При поддержке

Создавая надежду: умные лекарства 21 века-Рассказывает Ирина Ле-ДейгенДоцент химического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова

От осинки родятся апельсинки

1.
С профессией я определилась очень рано: в пять лет я взяла все мамины кремы, выдавила их в одну чашку, добавила туда толченые голубые тени, все это перемешала — и получилась губная помада. Голубая, в духе 90-х. Мама была не то чтобы довольна, но зато с профессией сразу стало все понятно
Меня зовут Ира, и я работаю на химфаке МГУ.
Химфак — это то место, где пахнет так себе, а вот люди хорошие.
Мне очень приятно быть в «Комсомолке», потому что полвека назад здесь работала журналистом моя бабушка. Она — журналист, я — химик. От осинки, вы знаете, родятся все-таки апельсинки.
Четверть века прошло. И я стала химиком. И мы с командой создаем надежду. Мы делаем умные лекарства. Надежда — это то, что волнует людей всегда. И, как говорил австрийский писатель Стефан Цвейг:
Надежда — это единственное, что помогает людям бороться в грусти и болезни.
Какую концепцию предложил Нобелевский лауреат Пауль Эрлих?
Да. В начале XX века нобелевский лауреат Пауль Эрлих придумал концепцию волшебной пули: лекарства, которое бы находило больной орган, клетку или ткань и лечило ее, но не затрагивало здоровые клетки.
Не-а. В начале XX века нобелевский лауреат Пауль Эрлих придумал концепцию волшебной пули: лекарства, которое бы находило больной орган, клетку или ткань и лечило ее, но не затрагивало здоровые клетки.
Не-а. В начале XX века нобелевский лауреат Пауль Эрлих придумал концепцию волшебной пули: лекарства, которое бы находило больной орган, клетку или ткань и лечило ее, но не затрагивало здоровые клетки.
Дальше
Узнать результат
В опухолевых клетках среда чаще всего...
Нет, кислая. У опухолевой клетки вместо разнообразия питательных веществ одна-единственная глюкоза, поэтому ее метаболизм неэффективен, в районе 5% от максимума. Из-за всего этого внутри опухолевой клетки не вода, а в буквальном смысле кислота.
Нет, кислая. У опухолевой клетки вместо разнообразия питательных веществ одна-единственная глюкоза, поэтому ее метаболизм неэффективен, в районе 5% от максимума. Из-за всего этого внутри опухолевой клетки не вода, а в буквальном смысле кислота.
Да! У опухолевой клетки вместо разнообразия питательных веществ одна-единственная глюкоза, поэтому ее метаболизм неэффективен, в районе 5% от максимума. Из-за всего этого внутри опухолевой клетки не вода, а в буквальном смысле кислота.
Дальше
Узнать результат
Опухолевые клетки используют:
Так и есть! Опухолевая клетка использует мало кислорода, и в ней нарушены окислительно-восстановительные процессы.
Нет, опухолевая клетка использует мало кислорода, и в ней нарушены окислительно-восстановительные процессы.
Ну нет. Опухолевая клетка использует мало кислорода, и в ней нарушены окислительно-восстановительные процессы.
Дальше
Узнать результат
Выбор наноконтейнера определяется в первую очередь:
Да. В биохимии, в химии лекарств «коробкой» могут быть крохотные частицы из полимеров, жиров, белков и даже из песка. Но главное, на что смотрят ученые: клетка и то, какую болезнь они собираются лечить.
Нет. В биохимии, в химии лекарств «коробкой» могут быть крохотные частицы из полимеров, жиров, белков и даже из песка. Но главное, на что смотрят ученые: клетка и то, какую болезнь они собираются лечить.
Нет. В биохимии, в химии лекарств «коробкой» могут быть крохотные частицы из полимеров, жиров, белков и даже из песка. Но главное, на что смотрят ученые: клетка и то, какую болезнь они собираются лечить.
Дальше
Узнать результат
В качестве адресной метки нельзя использовать:
Не только. Выбор адресной наклейки зависит от получателя посылки: какую клетку мы стремимся поразить. Какие-то клетки так жаждут питательных веществ, и для них подойдут витамины. Например, фолиевая кислота. Каким-то клеткам надо много железа, и для них подойдет белок — переносчик железа — трансферрин.
Не только. Выбор адресной наклейки зависит от получателя посылки: какую клетку мы стремимся поразить. Какие-то клетки так жаждут питательных веществ, и для них подойдут витамины. Например, фолиевая кислота. Каким-то клеткам надо много железа, и для них подойдет белок — переносчик железа — трансферрин.
Да. Выбор адресной наклейки зависит от получателя посылки: какую клетку мы стремимся поразить. Какие-то клетки так жаждут питательных веществ, и для них подойдут витамины. Например, фолиевая кислота. Каким-то клеткам надо много железа, и для них подойдет белок — переносчик железа — трансферрин.
Дальше
Узнать результат
В качестве источника питания опухолевая клетка предпочитает использовать
Верно. Опухолевые клетки отличаются от здоровых тем, что непрерывно растут, и чтобы так делиться, им нужно много питательных веществ, но они умеют их добывать только из глюкозы.
Нет. Опухолевые клетки отличаются от здоровых тем, что непрерывно растут, и чтобы так делиться, им нужно много питательных веществ, но они умеют их добывать только из глюкозы.
Нет. Опухолевые клетки отличаются от здоровых тем, что непрерывно растут, и чтобы так делиться, им нужно много питательных веществ, но они умеют их добывать только из глюкозы.
Дальше
Узнать результат
Ай -ай- ай. У Ирины навернулись слезы. Давай не будем ее расстраивать и посмотрим видео заново, чтобы пройти тест с блестящим результатом!
Прекрасно! Ты наполовину точно можешь быть уверен, что всё знаешь о лекарствах будущиего. Чтобы блеснуть и рассказать о важном открытии ученых — прочти текст (или посмотри видео) снова!
Браво! Ирина очень рада тому, что ты усвоил так много материала из ее выступления!

