Биология в России: люди и открытия

Обычно, когда говорят о научных открытиях, особенно в биологии, имеют в виду хорошо финансируемые научные учреждения «первого мира», а о России если и вспоминают, то лишь в свете лучей былой славы. Переломим же этот тренд и расскажем, что не перевелись еще науки о жизни на земле русской! С патриотизмом в душе в хорошем смысле этого слова, в этом спецпроекте поговорим с нашими современниками — исследователями из России, изучающими основы жизни: от молекулярных биологов до зоологов и ботаников. Здесь вас ждет серия интервью — как текстовых, так и в форме научно-популярных фильмов, образующих серию «Суперлаба».

---

Спецпроект реализуется при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках инициативы «Десятилетие науки и технологий».

Партнер спецпроекта — компания BioinnLabs.

---

Министерство образования России активно содействует популяризации науки, поддерживает молодых исследователей и формирует передовую инфраструктуру для отечественных институтов и университетов.

«Десятилетие науки и технологий» — это масштабная государственная инициатива в России, проводимая с 2022 по 2031 год. Проект включает в себя комплекс инициатив, проектов и мероприятий. Все они направлены на усиление роли науки и технологий в решении важнейших задач развития общества и страны.

Компания BioinnLabs обеспечивает научно-исследовательские лаборатории высококачественными реагентами собственного производства и передовым оборудованием для биотехнологических и медицинских задач.

Пролог: что такое CAR-T и почему о них все говорят

Клетки адаптивной иммунной системы, как солдаты в армии, четко разделены по своим функциям: одни распознают патоген, другие уничтожают его: «Иммунитет: борьба с чужими и... своими» [1]. К сожалению, передача сигнала между «распознавателями» и «карателями» — процесс не слишком быстрый, и в некоторых случаях промедление в прямом смысле может быть смерти подобно. Дело в том, что передача сигнала от узнающих клеток к эффекторным клеткам зависит от процесса презентации антигена, в ходе которого специальные клетки, столкнувшиеся с патогеном, предъявляют кусочки его белков клеткам-карателям в комплексе с молекулами главного комплекса гистосовместимости. Без такой сложной передачи из «рук в руки» мотор адаптивного иммунитета не заводится. К сожалению, слишком много времени на сложный процесс презентации антигена тратится и в раковых опухолях, где исполнению приказа по распознаванию и уничтожению врага мешает еще и сама иммуносупрессивная опухолевая среда.

В конце прошлого века человечество сделало шаг, который природа до него не сделала — создало иммунные клетки, которые и распознают злокачественные клетки, и одновременно уничтожают их. Суперспособность эта обусловлена тем, что эти иммунные клетки несут на своей поверхности синтетическую белковую молекулу, которая распознает опухолевый антиген и запускает каскад реакций, мобилизующих клетку в цитотоксического киллера. Этот искусственный рецептор сокращенно называют CAR (от chimeric antigen receptor — химерный антигенный рецептор). Можно сказать, что в составе CAR объединены свойства T- и B-клеток: B-клеточная часть отвечает за распознавание антигена, а T-клеточная — за дальнейший каскад реакций, ведущий к цитотоксическому ответу (рис. 1) [2].

Применение CAR произвело настоящий бум в онкологии, точнее, в терапии онкогематологических заболеваний (раков крови). На данный момент все одобренные терапии, связанные с CAR, основаны на T-клетках, экспрессирующих заветный рецептор. Вкратце стратегия лечения с помощью CAR-T выглядит так: у пациента забирают его собственные здоровые T-клетки; с помощью вируса доставляют в них ген, кодирующий CAR; отбирают трансдуцированнные клетки и размножают; после чего вводят назад пациенту (рис. 2). Несмотря на возможные тяжелые побочные эффекты, такие как синдром выброса цитокинов и нейротоксичность, несколько CAR-T-препаратов были одобрены FDA, а совсем недавно CAR-T-терапия пришла и в Россию (см.: «CAR-T по-русски, или как собрать экипаж и „доехать“ до открытия» [3]). По последним данным, CAR-T-клетки, нацеленные против злокачественных клеток, могут циркулировать в кровотоке пациента и спустя десять лет после инфузии — потрясающий успех для противораковой терапии [4]!

Первоначально CAR-T начали применять в лечении онкогематологических заболеваний. К сожалению, оглушительный успех CAR-T в онкогематологии в сóлидных опухолях пока повторить не удалось, хотя ученые готовят множество разработок на эту тему. Причин тому масса. Прежде всего, атаковать отдельно плавающие клетки в случае гематологических заболеваний гораздо проще, чем в случае плотных образований из злокачественных клеток. Также среди причин — уже упоминавшаяся опухолевая микросреда, которая «давит» цитотоксические свойства CAR-T-клеток, которые вообще сумели в нее пройти: «Опухолевые разговоры, или Роль микроокружения в развитии рака» [5]. Еще одна проблема — антигенное ускользание: CAR-T-клетки просто-напросто не могут добраться до антигенов-мишеней из-за того, что опухоль их спрятала или перестала экспрессировать. Кроме того, CAR-T-клетки зачастую быстро погибают в организме пациента.

