Устройства для очищения крови и инъекции от последствий COVID-19: изобретения резидентов «Научного парка МГУ»

Два резидента технопарка «Научный парк МГУ» представили свои передовые продукты, которые направлены на предотвращение тяжелой формы течения коронавирусной инфекции. О сути изобретений и их потенциале рассказали разработчики.

«Сегодня “Научный парк МГУ” является стартовой площадкой для эффективной коммерциализации идей, рождающихся в Московском университете. За годы работы из стен научного парка вышло более 300 высокотехнологичных компаний, общее число созданных рабочих мест превысило 10 тысяч», — отметил руководитель Департамента предпринимательства и инновационного развития города Москвы Алексей Фурсин.

Очищение крови при сепсисе

В числе новшеств — сорбционные колонки для экстракорпорального очищения крови. Это инновационные медицинские изделия, которые применяют при терапии сепсиса (системного воспалительного ответа организма на инфекцию), полиорганной недостаточности (стресс-реакции, при которой нарушаются или перестают функционировать две и более системы организма) и тяжелых форм COVID-19.

«В основе этих жизнеугрожающих состояний лежит плохо отрегулированный ответ организма на инфекцию. Наш иммунитет, стараясь справиться с внешним возбудителем, стреляет по нему изо всех орудий. В таких ситуациях это приносит больше вреда, чем пользы. Повреждается поверхность кровеносных сосудов, нарушается снабжение внутренних органов кровью и кислородом. Исходно локальная проблема разрастается до масштабов всего организма, пациенты попадают в реанимацию. Для помощи им применяют методы экстракорпорального (внеорганизменного) очищения крови», — объяснил Иван Бессонов, технический директор и сооснователь компании-производителя.

Суть метода заключается в том, что с помощью катетера и насоса кровь пациента под небольшим давлением по стерильной полимерной трубке подается в одноразовый пластиковый картридж — гемосорбционную колонку, заполненную специальным биосовместимым поглощающим материалом — сорбентом. Проходя через него, кровь очищается от вредных веществ (белков-цитокинов, которые провоцируют так называемый цитокиновый шторм, и бактериальных токсинов или липополисахаридов, запускающих сепсис), а затем возвращается в организм.

Первыми, кто показал, что экстракорпоральное удаление цитокинов способно помочь больным при жизнеугрожающих состояниях, были российские ученые. Группа Вадима Даванкова еще в 1990-х годах предложила решить эту задачу с помощью сорбирующего материала под названием «Сверхсшитый полистирол», представляющего собой новый класс полимеров.

«Мне повезло учиться у Вадима Даванкова, работать с ним вместе и помогать его задумкам шагнуть в XXI век. Наш подход основан на придании сверхсшитому полистиролу новых, недоступных ранее свойств. Мы научились создавать на его поверхности участки для избирательного связывания молекул, с поглощением которых сверхсшитые полистиролы предыдущих поколений не справляются, — отметил Иван Бессонов. — Результатом нашей работы стал сорбент, который способен направленно удалять два совсем непохожих типа молекулярных мишеней — цитокины и липополисахариды. Мы внедрили такой сорбент в клиническую практику первыми в мире».

Эффективность экстракорпоральных колонок резидента технопарка «Научный парк МГУ» при лечении COVID-19 изучали в ходе пилотных исследований, которые прошли в 2021 году в городской клинической больнице № 1 имени Н.И. Пирогова. Так, у пациентов удалось снизить тяжесть полиорганной недостаточности и повысить насыщение крови кислородом. Также падал уровень белков, которые указывают на наличие воспалительного процесса. Среди них интерлейкин-6, С-реактивный белок и ферритин. Результаты этой работы представили на международном конгрессе по терапии критических состояний в Брюсселе ISICEM-2021.

