Дмитрий Сахаров: «С Гомункулусом мы экономим человеческие жизни и здоровье»

Москва, 24.12.2014
Михаил Петров
В московской компании Bioclinicum разрабатывают электронные чипы, моделирующие работу внутренних органов, на которых можно проверять лекарства и косметику

Даниил Африн

Станция метро Кожуховская: с одной стороны жилой район с прочерченными параллелями улиц, с другой — одна из самых унылых промзон столицы. 10 минут ходьбы и мы на территории технопарка «Синтез», в самом углу которого приютилось небольшое здание компании Bioclinicum. За домом пустырь с тремя бездомными собаками и поломанным офисным стулом, а внутри несколько чистых и светлых комнат, в которых молодые биологи, химики и инженеры со всей Москвы разрабатывают своего Гомункулуса. Дмитрий Сахаров, директор компании Bioclinicum, рассказал, из чего сделан «Человек-на-чипе», как он поможет нам подобрать идеальное лечение и когда, наконец, оживет.

О названии

— Название проекта Homunculus предложил я. С латыни это переводится как «маленький человечек». Ну, нельзя сказать, что я специально сидел и думал — просто это витало в воздухе. Теперь и весь наш проект так называется, и товарный знак Homunculus мы зарегистрировали. Правда, европейцы не очень принимают это название: для них в этом слове традиционно много негативных оттенков.

О составе системы

— Гомункулус — это технология, объединяющая модели органов человека. Это самое короткое описание, которое мы смогли придумать. По сути, наша система состоит из двух частей: блока управления и сменного клеточного чипа. В чипе есть несколько ячеек, в которых живут клетки модельных органов, и соединяющие органы каналы, по которым циркулирует питательная среда и другие вещества. Каждая модель живет в своей луночке, но обменивается с соседями метаболитами, ростовыми факторами, микроРНК, гормонами и так далее. Получается, каждая ячейка чувствует соседнюю через циркуляцию всех этих веществ в системе. А блок управления — это фактически насос с электроникой, который задает такие параметры, как скорость циркуляции или температура чипа.

О боли

— Есть, наверное, вопросы биоэтического характера: мы все-таки пытаемся сделать модель человека, и если она будет достаточно совершенна, то Гомункулусу станет больно от тестирований. Например, если в нем будут соединены нейрональные клетки и клетки печени, а мы добавим в систему токсикант, то формально в системе может пройти болевой сигнал... Это такие философские размышления. Мы пока считаем, что нашему Гомункулусу не больно.

Об использующихся клетках

— Для печени, например, используем только два типа клеток, а всего мы используем около десяти. При этом мы берем раковые линии из клеточных банков: такие клетки только примерно на 85 % повторяют нормальные клетки, но зато они доступны по всему миру, очень хорошо описаны и везде идентичны. Поэтому в других лабораториях и компаниях могут проверить наши результаты.

О смоделированных органах

— Мы создали печень, кишечник, мозг, кожу, эндотелий сосудов. Ближайший шаг — это поджелудочная железа, почки и, наверное, жировая ткань. Это те, которые уже сейчас близки к реализации. А всего на первом этапе будет сделано 10–15 моделей органов и больше пока не нужно, потому что тогда будет очень сложно подобрать единую среду, в которой могли бы жить разные типы клеток.

О самом сложном органе

— Было тяжело сделать нейрональные клетки и клетки кишечника. В последних нужно было работать с монослоями. Делать их ровными и стараться, чтобы они не разрушались.

О том, как определить токсичность и эффективность лекарства

— Мы просто капаем в нашу систему какое-нибудь вещество, ждем некоторое время, а потом оцениваем безопасность и эффективность — например, по доли умерших клеток можно понять токсичность препарата. Но это только самый простой метод. Ведь в ходе эксперимента из ячейки можно забрать сами клетки или циркулирующие между ними вещества и провести дополнительные анализы. Посмотреть, что происходит с клетками на уровне секреции метаболитов, гормонов или микроРНК, как изменился фенотип клеток, насколько они в стрессе или страдают от нехватки кислорода, какие химические сигнальные каскады в них запущены. Все-все померить!

О микроРНК

— У микроРНК очень маленькая длина. Они состоят из 18–25 нуклеотидов, а в других типах РНК их, как минимум, несколько тысяч. Но из работ последних 3–5 лет понятно, что это такие маленькие регуляторы всего происходящего в человеческом организме. Они циркулируют в комплексе вместе со специфическими белками-аргонавтами и могут активизировать, либо, наоборот, блокировать разные процессы. Например, микроРНК может служить надежным маркером рака простаты: можно не брать у пациента биопсию, а ставить диагноз по анализу крови.