Как же быть? Один из возможных путей — экспрессия CAR в других иммунных клетках, например, в естественных киллерах (NK-клетках, от natural killer). Эти клетки врожденного иммунитета, предназначенные для уничтожения злокачественных и инфицированных вирусами клеток, в теории могут быть хорошей альтернативой там, где T-клетки бессильны. Но так ли они хороши? Чтобы понять, как обстоят дела с CAR-NK-терапией, мы («Биомолекула» — БМ) обратились к пионеру этой области в России — Сергею Викторовичу Кулемзину (СК), кандидату биологических наук, заведующему Лабораторией биосенсорных технологий Института медицины и медицинских технологий НГУ.

О пути в науке

БМ: Я хотела бы начать с вашей биографии. Как вы вообще пришли в науку? Это было со школы или со студенчества?

СК: Это совершенно скучная история, потому что я выбирал, куда поступать, методом исключения. Я считал, что нужно учиться в университете — сам не знаю, почему. К гуманитарным специальностям у меня склонности не было. Физику, наверное, я бы не потянул просто — для меня это сложно. Методом исключения получалась биология или химия: в Новосибирском университете факультет естественных наук — общий для биологов и химиков. Я немножко больше тяготел к химии, но потом почти случайно поступил на биологическое отделение, хотя особых склонностей к биологии прямо с детства у меня не было.

БМ: Как я понимаю, вы начинали с фундаментальной иммунологии?

СК: Да. Я пришел делать диплом в лабораторию Александра Владимировича Таранина. Он очень крутой, и в то время, как раз за несколько лет до моего прихода в лабораторию, путем анализа свежеполученных данных секвенирования генома человека, он обнаружил и описал новое семейство рецепторов. Параллельно он и еще несколько людей за рубежом это сделали — статьи вышли с разницей буквально в несколько месяцев. И я присоединился к изучению одного из этих рецепторов, про который лишь на основе данных секвенирования, по гомологии, предполагалось участие в работе иммунной системы [6–8].

На дипломе я пытался понять, что этот рецептор делает. Этого мы так и не поняли, но заметили повышение экспрессии у больных ВИЧ в запущенной стадии. У нас появилась идея, что это может быть связано с истощением иммунной системы.

Кандидатская диссертация [9] тоже была посвящена уже двум рецепторам этого же семейства. Это была очень фундаментальная иммунология — попытки анализа функций этих рецепторов.

БМ: Но, тем не менее, сейчас вы и ваша лаборатория исследуете скорее вопросы клеточной терапии. Иными словами, переключились с фундаментальной науки на прикладную.

СК: Да, наверное, это ближе сейчас к термину «трансляционное исследование» , потому что фундаментальными работами мы уже почти не занимаемся. Это связано с тем, что когда-то не только я, но и многие мои коллеги ощутили, что нам хочется приблизиться к реальной жизни. Фундаментальная наука — это здорово, но увидеть результат своей работы на практике — это совсем другой уровень.

Что это такое, можно прочитать в нашем материале «Трансляционные исследования в нейробиологии» [10].

БМ: Значит, поворотного момента или исследования, которое бы изменило ваше представление, не было? Просто вы осознали, что хотите видеть результат своей работы?

СК: Незадолго до того наш коллега Андрей Александрович Горчаков вернулся из-за рубежа, где занимался еще более фундаментальными вопросами — дозовой компенсацие на моделях дрозофилы. И, видимо, ему настолько надоели фундаментальные вещи, что он прямо ворвался с идеей делать что-то максимально практически значимое.

Терапия онкологических заболеваний выглядела очень далекой от наших работ тех лет, но зато была очень практически значимой. Правда, тут надо сказать, что бóльшая часть молекулярно-биологического инструментария, методов мокрой работы для нас уже были понятны. Дело в том, что, изучая функции только что открытых рецепторов иммунной системы, мы делали примерно то же, что необходимо для работы с CAR — химерными антигенными рецепторами (рис. 1).

Выглядит это так: вы делаете какую-то рекомбинантную конструкцию, вставляете ее в клетки, проверяете, что она экспрессируется, смотрите сигналинг от нее и как клетки иммунной системы активируются, как проходят цитотоксические реакции (рис. 3) [11]. По сути дела, все то же самое используется для изучения функций новых рецепторов. Иными словами, с фундаментальной науки на трансляционную мы переключились практически бесшовно.

CAR-T и их модификации

БМ: Сейчас я хотела бы задать вам несколько технических вопросов для продвинутых читателей, которые уже хорошо знакомы с тематикой химерных антигенных рецепторов и видели наше интервью с другим специалистом в этой области — Аполлинарией Боголюбовой-Кузнецовой [3]. Насколько я знаю, ваша группа разработала альтернативный химерный антигенный рецептор, где вместо ScFv используется фибронектиновый домен третьего типа (Fn3) [12]. Почему вы выбрали именно его?

СК: Честно говоря, сейчас мы эти работы не продолжаем, сосредоточившись-таки на химерных антигенных рецепторах на основе классических ScFv (поколения CAR на основе ScFv представлены на рис. 4) и на основе антител от верблюдовых . Почему тогда мы выбрали фибронектин? Дело в том, что 10 лет назад казалось, что очень важно увеличивать специфичность химерного антигенного рецептора все больше, больше и больше, и получить не просто биспецифичный, а триспецифичный или тетраспецифичный CAR.

