Специфика работы лаборатории молекулярной онкологии МФТИ — изучение роли белка р73 в регуляции генома в нормальных клетках человека и в онкологических. Новую структуру возглавил известный итальянский ученый, профессор Кембриджа и римского университета Tor Vergata Джерри Мелино, чья заявка выиграла в конкурсе на создание академических научных и прикладных лабораторий на базе МФТИ по национальному проекту «Наука».
Фото: Сергей Коньков, Коммерсантъ / купить фото
Фото: Сергей Коньков, Коммерсантъ / купить фото
В интервью «Ъ-Науке» глава лаборатории профессор Мелино, его заместитель кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, экс-заведующий лабораторией синтетической эпигенетики Эдинбургского университета Александр Каганский и руководитель лаборатории геномной инженерии МФТИ Павел Волчков рассказали, над чем они будут работать в ближайшие пару лет.
Джерри Мелино — профессор молекулярной биологии, возглавляет Центр передовых исследований в области онкологии университета Tor Vergata (Рим, Италия), является руководителем программы Совета медицинских исследований отделения токсикологии Кембриджского университета (Великобритания), а также руководителем направления, в рамках которого пять исследовательских групп изучают взаимодействия генов и окружающей среды после поражения токсинами.
— Каков основной фокус работы лаборатории?
Джерри Мелино: Предварительно мы обозначили основное направление работы лаборатории как молекулярную биологию рака. В частности, речь о механизмах защиты организма от рака. В первую очередь это белок p53. Его мутантная форма связана как минимум с 50% случаев рака у людей. Кроме того, мы будем работать с родственным белком p73 и другими.
Мы начинаем с белка p53, потому что соответствующий ген открыли в 1979 году, после чего довольно быстро выяснилось, что как минимум в 50% опухолей человека имеют место мутации p53. Этот ген имеет большое значение для предотвращения роста опухоли.
Р53 — один из главных противораковых генов, и уже 40 лет мы пытаемся понять механизмы его работы, но ситуация так и не прояснилась окончательно. До сих пор не существует эффективного метода лечения, воздействующего на p53.
Чуть более 15 лет назад по счастливому стечению обстоятельств открыли два гена, которые назвали p63 и p73. Назвали не потому, что цифры 6 и 7 что-то значат, а просто по аналогии (чтобы показать принадлежность к семейству). Эти два гена чрезвычайно похожи на p53 и могут заменять его в некоторых случаях, они гены-онкосупрессоры — подавляют рост опухоли. Понимание того, как функционирует это семейство генов, может дать нам идеи для разработки лекарств.
Александр Каганский: Появление новой лаборатории даст возможность сфокусированно определить роль мастер-регуляторов, которые одновременно участвуют в развитии онкологических заболеваний и в дифференцировке клеток. Это позволит нам понять, на каком этапе дифференцировки они начинают развиваться по онкологическому пути. Ранее в Эдинбурге у меня была совместная работа по белку p53. Вместе со студентами с Дальнего Востока мы нашли малые молекулы, которые определенным образом влияют на клетки с мутированным белком p53. В сотрудничестве с лабораторией Павла Волчкова мы можем создавать генетически модифицированные клеточные системы для точного определения роли различных изоформ мастер-регуляторов и разложить по полочкам молекулярные роли изоформ белков p53.
Павел Волчков: Большую роль в нашей работе для генетической детекции и раннего предсказания возможности развития онкологических заболеваний, в том числе и на основе наследуемых факторов, могут сыграть и «большие данные», и особенно интеграция российских данных с мировыми базами. Например, в Великобритании уже идет подобный проект: есть большой британский банк, куда входят данные более 100 тыс. пациентов, и там есть значительный процент онкосоставляющих. Доктор Мелино при разговоре с нашим ректором уже затрагивал этот вопрос, будет ли инициирована национальная программа онкоскрининга, которая помогла бы нам накопить эту базу данных по мутациям и прочую информацию с тем, чтобы в дальнейшем использовать ее как для детекции, так и для иммунной и таргетной терапии и многих других важных операций. На самом деле поле применения этих собранных данных огромно.
— Правильно ли будет сказать, что вы будете проверять свои гипотезы, выработанные в рамках работы лаборатории, через большие данные, то есть апробировать на реальных людях?