О преимуществах системы

— Мультиорганность и циркуляция — это основные преимущества нашей системы. Представьте, что мы тестируем препарат на клетках печени — они от него не страдают. Потом тестируем на клетках мозга: токсичность получается средняя, но допустимая. А потом мы объединяем все вместе и видим, что печень производит из этого препарата чрезвычайно токсичные для мозга метаболиты. Они живут всего несколько минут, но за это время успевают добраться до нейрональных клеток и убить их. Препарат нельзя выпускать на рынок. Но если бы мы тестировали все органы по отдельности, то мы бы никогда этого не заметили — вот зачем нужна мультиорганность и циркуляция. Еще одно преимущество нашей системы — это грамотные соотношения «ткань — жидкость». Потому что уже хорошо известно, какого размера у нас в среднем печень, какого почки и сколько через них протекает крови или лимфы. Мы стараемся этих соотношений придерживаться, а в других моделях иногда получается, что через печень в день циркулирует по 2000 литров крови.

О зарубежных исследованиях

— Мультиорганность, циркуляция и грамотное соотношение «жидкость — ткань» позволяют нам создавать достаточно адекватные модели, в которых мы сильно опережаем многих конкурентов. Наши приборы уже на рынке, и тут мы в хорошей ситуации. Но с 2012 года эту технологию очень активно разрабатывают в США в рамках программы Национального института здоровья (National Institute of Health), Агентства передовых оборонных исследовательских проектов DARPA и Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов FDA, на нее выделяют 5 миллиардов долларов. Крупные деньги даются и в Европе — здесь исследования органов-на-чипе входят в программу «Горизонт 2020» (Horizon 2020).

Об опытах на животных в фармацевтике

— Мы не претендуем на истину в последней инстанции. Мы не утверждаем, что заменим Гомункулусом все тесты косметических и лекарственных препаратов. Мы говорим, что это очень полезное и надежное дополнение существующих методик. Кроме того, мы немного меняем саму парадигму тестирования. Раньше считалось, что фармацевтические препараты, прошедшие доклинические исследования на животных, можно запускать в клинические исследования — они безопасны для человека. Но это не так. У тех же крыс или мышей может просто не оказаться рецепторов, на которые действует новый селективный препарат. Наша искусственная модель гораздо больше соответствует человеку и одновременно гораздо доступнее, чем тесты на приматах или живых людях.

Об опытах на животных в косметике

— Кроме того, в Европе с 2013 запрещены тесты in vivo, тесты на животных в косметологии. Остается только in vitro, только клеточные модели. В Европейский союз теперь нельзя продать любое косметическое средство, в котором хоть один ингредиент был испытан на животных, и не важно, где прошли испытания: в Германии, Индии или России. Кроме того, запущен процесс перехода на in vitro и в фарма-промышленности. У нас пока такого запрета нет, как нет и директивы специально включать испытания in vitro, но мы доказываем, что это необходимо. Думаю, скоро такие рекомендации появятся.

О предсказательной силе системы

— Гомункулус удобно использовать на этапе перебора сотен и тысяч лекарственных средств. Ведь тестируя новый препарат, мы можем не просто сказать, что он токсичен, но и изучить его молекулярный механизм действия и найти причины токсичности. Тогда исследователь скажет: «Окей, у меня есть модификант этого препарата, он запускает другие реакции», — и дальше можно проводить детальные исследования опять на Гомункулусе.

О персонализированной медицине

— У нас можно взять биопсию конкретного пациента и «полечить» эту ткань вне человека. То есть добавить разные препараты и посмотреть, какой из них будет наиболее эффективен для лечения.

О планах

— Сейчас мы постепенно добавляем органы, и через десять лет у нас в Гомункулусе будет и микробиота, и дыхание. А следующий шаг — это создание интегрированный платформы, на которой будут одновременно размещаться десятки чипов, а робот автоматически будет добавлять в них жидкость, препараты и снимать анализы. Запустил эксперимент, через несколько дней вернулся и смотришь, что там происходит.

О признаках живого

— Пока в нашей системе нет никакой модели симбиотических бактерий, но это не так важно. Мы, скажем так, моделируем процессы первого порядка — вот действует какая-нибудь гадость на печень, и совершенно неважно, какие у вас микробы в кишечнике или на поверхности кожи. Пока мы все упрощаем и до реального человека еще очень долго, но мы уже на много ступенек отошли от крыс и мышей. Когда у Гомункулуса появятся признаки живого? Это философский вопрос. Когда у нас будет 10–15 органов и чипы смогут передавать наследственную информацию, тогда можно будет подумать.

О продажах

— В этом году мы продали 17 приборов в Германию и 15 в Россию. Все это разные лаборатории — фармацевтические компании пока очень инертны. Но я бы не говорил, что приборы покупают для исследовательских работ. У каждого из них есть конкретное применение: на одних будут тестировать лекарства, на других экологические выбросы. То есть мы, по сути, не НИР. У нас есть производство, у нас есть уникальный инновационный продукт, у нас есть заказы.