Новые сорбционные колонки сегодня успешно применяют в крупнейших государственных медучреждениях Москвы (включая больницу № 1 имени Н.И. Пирогова, городскую клиническую больницу имени С.П. Боткина, НИИ скорой помощи имени Н.В. Склифосовского, городскую клиническую больницу № 68 имени В.П. Демихова, Московский клинический центр инфекционных болезней «Вороновское», детскую городскую клиническую больницу № 15 имени Н.Ф. Филатова и НИИ неотложной детской хирургии и травматологии), а также в лечебных учреждениях других регионов России и за ее пределами (продукцию экспортируют в страны Латинской Америки).

В настоящее время компания занимается сертификацией своих медицинских изделий в странах Евросоюза, работает над созданием гемосорбционных колонок для детей и проводит клинические исследования.

«Я хочу, чтобы врачи, принимая решения о назначении наших сорбционных колонок, опирались на клинические исследования мирового уровня, — сказал Иван Бессонов. — И здесь мы уже прошли серьезный путь. В эти дни завершается набор на наше флагманское исследование по абдоминальному сепсису. В ближайшем будущем мы поделимся его данными. Стартовали новые исследования по акушерскому сепсису, внебольничной пневмонии, тяжелому острому панкреатиту, коронавирусу. Я точно знаю, что наши врачи — это талантливые и амбициозные специалисты, а в России можно и нужно проводить исследования мирового масштаба. Вместе с ними мы работаем над проектами, результаты которых будут адекватно восприниматься на международном уровне».

Инъекционный препарат 

Еще одна разработка представляет собой инъекции на основе нового класса синтетических препаратов — митохондриальных антиоксидантов. Новинка призвана купировать развитие осложнений, вызванных коронавирусной инфекцией: в частности, препарат препятствует формированию отека легких в результате цитокинового шторма, тем самым уменьшая необходимость использования аппарата искусственной вентиляции легких.

«Во всех клетках нашего организма есть специальные структуры — митохондрии. Это наши энергетические станции. В них питательные вещества сжигаются кислородом, и главная задача митохондрий — фиксировать выделяющуюся при этом энергию. Однако у митохондрий есть и темная сторона. Часть кислорода они используют для образования очень ядовитых веществ — свободных радикалов, которые играют важную роль при развитии многих критических состояний организма и особенно при гиперактивации системы врожденного иммунитета — системном воспалительном ответе. Это именно то, что вызывает тяжелое течение COVID-19», — пояснил Максим Скулачев, кандидат биологических наук, молекулярный биолог, генеральный директор компании-производителя.

Действующее вещество нового препарата — SkQ1 — митохондриальный антиоксидант (то есть нейтрализатор активных форм кислорода), который может «потушить пожар» свободных радикалов непосредственно в месте возгорания: он способен проникать сквозь мембраны клетки и митохондрий и адресно накапливаться в месте образования ядовитых веществ.

«Мы считаем, что во многих случаях (включая тяжелую форму COVID-19) критические состояния и смерть — это результат активации определенных вредных механизмов, заложенных в организме. Зачастую это происходит из-за следования природному принципу “лучше умереть, чем ошибиться”. Так, у бактерий есть специальная система для борьбы с бактериальными вирусами — фагами. Зараженная бактерия может активировать механизм собственной гибели, чтобы не дать фагу размножиться. Похоже, что и в нашем организме подобный механизм активируется при массированном заражении (в случае бактериального заражения это механизм сепсиса). И мы пытаемся отключать эти механизмы через нейтрализацию митохондриальных активных форм кислорода», — рассказал Максим Скулачев.

Разработка инъекционной формы SkQ1 началась весной 2020 года. Проведенные на животных исследования показали, что препарат способствует резкому снижению уровня цитокинового воспаления и защищает организм от гибели. Впереди клинические испытания на добровольцах. По мнению разработчиков, препарат на основе SkQ1 может стать важным инструментом при лечении не только коронавируса, но и других вирусных инфекций. Уже сегодня митохондриальный антиоксидант в качестве действующего вещества используется в зарегистрированном в России лекарственном препарате против глаукомы, катаракты и других болезней глаз, свойственных возрастным пациентам.