Биоматериалы отправили на депонент
Интервью журналу «RARUS: Редкие болезни в России» заведующего лабораторией функционального анализа отдела функциональной геномики Медико-генетического научного центра имени академика Н. П. Бочкова, к.м.н. Петра Спарбера
Генетический банк помогает точно установить диагноз в сложных случаях, стимулирует появление новых научных исследований и разработку инновационных методов терапии
Биобанк в Медико-генетическом научном центре имени академика Н.П. Бочкова (ФГБНУ «МГНЦ») начал формироваться относительно недавно, но уже добился интересных результатов: в нем имеется крупная коллекция клеточных культур, что есть не в любом зарубежном биобанке, а число образцов по некоторым редким генетическим заболеваниям – самое большое в мире.
БИОБАНКИ В РОССИИ: ОБЩЕЕ И ОТЛИЧИЯ
Петр Андреевич, биобанки – это новая тема для России или она просто раньше не афишировалась?
За рубежом биобанки появились чуть раньше, но и у нас эта история не такая уж новая: в России биобанки начали появляться c начала 2000‑х. Формировать свои биоколлекции начали медицинские учреждения, где есть исследовательские центры. У нас, в МГНЦ, биобанк возник еще в 2017 году. Понятно, что и раньше лаборатории хранили материалы, собранные при диагностике, но системное хранение и накопление – это относительно новая тема. Сегодня в России десятки российских учреждений занимаются банкированием, создана ассоциация, в которую вошли и наши представители.
Сколько сейчас клеточных культур в биобанке Медико-генетического научного центра?
Уже более 3 тысяч, хотя еще недавно это было порядка 100–150 образцов. Сильный толчок развитию нашего биобанка дал специальный грант, который мы получили от Минобрнауки в 2021 году на развитие биоресурсных коллекций. Мы вошли в состав 15 организаций, которые такой работой занялись, была создана команда из 30 специалистов во главе с директором МГНЦ, доктором медицинских наук Сергеем Ивановичем Куцевым. Это была важная государственная поддержка: все понимали, что биоколлекции уже существуют в разных учреждениях, но их нужно систематизировать, создать адаптированные к нашим условиям процедуры, правила сбора и хранения.
Сегодня уже все лаборатории нашего центра пользуются нашими материалами для исследовательской деятельности, уточнения диагноза. Интерес к коллекции проявляют исследователи и из других организаций.
Редких генетических заболеваний и состояний в мире эксперты насчитывают около 7 тысяч. Возможно ли собрать 7 тысяч культур — по каждому из них?
Можно собрать и больше, но целесообразно аккумулировать культуры по более распространенным генетическим заболеваниям, включая орфанные, — по разным типам таких болезней, разным генетическим мутациям, с разными вариантами течения, то есть разнообразие важно именно с этой точки зрения. Что касается культур по всем 7 тысячам редких болезней, то среди них есть и ультраредкие, с которыми диагност и врач за всю жизнь, может быть, и не встретятся, а материалы мы получаем именно от них.
3000+ СТОЛЬКО ОБРАЗЦОВ УЖЕ СОБРАНО В ГЕНЕТИЧЕСКОМ БИОБАНКЕ
ПОЯВЛЕНИЕ БИОБАНКА ПО ГЕНЕТИЧЕСКИМ ЗАБОЛЕВАНИЯМ ПРОСТИМУЛИРОВАЛО НОВЫЕ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЕ ПРОЕКТЫ, А НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ОТДЕЛЬНЫМ ЗАБОЛЕВАНИЯМ ПОЗВОЛИЛИ СОБРАТЬ УНИКАЛЬНЫЕ БИОКОЛЛЕКЦИИ
Если сравнивать наши биобанки с зарубежными, в чем сейчас у нас общее и разница?
Если для примера взять один из наиболее известных биобанков, UK Biobank в Великобритании, там это национальный проект, который поддерживается правительством. На его развитие были выделены миллионы фунтов. У нас масштабы пока другие, тем не менее мы в рамках МГНЦ максимально стандартизированно собираем генетический материал, будь то кровь, моча или фибробласты (тканевые материалы). И хранится это все у нас так же стандартизированным образом. В отличие от UK Biobank у нас собраны клеточные культуры, фибробласты, а они представляют максимальную научную ценность.