О прибыли компании

— У нас есть гранты и есть продажи. Мы также выполняем исследования по договорам с нашими коллегами и партнерами. При этом мы не бюджетная организация и только около миллиона в месяц у нас уходит на арендные платежи. Поэтому если я не заработаю денег, то мне нечем будем платить зарплату и аренду — никто денег просто так нам не дает. Те же гранты я выигрываю невероятными усилиями. Ведь я ООО, а не крупный вуз вроде МГУ — нужно постоянно подтверждать свои компетенции. Но, к счастью, мы уже известны, успешно выполнили много проектов, и поддержка со стороны Минобрнауки или Минпрома у нас приличная.

О репутационных потерях в фармакологии

— С Гомункулусом мы экономим человеческие жизни и здоровье. Десятки раз бывало, что в первой фазе клинических испытаний у добровольцев проявлялись необратимые побочные эффекты исследуемого препарата, вплоть до летальных исходов. Кроме того, бывают случаи, когда препараты проходят клинические испытания, а уже на стадии маркетинга показывают свою токсичность. Вывести их с рынка стоит миллиарды долларов. Этих издержек на репутационные потери с Гомункулусом тоже можно избежать.

Об инженерах

— Все мальчики, наверное, любят копаться со станками. И я люблю после тяжелого дня прийти к инженерам. Так наговоришься за день, напишешься, а тут тебе дадут маленькое задание — сидишь, детальки на прессе обжимаешь и всю эту ересь понемногу забываешь.

Коллектив «БиоКлиникум»

Мы — нестандартная структура. Мы прошли путь от идеи и фундаментальной разработки до создания производства и внедрения технологий в реальный сектор экономики, что бывает очень редко. Обычно придумал один, разработал второй, прибыль получил третий. При этом мы прошли этот путь очень быстро, всего за шесть лет. Наша сила в том, что коллектив «БиоКлиникум» — это объединение инженеров, химиков, физиков, биологов, биоинформатиков. Такой cutting edge на стыке разных областей. Молекулярный биолог может придумать одно, а инженер ему скажет, что это невозможно и предложит иную практическую реализацию, будет найден компромисс. Плюс у нас очень молодой коллектив: сотрудников уже больше сорока, а средний возраст все равно меньше тридцати.

Об опыте руководителя

— Мне нравится создавать лабораторию, искать проекты, успешно выполнять их, строить производства. Человеку нужна работа, где ему будет интересно, и это именно она. А всякие негативные стороны вроде сбитого графика, недосыпа или постоянных звонков по телефону можно стерпеть.

Михаил Петров

Дмитрий Сахаров, директор компании Bioclinicum

Новости партнеров







Как столица помогает арендаторам

Почти 18 млрд рублей было выделено из бюджета Москвы в 2020 году на поддержку арендаторов городской недвижимости в связи с пандемией.

Запуск маркетплейса позволит ММК существенно нарастить онлайн-продажи

ПАО «Магнитогорский металлургический комбинат» планирует в начале 2021 года запустить собственный маркетплейс – электронную платформу, где покупатели смогут заказывать металлопрокат и метизы онлайн

Мировые эксперты представили достижения «Индустрии 4.0» на конференции по цифре

Мировые лидеры цифровой индустрии, ведущие университеты и научно-исследовательские центры представили на конференции достижения в области цифровизации и поделились опытом внедрения разработок в крупных транснациональных и отечественных промышленных компаниях

Аналитики данных захватывают рынок труда

В ближайшие пять лет одной из самым популярных вакансий станет специалист по обработке данных. В целом, для рынка это не новость, а вот для молодых специалистов, получивших образование совсем в других областях – большой вызов

Мясо вместо танков

Поставки российской сельскохозяйственной продукции за рубеж уже превысили доход от экспорта оборонно-промышленного комплекса. О том, как Россельхозбанк поддерживает это наступление, рассказывает первый зампред правления банка Ирина Жачкина

Живучий Honor для всей семьи

Производитель мобильных и носимых гаджетов Honor выводит на российский рынок новый смартфон Honor 10X Lite с блоком камер из четырех модулей и самой быстрой зарядкой, доступной в среднем ценовом сегменте. «Эксперт» разобрался в ключевых особенностях новинки и выяснил, почему стоит обратить внимание на новый смартфон.

«Векторы развития медицинского бизнеса. Быть первым: преимущество или испытание?»


Новости партнеров

Tоп

  1. Доллар упал до двухлетнего минимума
    Американская валюта падает на оптимизме, вызванном новостями о вакцине, и ожиданиях дальнейшего ослабления монетарной политики в США
  2. Шины покатились вниз
    Пандемия больно ударила по российскому рынку автомобильных шин. Доли российских производителей снижаются под натиском дешевого китайского импорта. Для выживания нашим игрокам надо осваивать новые технологии и пересматривать стратегию маркетинга
  3. ВМФ США устроил провокацию на Дальнем Востоке
Реклама