В рамках правительственной программы «мегагрантов» в МФТИ создана новая лаборатория под руководством Валерия Валерьевича Фокина, профессора Исследовательского Института Скриппс (США), одного из ста ведущих химиков десятилетия по версии Thomson Reuters, ученика Барри Шарплесса, Нобелевского лауреата 2001 года. Лаборатория занимается разработкой химических методов, позволяющих доставлять молекулы в нужные биологические среды. Для этого молекулы должны быть устойчивы, как минимум, к гидрофобным взаимодействиям и нуклеофильным функциональным группам, а реакции должны протекать эффективно в присутствии воды, кислорода и белков.
Целью проекта является разработка новых каталитических трансформаций и применение их в фундаментальных исследованиях биомаркеров ранних стадий воспаления, рака и аутоиммунных заболеваний. Ведется изучение живых систем на молекулярном, клеточном и организменном уровне, необходимое для понимания происхождения и прогрессирования заболеваний, а также для поиска эффективных лекарственных препаратов.
В лаборатории идут работы по созданию препарата, который потенциально может использоваться для лечения злокачественных заболеваний кроветворной системы. По словам Валерия Фокина, «это чрезвычайно многогранный и сложный проект, целью которого является разработка более эффективного и селективного препарата для лечения злокачественных заболеваний кроветворной системы. В этой работе задействованы ученые измногих дисциплин, включая одного из лидеров в области гликобиологии Джеймса Полсона (Институт Скриппс, Ла Хойя, США). Новизна в том, что мы это токсичное вещество убираем внутрь микроскопических пузырьков, липосом. Эти липосомы содержат лиганды к клеточным рецепторам B-клеток (латинская B, „бэ-клетки“, они же белые клетки крови — прим. пресс-службы), то есть такие молекулы, которые могут взаимодействовать только сопределенными клетками, B-лимфоцитами. В результате липосомы поглощаются только этими лимфоцитами и убивают только их, не затрагивая здоровые клетки. Это движение в направлении создания той самой „волшебной пули“ — лекарства без побочных эффектов — про которую говорил еще более ста лет назад Пауль Эрлих».
Сейчас ученые готовятся испытывать препарат на животных, до стадии клинических испытаний он еще не дошел.
Пресс-служба поговорила с Валерием Фокиным. Химик поделился оценкой времени, необходимого для создания на базе Физтеха инновационного центра, рассказал про избирательное уничтожение раковых клеток и о своих впечатлениях от конференции ФизтехБио.
Про лабораторию
— Скажите пожалуйста, что уже удалось сделать?
— Создание новой лаборатории (не просто помещений и оборудования, а устойчиво работающей команды) занимает несколько лет. Серьёзным, значимым результатом будет подготовка и первых студентов и аспирантов. Что же касается первого года нашей работы, то мы сформировали команду, состоящую из опытных химиков, студентов и аспирантов, которые работают с первоклассным оборудованием над интересными проектами. А главное, появляется правильная организация.
— Какая именно?
— В по-настоящему творческом научном коллективе не должно быть жесткой вертикали. Должны быть горизонтальные связи и интеллектуальная свобода, которые неизбежно приводят к формированию новых собственных идей у сотрудников. Главное, не бояться их пробовать. Конечно, руководитель несёт ответственность за работу, но творческая инициатива — она должна идти не от шефа, а от сотрудников. Попросту говоря, если меня тут не станет, то работа не должна остановиться. Создание такой атмосферы — моя самая главная задача.
— А есть ли у Физтеха какие-то особые преимущества?
— Безусловно. Во-первых, это студенты с уникальным видением и отличной подготовкой. Даже если она и не включала в себя химические науки, творчески ориентированные студенты полны энтузиазма и готовы успешно изучать новые для них дисциплины. Во-вторых, минимальная бюрократическая нагрузка: ученым не надо тратить свои силы на рутину. За это надо поблагодарить администрацию Института и особенно организаторов-основателей Центра Живых Систем. В-третьих, есть возможность создавать научную школу почти с нуля, но в сотрудничестве с учеными, работающими на стыке биологии, химии, физики и медицины.
Про ФизтехБио
Конференция ФизтехБио, прошедшая в МФТИ в конце мая, стала важным событием: на нее приехали двое нобелевских лауреатов. Корреспондент пресс-службы задал Валерию Фокину ряд вопросов:
— Каковы Ваши общие впечатления от мероприятия?
— Прекрасно организованная и содержательная конференция. Я бы сказал, что она соразмерна — это не гигантский симпозиум, где невозможно сориентироваться во множестве докладов и участников, но при этом увлекательна и информативна. Первоклассные доклады, замечательные лекции приглашенных специалистов, включая нобелевских лауреатов. Выступление Сергея Крикалева и неформальное общение с этим «человеком-брендом» стал крайне приятной неожиданностью, было интересно послушать его выступление и то, как он отвечал на вопросы.
— А какие доклады показались наиболее интересными?
— Трудно выделять конкретные презентации среди такого созвездия докладчиков. Очень насыщенным и при этом доступным даже для неспециалистов было выступление Майкла Левитта. Мне запомнилась лекция Клауса Палме, который рассказывал про применение современной конфокальной микроскопии в исследованиях физиологии растений. Меня поразила возможность заглянуть в процессы роста и развития растений не только на клеточном, но и на молекулярном уровне, в трех измерениях, да ещё и в динамике.
