Ловушка для токсинов

В России зарегистрировано новейшее отечественное устройство для экстракорпорального очищения крови: соответствующее разрешение для клинического применения выдано Росздравнадзором. Медицинское изделие, которое потенциально способно спасать тысячи жизней пациентов с сепсисом и септическим шоком, разработано и производится компанией «Эфферон», резидентом кластера биомедицинских технологий Фонда «Сколково».

По словам основателя и технического директора компании Ивана Бессонова, в настоящий момент такие устройства уже получили в двух десятках клиник в Москве, Санкт-Петербурге и других городах Российской Федерации. В интервью Sk.ru выпускник химфака МГУ рассказал об этом во многих отношениях необычном проекте.

Всего за три года команда молодых ученых создала адсорбер, способный фильтровать находящуюся в экстракорпоральном контуре кровь от смертельно опасных токсинов. По мнению экспертов «Сколково», это наиболее эффективное и безопасное для пациентов устройство, из имеющихся на отечественном рынке; при этом оно в разы дешевле зарубежных аналогов.

Необычность проекта также в том, что у его истоков стоял бизнес-ангел – одна из наиболее титулованных российских спортсменок, пятикратная олимпийская чемпионка, 18-кратная чемпионка мира по синхронному плаванию Светлана Ромашина. По словам Светланы, она давно размышляла о том, как сделать свой вклад в то, чтобы мир стал лучше.

«Первые мысли, связанные с медициной, пришли давно, когда все девочки из сборной оказались свидетелями безвременного ухода нашей подруги. Но тогда я была совсем юной», — рассказывает она.

К тому моменту, когда к желанию сделать что-то важное для других людей добавились финансовые возможности, которые создает сверхуспешная спортивная карьера, она познакомилась с командой таких же молодых, как она, выпускников МГУ. Идея проекта показалась Светлане важной, и она решила вложиться в нее.

«Я, конечно, не могу, как футболист, открыть автосалон, но помочь стартапу пройти фазу становления мне оказалось под силу».

Со слов Ивана Бессонова, он начал целенаправленно искать средства для организации производства, когда разработка дошла до такого уровня, что стало понятно: получилось нечто очень стоящее.

«Москва – большая деревня. Мне это привычней делать среди знакомых; знакомых знакомых; знакомых знакомых знакомых. В какой-то момент цепочка дошла до Светланы. Насколько я знаю, она ранее ни во что подобное не инвестировала. Это был ее первый опыт».

Через год «Эфферон» стал резидентом «Сколково». При финансовой поддержке Фонда проект «Эфферон» за два года доработал прототип и зарегистрировал медицинское изделие. Одновременно компания привлекла частных инвесторов, которых Бессонов называет «участниками рынка с многолетним опытом».

«Проект развивается на частные инвестиции, и у него понятная и привлекательная бизнес-модель, чем я горжусь, — говорит основатель компании. — То, что частные инвесторы своими деньгами поучаствовали в нём, дополнительно подтверждает: это все не выдумки».

Непрямой путь от идеи к успеху

Точно так же, как олимпийская чемпионка Светлана Ромашина наощупь искала возможность проинвестировать во что-то, спасающее человеческие жизни, Иван Бессонов, химик-органик по образованию, искал, как он говорит, мостик, который можно перекинуть от химии к биологии и медицине, которые с детства вызывали у него огромный интерес. Наиболее очевидный путь – поиск и создание новых лекарственных препаратов – одновременно является и наиболее капиталоемким, а также непредставимо длительным, «для того, чтобы идея дошла до практики, нужно много лет».

В то же время другая очень интересная область, непосредственно связанная с профессией ученого, медицинские полимеры и биоматериалы – позволяет заниматься созданием медицинских изделий. В этой сфере проще регуляторика, а для того, чтобы разработка дошла до потребителя, нужно гораздо меньше времени и денег, как в итоге у команды «Эфферона» и получилось.

Но прежде, чем изобрести сорбенты, способные спасать больных от сепсиса, Иван Бессонов, его однокурсник Алексей Морозов, и их коллеги работали над другой задачей. Поначалу они пытались создавать бактерицидные полимеры — стерильные бактерицидные покрытия. Такие покрытия могут защищать ортопедические имплантаты от микрофлоры, что способно предотвратить инфекционные осложнения при их установке.

«У всех бактерий есть наружная мембрана, — поясняет И. Бессонов. — Если эту мембрану разрушить, например, привести её в контакт с веществом, которое очень хочет приклеиться к этой мембране – настолько сильно, что даже пытается внутрь пробраться, — целостность мембраны будет нарушена, и внутреннее содержимое бактерии вытечет через образовавшееся отверстие. Так ведут себя хорошо знакомые многим антисептические препараты октенисепт или хлоргексидин. Мы научились делать биосовместимые полимерные материалы с похожими свойствами.

В этой области были достигнуты определенные успехи, и даже опубликована статья в уважаемом научном журнале Materials Science and Engineering. В практическом плане сделали наработки, которые пригодились, когда проект неожиданно вырулил в другую сторону.

