Почему одних больных тканей недостаточно: биобанк начнёт собирать и «нормальные» ткани от посмертных доноров

Представим, что в поражённой ткани выявили особенно высокую экспрессию определённого гена или белка. Этого недостаточно, чтобы понять, связано ли наблюдение с заболеванием или отражает исходную индивидуальную особенность человека. Значение таких различий становится ясным только при наличии «нормальной ткани» для сравнения.

При этом есть органы — например сердце или мозг, — по которым получить нормальную ткань у живого человека для исследовательских целей крайне сложно. Поэтому правительство с этого года решило пополнять национальный биобанк нормальными тканями органов, полученными от посмертных доноров.

Национальный институт здравоохранения Кореи при Агентстве по контролю и профилактике заболеваний 14-го числа сообщил, что в «программу поддержки консорциума инновационных биобанков» добавят новое направление — нормальные ткани, полученные от посмертных доноров. В первую очередь планируется собирать нормальные ткани органов, включая сердце, и сопутствующую информацию, чтобы предоставлять их для исследований, сравнивающих их с поражёнными тканями.

Изменения, найденные в больной ткани, обретают смысл только в сравнении с нормальной

Биобанк — это «банк данных для наук о жизни», который собирает и управляет биоресурсами человека — кровью, тканями, ДНК — и клинической информацией так, чтобы исследователи могли ими пользоваться. Это не просто место, где образцы хранят в заморозке. В последние годы там также накапливают медицинские изображения, такие как MRI и PET, а также данные геномного и протеомного анализа, используя их для выявления особенностей заболеваний и поиска подсказок для терапии.

Национальный институт здравоохранения Кореи расширял проект инновационных биобанков, начав в 2016 году с хронических цереброваскулярных заболеваний и затем включив саркомы, гинекологические онкологические заболевания, наследственные нарушения развития и другие направления. До сих пор ресурсы в основном собирали у пациентов. При этом нормальные ткани органов, с которыми можно было бы напрямую сравнивать эти материалы, оставались относительно труднодоступными.

С этого года этот пробел будут закрывать за счёт тканей от посмертных доноров. Завершив прежний консорциум по гинекологическим онкологическим заболеваниям, ведомство начнёт поддержку нового «консорциума нормальных тканей посмертного происхождения», за который будет отвечать профессор О Чжи Вон из Индустриально-академического фонда сотрудничества Университета Ёнсе. Таким образом, проект будет работать по четырём направлениям: хронические цереброваскулярные заболевания, саркомы, наследственные нарушения развития и нормальные ткани от посмертных доноров.

Почему нормальная ткань так важна

Допустим, в ткани пациента с заболеванием сердца определённый ген работает необычно активно. Если то же самое часто встречается и в нормальном сердце, это трудно считать важной подсказкой о болезни. И наоборот: если изменение редко наблюдается в нормальной ткани, но повторяется в тканях пациентов, появляется основание подробнее изучить его связь с заболеванием.

По мере накопления таких сравнений можно отобрать кандидатов с высокой вероятностью связи с заболеванием среди множества генов и белков. Нормальная ткань в этом смысле служит «точкой отсчёта» — помогает находить новые диагностические маркеры и сужать круг терапевтических мишеней, на которые может быть нацелен препарат.

Сердце и мозг трудно получить при жизни… посмертное донорство закрывает пробел

Даже у живого человека ткани, полученные в ходе лечения или операции, можно использовать в исследованиях. Но изъять здоровую ткань сердца или мозга исключительно ради исследования невозможно. Поэтому поражённые ткани есть, а корректных нормальных образцов для сравнения не хватает.

После смерти, когда происходит донорство, ситуация меняется. Можно получить ткани различных органов, которые при жизни трудно добыть для исследований. Если от одного донора получают ткани нескольких органов, появляется возможность сравнить, как по-разному работают гены в каждом органе.

За рубежом уже проводились крупномасштабные исследования такого типа. Показательный пример — проект «GTEx (Genotype-Tissue Expression)», который Национальные институты здравоохранения США (NIH) запустили в 2010 году. В рамках проекта собрали ткани мозга, сердца, лёгких, поджелудочной железы, кожи и других органов и проанализировали, как различается активность генов у разных людей и в разных органах.

В итоговый массив данных вошли материалы ДНК 838 посмертных доноров и 17 382 набора данных секвенирования РНК, охватывающих 54 участка тканей и 2 клеточные линии. Это позволило на большом массиве данных увидеть, что даже у людей с одинаковыми генами степень их активности различается в зависимости от органа.

GTEx сформировал крупную базу эталонных данных, показывающих активность генов в здоровых тканях. Опираясь на неё, исследователи могут отбирать среди изменений, найденных в тканях пациентов, сигналы с высокой вероятностью связи с заболеванием.

Однако посмертные ткани не становятся качественным исследовательским ресурсом автоматически — даже если их собрать много. Состояние биомолекул, таких как РНК, может различаться в зависимости от времени, прошедшего до забора ткани после смерти, и от способов консервации. Чтобы повысить надёжность результатов, необходимо по единым стандартам фиксировать не только то, когда ткань была изъята, но и то, как именно она хранилась.

В дальнейшем на практическую ценность для исследований, вероятно, будет влиять не только количество нормальных тканей, но и то, насколько тщательно будут контролироваться процессы забора и хранения, а также информация о доноре.

Ткани, которые исследователю трудно добыть самому, будут получать через государственный банк

В инновационном биобанке, которым управляет Национальный институт здравоохранения Кореи, к концу 2025 года было собрано в общей сложности биоресурсов человека на 3 648 человек. Из них: хронические цереброваскулярные заболевания — 1 755 человек, саркомы — 1 089, гинекологические онкологические заболевания — 404, наследственные нарушения развития — 400.

Из этого объёма материалы на 1 645 человек были раскрыты и распределены среди исследователей. Связанные исследования привели к 46 публикациям в международных научных журналах, 10 патентам, 3 случаям передачи технологий и 1 коммерциализации. В институте пояснили, что с использованием ресурсов, полученных в рамках этого проекта, также были разработаны цифровое терапевтическое средство для лечения деменции, технологии самопомощи для управления психическим здоровьем и технология анализа токсичности контента на основе AI.

Преимущество биобанка в том, что исследователю не нужно с нуля самостоятельно искать и собирать нужных пациентов и ткани. Особенно при редких заболеваниях или при работе с труднодоступными тканями органов одному исследовательскому учреждению непросто обеспечить достаточный объём. Если государство собирает и ведёт ресурсы по единым стандартам и предоставляет их исследователям, это снижает время и нагрузку, необходимые для старта исследования.

Если расширить охват до всей сети Банка биоресурсов человека Кореи, то к концу 2025 года накопленный объём биоресурсов человека составил 1,39 млн человек. Число исследовательских проектов, получивших распределение биоресурсов, в сумме достигло 5 854, а количество зарегистрированных и поданных патентов по теме составило 246.

С добавлением нормальных тканей от посмертных доноров роль национального биобанка станет ещё шире. Накопленные таким образом нормальные ткани станут сравнительным эталоном, позволяющим точнее отделять изменения, связанные с заболеванием. Кроме того, они могут использоваться и в исследованиях по поиску новых диагностических маркеров и выявлению мишеней, на которые будут нацелены терапевтические препараты.