Александр Каганский: Надо очень аккуратно подходить к этому вопросу. Во-первых, мы все же не медицинская клиника, а во-вторых, как вы знаете, доступ к персонализированным медицинским данным находится под специальной охраной, поэтому должен быть выработан определенный протокол, согласно которому мы могли бы получить доступ к этим данным. И мы готовы инициировать эту процедуру и уже обсуждали это с ведущей клиникой Московской области МОНИКИ. Но все эти протоколы прежде всего необходимо проработать с точки зрения законодательства, и только после этого ученые смогут работать с реальными данными. Пока что мы говорим, что модели будут разрабатываться на отдельных массивах данных, где мы точно имеем все разрешения от самих пациентов. Также мы общаемся с рядом специализированных онкологических клиник. Дальнейшая работа с большими массивами возможна только после получения всех специальных разрешений.
— Соответственно, конечная цель лаборатории — выйти уже на исследования, связанные с людьми, а не только в in vitro. Или это не так?
Джерри Мелино: Вначале мы не будем работать с пациентами. Все будет проходить in vitro, в лабораторных условиях. Возможно, будем работать с мышами, c экспериментальными моделями in vivo. В других наших лабораториях мы проводим полногеномное секвенирование ДНК онкобольных, накапливаем огромные массивы данных, чтобы наглядно видеть и сравнивать значения уровней регуляции экспрессии с имеющимися данными.
Павел Волчков: Во-первых, многие клиники уже сами стали собирать и анализировать эти данные. Другое дело, как организовать это в центральный хаб, чтобы можно было соорганизовать эти разрозненные данные. Мы бы хотели сделать этот массив единым, глобальным и, безусловно, с соблюдением всех мер предосторожности по разглашению персональных данных, чтобы в дальнейшем использовать для научных, а впоследствии и для традиционных целей для эффективной борьбы с раком после появления новых диагностических инструментов и средств терапии.
— Каких ближайших результатов вы ждете от работы лаборатории?
Павел Волчков: Лаборатория была открыта буквально только что. Пока надо технически запустить лабораторию, и мы надеемся, что она как можно быстрее интегрируется в научную и образовательную деятельность. Есть небольшой бонус в том, что это международный проект и этот процесс адаптации должен пройти максимально быстро, потому что некоторые наработки могут быть транслированы и от зарубежных лабораторий доктора Мелино, например, в Кембридже или Университете Рима. Александр Кагановский сказал, что собирается перенести в лабораторию свой проект с Дальнего Востока, так что это не будет чистой воды стартап.
— Что значит интеграция лаборатории в образовательный процесс?
Джерри Мелино: Прежде всего через привлечение к работе лаборатории наиболее блестящих студентов, а также тех, кто планирует поступать в аспирантуру или уже в ней учится. Также мы обсуждаем с ректором вопрос включения лаборатории в программу аспирантского образования. Я уже работал с аспирантами из России в своих лабораториях в Риме и в Лондоне. Так что одна из образовательных идей нашей лаборатории — находить талантливых студентов, которые могли бы в дальнейшем продолжить свое образование в аспирантуре.
— Какую промежуточную цель вы ставите перед собой?
Джерри Мелино: Сейчас наша непосредственная задача — получить in vitro-модель для идентификации транскрипционных генов-мишеней p53 и их связи с раком. Это вполне реализуемо. В Великобритании уже есть готовые клеточные линии. Новые клеточные линии мы можем получить и здесь. Можем провести скрининг, а потом можно обратиться к базе данных по онкологии, чтобы оценить значение для выживаемости при раке.
— И последний вопрос уже к доктору Мелино: в чем разница между российскими университетами и иностранными, где вы работали?
Джерри Мелино: Не так просто ответить на ваш вопрос, потому что я все-таки не так хорошо знаю российские университеты. В России все же возраст аспирантов выше, чем, например, в Великобритании, где к 25 годам аспиранты заканчивают свои PhD и готовы уже к постдоку. В Италии университет заканчивают в 24–25, аспирантуру заканчивают в среднем в 28 лет, что, как мне кажется, сопоставимо с Россией. И мне кажется, что это слишком большой срок для подготовки их выхода на рынок труда.