Подробно о том, чем уникальны верблюжьи антитела и как они могут найти применение в онкологии, читайте в нашем материале [13].

Сейчас (впрочем, это было понятно и ранее) мы видим из практики, что на основе ScFv сложнее делать полиспецифичные CAR. В клинических испытаниях уже есть и триспецифичные химерные антигенные рецепторы, но сделать в составе одной молекулы три ScFv — очень непросто. А фибронектиновые домены привлекательны тем, что это один домен, а не два, как в составе ScFv, а потому они друг с дружкой не путаются, хорошо укладываются и термостабильны (рис. 5). Иными словами, все выглядело так, что делать полиспецифичные CAR на фибронектиновых доменах будет очень правильно.

Поэтому мы начали с этим экспериментировать и смотреть, как будут такие CAR работать [12]. Но значительная часть полученных нами данных не опубликована, потому что она оказалась несколько разочаровывающей. Оказалось, что фибронектиновые домены гетеродемеризуются между собой — а потому биспецифичный CAR пребывает в состоянии постоянного тонического («паразитного») сигналинга. Поэтому мы лет восемь или семь назад отказались все-таки от тематики Fn3-CAR, хотя поначалу она казалась очень привлекательной.

БМ: Но сейчас вы активно занимаетесь CAR-NK [14], [15]. Где сейчас, на ваш взгляд, самое слабое звено в CAR-NK, именно в самом конструкте? Что следовало бы улучшить в CAR-NK в первую очередь?

Основы биологии NK-клеток, их способы убийства злокачественных и инфицированных клеток подробно разобраны в нашей статье «Прирожденные убийцы: NK-клеточная терапия» [16].

СК: Принципиально вся область CAR-NK делится на два больших направления. Первое — это использование иммортализованных (по сути, раковых) линий NК-клеток (прежде всего, NK-92) для получения CAR-NK — такие клетки бесконечно делятся, а потому на них можно провести сколько угодно раундов генетической инженерии и наработать тысячелитровый реактор, чтобы получить ВТЛП (высокотехнологичный лекарственный препарат) на 100 или 500 пациентов. Второе направление — это CAR-NK на основе первичных NK-клеток.

У каждого из этих направлений есть плюсы и минусы, но, если говорить честно, оба сейчас не в лучшей форме. Какая проблема у «линейных» CAR-NK? Они опухолевые, но не можем же мы вводить пациенту настоящий «злой рак»! Поэтому перед введением пациенту их необходимо облучить — так они становятся безопасными; но слабое место в том, что они начинают экспрессировать на поверхности стрессовые маркеры — а потому уничтожаются макрофагами пациента. В одной из публикаций было показано, что в периферической крови такие CAR-NK клетки не удается обнаружить уже через час после введения. Ну и откуда в этом случае терапевтический эффект? Мы столкнулись с этим же на мышах: терапевтический эффект облученных CAR-NK существенно слабее, чем ожидалось.

Поэтому необходимо уметь выключать пролиферацию опухолевой клетки абсолютно надежно, но без облучения. Возможно, тут помогут ауксотрофные мутации, гарантирующие отсутствие деления CAR-NK в организме пациента, — но в реакторе мы их можем растить в присутствии определенных веществ. Таким образом, мы должны быть уверены, что они вроде бы и живые, и функциональные, без стресс-маркеров, но в то же время не опасны. Пока этот этап не будет пройден, линейные CAR-NK-клетки, несмотря на существующие стартапы и клинические испытания, не выглядят перспективными.

А второе направление — первичные CAR-NK-клетки — сопряжено чисто с производственными сложностями. В отличие от Т-лимфоцитов, NK-клетки гораздо хуже переносят вирусную трансдукцию, и их очень трудно «разводить» в большом реакторе, а также замораживать и размораживать. Тем не менее, этим направлением занимаются. В России есть несколько команд, которые активно работают с CAR-NK-клетками, и, наверное, в перспективе будут какие-то терапевтические клеточные продукты.

Так что основной вывод, который мы сделали: NK-клетки — это не супер-убийцы, как пишут в учебниках по иммунологии, такие вот Рэмбо среди клеток, которые молча придут и уничтожат все опухоли и инфекции. У нас была смешная проблема: сложно сравнивать CAR-NK-клетки с NK-клетками, тоже мощно убивающими опухоль. Нужно было подобрать условия теста, чтобы фоновая цитотоксичность от обычных NK-клеток не зашкаливала. Так что NK-клетки — инструменты интересные, но с точки зрения масштабного производства очень непростые.

В этом свете закрадываются не очень хорошие вопросы: а точно ли это нужно? Точно ли NK-клетки как терапевтические агенты лучше, чем Т-клетки? Ответ на этот вопрос пока не совсем очевиден. В этом направлении совершенно точно нужно работать, однако сегодня сказать, что CAR-NK-клетки — это будущее, а CAR-T нужно выбросить, нельзя.

