Виктория Шипунова: «Биологам говорю, что я физик, физикам, что биолог, а когда встречаюсь с биофизиками, молчу»

Текст создан в рамках проекта «Завлабы»: редакция PCR.NEWS задает вопросы руководителям лабораторий, отделов и научных групп. Что бы вы сделали, если бы были всемогущи? Как должен выглядеть идеальный мир через 50 лет? Что вам не дает покоя? Какому главному правилу вы можете научить начинающих исследователей? И так далее.

 

Начиная со школы, я делала то, что было написано в книжках. Не могу сказать, что я одаренный человек, просто очень упорный и трудолюбивый. Когда мы говорим о научной деятельности, это, как правило, 99% — упорство и трудолюбие. Один процент озарения часто возникает вообще не на работе. Мне самые гениальные идеи приходят в ванной. Так я намечтала уже на несколько приличных статей.

Чувство азарта появляется, когда что-то получается, особенно непредсказуемо. У меня был уникальный случай, когда студентка за месяц-полтора освоила новую область и сделала работу, достойную публикации. Еще азарт, когда берешь новый проект, в котором ничего не понимаешь. Проходит неделя, месяц, несколько месяцев. Ты начинаешь разбираться в процессах, пересматриваешь, как окружающий мир устроен. Даже если ты еще ничего не успел сделать руками, а просто разобрался в том, что другие исследователи опубликовали, это уже фантастика.

Мы в лаборатории традиционно занимаемся разработкой средств для диагностики и терапии онкозаболеваний, а сейчас у нас побочный проект появился про почву. В рамках «научного хобби» изучаем, почему культуры на полях гниют. Интересно! Ничего не знали в почвоведении, но я с юга, меня всегда к земле тянуло. Месяца четыре проект идет, разбираемся в новых методологиях. Первые интересные результаты получили. Оказалось, что хорошо и качественно выделить ДНК из почвы — это сама по себе задачка со звездочкой, далеко не все это умеют делать, не говоря уже о том, чтобы понять, что именно вызывает гниль на полях.

Своей командой я горжусь постоянно. У нас нет разделения, работаем, как слаженный механизм, в каждом проекте есть идейный лидер. Когда человек приходит, он, конечно, обладает какой-то довольно узкой специализацией. Анастасия Куртова, например, пришла к нам совсем недавно, и ее основная специальность — клеточные технологии и гистология, она биоматериал мамонта изучала, это очень круто. Я ее с первых месяцев начала активно вовлекать в область нанотехнологий. За полтора месяца ей удалось быстро включиться в тему и уловить интересный эффект на наночастицах, и даже написать статью, которая уже опубликована. Сейчас она работает с наночастицами, секвенирование осваивает. Ребята, которые к нам приходят, рано или поздно становятся мультипрофильными, потому что область наноисследований предполагает, что ты «и швец, и жнец, и на дуде игрец».

Нанотехнологии сами не определились, кто они больше — физика, химия или биология. Когда меня спрашивают, кто я, говорю, что нанобиотехнолог, научный сотрудник. Биологам говорю, что я физик, физикам, что биолог, а когда встречаюсь с биофизиками, молчу.

Наша лаборатория канцерогенеза — однозначно больше биологи. С другой стороны, я окончила Физтех по специальности «Прикладная математика и физика» и уже всю физику забыла давно, но, если надо, знаю, в какую книжку лезть. Особенно когда касается микроскопии. Это оптика прежде всего, а там, чтобы получить хорошую картинку, надо чуть-чуть разбираться. Биологи разбираются с нуля, а физикам попроще, не зря все-таки линзы полгода рисовали.

Ну и публикуемся мы, соответственно, в основном в биологических журналах — как российских, так и международных.

Сейчас стало сложнее публиковаться, кто бы что ни говорил. У нас группа показала, что может хорошо публиковаться в разных высокоимпактных журналах. Но сейчас все стало сильно медленнее и сложнее. Я не думаю, что проблема в нас — коллектив растет, мы стали лучше работать, нас больше, постоянно учимся. Ну значит, сама Вселенная нам подсказывает, что надо развивать отечественные издания, и мы сейчас активно публикуемся в российских журналах, я активно это пропагандирую. Сама часто рецензирую работы в российских журналах как авторов из России, так и других стран. Я злой рецензент, если мне попадает работа, на той стороне, скорее всего, будут плакать. Зато на выходе сделают очень классную работу.