Волшебная пуля

2.
По статистике Минздрава, основные причины смертности в России — это заболевания сердца и сосудов и злокачественные новообразования. С болезнями сердца еще как-то можно справляться — например, для профилактики болезней сердца нужно регулировать режим труда и отдыха и спать 8 часов в день.
вы спите по 8 часов в день?
А НАДО!
Вот думаешь:
«Рано лягу, тыр-пыр».
А в 4 утра становятся интересны причины распада Австро-Венгерской империи
И если бессонницу побороть легко, то со злокачественными новообразованиями не все так просто. Посмотрим на клетки.
Здоровая клетка — это такая умница, лапочка, девочка с косичками, отличница, ходит на все уроки. И учебники у нее в обложке, и тетрадки у нее подписаны.
Раковая клетка — это настоящий двоечник и хулиган: буквально терроризирует всех вокруг. Это достаточно точное описание того, как работают раковые клетки в организме.
Она работает на все сто своего метаболизма, правильно перерабатывает источники питания. И когда наступает время, она умирает, потому что в ней работают механизмы клеточной гибели — апоптоза.
В опухолевой клетке этого нет. И если вы смотрели мультфильмы Миядзаки, то помните этого симпатичного, стильного черно-белого парня: бестелесное, тихое, очень жалобное существо. Но стоило впустить его в дом — оно превратилось в монстра, съев все, что было, и угрожая захватить всю семью. Опухолевая клетка — тоже такой монстр. Она тоже угрожает захватить весь орган, а иногда и весь организм.
сыграем?
Опухолевые клетки от здоровых отличаются тем, что непрерывно растут
Есть здоровые клетки — умницы и красавицы. Они аккуратные и ровные, и все знают свою работу. Но вот однажды одна клетка сходит с ума, перестает работать как надо и начинает бесконтрольно делиться. Возникает опухоль.
Опухолевые клетки очень сильно отличаются от здоровых. Для простого понимания: они все кривые и косые. Врачи оценивают вид этих клеток, когда смотрят в микроскоп на кусочки тканей опухоли — на биопсию.
В детстве этой клетке мама сказала, что надо делиться в песочнице игрушками, и пранк вышел из-под контроля, она стала делиться бесконечно. Чтобы так делиться, ей нужно много питательных веществ, но она умеет их добывать только из глюкозы.
У опухолевой клетки вместо разнообразия питательных веществ — одна-единственная глюкоза, поэтому ее метаболизм неэффективен, в районе 5% от максимума, и даже кислород она не умеет использовать правильно. Из-за всего этого внутри опухолевой клетки не вода, а в буквальном смысле кислота.
И для того, чтобы уничтожать такие клетки, при этом не задевая здоровые нужно в буквальном смысле волшебство.
В начале XX века нобелевский лауреат Пауль Эрлих придумал концепцию волшебной пули: лекарства, которое бы находило больной орган, клетку или ткань и лечило ее, но не затрагивало здоровые клетки.
* образно
*