Я сравнивал наши показатели с данными европейской коллекции, где собраны данные по орфанным заболеваниям ряда европейских стран и некоторых стран Ближнего Востока, в том числе Израиля. Там речь примерно о 20 разных биобанках и имеется статистика по образцам. По фибробластам через годик мы их, пожалуй, обгоним. Таких образцов в наш биобанк мы получаем уже по нескольку сотен в год.
UK BIOBANK ОДИН ИЗ ПЕРВЫХ МИРОВЫХ БИОБАНКОВ, БИОБАНК ВЕЛИКОБРИТАНИИ. ТАМ ХРАНЯТСЯ ОБЕЗЛИЧЕННЫЕ БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОБРАЗЦЫ И ДАННЫЕ О СОСТОЯНИИ ЗДОРОВЬЯ ПРИМЕРНО ПОЛУМИЛЛИОНА ЧЕЛОВЕК. В ПРОЕКТ БЫЛИ ПРИГЛАШЕНЫ ДОБРОВОЛЬЦЫ ОТ 40 ДО 69 ЛЕТ
Каков практический результат от этой работы?
Наши лаборатории уже привыкли, что есть большое количество образцов, которые помогают им в установке диагноза. Они их у нас постоянно запрашивают, практически каждый день. Еще одним эффектом стало появление новых исследовательских проектов — именно потому, что в биобанке существуют уже большие базы культур и данных: можно анализировать статистику, изучать заболевания. С другой стороны, иногда чей-то научный интерес, связанный с изучением конкретного заболевания, помогает нам собрать уникальную биоколлекцию.
«ВЕЧНАЯ МЕРЗЛОТА» ДЛЯ ЖИЗНИ И ЗДОРОВЬЯ
Как работает процедура сбора? С чего все начинается?
Собирается материал пациентов, которые приходят к нашим диагностам, врачам-генетикам, на прием. Это огромная база, ведь только наше поликлиническое отделение принимает примерно 12 тысяч пациентов в год. Во время приема врач предлагает сдать биоматериалы, и если человек согласен, то заполняет все необходимые информированные согласия на хранение биологического материала.
Вы сказали, что особенностью биобанка МГНЦ является наличие фибробластов – тканевых культур. Каждый пациент их сдает?
Образцы крови сдают почти все пациенты. Клеточную культуру получить сложнее, и тут врач в каждом конкретном случае решает, необходим забор или нет. Это зависит от того, какое это заболевание, какова его частота, и от других факторов. Кроме того, тканевые материалы берутся у пациентов, которые нуждаются в экспериментальном подтверждении диагноза.
Как сами пациенты относятся к сдаче материалов? Они предоставляют их бесплатно?
Да, и это стандартная практика. С пациентом разговаривает врач, объясняет, для чего нужны материалы, как будут храниться и как могут быть использованы. Далее подписываются все стандартные документы. Для взятия биопсии кожи существует еще дополнительное информированное согласие.
Может ли человек отказаться от сдачи своих биоматериалов?
Может, но из моей практики и практики врачей такие случаи единичны. Люди понимают, что это делается для них или для других пациентов, которые нуждаются в уточнении диагноза и скорейшем начале правильного лечения. Или эти образцы помогут ученым исследовать заболевания и развивать новые потенциальные подходы к лечению.
Если говорить о культурах фибробластов, то как делается такая культура клеток?
У нас есть стандартные операционные процедуры, которые были разработаны также в рамках гранта. Это подробная инструкция, содержащая всю необходимую информацию о том, как такую культуру получить. Для этого существуют специальные протоколы, и наш заведующий биобанком Вячеслав Юрьевич Табаков этот протокол оптимизировал под наши реалии.
И у вас есть «биобиблиотекарь»?
Аккумуляцией данных занимаются сотрудники биобанка. Вся информация собрана в электронном виде на специальном сайте. Любой человек может на него зайти, хотя степени доступа для наших сотрудников и для внешних пользователей разные. Скажем, у меня имеется полная информация — могу найти культуру пациента с конкретным заболеванием по номеру его медицинской карты, например.
БИБЛИОТЕКА ПОПОЛНЯЕТ СЯ АКТУАЛЬНЫМИ ДАННЫМИ
Что еще добавляется в вашу «библиотеку» — информационную систему?