Мы очень любим журнал «Молекулярная биология», там фантастически крутая редакция. Такого жесткого рецензирования и особенно стадии научной редактуры после принятия статьи к печати я не встречала практически ни в одном иностранном журнале, горжусь этим журналом и всем его пиарю.

Некоторыми своими работами в отечественных журналах я довольна гораздо больше, чем публикациями в иностранных изданиях. Я рада, что столкнулась с строгим, но кропотливым и вдумчивым рецензированием. Первый раз, когда встречаешь такую рецензию, думаешь: ого-го, все переделать, что ж такое? У нас отчет по гранту горит, надо быстрее. А на выходе ты гордишься своим текстом, тебе не стыдно его в пресс-релизы отправлять и студентам выдать в качестве референсной работы.

Другая статья просто лежит в журнале уже год, уже отметили юбилей. У этой работы вообще грустная история. Мы ее достаточно быстро сделали экспериментально, но она очень долго находится на стадии рассмотрения в журнале. Статья посвящена созданию адресных агентов для диагностики и терапии онкологических заболеваний. Это действительно предмет гордости для меня и моего коллектива — получается лечить у животных достаточно крупные опухоли, которые еще метастазируют, разными методами фототерапии (когда свет конвертируется либо в активную форму кислорода, либо в тепло). Подавали мы эту работу сначала в журнал ACS Nano, статью туда не взяли, поэтому название журнала уже можно озвучить. Проходила этап рецензирования три месяца (то есть именно на рецензии была, у ученых, а не ждала решения редактора) — это круто, значит, хорошая работа. А потом нам сказали: «Нет, вы из России». Хотя издательство заявляло, что вне всего этого. А сейчас она лежит в журнале издательства Elsevier уже целый год, Q1, это достаточно приличный журнал, и мы там уже публиковались. Просто лежит, и ни ответа, ни привета. Письма не помогают. Не понимаю, как это допустимо. Ребята мои думают, что, скорее всего, кто-то из рецензентов доделывает эксперименты, чтобы быстрее нас опубликоваться.

У нас прервалась очень классная коллаборация, ввиду соглашения о неразглашении не могу рассказать, с кем и о чем именно работа. Но она могла привести к разработке очень крутого лекарства от сердечно-сосудистых заболеваний. Мы эту работу делали на азарте, без денежных вложений. Мне обидно не оттого, что я лишилась публикаций, — обидно, что могли сделать крутую таблетку, хороший задел уже был получен. Ребята с той стороны предложили «запарковать» наши активности, вернуться к деятельности, как только это будет возможно. Очень жду.

Но, конечно, надо не забывать, что наука не имеет границ, она интернациональна и надо читать как можно больше работ других авторов, я это очень люблю делать.

Впечатлила одна работа, которая реализовала мою детскую мечту. Считаю, что надо уметь мечтать, иначе ничего в науке не будет получаться. Вот, я в детстве всегда мечтала видеть с закрытыми глазами. Не знаю, зачем мне это надо было. В начале этого года вышла работа в журнале Cell про создание контактных линз с наночастицами, которые превращают падающий низкоэнергетичный свет в высокоэнергетичный. Если вставить такую линзу в глаз и закрыть его, человек вполне может видеть очертания предметов. Это возможно! ( Здесь на канале лаборатории я подробно рассказываю про эту работу.)

Но все-таки желательно, чтобы исследования имели практическую направленность и решали какие-то социально-значимые вопросы. В нынешнем мире получить господдержку на исследования формата «наука ради науки» можно, но трудно.

Моя личная боль — довольно сложно получить определенный запрос от фармпроизводств или от врачей. Это боль многих, кто разрабатывает средства для терапии и лекарства, которые требуют прохождения клинических испытаний. Мы, ученые-мечтатели, можем разрабатывать все, что в голову взбредет. Почитаем статьи, что-то сами придумаем. Упорно работаем год-два, начинаем отправлять в журналы, а нам говорят: вообще неинтересно, зачем вы это делали.

