Цифровая медицина, инновации в фармации, регенерация нервов: о каких достижениях ученые Сеченовского Университета рассказали на конференции РКАМУ
08.07.2024
Цифровые технологии для персонализированной диагностики и терапии онкологических и кардиологических заболеваний, дистанционный мониторинг пациентов с ХОБЛ, оригинальные подходы к созданию и апробации дженериков, технология восстановления периферических нервов, а также совместные проекты с коллегами из Китая – обо всем этом рассказали ученые Сеченовского Университета на Международной научной конференции по развитию китайско-российской медицины. Конференция состоялась в рамках Ежегодного заседания Совета Российско-Китайской ассоциации медицинских университетов, прошедшего в юбилейный десятый раз.
Искусственный интеллект для диагностики онкозаболеваний
О внедрении систем машинного обучения и искусственного интеллекта в обследование, лечение и подбор терапии для онкологических пациентов рассказала директор Института персонализированной онкологии Марина Секачева. Проекты института направлены на создание наиболее четкой картины течения онкологического заболевания у каждого конкретного пациента. Среди наиболее значимых разработок — системы на базе ИИ, направленные на выявление пациентов высоких групп риска, прогноз течения заболевания, планирование операций, патологоанатомическую диагностику и подбор препаратов для дальнейшей терапии. Все они позволят диагностировать болезнь раньше и быстрее, прогнозировать течение заболевания и эффективнее подбирать терапию.
Так, с помощью системы поддержки принятия врачебных решений «Онкопро», реализованной в виде «облачного» Web-сервиса, можно определить вероятность наличия у пациента рака легких, кишечника, мочевого пузыря, молочной железы, яичника, предстательной железы и почки на основе анализа 14 биомаркеров рака. Создаваемая вместе с индустриальным партнером ООО «РТК Радиология» система-помощник для хирургических операций при раке легкого позволяет спрогнозировать объем оперативного вмешательства и реконструировать операцию с учетом особенностей конкретного пациента.
Кроме того, специалисты Института персонализированной онкологии ведут сбор данных онкологических пациентов для международного проекта «Феном человека», запущенного в 2018 году Фуданьским университетом. Проект направлен на обнаружение многоуровневой связи между генами, окружающей средой и фенотипами. Результаты исследований позволят разрабатывать методы опережающей диагностики для пациентов с онкологическими и многими другими заболеваниями.
Инновационные носители для лекарств
Директор Института фармации Галина Раменская рассказала об оригинальных подходах к разработке дженериков и проверке их биоэквивалентности.
«Важную часть разработок команды Института фармации составляют инновационные носители препаратов — in situ матрицы для доставки синтетических и иммуно-биологических компонентов, стимулочувствительный адъювант для интраназальной доставки вакцины, термочувствительный лидокаиновый гель для глаз, интраназальная система доставки препарата для лечения опухолей мозга и другие», — подчеркнула Галина Раменская.
Кроме того, в период с 2021 по 2023 год на базе Института фармации были разработаны и апробированы четыре in vitro модели для оценки качества стимулочувствительных систем для интраветрикулярного (в область стекловидного тела), интраназального, интравагинального и альвеолярного применения. Эти модели позволили провести разработку и скрининг в условиях, релевантных физиологическим, четырех стимулочувствительных препаратов, которые в настоящее время проходят масштабирование для наработки образцов для доклинических исследований.
Нейросети для удаленного скрининга болезней сердца
Доклад директора Института персонализированной кардиологии Филиппа Копылова был посвящен результатам совместного с Харбинским университетом проекта по изучению сосудистого старения. Задачей коллег из Китая были фундаментальные исследования и эксперименты на животных, а клинические исследования велись на базе УКБ №1. В итоге специалистам удалось внедрить подтвердить эффективность лечения метаболического синдрома с помощью интервальных гипокси-гипероксических тренировок и внедрить этот метод в клиническую практику. Ученые уже запланировали новый совместный проект по исследованию влияния белка NRF2, связанного в том числе с антиоксидантной защитой, на риски развития ишемии миокарда.
