Использование стволовых клеток, 3d-печать органов, редактирование генома — современные научные достижения помогают в борьбе с самыми сложными недугами.
О терапии заболеваний и работе, которая стоит за инновационными разработками для диагностики и лечения, можно узнать в рамках проекта «Это наука» международной биофармацевтической компании AstraZeneca. А в этом материале мы собрали для вас 10 интересных примеров симбиоза науки и медицины.
Цифровые решения все глубже проникают в сферу здравоохранения — уже сейчас существуют ИИ решения, которые направлены на широкий спектр задач от ранней диагностики заболеваний до разработки лекарственных препаратов. Еще одна из значимых целей использования искусственного интеллекта в медицине — проведение цифрового мониторинга состояния пациента для достижения лучших результатов лечения¹.
Алгоритмы глубокого обучения (deep learning) все более широко используются для диагностики различных онкологических заболеваний. Так, например, они отлично показали себя в анализе маммограмм для ранней диагностики рака молочной железы (РМЖ). Точность диагностики составила до 98,5%, при определении подтипов РМЖ на основе открытого набора данных Breakhis².
В AstraZeneca цифровым здравоохранением занимается отдельное подразделение Evinova. Оно разрабатывает и масштабирует решения для клинических исследований и научных проектов³⁻⁴. Цель компании — сократить время постановки диагноза вдвое к 2028 году, применяя ИИ-алгоритмы для анализа медицинских изображений и клинических данных.
Помощь искусственного интеллекта в диагностике рака
Одно из самых перспективных направлений цифровизации медицины — использование искусственного интеллекта для диагностики заболеваний. Яркий пример — проект компании AstraZeneca по выявлению рака легкого с помощью ИИ в России⁵.
Изначально проект стартовал в 2021 году как ретроспективный анализ изображений компьютерной томографии, которые выполняли для диагностики COVID-19 в Нижнем Новгороде и Санкт-Петербурге. Исследователи совместно с цифровыми партнерами использовали ИИ, чтобы повторно проанализировать более 20 тысяч КТ-снимков на новообразования в легких.
Результаты оказались впечатляющими: в Санкт-Петербурге выявили 158 подозрений на рак легкого, а в Нижнем Новгороде — 113. Это позволило повысить потенциальный уровень онкологической диагностики на 10%⁶.
В 2024 году инициатива получила продолжение уже в формате системного анализа рентгенологических изображений, обработанных ИИ. Цель — выявить закономерности появления узловых образований в легких и формирование «красных флагов». Это подсказки для врачей, которые помогут не упустить опасные признаки на ранней стадии⁶.
Проект AstraZeneca демонстрирует, как медицинские технологии мирового уровня могут эффективно внедряться в российскую практику.
На сегодняшний день искусственный интеллект — не просто модный термин, а реальный инструмент, способный спасать жизни, повышая точность и скорость диагностики.
Вакцины на основе мРНК повышают выживаемость больных раком⁷
РНК — это рибонуклеиновая кислота. Она участвует в синтезе белка и хранит наследственную информацию некоторых вирусов. Последний факт взяли в оборот ученые, и разработали вакцины, которые используют мРНК⁸. Это вид РНК, «обязанности» которой — переносить «инструкции» от ДНК к рибосомам, где создаются белки. После введения вакцины мРНК помогает синтезировать нужный белок и активировать иммунную систему организма.
Уже проведены клинические испытания, которые показали, что у больных меланомой и немелкоклеточным раком легкого такие вакцины повышают выживаемость⁷.
Еще в одном исследовании доказали, что мРНК-вакцина помогает активировать Т-клетки, которые распознают и «атакуют» опухолевые клетки. В сочетании с химиотерапией это приводит к более сильному иммунному ответу на специфические антигены, что может улучшить эффективность лечения рака⁹.
Редактирование генома и клеточная терапия
Генная терапия — метод лечения различных заболеваний путем редактирования генов. Иногда человек рождается с «поломкой» в ДНК — например, когда не хватает гена или его части. А бывает, что мутации в некоторых генах развиваются в течение жизни, и это приводит к появлению болезней. С помощью генной терапии ученые могут «починить» такие участки: либо исправить ошибку в генах, либо добавить недостающий ген, чтобы организм начал вырабатывать нужный белок и бороться с болезнью¹⁰.
Ученые используют различные методы редактирования генома для восстановления поврежденных участков генов, и применяют аденоассоциированные вирусы (вирусы, инфицирующие клетки человека) для доставки терапевтических белков, новых копий генов или биологических препаратов. Данные технологии призваны помочь в достижении долгосрочных результатов в лечении редких или хронических заболеваний¹⁰.
Существует и другой перспективный подход — терапия CAR-T¹¹. В отличие от генной терапии, в CAR-T применяется иной механизм: собственные иммунные клетки пациента перепрограммируют, чтобы они самостоятельно распознавали и уничтожали клетки опухоли.