Различная медицинская информация о человеке, который сдал биоматериал. Ее мы стараемся собирать как можно больше. Обычно ее формирование происходит в рамках врачебной деятельности, и доктор собирает все данные, какие у пациента есть: результаты МРТ, КТ и других исследований. Плюс берем данные о том, какая генетическая диагностика проводилась и что выявила, можем интегрировать в базу данные по биохимическим изменениям.
По каким редким заболеваниям больше всего собрано материала?
Если заболевание более частое, то таких пациентов, понятно, больше и, соответственно, больше материалов. Но бывают исключения: например, если сотрудники в рамках своей научной работы собирают пациентов и их материалы. Скажем, по наследственным множественным остеохондромам у нас собрана самая большая коллекция клеточных культур в мире — больше 100. От пациентов с нейрофиброматозом 1‑го типа собрана крупнейшая коллекция — более 250 культур фибробластов. Вообще сегодня наука и биобанки связаны все теснее. Всегда привожу в пример тот же UK Biobank: у них на сайте есть ссылки на научные публикации, в которых использованы данные из биобанка, и видно, как по годам росло количество использований банка — от трех, пяти, десяти в год до более чем тысячи в год. Такая тенденция прослеживается и у нас. Надеюсь, что биобанк будет стимулировать не только теоретические, но и прикладные исследования, разработку препаратов.
ДИРЕКТОР ФГБНУ «МЕДИКО-ГЕНЕТИЧЕСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР ИМ. АКАДЕМИКА Н.П.БОЧКОВА», Д.М.Н., АКАДЕМИК РАН СЕРГЕЙ КУЦЕВ
«Еще немного, и мы опередим европейский биобанк. По разнообразию генетической патологии мы уже это сделали: в России собраны от пациентов почти 500 диагнозов наследственных заболеваний, в том числе ультраредкие»
Насколько надежно хранение информации на сайте?
Там существуют разные уровни защиты. Даже если (чисто теоретически) кто-то взломает сайт, то он все равно ничего не поймет, потому что информация анонимная. Чтобы разобраться в ней, нужно понять сложную систему самых разных идентификаторов, что практически невозможно. Все это предусмотрели разработчики.
АРГУМЕНТЫ НАХОДЯТ В ОБЫЧНОЙ ПРОБИРКЕ
Вы сказали, что биобанки помогают в установке диагноза, но ведь существуют стандартные процедуры диагностики.
Дело в том, что есть такая проблема в медицинской генетике: возможностей назначить анализы для установки диагноза действительно много, но когда мы находим генетическое изменение у человека, то не всегда уверены, что именно это изменение является причиной развития заболевания. Каждый день мы получаем образцы из биобанка и за эти годы помогли подтвердить диагноз сотням пациентов.
Как происходит доказательство в сложных случаях и чем помогает биобанк?
Наш отдел функциональной геномики как раз разрабатывает подходы экспериментального доказательства, что определенное генетическое изменение является причиной того или иного заболевания. Здесь много различных вариантов — метод будет зависеть от гена, его функций и от того, какой молекулярный процесс мы предполагаем исследовать. Одним из подходов являются invitro-системы, проще говоря — эксперимент в пробирке. То есть мы создаем модель, чтобы понять, как конкретная мутация нарушит (или не нарушит) функцию гена? если изменения проявились, то какие? Все это и помогает точной постановке диагноза.
Насколько это надежно?
У такого метода есть, конечно, ограничения, поскольку то, что происходит invitro, не всегда буквально так про исходит в организме человека. Но все же опыт показывает, что результаты хорошо согласуются с тем, что происходит непосредственно в организме. Хочу сказать еще, что, когда мы занимаемся прикладной темой, помогая установить диагноз конкретному человеку, мы одновременно исследуем, как развивается заболевание, изучаем механизмы развития наследственной болезни, то есть это еще и вклад в науку.
Материалы биобанка используются для экспериментов в пробирке, методом invitro. В сложных случаях это помогает установить точный диагноз. Для пациента такая возможность — часто спасение: если заболевание точно известно, можно начать лечить, а значит, остановить прогрессирование болезни
ГЕН НА ГРАНИЦУ НЕ ДОПУЩЕН
Вы сказали, что появление биобанка подтолкнуло появление новых исследовательских проектов. А исследователь из другого учреждения может обратиться к биобанку МГНЦ?