Также Филипп Копылов поделился опытом разработки и внедрения в практику алгоритмов ИИ в области кардиологии. В частности, благодаря анализу сигналов одноканальной ЭКГ с помощью нейросетей специалистам Сеченовского Университета уже удалось создать ряд устройств для удаленного скрининга и мониторинга заболеваний сердца. А персонализированные математические модели коронарного кровотока легли в основу ПО для планирования операций по стентированию и прогнозирования их эффективности.
Дистанционный мониторинг пациентов с ХОБЛ
Проект по дистанционному мониторингу пациентов с хронической обструктивной болезнью легких представила врач-пульмонолог Клиники пульмонологии и респираторной медицины Ольга Нагаткина. В 2023 году специалисты НМИЦ пульмонологии Сеченовского Университета разработали «Методические рекомендации по дистанционному наблюдению больных ХОБЛ с применением медицинских изделий и российских информационных систем, предназначенных для мониторинга состояния здоровья пациента», которые легли в основу проекта. Пациентов по назначению лечащего врача подключают к сервису, и через приложение «Гостелемед» они ежедневно вносят в личном кабинете данные о состоянии своего здоровья, собранные в том числе с помощью устройств для пульсоксиметрии и оценки дыхательной функции. Если в течение определенного времени больной не внесет необходимую информацию, ему позвонит робот-помощник, которому также можно передать данные о самочувствии. Если и на данный звонок пользователь не ответит, то пациенту перезвонит оператор контакт-центра.
При негативной динамике показателей пациенту автоматически назначается оперативная консультация с врачом, при резком ухудшении состояния он получает направление на госпитализацию. Врач имеет доступ ко всем данным и, видя полную картину состояния здоровья пациента, может при необходимости назначить очную или телемедицинскую консультацию.
«На данный момент в мониторинге участвуют пациенты из Москвы, Волгограда, Иркутска и Уфы. Мы надеемся, что мониторинг пациентов с ХОБЛ предотвратит обострения, которые влекут за собой различные осложнения, включая смертельно опасную острую дыхательную недостаточность, улучшит качество жизни и повысит выживаемость пациентов», — подчеркнула Ольга Нагаткина.
Восстановление поврежденных нервов
Доцент Института бионических технологий и инжиниринга Александр Марков представил результаты эксперимента по беспроводной хронической электростимуляции периферических нервов с помощью органического оптоэлектронного имплантата. Исследовательская группа разработала устройство для регенерации нервов на основе органических полупроводников, размещенных на полимерной биосовместимой подложке. Подложка оборачивается вокруг поврежденного нерва, выступая в качестве «строительных лесов», а при воздействии красным светом органические полупроводники создают слабое электромагнитное поле, которое без нагрева стимулирует клетки и заставляет их активнее расти.
Недавно ученые завершили эксперимент на крысах. Животных разделили на шесть групп: одна из них была контрольной, в другую попали крысы со здоровыми нервами задних лап и вживленным устройством для проверки его работоспособности, а в остальные четыре — крысы с рассеченными седалищными нервами. У одних крыс нерв срастался естественным путем, вторым его сшили хирургической нитью, третьим вживили устройство, но не стимулировали его светом, а четвертым — вживили и стимулировали на протяжении 100 дней по минуте в день. Именно последний вариант позволил добиться наиболее быстрой и качественной регенерации.
«В каждой клетке есть свой цикл отправки сигнала, в том числе и для регенерации. Стимуляция позволяет максимально укоротить этот цикл, то есть заставить нерв посылать сигнал намного чаще», — пояснил Александр Марков.
Российско-Китайская ассоциация медицинских университетов (РКАМУ) была основана 10 лет назад по инициативе Сеченовского Университета и Харбинского медицинского университета. Это стало важным шагом в развитии стратегического сотрудничества между Россией и Китаем в сфере медицины и научных исследований.