Сегодня специалисты AstraZeneca исследуют возможности применения CAR-T-клеточной терапии для лечения ряда онкогематологических опухолей, таких как лимфома и множественная миелома¹²⁻¹³.
Биопринтинг для создания органов
В основе технологии лежит метод 3D печати. Одним из примеров использования технологии является разработки специалистов Школы инженерии и прикладных наук Джона Полсона в Гарварде по 3D-печати кровеносных сосудов и костных тканей [14]. Использовать этот метод можно при сложных переломах, резекциях (то есть удалениях участков поврежденной ткани) и в лечении врожденных пороков развития.
Чтобы сформировать орган, в программу загружают КТ или МРТ-снимки пациента. Непосредственно для печати используют биочернила и биобумагу, которые создают из жизнеспособных клеток¹⁵.
Криоэлектронная микроскопия против болезней мозга
За изучение этой технологии в 2017 году специалистам из Швейцарии, США и Великобритании присвоили Нобелевскую премию. В этом методе микроскопии для исследования образцов используют криогенные (то есть очень низкие) температуры.
Работу с использованием данной технологии проводят и ученые AstraZeneca. Результат — более глубокое понимание механизма возникновений нейродегенеративных заболеваний и сахарного диабета. Все это помогает разрабатывать современные препараты для борьбы с тяжелыми недугами¹⁶.
В 2020 году российские ученые с помощью криоэлектронной микроскопии первыми в мире выделили экзосомы спинномозговой жидкости пациентов с болезнью Паркинсона, которой страдают в мире свыше 8,5 млн человек¹⁷⁻¹⁸.
Экзосомы — это нанометровые (очень маленькие) пузырьки, которые производят почти все типы клеток. Их функции и особенности «жизнедеятельности» пока мало изучены, и новое исследование поможет выяснить, какую роль они играют в физиологических и патологических процессах.
Биоподобные импланты
Кажется, имплантами уже никого не удивишь, но с каждым годом они становятся все технологичнее и совершеннее. Так, бионические глаза помогают восстановить зрение, кроме того, активно внедряются устройства, которые помогают вернуть слух.
Недавняя разработка ученых — импланты биоподобного строения со специальным покрытием, которое эквивалентно костным тканям человека. Создаются такие устройства с помощью специального программного обеспечения, в которое загружаются КТ и МРТ пациента. Такие импланты сокращают срок восстановления пациентов в 2–3 раза¹⁹.
Фокусированный ультразвук для операций на мозге
Технология, которая позволяет проводить операции на мозге без вскрытия черепной коробки, снижая риски осложнений.
При пересечении лучей на фокусной точке возникает высокая температура, что приводит к разрушению клеток, вызывающих заболевания.
Метод уже помогает пациентам в лечении болезни Паркинсона, различных видов тремора и эпилепсии²⁰.
Тест PrecivityAD2 для диагностики болезни Альцгеймера
Разработка 2024 года, предназначенная для ранней диагностики болезни Альцгеймера. Метод основан на анализе крови: в лабораторных условиях измеряют соотношение нескольких ключевых биомаркеров Альцгеймера с точностью до 88-92%²¹.
Тест проходит проверку и в будущем его планируют применять в клинической практике. Сейчас подтвердить диагноз можно только двумя способами: ПЭТ-сканированием или взятием спинномозговой пункции.
Однако простота процедуры и возможность массового применения делают тест PrecivityAD2 потенциальным инструментом для скрининга на ранних стадиях болезни.
Использование радиоконъюгатов в лечении онкологии
Конъюгат — это гибридная молекула, которую искусственно синтезируют из двух молекул с разными свойствами. Одна из них — как правило, моноклональное антитело — необходима для присоединения к опухолевой клетке с наличием определенного биомаркера. К этой молекуле с помощью специального линкера присоединяются молекулы химиотерапевтического агента, которые в опухоли высвобождаются и поражают опухолевые клетки. Но таким противоопухолевым агентом может быть и радионуклид. Такие препараты и называются радиоконъюгаты. Таким образом реализуется точная «доставка» в опухоль химио- и лучевой терапии.
Использование этих молекул — инновационный способ борьбы с раком, который может прийти на смену лучевой терапии и химиотерапии. Его преимущества: минимизация повреждения здоровых клеток и доступ к опухолям, которые недоступны для внешнего лучевого излучения²².
Активные исследования в этой области проводит AstraZeneca. В 2024 году фармацевтический гигант приобрел компанию Fusion Pharmaceuticals Inc., ее специализация — разработка радиофармпрепаратов нового поколения. Благодаря более высокой дозе облучения на меньшем расстоянии, доставленный в «нужное» место радиоизотоп может эффективнее «убивать» раковые клетки, минимизируя повреждение здоровых тканей²².
Быть в курсе последних достижений в медицинской науке, узнавать о современных разработках в области здравоохранения, и тех, кто за этими разработками стоит — можно на странице проекта «Это наука» от AstraZeneca.