БМ: Еще один вопрос по поводу CAR-NK. Я так понимаю, что вы — первая группа в России, которая начала этим заниматься. Каково это было — начать с нуля развивать эту область первыми стране? Начиная с клеточных линий, которые, наверное, было непросто выписать и начать культивировать.

СК: Честно говоря, все было непросто, но нам много помогали. Кто-то помогал с закупкой линий, потому что этот вопрос действительно непростой. Кто-то консультировал, как лучше культивировать клетки. Очень помогли Александр Васильевич Филатов и Владимир Анатольевич Кальсин из Москвы. Мы тоже очень активно общались друг с другом, пытаясь разобраться.

Если уж совсем начинать фантазировать, то, наверное, будет круто делать in vivo-трансдукцию NK-клеток, совместить вот эти два самых хайповых подхода. Ресторан пиццы и суши под одной крышей, образно выражаясь. Не мучить, не выделять, не пытаться с какими-то жуткими сложностями проводить их экспансию. Если их прямо в той нише, где они сидят, деликатно трансдуцировать и «внушать» им новую специфичность, здесь, может быть, эффективность станет сильно выше, и такой инструмент будет уже гораздо более клинически востребован.

БМ: Когда я готовилась к интервью, я нашла в ваших работах такую разработку, как ECAR-NK — CAR-NK-клетки, которые попутно блокируют сигнал «не ешь меня» в опухолевых клетках.

СК: Да. Люди, работающие в клеточной терапии, несколько незаслуженно обделяют вниманием макрофаги — а они чрезвычайно важны для противоопухолевого иммунного ответа. Но про них часто вспоминают только в контексте негативных эффектов.

Мы знаем, что определенные подтипы макрофагов способствуют формированию иммуносупрессивного опухолевого микроокружения, и есть подходы, как их уничтожать. Но, тем не менее, макрофаги могут вести себя очень по-разному, и нам показалось, что если их активировать в зоне опухоли, то они помогут введенным CAR-клеткам уничтожать опухоль. Мы заставили CAR-NK клетки выделять антитело, блокирующее ось CD47-SIRPa, что активирует «проходящие мимо» макрофаги и «натравливает» их на опухолевые клетки [18].

В пробирке это работает прямо здорово, но мы опять уперлись в то, что лучше бы работать с первичными NK-клетками, а не с линейными, потому что линейные NK-клетки слишком мало живут в организме (хотя бессмертны в культуре), а потому в экспериментах на животных мы не увидели хорошего эффекта от этой ECAR-NK-платформы. Я думаю, когда методика первичных NK-клеток будет отлажена, можно будет снова попробовать активацию фагоцитов, потому что макрофаги — очень сильные клетки, и их потенциал, бесспорно, стоит вовлекать в противоопухолевый иммунный ответ.

БМ: Я правильно понимаю, что пока этот подход в замороженном состоянии?

СК: Да. Сейчас эти работы стоят на паузе, но мы про них помним и, может быть, в какой-то момент реанимируем.

БМ: Я хотела бы затронуть слабое место CAR-T-терапии — сóлидные опухоли. Шесть лет назад вы опубликовали обзор по CAR-T-терапии рака простаты [19] и обозначили несколько основных проблем, которые ограничивают применение CAR-T при этих опухолях: иммуносупрессивное действие опухолевого микроокружения, антигенное ускользание и другие. Какие из этих проблем в итоге удалось решить?

СК: В опухолях предстательной железы мы оказались совершенно случайно, потому что, когда начали заниматься в 2015 году CAR-T-тематикой, мы были совсем биологи-биологи, ничего в медицине не понимали.

Мы обратились к одному клиницисту и спросили, в каком направлении двигаться, где CAR-T больше всего нужны. Он посоветовал обратить внимание на метастазирующий рак предстательной железы, так как пациентов с ним очень много. И мы стали двигаться в этом направлении, стали заниматься маркером рака предстательной железы — белком PSMA. В мировой практике терапия рака предстательной железы идет очень плохо.

На момент написания того обзора мы пытались понять, какие есть проблемы и пути их преодоления [19]. Стало ясно, что эффективности в терапии нет. С того момента, как мы начали этим заниматься в 2015–2016 годах, за 10 лет прогресса почти не произошло: эффективность терапии как была, так и осталась крайне низкой, и причин тому масса — это и антигенное ускользание, и плохая персистенция CAR-T-клеток. Данные все еще абсолютно удручающие. CAR-T-терапия рака при солидных опухолях пока не заработала, за минимальными исключениями. Если, например, в области рака кишечника, рака желудка, нейробластомы какие-то подвижки есть, то рак предстательной железы CAR-T-клетками нормально не лечится до сих пор. Если сейчас садиться писать такой обзор, там будут подняты все те же вопросы, и все так же их решения нет. Сейчас не очень понятно, в какую сторону двигаться.

БМ: В целом, как вы оцениваете будущее терапии солидных опухолей с помощью CAR-клеток? Может быть, не CAR-T, а что-то еще? Может быть, CAR-макрофаги?