Конечно. Это могут быть, например, исследователи из медицинских учреждений, которые изучают конкретный ген или конкретное заболевание. Внешний пользователь может посмотреть статистику, какие у нас имеются клеточные культуры, с какими диагнозами по людям, какие есть варианты культур от людей с одним и тем же заболеванием, но его разными формами, разными генетическими мутациями. Чем еще мы очень гордимся и что может быть полезно исследователям? Мы к каждой клеточной культуре, как я сказал, добавляем клиническую информацию. Чем она важна? Когда у вас есть полное описание, что это за пациент (какое у него заболевание, как проявляется), это сильно увеличивает ценность таких биологических образцов.
По каким принципам собирается клиническая информация?
У нас большая команда врачей- генетиков, которые работают с пациентами и занимались сбором клинической информации. Клинические проявления можно записать по-разному, но существует международная система описания фенотипа — HPO (Human Phenotype Ontology), с помощью которой можно описать любой признак — внешний, биохимический. Информация, которую врачи заполняют по своим пациентам в карту, переводится в систему терминов, и внешний пользователь может посмотреть то, что ему интересно, например, пациентов с определенным симптомом. Унификация информации через систему терминов очень сильно облегчает, кроме того, анализ данных.
Может ли биобанк помогать в исследованиях по орфанным заболеваниям?
Когда в России шла подготовка к внедрению расширенного неонатального скрининга, одна компания занималась разработкой тест-систем для диагностики и они валидировались именно на образцах нашего биобанка. Второе: у нас есть лаборатории, которые занимаются исследованиями для разработки методов лечения. Для проверки рабочих гипотез они используют материалы биобанка.
Смогут ли материалы биобанка передаваться в лаборатории по разработке препаратов? И могут ли биобанки передавать их тем же разработчикам препаратов для экспериментов?
Пока мы можем говорить лишь о мировой практике в этой области. За рубежом есть практика использования клеточных культур при изобретениях. Когда фармкомпании разрабатывают препарат, им уже на первом этапе нужно понимать, насколько он будет безопасен, и они могут проводить испытания на клеточных культурах. Кроме того, за границей существует практика передачи информации. Например, тот же UK Biobank имеет подробнейшие данные по каждому пациенту, сдавшему образцы: антропоморфические, данные МРТ, инструментальных методов диагностики, десятки биохимических параметров и т. д. вплоть до информации, какой образ жизни ведет пациент, как питается. Биобанк имеет разные уровни доступа к собранной информации, которая может передаваться в том числе на коммерческой основе.
Иногда иностранные лаборатории, занимающиеся разработкой нового препарата, выходят и на пациентов из России. Это законно?
Что касается информации, это, вероятно, дело добровольное. Но что касается образцов, то переправлять генетические материалы за границу запрещено. Возможно, это как-то может решаться в рамках научных коллабораций, но у нас такого опыта нет.
ЗАКОН ЕСТЬ, ВОПРОСЫ К НЕМУ ОСТАЛИСЬ
Могут ли когда-то биобанки России объединиться в единую сеть, чтобы стать максимально удобными для работы исследователей и практиков?
Такие идеи высказывались, когда мы еще только начинали создавать свой биобанк, но пока общей информационной платформы не существует.
Недавно появился федеральный закон о биоресурсных центрах и биологических (биоресурсных) коллекциях. Помогает он «банкирам»?
Хорошо, что появился такой отдельный закон, но специалисты отмечают, что в нем нет информации по коллекции биологических образцов человека.
Пока на законодательном уровне не сформулированы, скажем, регламенты передачи биоматериала. Можем ли мы его кому-то передавать в принципе или нет? Если можем, то как? Как нужно при передаче соблюдать закон о персональных данных? Потому что ведь генетическая информация, насколько я знаю, прописана как персональные данные.
Неопределенность все усложняет, потому что если говорить о нашем биобанке, например, то большая часть запросов по нему — это внутренние запросы МГНЦ. Однако он мог бы приносить пользу и за пределами нашего научного центра. Если мы говорим о развитии, все равно нужно развивать взаимодействие, в том числе и международное, нужен обмен информацией и опытом. Если мы объединимся и будут прописаны четкие правила обмена биоматериалом, то можем сделать работу, которая нас взаимно обогатит.
ТЕКСТ: ЕЛЕНА ЗАВЬЯЛОВА