25 февраля 2026
В Сириусе создают цифровые двойники клеток для подбора терапии
Учёные Научно-технологического университета «Сириус» работают над созданием платформы на основе искусственного интеллекта, которая позволит создавать цифровые двойники клеток и тканей человека. Такая инновационная модель поможет прогнозировать, как организм отреагирует на лекарство, подбирать лечение при онкологии более точно и безопасно, а также предсказывать вероятность рецидива, резистентности или трансформации опухоли. Проект реализуется в рамках государственной программы «Наука» федеральной территории «Сириус».
Возглавляет научную группу исследования один из ведущих учёных в мире в области генной экспрессии — Антон Буздин. В мае 2025 года он стал победителем конкурса ведущих и молодых учёных госпрограммы научно-технологического развития федеральной территории «Сириус». Профессор Антон Буздин специализируется на молекулярной биологии, биоинформатике и персонализированной онкологии. Он также известен своими исследованиями в области эволюции генов и молекулярных путей и является автором более 250 научных публикаций, включая статьи в высокорейтинговых международных журналах. Ранее он руководил группой биостатистики и биоинформатики EORTC в Бельгии, был научным директором в компании «Онкобокс», создавшей платформу для персонализированного подбора таргетных препаратов с помощью РНК-секвенирования. Получив финансирование и сформировав команду в Научно-технологическом университете «Сириус», Антон Буздин приступил к новому масштабному проекту. Исследование посвящено анализу так называемых омиксных данных — больших массивов информации о работе генов, белков и других молекул в клетке. Сегодня такие данные накапливаются очень быстро, но их объём уже превышает возможности ручного анализа. Новая платформа объединит алгоритмы, машинное обучение и методы искусственного интеллекта, чтобы «собрать» из этих данных целостную картину происходящего в клетке. Главная цель — создать цифровой двойник конкретного клеточного типа, а в перспективе и конкретного пациента.
«Мы рассчитываем, что создадим целую коллекцию цифровых двойников для разных типов клеток человеческого тела. Они позволят моделировать, что происходит на молекулярном уровне, когда организм подвергается внешнему воздействию — например, при приёме того или иного лекарства. Цифровые двойники здоровых клеток помогут оценить возможные побочные эффекты, а двойники патологических — понять, насколько эффективно работает лечение», — поясняет руководитель научной группы Научного центра генетики и наук о жизни Университета «Сириус» Антон Буздин.
Основой для таких моделей станет глубокий анализ данных единичноклеточного профилирования — метода, который позволяет определить, какие именно клетки входят в состав ткани и какие гены в них активны. У каждого типа клеток есть свой «молекулярный профиль», и его можно использовать для построения детальной модели внутриклеточных процессов.
При этом цифровой двойник будет настраиваться индивидуально — с учётом генетических особенностей человека, включая вариации числа копий генов и мутации. Это открывает путь к персонализированной медицине, когда терапия подбирается не по общим стандартам, а с учётом особенностей конкретного пациента. Одной из задач проекта станет решение проблемы неполных данных. В реальной практике невозможно одновременно измерить все параметры работы клетки — это слишком дорого и требует большого количества биоматериала.
«Использовать сразу все методы анализа — геномику, транскриптомику, протеомику и другие — просто невозможно. Но если мы хотим понять, как именно работает конкретный ген в конкретной клетке, нам нужно видеть всю цепочку передачи информации. Поэтому часть данных приходится достраивать, опираясь на то, что мы можем измерить экспериментально. Сегодня это во многом нерешённая задача, но мы рассчитываем существенно продвинуться в её решении», — отмечает руководитель проекта.
В ближайшие годы платформа может найти применение прежде всего в онкологии и генетической диагностике. Модель позволит выявлять слабые места опухолевых клеток и подбирать уже существующие таргетные препараты — лекарства, которые действуют на конкретные молекулярные мишени. Кстати, в последнее время методы функциональной аннотации омиксных профилей стали ещё сложнее: оказалось, что некоторые соседние следующие друг за другом гены могут объединяться в составе одного транскрипта и давать химерные белки, причём это происходит довольно часто и даже не в результате геномных перестроек, а просто из-за дефектов терминации транскрипции и системы сплайсинга. А возможно, что некоторые такие химеры на самом деле зачем-то нужны организму — слишком уж часто их можно наблюдать не только в патологических, но также и в нормальных тканях. Более подробно эти необычные гены описаны в недавнем обзоре участников проекта International Journal of Molecular Sciences. В другой работе коллектив впервые смог количественно охарактеризовать встройки геномных мобильных элементов в опухолях человека в контексте всех других видов геномной нестабильности. Оказалось, что в среднем в одном опухолевом образце содержится около 20 новых встроек мобильных элементов Alu и столько же L1, причём встройки в основном идут в активные участки генома: Computers in Biology and Medicine.
«Платформа будет полезна при разработке новых лекарств и схем комбинированной терапии. Она позволит создавать персонализированные модели развития заболевания и находить уязвимые звенья в работе патологических клеток. Мы ожидаем, что в перспективе это может изменить стандарты молекулярной диагностики и положительно отразиться на здоровье пациентов», — подчёркивает Антон Буздин.
Разработчики отмечают, что создаваемая платформа не имеет прямых реализованных аналогов. В проекте участвует компания «Сайстор». Ожидается, что платформа будет применима не только в лечении заболеваний, но и в профилактической медицине — например, для оценки индивидуальных рисков и подбора дозировок лекарств.
Автор: Элина Стоянова
Теги:
наука, ученые, госпрограмма Наука ФТ, генетика и науки о жизни