликатионную специально разработанную нами оболочку, ее дёшево производить, она нетоксична и безопасна, но по эффективности проникновения в клетки уступает вирусам.

Когда генная конструкция с помощью оболочки попадает в клетку, в ней начинают синтезироваться те белки, гены которых вставили в конструкцию. В нашем случае это - тимидинкиназа вируса герпеса и белок-иммуностимулятор GM-CSF. Тимидинкиназа умеет превращать препарат ацикловир, который вы все знаете, в токсин, убивающий клетки. Причем этот токсин будет образовываться только внутри раковой клетки, что обеспечивает безопасность.

Белок-иммунностимулятор GM-CSF умеет привлекать к месту, где он синтезируется, клетки иммунной системы, активируя их. Если этот белок синтезируется в опухоли в больших количествах, то ее начинают населять клетки иммунной системы, обучаясь распознавать и убивать раковые клетки. В результате будет погибать не только опухоль, но и ее метастазы.

Таким образом препарат АнтионкоРАН-М – это генная конструкция, помещенная в невирусную оболочку, которая содержит 2 гена, ген GM-CSF и ген тимидинкиназы.

Лечение препаратом включает 2 этапа: на первом – непосредственно в опухоль вводят препарат АнтионкоРАН, на втором – внутривенно ацикловир. В результате АнтионкоРАН превращает внутри опухоли ацикловир в токсин, убивая раковые клетки. При этом параллельно происходит активация клеток иммунной системы за счет работы GM-CSF, что усиливает противопухолевый эффект.

Сейчас препарат прошел стадию доклиники, то есть испытаний на животных, в которых мы увидели подавление метастазирования – около 80%, увеличение продолжительности жизни до 70%. Значит ли это, что мы создали препарат, который спасет всех больных от рака? Нет, потому что препарат еще не испытан в клинике, то есть на людях. По статистике только 1 из 120 препаратов, успешно прошедших клинику, будет зарегистрирован и выйдет на рынок.

Тем не менее, эффект препарата, который мы видим на животных, позволяет думать, что препарат может стать успешным и на людях.

Мы сами пришли в СМИ и рассказали про свою работу, к сожалению, получилось как всегда и журналисты многие факты перепутали или вообще выбросили из публикаций.

Почему мы пошли в СМИ? Все просто, мы закончили эксперименты на животных, теперь нам нужны деньги, чтобы начать испытания на людях, финансирование которых государство не поддерживает. Однако РВК (Российская венчурная компания) объявила конкурс научных разработок, где мы успешно прошли 4 этапа конкурса, включая экспертизу со стороны BigPharma, последний этап – голосование пользователей интернета, которых мы и мечтали привлечь с помощью СМИ 

Если у Вас есть вопросы, я с удовольствием отвечу. Тем более, что я знаю эту проблему с нескольких сторон. У моей мамы рак, так что я не только разработчик, но и потерпевший, к сожалению.

Если после прочтения поста, у вас возникло желание нам помочь, то это можно сделать проголосовав за нашу разработку.

Для того, чтобы проголосовать нужно:

1.Пройти по ссылке http://generation-startup.ru/voting/

2. Пройти авторизацию через соц. сеть

3. Выбрать раздел BiotechMed

4. Проголосовать за АнтионкоРАН-М, посмотрев ролик или презентацию, иначе голосование не станет активным