1. Digital Health: Revolutionising healthcare for patients. Доступно по ссылке: https://www.astrazeneca.com/r-d/digital-health-revolutionising-healthcare-for-patients.html#Transforming. Дата обращения: 12.05.2025
2. Deep learning empowered breast cancer diagnosis: Advancements in detection and classification. Доступно по ссылке: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11239011/. Дата обращения: 14.05.2025
3. AstraZeneca launches Evinova, a health-tech business to accelerate innovation across the life sciences sector, the delivery of clinical trials and better health outcomes. Доступно по ссылке: https://www.astrazeneca.com/media-centre/press-releases/2023/astrazeneca-launches-evinova-health-tech-business-to-accelerate-innovation-across-the-life-sciences-sector.html Дата обращения: 14.05.2025
4. AstraZeneca creates digital health unit, with big-name partnerships already in place. Доступно по ссылке: https://www.medtechdive.com/news/astrazeneca-digital-health-unit-evinova/700386/ Дата обращения: 14.05.2025
5. В авангарде лечения рака легкого. Проекты в России. Доступно по ссылке: https://astrazeneca.ru/workarea/oncology/lung-cancer.html. Дата обращения: 15.05.2025
7. Clinical advances and ongoing trials of mRNA vaccines for cancer treatment. Cathrine Lund Lorentzen, John B Haanen, Özcan Met, Inge Marie Svane. Доступно по ссылке: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9512276/. Дата обращения: 14.05.2025.
9. Pardi N, Hogan MJ, Porter FW, Weissman D. mRNA vaccines— a new era in vaccinology. Nat Rev Drug Discov. 2018; 279: 270–271.
10. Targeting the drivers of disease with gene therapy. Доступно по ссылке: https://www.astrazeneca.com/r-d/next-generation-therapeutics/gene-therapy.html. Дата обращения: 12.05.2025
11. Использование возможностей клеточной терапии. Доступно по ссылке: https://astrazeneca.ru/workarea/oncology/cell-therapy.html Дата обращения: 14.05.2025
12. Finck A V, Blanchard T, Roselle CP, Golinelli G, June CH. Engineered cellular immunotherapies in cancer and beyond. Nat Med 2022;28(4):678–89.
13. Saez-Ibañez AR, Upadhaya S, Partridge T, Shah M, Correa D, Campbell J. Landscape of cancer cell therapies: trends and real-world data. Nat Rev Drug Discov 2022;21(9):631
14. Recent Advances in 3D Printing of Smart Scaffolds for Bone Tissue Engineering and Regeneration. Доступно по ссылке: https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202403641 Дата обращения: 15.05.2025
15. An Introduction to 3D Bioprinting: Possibilities, Challenges and Future Aspects. Доступно по ссылке: https://www.mdpi.com/1996-1944/11/11/2199 Дата обращения: 15.05.2025
16. Unlocking the structural secrets of complex protein drug targets. Доступно по ссылке: https://www.astrazeneca.com/r-d/our-technologies/cryo-em.html#!. Дата обращения: 12.05.2025
18. Информационный бюллетень ВОЗ. Болезнь Паркинсона. Доступно по ссылке: https://www.who.int/ru/news-room/fact-sheets/detail/parkinson-disease Дата обращения: 15.05.2025
19. На Форуме будущих технологий президент России Владимир Путин познакомился с разработками Росатома в сфере здравоохранения. Доступно по ссылке: https://atommedia.online/press-releases/na-forume-budushhih-tehnologij-prezide/ Дата обращения: 15.05.2025
20. Current and emerging brain applications of MR-guided focused ultrasound. Доступно по ссылке: https://jtultrasound.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40349-017-0105-z . Дата обращения: 15.05.2025.
21. C₂N Diagnostics Releases the PrecivityAD2™ Blood Test for Clinical Care, A Robust Assay with High Concordance to Amyloid PET and CSF. Доступно по ссылке: https://c2n.com/news-releases/cnnbspdiagnostics-releases-the-precivityad2-blood-test-for-clinical-care. Дата обращения: 14.05.2025.
22. AstraZeneca to acquire Fusion to accelerate the development of next-generation radioconjugates to treat cancer. Доступно по ссылке: https://www.astrazeneca.com/media-centre/press-releases/2024/astrazeneca-to-acquire-fusion.html Дата обращения: 28.05.2025
Материал подготовлен при поддержке компании «АстраЗенека». Материал предназначен для широкой аудитории. Информация, представленная в данном материале, не представляет собой и не заменяет консультацию врача.
Необходимо получить консультацию врача.
ООО «АстраЗенека Фармасьютикалз», 123112, г. Москва, 1-й Красногвардейский проезд, д. 21, стр. 1, 30-й этаж. Тел.: +7 495 799-56-98, факс: +7 495 799-56-98, astrazeneca.ru.
Номер одобрения: RU-25008. Дата одобрения: 30/05/2025. Дата истечения: 29/05/2027.
Реклама ООО «АстраЗенека Фармасьютикалз», ИНН: 7704579700