Мы разработали наночастицы-фотосенсибилизаторы, которые классно элиминируют опухоль, дают 100%-ную ремиссию во всех мышах. Однажды мой коллега сказал, что невозможно таким методом терапии достичь полной элиминации опухоли у мышей, и для меня вызов был принят. Общалась на эту тему с крутейшими онкологами страны. Интересное было общение в кафетерии МКНЦ им. А.С.Логинова: «Ой, стойте, пожалуйста, выпейте со мной чашечку кофе». Спрашиваю, была бы интересна такая технология. Ответ: ни в коем случае, врач в руки лазер не возьмет. «Подождите, а как же фотодинамическая терапия?» — Это уже Минздравом утвержденные стандарты, люди этой методологией кучу лет владеют, а что-то новое, какой-то другой лазер, которым еще и сетчатку можно спалить, — нет. — «Хорошо, а что надо?» — Выясняется, есть проблема: с одним видом рака часто ассоциирована бактериальная инфекция. Надо в одну частицу затолкать противораковое соединение и антибактериальное.

Голосом сказать это можно было кому-нибудь? Это очень простая формуляция, и при правильно выстроенном техническом задании мы можем в срок от двух месяцев до года сделать продукт, готовый к клиническим испытаниям. Если есть запрос, что у препарата надо убрать побочное действие, например, гепатотоксичность, — скажите нам это, мы сделаем или хотя бы начнем работать в этом направлении. Пока мы должны сами выискивать клинические случаи, читать кучу статей. Естественно, мы это делаем, но неэффективно.

Нужны конференции, которые бы «встретили» ученых, врачей и фармпроизводителей. Даже когда они где-то встречаются в одном месте, фарма идет к фарме, ученые к ученым, онкологи к онкологам. Вот если бы ученых, врачей-онкологов и фармпроизводителей затолкали на один корабль, отправили на два месяца путешествовать, и не выпускали, пока они там не договорятся… Надо намеренно их куда-то загонять, где много вкусной еды и хорошего алкоголя, чтобы они там парились в бане или что-то еще вместе делали. Я пока не слышала о такой «научной подводной лодке». Если интервью будут читать потенциальные организаторы конференций, то я готова активно поучаствовать в организации.

В научном мире существуют реальные примеры такого успешного взаимодействия ученых и врачей, как например, в Центре педиатрической нейроонкологии в Гейдельберге или в других организациях. То есть это вполне реально, когда ученые с врачами работают вместе по науке, но только благодаря, в первую очередь, локальной сближенности. И эта локальная сближенность в первую очередь идет от руководства, если это руководству не надо, то не будет надо сотрудникам. Но личные инициативы тоже должны быть.

Врачи получили образование, сильно отличающееся от нашего. Во-первых, их учили тем же вещам, но совсем на другом языке. Во-вторых, всю жизнь учили «не навреди» — действуй строго по предписаниям, очень жестким. Еще в них кладут тонну информации, которую надо к выпуску не расплескать. На Физтехе вообще не учат ничего запоминать — учат крутиться, добывать информацию, с кем-то познакомиться, выучить квантмех за три дня во время сессии и даже поверить в то, что ты там что-то понял. Совсем другой склад мышления. Это надо учитывать при построении коллабораций.

Больше всего беспокоит на данный момент медленная доставка реагентов в страну. Иногда бывает быстрее и проще доехать до друзей в Европе, чтобы они поделились какими-то реагентами, или добыть другими окольными путями. Если речь идет о живых объектах, то все еще сложнее — например, для моих исследований нужны очень конкретные мыши, которые есть только в Америке, и никакие поставщики в Россию их не продают. Как их привезти, я без понятия. Постоянно появляются фирмы, которые говорят, что решили проблему, у них быстрая доставка. Например, мои земляки, «БиоИнн», я их просто обожаю. Первое время возили быстро и дешевле всех. Мы, как только это поняли, быстро начали покупать у них все, что можно. Мы подумали, что они очень многим сразу понравятся, не справятся с траффиком, и все станет очень плохо. Очень плохо не стало, но все равно, если мне нужен какой-то необычный реагент примерно «вчера», то я буду ждать полтора-два месяца. Особенно холодовые позиции или позиции с драгметаллами. А если там еще метанол будет, то это просто крест.