За прошедшие годы Ассоциация значительно расширила свой состав: если в 2014 году в нее входило всего 20 университетов, то сегодня их количество превышает сотню. Этот факт свидетельствует о высокой эффективности работы РКАМУ и ее значимости для международного медицинского сообщества.
О внедрении систем машинного обучения и искусственного интеллекта в обследование, лечение и подбор терапии для онкологических пациентов рассказала директор Института персонализированной онкологии Марина Секачева. Проекты института направлены на создание наиболее четкой картины течения онкологического заболевания у каждого конкретного пациента. Среди наиболее значимых разработок — системы на базе ИИ, направленные на выявление пациентов высоких групп риска, прогноз течения заболевания, планирование операций, патологоанатомическую диагностику и подбор препаратов для дальнейшей терапии. Все они позволят диагностировать болезнь раньше и быстрее, прогнозировать течение заболевания и эффективнее подбирать терапию.
Так, с помощью системы поддержки принятия врачебных решений «Онкопро», реализованной в виде «облачного» Web-сервиса, можно определить вероятность наличия у пациента рака легких, кишечника, мочевого пузыря, молочной железы, яичника, предстательной железы и почки на основе анализа 14 биомаркеров рака. Создаваемая вместе с индустриальным партнером ООО «РТК Радиология» система-помощник для хирургических операций при раке легкого позволяет спрогнозировать объем оперативного вмешательства и реконструировать операцию с учетом особенностей конкретного пациента.
Кроме того, специалисты Института персонализированной онкологии ведут сбор данных онкологических пациентов для международного проекта «Феном человека», запущенного в 2018 году Фуданьским университетом. Проект направлен на обнаружение многоуровневой связи между генами, окружающей средой и фенотипами. Результаты исследований позволят разрабатывать методы опережающей диагностики для пациентов с онкологическими и многими другими заболеваниями.
Инновационные носители для лекарств
Директор Института фармации Галина Раменская рассказала об оригинальных подходах к разработке дженериков и проверке их биоэквивалентности.
«Важную часть разработок команды Института фармации составляют инновационные носители препаратов — in situ матрицы для доставки синтетических и иммуно-биологических компонентов, стимулочувствительный адъювант для интраназальной доставки вакцины, термочувствительный лидокаиновый гель для глаз, интраназальная система доставки препарата для лечения опухолей мозга и другие», — подчеркнула Галина Раменская.
Кроме того, в период с 2021 по 2023 год на базе Института фармации были разработаны и апробированы четыре in vitro модели для оценки качества стимулочувствительных систем для интраветрикулярного (в область стекловидного тела), интраназального, интравагинального и альвеолярного применения. Эти модели позволили провести разработку и скрининг в условиях, релевантных физиологическим, четырех стимулочувствительных препаратов, которые в настоящее время проходят масштабирование для наработки образцов для доклинических исследований.
Нейросети для удаленного скрининга болезней сердца
Доклад директора Института персонализированной кардиологии Филиппа Копылова был посвящен результатам совместного с Харбинским университетом проекта по изучению сосудистого старения. Задачей коллег из Китая были фундаментальные исследования и эксперименты на животных, а клинические исследования велись на базе УКБ №1. В итоге специалистам удалось внедрить подтвердить эффективность лечения метаболического синдрома с помощью интервальных гипокси-гипероксических тренировок и внедрить этот метод в клиническую практику. Ученые уже запланировали новый совместный проект по исследованию влияния белка NRF2, связанного в том числе с антиоксидантной защитой, на риски развития ишемии миокарда.
