Зрят в ДНК. Как и зачем алтайские врачи ищут мутации в раковых клетках

15 лет назад в Алтайском краевом онкологическом диспансере появилась молекулярно-генетическая лаборатория, чтобы искать мутации в раковых клетках. И если на тот момент многие скептически вопрошали: "Зачем?", то сегодня важность подобных исследований не вызывает сомнений. Заведующая лабораторией Елена Пупкова объяснила, почему решение о развитии молекулярно-генетической диагностики в алтайской онкослужбе было дальновидным и как исследование мутаций в раковых клетках помогает лечению опухолей, от которых раньше люди погибали в считанные месяцы.

О мутациях ДНК

— Елена Эмильевна, что такое молекулярно-генетическая диагностика в онкологии?
— Это исследование одного из самых микроскопических элементов любого живого организма — ДНК, которая находится в клеточном ядре. ДНК содержит уникальный набор генов, все вместе они формируют генетический код — "инструкцию", согласно которой строится и функционирует этот конкретный организм. 

При делении клетки ДНК удваивается, и одинаковые генетические наборы распределяются между двумя новыми дочерними клетками. Но иногда, под влиянием неблагоприятных факторов, идентичность генетического кода во время деления нарушается: то ДНК порвется, то скопируется с ошибкой, то участки хромосом перемешаются.

Изменения генетического кода и есть мутации. Большинство из них безобидны для организма. Но если мутация злокачественная, то поврежденная ДНК начинает посылать своей клетке приказы бесконтрольно делиться и распространяться по организму. Так запускается онкологический механизм. 

— Какое отношение это имеет к лечению онкологических больных?

— Зная, какой именно участок ДНК и как именно изменился, можно "выключать" эту "поломку" с помощью специальных лекарств — таргетных препаратов. Мутация показывает "мишени", по которым нужно "бить". Лекарство находит их и "блокирует" сигналы к бесконтрольному делению клеток. 

О дальновидном решении

— 15 лет назад таргетные препараты в нашем регионе были в диковинку. Получается, что, открыв молекулярно-генетическую лабораторию, Алтайский онкодиспансер "бежал впереди паровоза"?

— Это было очень дальновидное решение, хотя тогда не все это понимали. Многие сотрудники скептически вопрошали: "Зачем?" Но в то же время федеральные онкологические центры и научно-исследовательские институты активно осваивали молекулярно-генетическую диагностику раковых опухолей — было бы глупо отрицать, что за этим будущее. Мы стали одной из первых за Уралом молекулярно-генетических лабораторий при онкодиспансере, чьей задачей было изучение молекулярного портрета опухоли конкретно при злокачественных патологиях. И когда по федеральной онкологической программе в регионы стали активно поступать таргетные препараты, наша лаборатория уже освоила необходимые методики.

— Спустя 15 лет Алтайский край по-прежнему в тренде? 

— По большому счету — да. Начинали мы работать с исследования одной мутации в одном гене, а сейчас проводим анализ около 100 мутаций в десяти генах, благодаря чему онкологи могут более точно подбирать схемы таргетного лечения пациентам с немелкоклеточным раком легкого, раком кишечника, молочной железы и яичников, поджелудочной, предстательной железы и меланомой. Как правило, это уже распространенные метастатические формы заболевания. До появления таргетной терапии такие пациенты погибали в считанные месяцы, так как стандартная химиотерапия в подобных ситуациях малоэффективна. Благодаря таргетным препаратам у пациентов появился шанс жить дольше. За это время могут появиться новые эффективные лекарства, а, значит, и новые перспективы на жизнь. В текущем году мы освоили еще одну методику — при злокачественных заболеваниях крови.

Сейчас такие исследования мы выполняем для гематологического отделения краевой клинической больницы, где лечат лейкозы, лимфомы, депрессии кроветворения и нарушения гемостаза у больных Алтайского края. 

Благодаря вовремя назначенной таргетной терапии такие пациенты выходят в стойкую ремиссию, что позволяет провести им трансплантацию костного мозга и в большинстве случаев получить полное излечение. 

— Вы сказали: "По большому счету". А что не срастается? 

— Последнее слово в молекулярно-генетической диагностике — метод секвенирования нового поколения, или NGS. Сейчас мы проводим диагностику методом ПЦР — полимеразной цепной реакции, но она "ищет" только конкретно заданные мутации. А метод NGS позволяет "прочитать" все имеющиеся в исследуемом материале мутации и одновременно в нескольких генах. Планы по внедрению NGS были еще в начале 2020-х годов, но ковид, а впоследствии и бесчисленные международные санкции в отношении России отсрочили их. 

Кроме того, NGS-анализ должен проводиться в строго определенных условиях, а у нас пока не хватает площадей, чтобы их создать. Подвижки в этом направлении есть: активно развивается китайский рынок поставщиков оборудования и реактивов, рассматриваются варианты для расширения площадей лаборатории — ждем, надеемся.

— То есть молекулярно-генетическая диагностика нужна только для подбора лекарственной терапии? 