Хорошо, что клеточная база у нас в стране крутая. Институт цитологии в свое время подсуетился и сделал крутейшую коллекцию. И продают раз в 20 дешевле, чем в Европе или Китае.

Главная цель для меня, как бы это странно ни звучало, — не опустить руки и продолжить заниматься разработкой лекарств. Именно лекарств. Заниматься почвой, какими-нибудь вещами, которые не колются в человека, мы можем всегда. Но я все-таки в науку пошла, чтобы делать лекарства. Пока это идет через кровь и пот, и слезы, и сопли. У нас есть несколько кандидатных формуляций, которыми мы гордимся и считаем, что они должны быть в аптеке. Но трансляции на фармкомпании, которые профинансировали бы следующую стадию доклинических исследований, пока не очень получается.

Многие фармкомпании хотят, чтобы мы приходили к ним с доклиникой, а это дорого стоит. Ни на один грант РНФ не сделаешь. Хорошо, если на десять сделаешь. Все эти тесты — гистология, системная токсичность, особенно на крысах, — очень дорогие. Нужны правильно аккредитованные лаборатории, которых нет на Физтехе. Тесты на крысах — этап, на котором большинство препаратов проваливается, — мы не можем себе позволить в том количестве, в котором это надо для движения дальше. Препарат может быть суперэффективным на мышах, вылечивать опухоль, все по красоте, мыши довольные бегают, сальсу танцуют. Но на крысах может быть токсичным, а это значит, дальше двигаться нельзя. Мы активно ищем финансирование, взаимодействуем с фармпроизводителями, с индустриальным сектором. Какие-то отклики пошли, я скрестила пальцы, боюсь сглазить.

Также одна из самых важных задач для меня — не только таблетку разработать, а сделать так, чтобы мне и моей замечательной команде радостно было ходить на работу. Я должна делать их жизнь хорошей: интересной научной задачей, зарплатой, превышающей рыночную, и так далее. Это непросто. Как говорил мой первый учитель академик Сергей Михайлович Деев: «Народ голосует ногами». Когда человеку что-то не нравится, он уходит, иногда даже не предупредив об этом. Людям должно быть хорошо, уютно на рабочем месте. Я считаю своим личным достижением, что у каждого студента есть свой стол и собственный набор пипеток. Покажите мне лабораторию, где так же.

Вторая большая цель — это продвинуться в понимании процессов канцерогенеза. Как опухоль образуется, как это предотвратить либо элиминировать. Когда заголовки в газетах стреляют, что «ученые вылечили рак», это означает, что в какой-то мыши эффект 10%, мышь этого даже не заметила. Рак — процесс разнообразный, многоплановый. Хотя многие коллеги в России считают, что есть единая концепция, по которой все онкозаболевания могут быть описаны. Верю ли я в это? Скорее нет, чем да. Но буду очень рада, если окажется действительно так.

Например, сейчас человечество приблизилось к пониманию формирования опухолей в мозге. Описали единичную клетку: почему «ломается», почему возникает конкретные виды рака мозга. А для рака груди ничего не понятно, хотя это один из самых распространенных видов рака. Казалось бы, пациентских образцов море, ученые берут образец после хирургии, начинают на слайсы резать. И выясняют, что опухоль внутри очень гетерогенная, очень разная – тут одна микроопухоль, тут вторая, вот тут третья, четвертая… Как лечить, чтобы на все четыре сразу подействовало? Nobody knows.

Также я согласна с мнением Сергея Михайловича Деева о том, что на опухоль надо действовать разными механизмами одновременно. Не последовательно, как Минздрав прописал по линиям терапии. Опухоль, она хитрован, она может уходить от этих молекул последовательно. И мы создаем мультикомпонентные системы, чтобы у них было три-четыре механизма действия в одной форме. Если оно уже дошло до опухоли, то наверняка и по ДНК бабахнет, и по биосинтезу белка, и по поверхностным рецепторам. Как раз про такие частицы, мы им придумали красивое название «таргосомы» — работа нашей аспирантки Елены Комедчиковой в Journal of Controlled Release. Внутри частиц химиотерапевтический препарат и фототермический агент, два низкомолекулярных соединения. На поверхности есть распознающие антитела, которые связываются с рецепторами на поверхности клеток мишеней для адресной доставки. Это полимерные частицы, но вообще мы разные делаем: белковые, магнитные, серебряные, золотые, висмутовые и многие-многие другие.