СК: Исторически CAR-T-клетки начали применяться для онкогематологических заболеваний. Можно сказать, что в случае этих болезней изолированная от остальной иммунной системы работа CAR-T-клеток оказывается эффективной и достаточной. Этот же подход решили механически транслировать на солидные опухоли — а когда он оказался неэффективным, решили клетки «прокачивать» — так появились armoured другие модифицированные CAR-T (рис. 6) [20]. Но, по-видимому, CAR-T-клеткам просто не выстоять один на один против солидных опухолей. Тут явно необходимы дополнительные действия — например, надо «подогревать» опухоль при помощи какой-то вакцинации, воздействовать онколитическими вирусами. Важно комбинировать подходы.

БМ: По поводу комбинации онколитических вирусов и CAR-T-клеток. Есть ли тут подвижки хотя бы in vitro?

СК: В зарубежной литературе есть интересные результаты [21]. Мы немного в этой области тоже поработали с коллегами из «Вектора». Но тут проблема в том, что нужно гораздо больше ресурсов. Если мы пытаемся создать модель опухоли для проверки эффективности CAR-T, нам нужны иммунодефицитные мыши, чтобы мы могли нормально ввести в них человеческую опухоль. Если мы говорим о терапии вирусами, то нам, наоборот, необходимо, чтобы у мыши была иммунная система — возникает противоречие. Разрешить его можно при помощи очень сложных и очень дорогих моделей с гуманизированными мышами, когда иммунная система есть, но она человеческая, и тогда можно спокойно оценивать и эффективность CAR-T, и работу вируса. Это очень важно, это интересно, это надо изучать, но это требует, конечно, совершенно колоссальных ресурсов для создания животных моделей.

БМ: Создается впечатление, что сейчас модно заниматься CAR-T в контексте аутоиммунных заболеваний, в том числе системной красной волчанки, склеродермии и прочих. Как вы оцениваете эту область? Стоит ли пациентам идти на такой риск? Одно дело — злокачественное заболевание, где пациент уже в таком состоянии, что почти на все согласен. А с аутоиммунными заболеваниями люди могут жить годами. Может быть, не очень хорошо, но всt-таки жить.

СК: Это классный и интересный вопрос. Мы работаем вместе с ревматологами из Института лимфологии, части ИЦиГа, которые как раз-таки исследуют перспективы CAR-T-терапии для аутоиммунных заболеваний. Во-первых, есть пациенты со сложными аутоиммунными состояниями, когда стандартные подходы неэффективны. Ну и, кроме того, нужно немного пересмотреть саму конструкцию CAR-T-клеток. По-видимому, перспективы тут очень хорошие, просто нужно доработать CAR-T в сторону повышения безопасности.

БМ: Как вы оцениваете, где нас ждет светлое будущее? Стоит ли заниматься этим направлением?

СК: Конечно, этим точно стоит заниматься. Это уже не предположения или фантазии. Мы видим данные зарубежных клинических испытаний, которые показывают достижение безмедикаментозной ремиссии у пациентов с аутоиммунными заболеваниями. Я сам не клиницист, но, насколько я понимаю из общения с коллегами, изучения литературы, значительной сложностью в терапии аутоиммунных заболеваний является то, что необходимо проводить селективную, таргетную, но все равно хроническую иммуносупрессию человека. Это приводит к тому, что достоверно повышается риск инфекционных заболеваний. В случае использования CAR-T-клеток, если достигается безмедикаментозная ремиссия, когда разом проводится деплеция B-лимфоцитов, после этого пациент восстанавливает B-лимфоцитарное звено, и ему не требуется никакая терапия, и он спокойно живет дальше — без аутоиммунного заболевания. Вот это очень привлекательно.

БМ: Как вы считаете, в России такие испытания могут начаться в ближайшем будущем ?

В России активно ведется разработка инновационных лекарственных препаратов. Так, недавно компания BIOCAD в коллаборации с российскими исследователями разработала селективный иммунодепрессант сенипрутуг (торговое наименование — Трибувиа^®) — препарат от болезни Бехтерева (анкилозирующего спондилита). Он избирательно воздействует на аутологичные T-клетки, экспрессирующие маркер TRBV9 и разрушающие суставы. Химически сенипрутуг представляет собой рекомбинантное гуманизированное моноклональное антитело: «Работа над ошибками адаптивного иммунитета: новый подход к лечению болезни Бехтерева» [22].

СК: Я совершенно уверен, что они начнутся. Я знаю, что несколько команд в России работают над этим. И совершенно точно в обозримой перспективе будут испытания таких продуктов.

Я думаю, что это станет через какое-то время совершенно стандартной терапией для определенных групп пациентов. Конечно, не все пациенты с аутоиммунными заболеваниями будут направляться на CAR-T-клеточную терапию, но, по-видимому, появятся клинические рекомендации, определяющие, каким пациентам это показано. И, конечно, мы сильно надеемся, что при помощи CAR-T можно будет «выключить» только аутоиммунные клетки. Уже есть доклинические данные, которые позволяют рассчитывать на такой подход в отношении некоторых заболеваний.

БМ: Вообще, в целом, как вы считаете, почему в плане CAR-T-терапии Россия так сильно отстает от США, от Китая?

СК: С США, наверное, трудно сравнивать. Все-таки количество групп, которые занимались клеточной терапией, там и у нас различается очень сильно, по финансированию разница еще сильнее. Поэтому тут-то все объяснимо.

