Учёные трёх российских институтов разработали оригинальный метод, позволяющий оценить эффективность лечения депрессии. В их планах — создание технологии и изготовление специальных приборов, которые можно будет использовать в клинических условиях.

Депрессию называют недугом XXI века. По прогнозам ВОЗ, к 2020 году она выйдет на второе место по распространённости после сердечнососудистых заболеваний. При этом вопрос её эффективной терапии по большому счёту пока не решён.

На сегодняшний день депрессию лечат многими лекарствами, однако насколько хорошо они помогают каждому конкретному пациенту, врачам приходится судить исключительно по внешним наблюдениям за поведением больного. Такую практику вряд ли можно считать результативной. Учёные из Физического института им. П. Н. Лебедева РАН (лаборатория доктора физико-математических наук Астона Комара), НИИ физико-химической медицины Росздрава (лаборатория чл.-корр. РАМН Геннадия Добрецова) и МНИИ психиатрии Росздрава (лаборатория доктора медицинских наук Марата Узбекова) разработали оригинальный метод оценки эффективности терапии депрессии.

Миллионы людей в мире ежегодно страдают от побочного действия лекарств. Если говорить об антидепрессантах, то примерно треть больных не отвечают на терапию. Более 40 процентов вынуждены прекратить приём препаратов в течение трёх месяцев. У 3/5 больных при назначении средней терапевтической дозы развивается передозировка

Когда лекарства убивают

Миллионы людей в мире ежегодно страдают от побочного действия лекарств. Причём в отдельных случаях «лечение» приводит к смертельному исходу. В России точной статистики по этому вопросу нет. А вот, например, в США каждый год регистрируется около двух миллионов случаев побочного действия препаратов, включая 100 тысяч смертельных исходов (Wilkinson, 2005). Если говорить об антидепрессантах, то примерно треть больных не отвечают на терапию. Более 40 процентов вынуждены прекратить приём препаратов в течение трёх месяцев. У 3/5 больных при назначении средней терапевтической дозы развивается передозировка.

«При использовании клинических методов судить о результативности терапии можно приблизительно через 6 недель, тогда становится понятно — эффективен используемый препарат или нет, — рассказывает заведующий лабораторией патологии мозга МНИИ психиатрии Марат Узбеков. — Такова мировая практика. А с помощью биохимических методов об этом можно узнать через одну-две недели. Представьте, насколько это выгоднее с экономической точки зрения. А самое главное — пациенту не нужно принимать препараты и ждать полтора месяца, чтобы убедиться помогают они ему или нет. Это социальная задача, которая способствует улучшению качества жизни пациента».

Белок альбумина имеется во всех тканях организма и составляет до 50-60 процентов сыворотки крови.

Физика на службе медицины

Учёные из НИИ физико-химической медицины и Физического института им. Лебедева (ФИАН) сотрудничают более 30 лет — вместе разрабатывают различные физические методы. Их совместная работа с Институтом психиатрии началась около 5—6 лет назад. Именно с подачи медиков физики решили заняться депрессией. Проект выполнялся в рамках программы Российской академии наук «Фундаментальные науки — медицине». В этой программе поддерживаются исследования физиков, биологов и химиков, направленные на решение проблем диагностики и лечения заболеваний.

За основу выработанного российскими учёными подхода были взяты флуоресцентные методы изучения структуры белков, а именно, белка альбумина, который имеется во всех тканях организма и составляет до 50—60 процентов сыворотки крови.

«В молекуле альбумина есть специальные связывающие центры, к которым могут присоединяться небольшие молекулы — лиганды, — рассказывает ответственный исполнитель проекта, ведущий научный сотрудник ФИАН Татьяна Сырейщикова. — Альбумин присоединяет к себе продукты метаболизма, переносит их через кровь в другие части человеческого организма, где происходят дополнительные биохимические превращения, и, в конечном счёте, освобождает организм от вредных веществ. В результате присоединения малых молекул к большой молекуле альбумина в её конформации происходят некоторые изменения. Эти изменения должны быть заметны и при различных патологиях, когда состав метаболитов меняется. Это особенно справедливо при психических расстройствах, поскольку в этом случае речь идёт о серьезном комплексном заболевании. Учитывая это, сотрудники НИИ физико-химической медицины и МНИИ психиатрии решили выяснить, как психические расстройства влияют на изменение свойств альбумина и на конформацию его молекулы».

Для контроля за состоянием молекулы альбумина учёные использовали методику флуоресцентных зондов. Будучи возбуждёнными внешним световым импульсом, зонды своим свечением сообщают определённую информацию об изменениях в структуре молекулы альбумина. Флуоресцентный зонд, имеющий высокий коэффициент связности с альбумином, предоставили учёные из НИИ физико-химической медицины. Медики из НИИ психиатрии обеспечили доступ к клиническому материалу, полученному от больных с депрессивным синдромом. А физики из ФИАНа выполняли основную часть экспериментальных исследований и анализ полученных данных.