Никогда не берите коробки из рук незнакомцев

3.
Именно в эту больную клетку нам надо доставить лекарство. Вы наверняка отправляли посылки и знаете последовательность действий:
Посылку надо запаковать в контейнер
Наклеить на нее адресную наклейку, где написаны отправитель и адресат
И выбрать правильную «коробку»!
1
2
3
Открыла посылку, а там...
В биохимии, в химии лекарств выбор коробки зависит от ученых. Мы можем выбрать: крохотные частицы из полимеров, жиров, белков и даже из песка. А выбор адресной наклейки зависит от получателя посылки: какую клетку мы стремимся поразить
Какие-то клетки так жаждут питательных веществ, что для них в качестве адресной метки подойдут даже витамины. Например, витамин В9 — фолиевая кислота. Каким-то клеткам надо так много железа, что для них адресной меткой послужит белок —переносчик железа трансферрин. Самая горячая история сейчас закручивается вокруг использования суперточных адресных меток на основе антител и даже остатков нуклеиновых кислот. Словом, здесь выбор за клеткой, за тем, какую болезнь собираемся лечить.
Помните первую серию мультфильма «Новое Простоквашино», где малышка Вера Павловна не дождалась от своих нерадивых родителей хоть какой-то заботы и сама себя отправила по почте в коробке? А затем, прибыв в Простоквашино, сама себя распаковала, разрезав скотч оловянным солдатиком.
Но мало того что мы запакуем лекарство в контейнер и наклеим на него адресную метку. Этот контейнер должен открыться именно там, где мы хотим что-то лечить.
Вот только для опухолевой клетки все не так романтично: ее встреча с контейнером больше напоминает фильм «Сияние» — она думает, что приехало что-то приятное: пицца или мороженое. А там жесткое лекарство, которое собирается ее убить.
добрейшний вечерочек
Несколько удивленная раковая клетка
полимер
полимер
еще полимер
жир
жир
жир
жииииир
ваще жир

Молекула полимера нервничает!

4.
Чтобы это лекарство высвободилось из контейнера, нам нужно использовать один из трех подходов, которые основываются на отличии метаболизма опухолевой клетки от здоровой:
Внутри опухолевой клетки кислота, и значит можно использовать отличие в кислотности среды — чтобы лекарство высвобождалось.
Опухолевая клетка использует мало кислорода, и в ней нарушены окислительно-восстановительные процессы: это тоже может быть своеобразным «оловянным солдатиком», чтобы открыть «коробку».
В них часто плохо работают многие белки и на них тоже можно нацеливаться.
Разберем на примере:
Возьмем опухолевую клетку, ее уровень кислотности, как в отвратительно сваренном эспрессо (будто ваш бариста плохо моет кофемашину). В здоровой же клетке уровень кислотности (РН) как в стакане воды.
я в твой эспрессэ котэ возил
А в здоровой клетке наши липосомы останутся такими, какие есть, им не нужно волноваться и пытаться разрушиться. Так работают наноконтейнеры, которые чувствительны к кислотности среды. Очень удобно, когда у вас есть лекарство, упакованное в контейнер с адресной меткой, которое само будет высвобождаться.
Мы берем лекарство и загружаем его в контейнер, который состоит из молекул жира — липосом, но дословно это «жирные тельца».
В это «жирное тельце», кроме лекарства, добавим молекулу полимера, который очень не любит кислоту. Попадая в кислоту, он панически вибрирует и… может разорвать липосому. Лекарство выходит на свободу и начинает свою работу!
либо
либо