Если говорить про отставание от Китая, то там применяют очень интересный и, как мне кажется, продуктивный подход. Когда у них начала развиваться область CAR-T, она практически не регулировалась. Буквально любой госпиталь мог запустить свое исследование CAR-T-клеток — часто это были копии западных решений, но иногда это было что-то очень эксцентричное. Естественно, это несет риски, и очень ощутимые (как показали данные последних месяцев, на данный момент в 2026 году в Китае от побочных эффектов генной терапии скончались три пациента — БМ). В каких-то случаях терапия оказывалась неэффективна, в других случаях, возможно, была не задокументированная токсичность. Минусы, безусловно, у этого подхода были очень существенные.

Но к плюсам можно отнести то, что это позволило им очень резко развиться, запуститься и получить бесценный опыт в этой области. Сейчас уже все у них цивилизованно регулируется, и законодательство достаточно строго контролирует исследования и производство. Но к тому моменту, когда это подоспело, уже оказалось, что у медиков накоплен большой клинический и производственный опыт, разработчики поняли, что, скажем, не надо делать странные CAR-T с четырьмя распознающими доменами. И вот сейчас появляются случаи, когда ключевые западные компании лицензируют или покупают технологии, с нуля разработанные в Китае.

Иными словами, сейчас возникает обратная ситуация. Если десять лет назад китайцы копировали что-то западное, то сейчас спокойно может огромная западная компания прийти, лицензировать, купить какую-то разработку в Китае, потому что разработки стали получаться абсолютно качественными, новыми, инновационными, эффективными. Я это связываю именно с тем, что у них была возможность резко развиться таким взрывным путем в тесной связке с клиникой.

Если вы начнете анализировать литературу, то найдете кучу статей, где на мышах показано все больше и больше улучшений. Допустим, возьмем статью 2015 года. Ее авторы описывают улучшенный вариант CAR-T. Потом через два года у этой же команды выйдет новая публикация, они скажут, что все еще сильнее улучшили, мыши выздоравливают уже из совсем безвыходных состояний, все здоровые, румяные, шерстяные. Но на деле — смотришь, а за 5–7 лет ничего из этого в клинику и не переходит.

Очень сильный разрыв между разработкой, между животными моделями и применениями в клинике, в Китае был сокращен за счет стадии «дикого запада» (точнее, «дикого востока»), когда действительно удалось сильно сократить время между лабораторными разработками и внедрением в клиническую практику. За счет этого, видимо, так сильно там все и развивается. Но у нас в стране вроде бы тоже есть подвижки в этой области.

БМ: Недавно на «Биомолекуле» вышло большое интервью с Аполлинарией Боголюбовой-Кузнецовой [3], под руководством которой CAR-T в России выходят из разработки в клиническую практику. Взаимодействуете ли вы с ее лабораторией?

СК: Да, мы с Аполлинарией в хороших отношениях. Активных совместных работ у нас не ведется, но мы общаемся, взаимодействуем, где-то немного друг друга выручаем расходными материалами или советуемся друг с другом. Я думаю, у нас в России в CAR-T области, вообще все со всеми взаимодействуют, потому что сообщество небольшое, тематика очень непростая, и люди абсолютно откровенно обсуждают, у кого что получилось или не получилось, куда надо двигаться. Мне кажется, это нас сильно выручает.

БМ: А международные коллаборации у вас сохранились?

СК: Если говорить про активную научную разработку, то в основном мы взаимодействуем внутри страны. Эта область требует очень тесного контакта. К сожалению, как в биоинформатике тут невозможно просто по переписке вести исследования. Тут нужно постоянно туда-сюда ездить, обмениваться материалом. Поэтому международного сотрудничества у нас сейчас нет.

Пандемия COVID-19: достижения и уроки

БМ: Я хотела бы сделать небольшое отступление от темы CAR-T. Давайте поговорим про ваши работы, связанные с COVID. Насколько я знаю, во времена пандемии ваша лаборатория не осталась в стороне, и вы занимались B-клеточным иммунитетом. Понятно, что обстоятельства были довольно шоковыми, но вам же удалось получить важные результаты?

СК: Эти работы координировал Александр Владимирович Таранин, наш учитель в области иммунологии. Летом 2020 года мы получили нейтрализующие человеческие антитела к SARS-CoV-2. Полностью человеческие, моноклональные, причем не одно, а панель из 23 антител. Это было очень круто. Тогда были счастливые времена, когда был только уханьский штамм. Мы проверили на вирусных частицах, и там была нейтрализация шикарная. А дальше началась сложная и долгая история с доклиническими исследованиями этих антител [14], [23].

И получилось так, что, когда доклиника закончилась, COVID с повестки дня уже пропал. Но все равно мы разработали метод, позволяющий получать полностью человеческие моноклональные антитела к белковому антигену патогена, причем делать это за очень короткий срок. Мы получили первую партию крови в 20-х числах апреля 2020 года, вторую — в 20-х числах мая, а антитела получили уже в июле. Судите сами: буквально за несколько месяцев можно к новому зловещему патогену X получить нейтрализующие антитела. Обнадеживает, что можно так быстро делать антитела к новым вирусам и другим патогенам, если они будут снова сваливаться.