Также Филипп Копылов поделился опытом разработки и внедрения в практику алгоритмов ИИ в области кардиологии. В частности, благодаря анализу сигналов одноканальной ЭКГ с помощью нейросетей специалистам Сеченовского Университета уже удалось создать ряд устройств для удаленного скрининга и мониторинга заболеваний сердца. А персонализированные математические модели коронарного кровотока легли в основу ПО для планирования операций по стентированию и прогнозирования их эффективности.
Дистанционный мониторинг пациентов с ХОБЛ
Проект по дистанционному мониторингу пациентов с хронической обструктивной болезнью легких представила врач-пульмонолог Клиники пульмонологии и респираторной медицины Ольга Нагаткина. В 2023 году специалисты НМИЦ пульмонологии Сеченовского Университета разработали «Методические рекомендации по дистанционному наблюдению больных ХОБЛ с применением медицинских изделий и российских информационных систем, предназначенных для мониторинга состояния здоровья пациента», которые легли в основу проекта. Пациентов по назначению лечащего врача подключают к сервису, и через приложение «Гостелемед» они ежедневно вносят в личном кабинете данные о состоянии своего здоровья, собранные в том числе с помощью устройств для пульсоксиметрии и оценки дыхательной функции. Если в течение определенного времени больной не внесет необходимую информацию, ему позвонит робот-помощник, которому также можно передать данные о самочувствии. Если и на данный звонок пользователь не ответит, то пациенту перезвонит оператор контакт-центра.
При негативной динамике показателей пациенту автоматически назначается оперативная консультация с врачом, при резком ухудшении состояния он получает направление на госпитализацию. Врач имеет доступ ко всем данным и, видя полную картину состояния здоровья пациента, может при необходимости назначить очную или телемедицинскую консультацию.
«На данный момент в мониторинге участвуют пациенты из Москвы, Волгограда, Иркутска и Уфы. Мы надеемся, что мониторинг пациентов с ХОБЛ предотвратит обострения, которые влекут за собой различные осложнения, включая смертельно опасную острую дыхательную недостаточность, улучшит качество жизни и повысит выживаемость пациентов», — подчеркнула Ольга Нагаткина.
Восстановление поврежденных нервов
Доцент Института бионических технологий и инжиниринга Александр Марков представил результаты эксперимента по беспроводной хронической электростимуляции периферических нервов с помощью органического оптоэлектронного имплантата. Исследовательская группа разработала устройство для регенерации нервов на основе органических полупроводников, размещенных на полимерной биосовместимой подложке. Подложка оборачивается вокруг поврежденного нерва, выступая в качестве «строительных лесов», а при воздействии красным светом органические полупроводники создают слабое электромагнитное поле, которое без нагрева стимулирует клетки и заставляет их активнее расти.
Недавно ученые завершили эксперимент на крысах. Животных разделили на шесть групп: одна из них была контрольной, в другую попали крысы со здоровыми нервами задних лап и вживленным устройством для проверки его работоспособности, а в остальные четыре — крысы с рассеченными седалищными нервами. У одних крыс нерв срастался естественным путем, вторым его сшили хирургической нитью, третьим вживили устройство, но не стимулировали его светом, а четвертым — вживили и стимулировали на протяжении 100 дней по минуте в день. Именно последний вариант позволил добиться наиболее быстрой и качественной регенерации.
«В каждой клетке есть свой цикл отправки сигнала, в том числе и для регенерации. Стимуляция позволяет максимально укоротить этот цикл, то есть заставить нерв посылать сигнал намного чаще», — пояснил Александр Марков.
Российско-Китайская ассоциация медицинских университетов (РКАМУ) была основана 10 лет назад по инициативе Сеченовского Университета и Харбинского медицинского университета. Это стало важным шагом в развитии стратегического сотрудничества между Россией и Китаем в сфере медицины и научных исследований.
За прошедшие годы Ассоциация значительно расширила свой состав: если в 2014 году в нее входило всего 20 университетов, то сегодня их количество превышает сотню. Этот факт свидетельствует о высокой эффективности работы РКАМУ и ее значимости для международного медицинского сообщества.