— Для других онкологических методов лечения она также необходима, например, в хирургии. Допустим, при планировании объема маммологических или гинекологических операций нужно определение мутаций в генах BRCA1и BRCA2. Если их нет, можно провести органосохраняющую операцию, удалив лишь пораженную опухолью часть органа. Наличие мутаций увеличивает объем хирургического вмешательства: не только полностью удаляют грудь с опухолью, но и из-за риска новых опухолей предлагают удалить здоровую грудь. 

— Какие биологические материалы нужны для молекулярно-генетического исследования?

— Любой, из которого можно выделить ДНК. Это практически все биологические материалы — кровь, опухолевая ткань, мазки, соскобы, мокрота, моча… Но чаще всего используются опухолевая ткань и кровь.

— Между ними есть разница в результате?

— Особой разницы нет. В конечном итоге мы получаем образец ДНК, с которым дальше и работаем. Все зависит от задачи, которую ставит врач-онколог, типа опухоли и используемой технологии очистки ДНК. В ткани опухоли мы можем обнаружить как соматические мутации — они возникают в течение жизни под влиянием различных вредных факторов, так и генетические мутации, которые передаются от кровных родственников из поколения в поколение. А в цельной крови в основном ведем поиск только генетических поломок. 

Как выявляют мутации ДНК

— А как вообще специалисты добираются до генов? Это же какая увеличивающая способность должна быть у микроскопа, чтобы увидеть то, что размером даже меньше клетки? 

— Микроскопы мы не используем вообще. ДНК выделяется из клеточного ядра — для этого существует несколько способов ее получения и очистки от других клеточных компонентов, мешающих дальнейшему анализу: белков, липидов, полисахаридов, химических элементов. Далее замешивается реакционная смесь в зависимости от того, какие мутации будем искать. В нее помещается выделенная ДНК, и все это загружается в анализатор, где реагенты "метят" мутированные участки ДНК. Полученные результаты в виде кривых обсчитываются с помощью специальных программ, и врач формирует заключение.

— Молекулярно-генетическая экспертиза проводится раз в жизни? 

— Не обязательно. В организме пациента во время лечения могут возникать новые мутации. В этом случае опухоль становится нечувствительной к используемой схеме лечения, требуется назначение другой терапии. Например, для бурно развивающейся меланомы более информативно повторно исследовать ДНК из метастатических очагов. Во-вторых, с каждым годом появляются наборы реактивов с расширенным спектром мутаций и совершенствуются методы их поиска. 

Если в начале нашего пути в гене EGFR при немелкоклеточном раке легкого мы смотрели одну мутацию, то сегодня можем определять уже 42. А это значит, что у онкологов появляется больше опций для лечения этой патологии.

И кстати, для повторного молекулярно-генетического анализа не всегда нужно снова брать биоматериал. У нас в архиве собрано более 16 тысяч образцов ДНК за последние десять лет. Они хранятся в специальных морозильных камерах при низкой температуре. Коллеги иногда говорят: "Давайте уже выбросим, места и так не хватает!" Но я надеюсь, что метод секвенирования к нам придет, и мы сможем проводить более глубокое исследование — и для подбора дополнительного лечения пациентам, и для ретроспективных научных исследований.

— Здоровому человеку нужна генетическая экспертиза? 

— Всем подряд — нет. Но есть такое понятие — "наследственные синдромы" и "семейный рак". Если у кровных родственников минимум в двух предыдущих поколениях развивается один и тот же вид онкозаболеваний — например, рак груди у мамы и бабушки — то дочери стоит пройти молекулярно-генетическое исследование для поиска наследственных мутаций в генах BRCA1 и BRCA2. Если они есть, значит ее риски получить рак груди или рак яичников выше, чем у всех остальных, и значит ей нужно чаще обследоваться, чтобы не пропустить начало болезни.

— Как называются специалисты, которые работают в молекулярно-генетических лабораториях и много ли их в Алтайском крае? 

— Конкретно в нашей лаборатории — это два врача клинической лабораторной диагностики и медицинский технолог. Таким скромным составом мы в 2025 году выполнили более 22 тысяч исследований. И наша лаборатория при этом — единственная в онкологической службе Алтайского края. При внедрении метода секвенирования нового поколения нам понадобятся лабораторный генетик и биоинформатик. Что касается образования, в Алтайском крае — это классическое высшее медицинское с ординатурой по клинической лабораторной диагностике и в дальнейшем повышение квалификации на различных тематических курсах усовершенствования. Либо фундаментальное образование конкретно по молекулярной генетике за пределами Алтайского края.

— Ваша лаборатория постоянно участвует в программах внешнего контроля качества. Что это и зачем нужно?

— Контроль качества — это выполнение молекулярно-генетических исследований образцов, присланных независимой экспертной организацией. Такие программы позволяют судить в первую очередь о качестве проводимых исследований. Участие в федеральных программах внешнего контроля качества является лицензионным требованием для всех лабораторий. Начиная с 2013 года и до наступления известных сдерживающих факторов, мы активно участвовали в международных программах и всегда подтверждали высокий уровень. А это значит, что наша лаборатория выполняет молекулярно-генетические исследования на уровне ведущих мировых и российских лабораторий.