Учёные из Института биохимической физики РАН вплотную подошли к осуществлению нескольких проектов, связанных с ранним выявлением смертельно опасных заболеваний.
«Современная наука не может функционировать без суперкомпьютерных вычислений, – говорит научный руководитель института, член-корреспондент РАН Сергей Варфоломеев. – Сегодня они позволяют расшифровать механизмы химических процессов в клетке и увидеть, как работают белки. Мы не знаем, какие связи образуются, разрываются, каковы механизмы работы ферментов и что вообще происходит в клетке, но на основе молекулярной модели, реализованной в современных суперкомпьютерах, мы способны предсказать, что там на самом деле происходит».
Выясняется, что, отслеживая процессы катализа и прочих химических реакций в живой клетке, мы можем определить начальные формы рака, сердечно-сосудистых заболеваний, диабета и многих других патологий. Для решения всех этих задач химики используют суперкомпьютер МГУ «Ломоносов», занимая 15 процентов времени его работы.
Ещё одна методика, с помощью которой российские химики научились выявлять рак и другие патологии на ранних стадиях, связана с простыми дыхательными тестами. Речь, в первую очередь, идёт о раке легкого – весьма распространенной и бурно прогрессирующей, в том числе, среди некурящего населения патологии, которую на ранних стадиях у нас диагностировать пока не умеют. Обычно недуг обнаруживают на рентгеновских снимках, когда у пациента начинаются грубые морфологические изменения и проявляется вся симптоматика рака от трудностей при дыхании до болевого синдрома. В то же время общеизвестно, что именно ранняя диагностика рака является залогом его успешного лечения.
Специалисты из Института биохимической физики РАН разработали простой метод: человек, подышав в специальную трубочку с одновременным охлаждением, получает определенное количество конденсата выдыхаемого воздуха. Оставшаяся в результате дыхания влага «вытаскивает» из выдыхаемого воздуха белки, метаболиты и другие вещества. «Трюк в том, что в этом количестве конденсата мы видим 500 белков, которые могут быть проанализированы методами масс-спектрометрии высокого разрешения, и в результате мы сразу видим белки, характерные только для раковых клеток, – так называемые биомаркеры канцерогенеза, – поясняет Сергей Варфоломеев. – Таких «порочных» белков сегодня выявлено 19».
Выясняется, что этот высокоэффективный и практически безошибочный метод способен распознать рак еще до того, как он принял инвазивный характер, а это значит, что человека можно полностью вылечить, в некоторых случаях даже не прибегая к химиотерапии.
По мнению нашего собеседника, этот метод должен стать важной частью массового скринирования населения при диспансеризации, поскольку даёт полный спектр выдыхаемых белков и позволяет распознать на ранних стадиях, помимо рака лёгкого, многие заболевания дыхательной системы, такие как астма или муковисцидоз. Так же, как и в случае с раком, здесь крайне важная ранняя диагностика, которая сегодня является главным врагом большинства грозных патологий.