Начали думать, где еще могут быть востребованы свойства молекулы, имеющей сильное сродство к бактериальным мембранам. Подумали было о системах фильтрации воды, чтобы сделать обеззараживающие фильтры. В этом направлении мы тоже провели серию экспериментов. Оказалось, что среди наших полимеров нашлись такие, к поверхности которых бактерии прилипали особенно хорошо. Правда, и умирать там не торопились, а прекрасно себя на ней чувствовали и размножались дальше.

Провал? Было очень обидно считать такой необычный результат провалом. Стали думать дальше: в какой задаче это странное свойство может оказаться полезным? И тут знакомые доктора, рассказали о подходах к лечению сепсиса с помощью очищения крови. Из всех, с кем мы вели тогда общение, наибольший интерес к этой работе проявил обладатель гигантского практического опыта в этой области, заведующий отделением Главного военного клинического госпиталя имени Н.Н. Бурденко профессор Сергей Хорошилов, много рассказавший о достоинствах и недостатках существующих решений. Вот с этой проблемы и попыток ее решения начался три года назад наш проект, под который было создано юридическое лицо, компания «Эфферон».

Удочка с наживкой для ловли ЛПС

Проблема носит глобальный характер — это сепсис, или заражение крови: на 100 тысяч человек регистрируется около двухсот случаев заболевания, и в связи с ростом числа проведённых хирургических операций количество таких случаев растет; это одна из главных причин смертности в медицинских учреждениях, доля летальных исходов может достигать 60%.

Сепсис вызывает сильнейший токсин, липополисахарид (ЛПС). Это наружный фрагмент мембраны бактерии, который провоцирует несоразмерно сильный ответ со стороны иммунной системы организма. Что, в свою очередь, объясняет, почему на сегодняшний день не существует лекарственных препаратов, способных эффективно лечить сепсис. «Антибиотик решает проблему самой инфекции, но не реакции организма на токсичные молекулы ЛПС», — говорит собеседник Sk.ru.

Эффективных и безопасных лекарств, мишенями для которых является ЛПС, тоже пока создать не удалось.

В последние годы появляются разные решения и в науке, и в клинической практике – различные картриджи с фильтрующими элементами, сорбентами, мембранами, которые удаляют из крови ЛПС. Команда «Эфферона» предложила свой оригинальный метод.

«Представьте себе, что вы опустили в кровь удочку с наживкой и ловите определенные молекулы, — проводит аналогию Иван Бессонов. — Если мы говорим о процедуре ЛПС-селективной гемосорбции, т.е. избирательного удаления из крови молекулы ЛПС, то материалы, способные решать эту задачу, устроены следующим образом. Есть какая-то инертная матрица, какой-то нерастворимый носитель, подложка. И на поверхности этих полимеров привита молекула, которая связывает ЛПС. По сути это работает, как активная субстанция в лекарственном препарате. Но при этом она не попадает в организм, она не метаболизируется, никак не распределяется по тканям. Это значительно снижает риски побочных эффектов терапии».

Команда «Эфферона» создала новые молекулы, способные связывать молекулы токсинов, но это было только полдела.

«Мы поняли, что у нас в руках есть ловушка для ЛПС, но нам не на что ее посадить, у нас нет хорошей матрицы, продолжает Бессонов. — И здесь нам очень повезло встретиться с выдающимся химиком, заведующим лабораторией в Институте элементорганических соединений имени А.Н. Несмеянова профессором Вадимом Александровичем Даванковым. Он автор множества пионерских работ в области пористых полимеров; отец того, что называется «сверхсшитый полистирол». Он предложил нам матрицы на его основе. Мы объединили наши ловушки — лиганды для связывания ЛПС — с его матрицей из сверхсшитого полистирола и сделали то, чего пока ни у кого нет. Матрица обладает очень хорошими биологическими свойствами, и это очень безопасный полимер; кровь весьма чувствительна к внешним воздействиям – она может свернуться, из нее могут удаляться белки плазмы, могут разрушаться эритроциты – и это только три из множества сценариев того, что в принципе может происходить с кровью при контакте с посторонними материалами. Все эти проблемы матрица профессора Даванкова с успехом решает.

Производителей таких решений можно пересчитать по пальцам. Напрямую никто из них друг друга не копирует, прямых аналогов нет: все производители используют и разные подложки, и разные лиганды. Есть продукты, которые производят в США, и они тоже основаны на работах профессора Даванкова – там похожая на нашу полимерная матрица, — но они работают как неселективные сорбенты, неизбирательные, т.е. в их составе вообще нет лиганда для связывания ЛПС, для терапии сепсиса они не подходят. Почему я и говорю, что мы сделали то, чего до нас никто не делал: мы одну из самых лучших для крови матриц вооружили специальным оружием против ЛПС».