Через 50 лет, а может, и сильно раньше, автоматизация лабораторного труда широко распространится. Сейчас уже много ручного труда автоматизировано. Часто автоматизация стоит дорого, но рано или поздно, когда станет больше конкуренции, сравняется с ручным трудом по цене, а потом станет сильно дешевле. Роботизированные станции для выделения ДНК могут делать по 2000 образцов в день, лаборант может 50, максимум 100 и только если очень захочет. Иммуноферментный анализ лучше делать роботу, потому что лаборант может устать, рука дрогнет, капелька в соседнюю лунку перелетит. У робота это лучше получается, он меньше просит еды, денег и ресурсов.

Более интеллектуальный скрининг пока что не может быть автоматизирован. Мы синтезируем разные наночастицы и тестируем связывание их с клетками. Если бы мы к этому формально подходили — роботизированная станция смешала клетки с наночастицами, отмыла и засунула в проточный цитометр, — я уверена на сто процентов, что самыми эффективными с точки зрения цитометра оказались бы частицы, самые плохие в организме. Лучше всего связались бы те, которые выпали в осадок, те, которые живой исследователь на первоначальном этапе отсеял бы. Робот этого не увидит, и лаборант, который работает по прописи, тоже не заметит, а вот старший научный сотрудник точно углядел бы, еще и публикацию бы на этом сделал.

Мне кажется, что рано или поздно мы дома сможем печатать еду, какую захотим, и не ходить в магазин. Покупаешь раз в полгода запас расходных материалов для 3D принтера и печатаешь себе спагетти с лангустинами.

Если серьезно, надеюсь, что появится много новых лекарств для социально значимых заболеваний. В первую очередь сердечно-сосудистых, таких как инфаркт миокарда. Терапия после инфаркта сейчас очень сложная. Мало времени, чтобы успеть помочь человеку, счет идет на часы, иногда на минуты. Также очень надеюсь, что для многих онкозаболеваний появятся действительно работающие препараты, и мы приложим к этому усилия.

Много людей ждет реально работающих лекарств от аллергии. Конечно, сейчас есть курс АСИТ, но он только на один аллерген. Если у человека 10 аллергенов, то ему 10 лет проходить. Двенадцатичасовые таблетки не всегда помогают. Аллергия — проблема современного человечества, для меня это загадка: почему раньше она была редкостью, а сейчас появилась у всех? Я детство вспоминаю: ешь малину, клубнику, закусываешь это все глютеновым хлебом, и тебе хоть бы хны. На даче растет амброзия, и ты не хочешь ее выдергивать, потому что она красивая. А сейчас дети школу пропускают, учатся онлайн из-за того, что березка цветет. Может быть, те группы, которые занимаются этой темой, поймут, откуда она берется. И если мы устраним причину, то, возможно, устраним и саму болезнь.

То, чего нам очень хочется, назову автоматическим биосинтезом белков. Сейчас в биотехнологии, да и во многих других областях, стоит проблема наработки белков. Это могут быть антитела для распознавания мишеней, ферменты для ПЦР, люциферазы для цветных люминесцентных реакций, флуоресцентные белки для микроскопии. И, как правило, сейчас белки нарабатывают следующим образом. Девочка-биоинженер, наиболее усидчивая в лаборатории, — обычно девочка, не знаю, почему так складывается, — берет несколько плазмид, начинает клонировать, маленькие кусочки вырезать и вставлять более-менее вручную. Такой медитативный длительный процесс. Не всегда он может получаться: плазмида может как-нибудь не так получиться, фермент протухнуть, студенты носиком что-нибудь испачкают, бактерия может не трансформироваться, белок может не выйти в растворимую фракцию. Процессов, которые могут пойти не так, — жуть как много. Было бы классно, если в науке появилось автоматизированное производство белков, от написания аминокислотной последовательности до выхода чистого белка.