На каждую молекулу найдется заклинание

5.
Но этого мало, мы хотим контролировать процесс: нам нужен пульт управления! Современный пульт в наномедицине — это внешнее воздействие
Электрическое поле
Ультразвук
Магнитное поле
И даже нагрев
Выбирай любой вариант
Например, наши китайские коллеги синтезировали хитроумную молекулу, которая состоит из двух частей
Первая часть безумно любит воду (это как тот друг, с которым вы приехали на речку, и он из воды не вылезает). Как мы говорим в химии, этот друг — гидрофильная молекула, или гидрофил.
А есть другая часть молекулы, она воду не очень любит (это тот друг, который жарит всем шашлыки, пока вы купаетесь). С водой она, конечно, может, но, может, лучше не надо?
И когда такие молекулы попадают в воду, они объединяются в кружки, которые называются «мицеллы». Почти как моцарелла, только мицелла. Внутри этой мицеллы — лекарство!
мицелла,
а не моцарелла
И если на нее немножко посветить теплым солнышком, в буквальном смысле ультрафиолетом, то наша мицелла разрушится. Лекарство выйдет на свободу и начнет работать, а мицелла пересоберется.
И эта наша прекрасная конструкция работает в переменном магнитном поле. Но это не огромный томограф, который гудит и щелкает.
Мы с коллегами из МГУ и Тамбовского университета собрали систему на основе «волшебных» палочек. У Гарри Поттера это была здоровая палочка, а наши палочки — крохотные, это нанопалочки из магнитного материала.
В магнитном поле такая палочка может начать колебаться, будто стрелка спидометра, а точнее — как весло каяка: бульк, бульк! И если эту палочку химическим путем связать с липосомой (с тем самым «жирным тельцем»), то в переменном магнитном поле она начнет ударять по липосоме. В конечном итоге липосома опять не выдержит и лопнет. У нее, знаете ли, роль в этой истории такая: лопаться в нужном месте.
Наши коллеги из Тамбова собрали маленькие устройства, которые создают такое поле. Оно совершенно безвредно для человека и может быть использовано не только в больших больницах, но и буквально в сельских медицинских пунктах. Получается, что технологичное лечение станет гораздо более доступным. И это сделали мы, российские ученые.
Как говорил Пастернак
Надеяться — это, конечно, хорошо, но надо еще действовать
Мы действуем, чтобы была надежда.
<
>
Знакомьтесь со звездами российской науки
Руководитель проекта
Елена Куликова
Project менеджер
Александра Худорожкова
Ведущий продюсер проекта
 Наталья Макарова
Генераторы идей по оформлению лонгрида
 Евгений Кучук
Алина Лебедева
Анастасия Павлова
Операторы
 Роман Садовой
Александр Ширков
Андрей Минаев
Вячеслав Волков
Алексей Иванов
Алексей Епифанов
Режиссеры монтажа
Игорь Куприянов
Павел Яковлев
Режиссер и редактор
 Александра Лябина
Видео
В спецпроекте использованы мемы и изображения из платных и свободных источников (freepik, shutterstock, unsplash), а также фильмов и сериалов «Губка Боб квадратные штаны» (1999—…, Nickelodeon Animation Studios. Автор идеи: Стивен Хилленбёрг), «Спящая красавица» (1958, Walt Disney Productions. Режиссеры: Клайд Джероними, Эрик Ларсон, Вольфганг Райтерман, Лес Кларк, Хэмильтон Ласки. Сценарий: Эрдман Пеннер, Шарль Перро, Джо Ринальди, Уинстон Хиблер, Билл Пит, Тед Сирс, Ральф Райт, Милт Банта. Композитор — Джордж Брунс), «Поющая монашенка» (1966, MGM. Режиссер — Генри Костер. Сценарий: Джон Фуриа, Сэлли Бенсон), «Отряд самоубийц» (2016, Warner Bros. Pictures. Режиссер — Дэвид Эйр. Сценарий — Дэвид Эйр, Джон Острандер. Композитор — Стивен Прайс). «Унесённые призраками» (2001, Studio Ghibli. Режиссер и сценарий: Хаяо Миядзаки. Композитор — Дзё Хисаиси), «Внутреннее пространство» (1987, Warner Bros. Pictures Co. Режиссер — Джо Данте. Сценарий: Джеффри Боум, Чип Прозер. Композитор — Джерри Голдсмит), «Простоквашино» (2018-…, Союзмультфильм. Автор идеи — Эдуард Успенский). «Сияние» (1980, Warner Bros. Pictures. Режиссер — Стэнли Кубрик. Сценарий: Стэнли Кубрик, Дайан Джонсон, Стивен Кинг. Композитор: Уэнди Карлос, Рэйчел Элкинд), «Гарри Поттер и философский камень» (2001,. Режиссер — Крис Коламбус. Сценарий: Стивен Кловз, Дж. К. Роулинг. Композитор — Джон Уильямс).
При поддержке