Есть еще вот какой интересный аспект этой работы. Кроме ИМКБ СО РАН, участвовали и многие другие исследователи — был такой всеобщий энтузиазм, совершенно неподдельный. Мы делали эту работу с коллегами из Федерального научно-клинического центра ФМБА; из Института иммунологии ФМБА; из Института молекулярной биологии им. В. А. Энгельгардта; из Института гриппа; коллеги из Первого питерского меда подключались, из ФИЦ ФТМ в Новосибирске, чуть позже коллеги из ИЦиГ подключились в части животных моделей. Куча организаций была задействована. И это все было неформально: моментально люди созванивались, пересылали друг другу материал, работали круглые сутки, и все были очень воодушевлены. Это ощущение, что ты делаешь что-то важное и значимое, а понимание, что все надо сделать очень быстро, очень всех объединяло.

Как вы помните, в начале COVID были большие сложности с логистикой, и мы обратились через знакомых к одному из руководителей авиакомпании S7 — попросили срочно доставить материал от переболевших из Москвы в Новосибирск. И, на удивление, вы представляете, авиакомпания мгновенно согласилась, и нам приехала на холоду первая партия крови от пациентов, которых только-только начали в Москве выписывать из больниц — а в Новосибирске на тот момент еще почти не было переболевших. Все объединялись, помогали и выручали — это был очень воодушевляющий опыт.

БМ: Но в целом, если, не дай Бог, какой-то еще новый патоген объявится, есть уверенность, что можно получить моноклональные нейтрализующие антитела?

СК: Да, сейчас эта платформа вполне рабочая. Единственное, что потребуется — последовательность поверхностного белка, который нужно нейтрализовать антителами. Этот белок синтезируют, пометят, затем при помощи сортировки антигенспефицичных B-лимфоцитов получают индивидуальные B-клеточные клоны, они секвенируются, дальше клонирование, наработка рекомбинантных антител, и можно проверять их свойства. При современных методах это все происходит очень быстро. Все этапы отлажены и уже не представляют технологических чудес. Поэтому приятно, что эта возможность есть, можно ее иметь в голове на черный день.

Как живет наука в новосибирском Академгородке

БМ: Я хотела бы немного отойти от науки и поспрашивать, как живет ваша лаборатория, как она устроена. Я сама никогда не была ни в Новосибирске, ни в Академгородке. Расскажите, в какой среде вы обитаете!

СК: Академгородок, действительно, место совершенно уникальное, потому что в Москве научных институтов, безусловно, больше, но у нас они собраны очень близко, и все очень хорошо контактируют — на уровне горизонтальных связей. Если вы запускаете какой-то эксперимент, заглядываете в морозилку и вдруг с ужасом видите, что у вас нет нужных антител, вы можете прямо из шлепанцах пройти в институт через дорогу и занять антител у коллеги — дело пяти минут. Это, конечно, смешной пример с антителами, но, когда реактивы идут по несколько месяцев, возможность что-то где-то занять очень важна.

Новосибирск — это такой тихий центр биотехнологии. Здесь располагается компания «БИОССЕТ», например, которая с давних пор производит синтезаторы нуклеотидов и снабжает ими лаборатории по всей России. В Новосибирске есть компании, производящие расходные материалы, диагностические наборы. Допустим, вы понимаете, что вам нужен какой-нибудь бифункциональный реагент — например, пришить флуорофор к белку. Вы вспоминаете, к кому можно обратиться с этим вопросом, просите коллег, и вот оказывается, что уже есть люди, готовые подключиться к вашей работе.

Такая «матричная среда» в Академгородке доведена до совершенства. Можно до обеда сколлаборироваться с несколькими институтами, чтобы решить какую-то проблему.

БМ: Что изменилось в работе вашей лаборатории в 2022 году?

СК: Последствия есть и сейчас, например, мы постоянно перебираем китайскую расходку.

Тут, кстати, надо сказать два слова про совершенно замечательных отзывчивых российских поставщиков, снабжающих расходкой и реактивами. У нас возможна такая практика: можно кому-то в нерабочее время, скажем, в 22 часа позвонить и сказать: выручай, завтра в 8 утра нужно вот такую вещь сделать, пожалуйста, дай пробник реактива. И люди отзываются, выручают, помогают.

Мы постоянно мониторим разные китайские решения. Надо сразу сказать, что полностью переключиться на все китайские приборы и расходку не получается — часть компонентов там просто не производят. Что-то начали производить в России, решения, позволяющие получить результат быстро и за вполне разумные деньги. Но, конечно, что-то не купишь ни у нас, ни в Китае, и тогда начнутся рискованные обходные пути, таможня, сроки, терморежим.

Я думаю, что большинство людей так или иначе учитывает это при планировании экспериментов. Часто приходится ориентироваться даже не на стоимость, а просто на доступность реактивов, что может повлиять уже на качество исследований. Но — как есть, так и есть. Реальность вносит свои коррективы.

БМ: Я хотела бы задать последний вопрос для читателей, которые еще учатся или заканчивают вузы и хотят заниматься передовыми направлениями в терапии рака. Куда лучше идти, в фундаментальную науку или сразу в биотех? Что бы вы посоветовали?