«В ходе исследований мы детально анализировали временной ход кривой затухания флуоресценции зондов, присоединённых к альбумину. Данные, получаемые при обработке кривых затухания, позволяют количественно охарактеризовать различия в конформации молекул альбумина здоровых и больных людей», — комментирует Татьяна Сырейщикова.

На начальном этапе исследований для возбуждения флуоресценции зонда учёные использовали электронный ускоритель С-60, а около четырёх лет назад специально под данную задачу был куплен лазер пикосекундного диапазона и детектор с пикосекундным разрешением, которые легли в основу новой автоматизированной установки. С её помощью удалось на порядок повысить эффективность проведения экспериментов, и теперь можно следить за процессами, длительностью в десятые доли наносекунды.

Кроме чисто научной части этого исследования — изучения патогенетических механизмов, которые способствуют развитию депрессии, перед нами стояла ещё и практическая задача — разработка метода прогноза лечения с использованием пикосекундной флуоресцентной спектроскопии
«Кроме чисто научной части этого исследования — изучения патогенетических механизмов, которые способствуют развитию депрессии, перед нами стояла ещё и практическая задача — разработка метода прогноза лечения с использованием пикосекундной флуоресцентной спектроскопии, — отмечает Марат Узбеков. — Мы изначально определяем состояние альбуминовой молекулы и говорим — при таком-то виде лечения будет эффект, а при другом виде лечения — не будет. Это прогнозирование. Второе — оценка эффективности лечения: мы исследуем параметры, в частности, альбумин, до начала лечения и после. Оцениваем, насколько улучшилось состояние больного по разным параметрам (биофизические, биохимические, физические процессы).

Результаты вдохновляют

Экспериментальные данные показали, что изменения структуры альбумина действительно оказывают заметное воздействие на кинетику затухания флуоресценции. У больных депрессией кривые затухания флуоресценции идут ниже кривых здоровых людей.

«Мы пробовали разные подходы и в результате поняли, что надо исследовать одного и того же больного в процессе лечения, — отмечает Татьяна Сырейщикова. — Такой способ оказался более эффективным, более ярко выражен результат. Раньше мы в среднем мерили — у одних пациентов брали образцы до лечения, а у других после лечения, не привязываясь к конкретному человеку. На практике этот подход оказался не самым результативным».

Чтобы применять разработанный метод в клинике, необходимо дальнейшее повышение чувствительности метода. Именно этим сейчас и занимаются российские учёные
В ходе сопоставления данных по кинетике затухания флуоресцентных зондов, присоединённых к альбумину в сыворотках крови одних и тех же больных депрессией до начала лечения и их же после трёхнедельной терапии разница оказалась не очень большой, но стабильной. У всех пациентов, которых обследовали учёные, кривая затухания флюоресценции зонда, снятая после терапии, всегда идёт выше кривой, снятой до терапии, превышая её в среднем на 15 процентов. Это означает, что конформация альбумина начинает изменяться, смещаясь в сторону нормы, а больные положительно реагируют на подобранные лекарства.

Таким образом, конформация альбумина может стать искомым биологическим маркером депрессии, дающим полезную информацию об эффективности проведённой терапии. Но для того, чтобы применять разработанный метод в клинике, необходимо дальнейшее повышение чувствительности метода. Именно этим сейчас и занимаются российские учёные. Стоит отметить, что в исследованиях приняли участие более ста человек (если учитывать и стационарную, и пикосекундную спектроскопию).

«Мы уже имеем некие наработки — и клинические, и биохимические, и физические. Теперь у целого ряда методов надо повысить чувствительность, — говорит Татьяна Сырейщикова. — Попробуем другие методы воздействия на альбумин крови. Будем надеяться, что там окажется более яркое воздействие внешних факторов на изменения альбумина — и своим методом мы это почувствуем».

Учёные собираются разработать подходы, которые позволят создать технологию и изготовление специальных приборов, которые можно было бы использовать непосредственно в клинических лабораториях, больницах

Нужно создать прибор

Подводя некоторые предварительные итоги совместного с физиками проекта, Марат Узбеков отмечает: «Это мировая тенденция (в отношении многих методов исследований) — привлекать специалистов различных профилей, не только медицинского: физиков, химиков, математиков. У них может быть совершенно новый взгляд на проблему. Когда мы начинали исследования флуоресцентной спектроскопии, ряд наших коллег сомневались, что при патологии что-то подобное может быть выявлено физическими методами. А когда вдруг начали появляться методы, наш коллега-академик со всех трибун говорил, что вначале был абсолютным скептиком, но всё-таки дал „отмашку“ на работу, не ожидая результата. Теперь он признаётся, что ошибся».

Для дальнейших исследований учёные планируют получить грант Международного научно-технического центра (они уже с ним работали — использовали пикосекундную флуоресцентную спектроскопию при изучении шизофрении). Деньги этого центра можно будет направить на приобретение оборудования, на зарубежные командировки и на зарплату исследователей.

«Мы хотим продолжить проект по депрессии — разработать подходы, которые позволят создать технологию и изготовление специальных приборов, которые можно было бы использовать непосредственно в клинических лабораториях, больницах», — резюмирует Марат Узбеков.