Сейчас к этому есть предпосылки, компании разрабатывают автоматическую сборку генов, у нас лаборатория в соседней комнате тоже этим занимается. Это первый шаг. Затем должна быть автоматическая трансформация бактерий, которая тоже уже в той или иной форме существует на рынке. Есть какие-то планшетные трансформаторы, где-то люди сами собирают автоматические станции на базе раскапывателей. Дальше — автоматическая наработка белков. Бактерии каждый белок будут нарабатывать по-разному, этот процесс практически невозможно автоматизировать. Нужна бесклеточная система экспрессии, пусть на выходе хотя бы 50 микрограммов белка, это было бы вау-решение. Рано или поздно какая-нибудь суперкомпания выпустит такую систему, я в это верю. Это будет прорыв для и фармпроизводства, и для ученых. И для промышленности.

Касательно вдохновения — вспомнила сейчас про российский прорыв со сладким белком браззеином. Есть группа компаний «ЭФКО». Если в магазине посмотреть на стенд с молочной продукцией, с майонезами, там половина — их продукция. Группа ученых из ИБХ РАН разработала метод улучшения выхода белка браззеина. Его продуцирует какое-то африканское растение, очень сладкое. Они сделали методологию выделения, и сейчас «ЭФКО» уже выпускает сладкие конфеты без сахара для людей с диабетом. Я так поняла, что пока в тестовом режиме, но готовы запускать производство. Это крутейшая комбинация науки и жизни.

У меня есть сводка правил. Первое правило — читать статьи. Причем оригиналы, не компиляцию от ChatGPT — он плохо справляется, хотя сейчас уже лучше, близок к среднестатистическому студенту. Читать статьи не только по своей теме, а из близкой области, а может быть, и не из близкой. Раз в день за завтраком читайте по одной статье из Nature Nanotechnology или Nature Biotechnology. Возьмите самые крутые журналы, осильте абстракт, введение и первую картинку. Может, даже не по своей теме, у нас это нанотехнологии, а что-нибудь вообще отвлеченное — по солнечным батареям или хемилюминесцентным реакциям. Как правило, самые крутые придумки приходили из смежных областей. Очень много таких примеров, когда люди не в своей области подсмотрели что-то, что потом успешно использовали.

Вторая рекомендация очень банальная — много работать и не сдаваться. Если что-то не получается — пытаться анализировать, изменить условия, посоветоваться со старшими коллегами, залезть в гугл, спросить у искусственного интеллекта. Никогда ничего не получится, если ты мало работаешь. Была у меня уникальнейшая студентка, я ее считаю суперталантливой девчонкой. У нее за два или три дня получилось то, что других не получалось полгода. Описать бы это, а она просто перестала ходить в лабораторию. Мне очень обидно было. Это у меня единственный случай из практики, когда на человека в первые три дня работы свалилась удача. Обычно 99% того, что мы делаем, отправляется в мусорное ведро, с этим надо смириться. Я смирилась уже очень давно — на своем четвертом курсе, и мне кажется, поэтому все начало получаться. Если одно из 200 вариаций в эксперименте срабатывает, я радуюсь.

Молодые ребята хотят, чтобы у них все получалось, ждут, что им выдадут готовые задания. Трудно таких ребят перестраивать на нормальный рабочий лад. Оно никогда не сваливается с неба. Для того, чтобы просто прочитать основную часть уже опубликованных исследований по своей тематике, надо убить несколько месяцев.

Третья рекомендация — работа должна приносить радость. Не приносит радости — ищи другую. Если у нас просто классные взаимоотношения, но человека не прет, то ничего не получится. Это мое жесткое убеждение. Мы готовы компенсировать время на поиск, но не надо мучиться. Тут, как у Высоцкого, важно найти свою колею. Не было ни одного случая, когда у человека что-то не идет, а потом загорается. Просто надо найти свое. У меня был умнейший студент, у него классный диплом, но капать — вообще не его. Не нравилось, пипетка все время из рук выпадала. Ну и зачем страдать? Биоинформатикой занялся, делает это очень круто, мировой уровень. Мне вот нравится, носики обожаю набивать, 200 образцов капать. Это моя история, очень медитативный процесс.

Подготовила Анастасия Полтавец