СК: Наверное, так как я сам вырос из фундаментальной науки, мне правильнее кажется начать дорогу с мокрой фундаментальной лаборатории с ее бесконечными неполучающимися блотами до ночи, а оттуда уже дальше в биотех. Очень важно, чтобы приходили исследователи и с исходно медицинским образованием — они не дадут придумывать какую-то нереальную дичь и принимать клинически неверные решения. А главное, укажут на важную медицинскую проблему, которая пока только ждет своего решения.

Литература

1. Иммунитет: борьба с чужими и… своими;
2. Mackenzie M. Honikel, Scott H. Olejniczak. (2022). Co-Stimulatory Receptor Signaling in CAR-T Cells. Biomolecules. 12, 1303;
3. CAR-T по-русски, или как собрать экипаж и «доехать» до открытия;
4. Luca Paruzzo, Emeline R. Chong, Elise A. Chong, Zhixuan Zheng, Puneeth Guruprasad, et. al.. (2026). Decade-long persistence of CD19 CAR T cells in B cell lymphomas. Nat Med;
5. Опухолевые разговоры, или Роль микроокружения в развитии рака;
6. T. Santiago, S. V. Kulemzin, E. S. Reshetnikova, N. A. Chikaev, O. Y. Volkova, et. al.. (2011). FCRLA is a resident endoplasmic reticulum protein that associates with intracellular Igs, IgM, IgG and IgA. International Immunology. 23, 43-53;
7. Sergey V. Kulemzin, Alina Y. Zamoshnikova, Mariya Y. Yurchenko, Nazarii Y. Vitak, Alexander M. Najakshin, et. al.. (2011). FCRL6 receptor: Expression and associated proteins. Immunology Letters. 134, 174-182;
8. Sergey Kulemzin, Nikolai Chikaev, Olga Volkova, Evdokiya Reshetnikova, Alexander Taranin, et. al.. (2013). Characterization of human FCRLA isoforms. Immunology Letters. 152, 153-158;
9. Кулемзин С. В. Функциональный анализ лимфоцитарных белков человека FCRLA и FCRL6: дис. ... канд. биол. наук. — Новосибирск, 2014. — 94 с.;
10. Трансляционные исследования в нейробиологии;
11. Carrie Arnold. (2024). Autoimmune disease is the next frontier for CAR T cell therapy. Nat Med. 30, 6-9;
12. Sergey V. Kulemzin, Andrey A. Gorchakov, Anton N. Chikaev, Valeriya V. Kuznetsova, Olga Y. Volkova, et. al.. (2018). VEGFR2-specific FnCAR effectively redirects the cytotoxic activity of T cells and YT NK cells. Oncotarget. 9, 9021-9029;
13. От рака вылечит... верблюд!;
14. Maria G. Byazrova, Sergey V. Kulemzin, Ekaterina A. Astakhova, Tatyana N. Belovezhets, Grigory A. Efimov, et. al.. (2022). Memory B Cells Induced by Sputnik V Vaccination Produce SARS-CoV-2 Neutralizing Antibodies Upon Ex Vivo Restimulation. Front. Immunol.. 13;
15. CAR-NK как новая универсальная альтернатива для CAR-T терапии;
16. Прирожденные убийцы: NK-клеточная терапия;
17. Elizaveta P. Minina, Dmitry V. Dianov, Saveliy A. Sheetikov, Apollinariya V. Bogolyubova. (2024). CAR Cells beyond Classical CAR T Cells: Functional Properties and Prospects of Application. Biochemistry Moscow. 89, 765-783;
18. A. Chikaev, A. Gorchakov, S. Kulemzin, T. Belovezhets, D. Matvienko, et. al.. (2018). CAR-modified natural killer cell line expressing CD47/SIRPa blockers as a combined approach for solid cancer therapy. Annals of Oncology. 29, x12;
19. Andrey A. Gorchakov, Sergey V. Kulemzin, Galina V. Kochneva, Aleksandr V. Taranin. (2020). Challenges and Prospects of Chimeric Antigen Receptor T-cell Therapy for Metastatic Prostate Cancer. European Urology. 77, 299-308;
20. Piotr Celichowski, Marcello Turi, Sandra Charvátová, Dhwani Radhakrishnan, Neda Feizi, et. al.. (2023). Tuning CARs: recent advances in modulating chimeric antigen receptor (CAR) T cell activity for improved safety, efficacy, and flexibility. J Transl Med. 21;
21. G. V. Kochneva, G. F. Sivolobova, A. V. Tkacheva, A. A. Gorchakov, S. V. Kulemzin. (2020). Combination of Oncolytic Virotherapy and CAR T/NK Cell Therapy for the Treatment of Cancer. Mol Biol. 54, 1-12;
22. Работа над ошибками адаптивного иммунитета: новый подход к лечению болезни Бехтерева;
23. Ekaterina A. Astakhova, Maria G. Byazrova, Gaukhar M. Yusubalieva, Sergey V. Kulemzin, Natalia A. Kruglova, et. al.. (2022). Functional Profiling of In Vitro Reactivated Memory B Cells Following Natural SARS-CoV-2 Infection and Gam-COVID-Vac Vaccination. Cells. 11, 1991.