Про липосомы и лекарства от рака
Некоторое время назад информационное агентство ИТАР-ТАСС опубликовало заметку о создании группой Валерия Фокина препарата, который потенциально может использоваться для борьбы с раковыми клетками. К сожалению, ряд написанных другими СМИ по мотивам этой заметки материалов содержал уже откровенно некорректные утверждения вроде того, что специалисты из МФТИ нашли лекарство от рака, которое вот-вот поступит в клиники. Валерий Фокин подчеркнул, что не имеет к этим сообщениям никакого отношения и рассказал о своей работе подробнее.
— Что представляет из себя разрабатываемый препарат?
— Это чрезвычайно многогранный и сложный проект, целью которого является разработка более эффективного и селективного препарата для лечения злокачественных заболеваний кроветворной системы. В этой работе задействованы ученые из многих дисциплин, включая одного из лидеров в области гликобиологии Джеймса Полсона (Институт Скриппс, Ла Хойя, США). Новизна в том, что мы это токсичное вещество убираем внутрь микроскопических пузырьков, липосом. Эти липосомы содержат лиганды к клеточным рецепторам B-клеток (латинская B, «бэ-клетки», они же белые клетки крови — прим. пресс-службы), то есть такие молекулы, которые могут взаимодействовать только с определенными клетками, B-лимфоцитами. В результате липосомы поглощаются только этими лимфоцитами и убивают только их, не затрагивая здоровые клетки. Это движение в направлении создания той самой «волшебной пули» — лекарства без побочных эффектов — про которую говорил еще более ста лет назад Пауль Эрлих.
— То есть химиотерапия перестанет быть такой тяжелой, как сейчас? Я читаю блог Антона Буслова, у него как раз была лимфома Ходжкина и он писал, что выпадают волосы, открываются язвы, человек сталкивается с жуткой слабостью…
— Совсем без побочных эффектов, наверное, не получится. Но новый препарат все равно должен их иметь намного меньше. удя по предварительным данным, по опытам на животных, так и происходит. Нужно подчеркнуть, что клинические испытания на пациентах еще не проводились; на данном этапе ведется работа по производству достаточного количество вещества для обширных экспериментах на животных.
— А это дорого? Я вспомнил про Буслова еще потому, что его в итоге вылечили с использованием моноклональных антител, а это стоило несколько сотен тысяч долларов. И сейчас сбор средств на лечение онкологических больных — не редкость.
— Говорить о стоимости рановато, но как любой инновационный препарат, требующий детальных и сложных исследований, это лекарство не может быть дешевым. Хотя, скорее всего, оно будет дешевле антител. Метод его получения масштабируем и можно, при удачном завершении клинических испытаний, развернуть производство.
— Скажите, можно ли так лечить другие виды рака? И вообще, это была для Вас какая-то узкая специальная задача или же тут есть фундаментальная наука?
— В этом проекте очень много фундаментальных вопросов и предстоящих исследований, от методов синтеза и формуляции препарата до его фармакодинамики и фармакокинетики. Что же касается лечения других заболеваний, то такой адресный подход возможен и для лечения других заболеваний, в которые вовлечены лейкоциты.
— То есть может быть еще какое-то лекарство, тоже точно доставляемое к каким-то определенным клеткам?
— В перспективе, да. Более того, гликобиология (наука, изучающая добавление молекул сахаридов к другим биомолекулам) выходит на качественно новый уровень. Благодаря современным технологиям, становится возможным детальное гликотипирование (по аналогии с генотипированием), а это открывает совершенно новые возможности для регулирования таких процессов как воспаление, аллергические реакции и аутоиммунные заболевания. Гликотипирование каждого больного или заболевания — это далекое будущее, но это вполне возможно.
Про инновации
— Скажите, а сколько надо времени на построение полноценного инновационного центра? В котором уже не только фундаментальная наука, но и технологии, какие-то практические приложения?
— Я думаю, что лет 25, как минимум.
— Так много?
— Я ориентируюсь на опыт других мест. Нужнa критическая масса ученых, а для её создания — привлекательная среда для их работы и жизни, т.е. инфраструктура. Плюс в медицинских исследованиях и биотехе есть ряд объективных лимитирующих факторов: испытания новых препаратов на животных требует времени, определяемого продолжительностью их жизни (т.е. лабораторные мыши, к примеру, должны сначала вырасти, дать потомство, и т.д.) Клинические испытания тоже занимают годы. В некоторых отраслях, как например в микроэлектронике, процесс внедрения и выхода на рынок происходит значительно быстрее, но и там есть свои ограничения.
— А какие отрасли, на Ваш взгляд, наиболее перспективны в сфере химии? У математиков есть свои проблемы Гилберта, часть из которых разрешена уже, а что у химиков?
— Навряд ли я скажу что то новое, упомянув безотходное использование природных ресурсов для получения новых материалов и продуктов питания. В конечном счете, всё сводится к наиболее эффективному использованию энергии химических связей. Например, важно научиться селективно изменять самые распространенные связи, то есть «углерод-водород». Тогда можно будет за минимальное число промежуточных стадий получать из углеводородов (нефти) сложные и полезные продукты. Другой пример — получение высококачественного белка из растительного сырья, которое приведет к более энергетически-ценным и доступным продуктам питания; в этой области химия тесно взаимодействует с биотехнологиями. А в целом, самые перспективные открытия, значимые для человечества, ждут нас на стыке дисциплин, традиционные границы которых становятся всё более и более размытыми. Невозможность предсказания конкретных открытий и есть, как мне кажется, источник любопытства и азарта учёных, работающих в этих областях науки.