Иван Таскин из биомед-кластера «Сколково» подтверждает: «Решение компании “Эфферон” превосходит аналоги по эффективности за счёт более высокой сорбционной емкости, и к тому же существенно дешевле изделий конкурентов. Это позволит активно использовать в России эффективную методику экстракорпоральной детоксикации и спасти жизни множества пациентов с сепсисом».

Фактор времени

Эффективность воздействия, о которой говорит эксперт Фонда, — это, в частности, то насколько много ЛПС может поглотить та или иная сорбционная емкость. И также то, насколько безопасен контакт крови с этим материалом.

Однако есть еще фактор времени, в течение которого осуществляется процедура. И он играет важнейшую роль.

«Все процедуры экстракорпорального очищения крови проходят при поддержке антикоагуляционной терапии, — рассказывает Иван Бессонов. — Пациенту вводится гепарин, чтобы кровь не сворачивалась. Слишком много гепарина вводить нельзя, увеличивается риск внутренних кровотечений. Бывают состояния, когда гепарин вообще вводить нельзя. Врачу приходится проходить по очень тонкой линии. С одной стороны, хочется проводить процедуру подольше, чтобы удалить побольше ЛПС; с другой стороны, это означает: надо долго держать человека на гепарине, что чревато своими рисками. Наконец, критически важна сорбционная емкость устройства: положим, подобрана доза гепарина, позволяющая проводить процедуру в течение 12 часов, но какой в этом смысл, если уже через час все «посадочные места под ЛПС» будут им забиты!

Иными словами, оптимальное сочетание безопасности с эффективностью означает максимальное увеличение времени продуктивной работы. Идеальное устройство, идеальный адсорбер позволял бы подключить пациента к нему на сутки и даже двое – речь об очень тяжелых пациентах. В реальной жизни это невозможно, потому что существуют две преграды: во-первых, риски кровотечения, связанные с антикоагуляционной поддержкой, и, во-вторых, — адсорбционная емкость, которая конечна. В тех продуктах, которые сейчас есть на рынке, эта емкость заканчивается скорее рано, чем поздно. Это то, что касается функциональных характеристик, но есть еще и экономические. То, что сейчас продается в России, стоит безумных денег – если сравнивать нашу разработку, например, с японской, последняя дороже в разы». 

Широкий спектр применения

У компании «Эфферон» две площадки в Москве – в Научном парке МГУ и в Сколково. На первой находятся лаборатории, там синтезируется сорбент, ведутся дальнейшие разработки и проводится контроль качества.

«В медицине безопасность превыше всего — подчеркивает основатель компании. — Область применения очень ответственная, поэтому мы уделяем особое внимание контролю качества. Этим процедурам отдано даже больше ресурсов и человекочасов, чем производству. Проверке подвергается каждый до единого адсорбер, каждая партия произведённого сорбента, компромиссы тут недопустимы.»

В Технопарке «Сколково» команда использует чистые помещения класса 7 ИСО у Центра коллективного пользования «Модуль 42». Там происходит сборка и упаковка медицинских изделий. Упакованные адсорберы стерилизуются гамма-излучением.

В долгосрочных планах компании проведение серии расширенных клинических исследований для различных типов сепсиса и субпопуляций пациентов.

«Область локализации первичной инфекции делает течение болезни очень разным – добавляет клинический научный консультант проекта Сергей Хорошилов. — Есть локализация в малом тазу. Есть сепсис, вызванный пневмонией, особенно опасна ИВЛ-ассоциированная пневмония. Есть ожоговый сепсис. Есть акушерский сепсис. Отдельный огромный мир – сепсис у онкологических пациентов. Потребуется найти разные критерии начала процедуры очищения крови, ее условия и продолжительность. Важно показать эффективность метода для разных видов сепсиса».

«ЛПС-селективная гемосорбция — метод сравнительно новый, универсально хороших алгоритмов его использования пока не существует. В рамках многоцентрового исследования мы сейчас фокусируемся на пациентах с абдоминальным сепсисом, осложненным септическим шоком, и притом на первых часах этого процесса, — рассказывает Иван Бессонов. — Согласно современным представлениям, для таких пациентов применение нашего метода наиболее благотворно. Это очень тяжелые пациенты с плохим прогнозом, но наука говорит, что наше решение может им помочь.

В дальнейшем компания хотела бы расширить спектр возможных применений разработанного ей решения. Существуют состояния пациентов когда ставить диагноз «сепсис» может не быть оснований – но молекулярные механизмы причин этих состояний сходные, и исследователи надеются, что с помощью селективной гемосорбции таким пациентам тоже можно будет помочь. Например, речь может идти о том, что называется «постреанимационной болезнью»; особенно часто это встречается как осложнения после операций на сердце. Сейчас в мире проходит несколько клинических исследований, когда при проведении операций, не дожидаясь развития осложнений, в контур искусственного кровообращения включают адсорбер. Отмечается, что это значительно снижает риски возникновения послеоперационных осложнений. Звучит фантастикой, но в Германии, например, такой подход уже покрывается страховкой. Мы, конечно, хотим это сделать доступным и в России».

Источник: Skolkovo