В стенах Сибирского федерального университета продолжаются работы по мегапроекту «Биотехнологии новых биоматериалов» под руководством ведущего учёного, профессора Массачусетского технологического института (MIT) Энтони СИНСКИ. Напомним, проект (договор между Министерством образования и науки РФ и СФУ) стартовал в 2010-м году, более 100 миллионов рублей и три года отпущены на исследования и создание новейшей лаборатории биотехнологий и тканевой инженерии. С августа 2011 года Энтони Сински работает в Сибирском федеральном университете бок о бок с красноярскими учёными. Соруководитель проекта — Екатерина ШИШАЦКАЯ, д-р биол. наук, заведующая кафедрой медицинской биологии СФУ.
Умные «гонцы»
Для науки даже три года — срок небольшой. Известный американский микробиолог подключился к мегапроекту около полугода назад, тем не менее, уже получены потрясающие результаты. Биоматериалы, с приложениями к контролируемой доставке лекарств — это центральное направление указанного проекта. Все мы знаем, какими сильными побочными эффектами обладают антибиотики, врачи зачастую вынуждены из двух зол выбирать наименьшее. Если удастся доставлять нужное лекарство в организм точно «по адресу», то эффект лечения возрастёт. Особенно это актуально в онкологии, где для терапии опухолей используются высокотоксичные препараты.
Красноярские учёные под руководством Сински с октября по декабрь 2011 года провели ряд опытов на лабораторных мышах, имеющих солидную форму карциномы Эрлиха (раковая опухоль, прорастающая в эпителиальные клетки кожи и внутренних органов).
Впервые показано, что разработанная экспериментальная форма противоопухолевого антибиотика, внедрённого в микрочастицы из биологически разлагаемого природного полимера «Биопластотан» (разработка учёных Института биофизики Сибирского отделения РАН), пригодна для местного введения в зону формирования опухоли. В отличие от антибиотика, вводимого обычным путём, экспериментальный «гонец» действует точечно и не оказывает негативного влияния на систему крови.
Впервые исследованы последствия подкожной имплантации матриксов из биоразрушаемого полимера различного химического состава и показано, что ответная реакция тканей однотипна и характеризуется не продолжительным посттравматическим воспалением без образования выраженных сопутствующих неблагоприятных реакций.
— Мы сумели охарактеризовать, каким образом образуется гранула биополимера, смогли описать, как биополимер используется для
транспортировки того или иного препарата, — рассказывает профессор Сински. — Удалось охарактеризовать биополимеры для инновационных биомедицинских применений. Надеюсь, что в 2012 году у нас получится запатентовать инновационный материал, которого нет нигде в мире. Пока ещё физико-химические свойства этого материала не описаны, не охарактеризованы. Например, необходимо «научить» биополимеры определённым образом располагаться друг относительно друга, чтобы получить определённые свойства. Существует теоретическое обоснование, как этим процессом можно управлять. Перед нами стоит задача научиться делать в стволе полимера отверстие нужного диаметра с тем, чтобы через этот ствол проходили молекулы определённого размера. Так можно будет эффективно контролировать адресную доставку лекарств в организм.
Исходя из того, что уже сделано, могу сказать, что мы явно получили качественно новый материал и должны передать его в руки российского коллектива для дальнейших исследований. Для продолжения этой работы основные усилия в прошедшем периоде были направлены на то, чтобы основать лабораторию, закупить новые материалы. Сейчас надо провести измерения, получить данные и сделать модель. Наша роль — доказать жизнеспособность технологии. Хотелось бы обратить внимание на то, что конкуренция в этой области очень высока.
Конструктивный подход
«Выбранное биомедицинское направление вполне может рассчитывать на глобальный рынок», — говорил Энтони Сински ещё до начала эксперимента.
Сегодня учёный с мировым именем готов подтвердить свои слова. Единственное, что его не устраивает — существующая в России система закупок оборудования (на это уходят месяцы) и российское таможенное законодательство:
— Исследование должно быть прозрачным поиском истины, и для нас очень важно быстро обмениваться биологическими образцами, расходными материалами и документацией. А мы с августа не можем получить нужные образцы. Наша задача отослать биологический материал профессионалам, которые работают в Малайзии, в Швейцарии, в Германии, и не думать о том, что это займёт более чем два-три дня. Для науки всё должно делаться быстро и качественно. Если бы у меня был личный реактивный самолёт — это облегчило бы жизнь (шутит профессор). Я думаю, после того как лаборатория будет основана, и мы наладим общение между студентами MIT и СФУ — это намного повысит общую эффективность проекта.
— Энтони, что можно реально успеть в рамках мегагранта?
— Период финансирования чрезвычайно короткий. Но я считаю, что это очень хороший затравочный грант. Мы сейчас пытаемся вызвать интерес к проекту у представителей российских и международных фондов и заручиться их поддержкой. Важно разработать биотехнологию, которая уже станет основой для промышленности. Как показывает мой опыт, для того, чтобы довести научные разработки до промышленного использования, требуется от 7 до 10 лет. Я могу привести пример: на наш проект в Малайзии потребовалось 15 лет и основание более 100 новых компаний.
— Как продвигается работа по созданию лаборатории биотехнологий и тканевой инженерии в СФУ?
— Ещё предстоит многое сделать, чтобы ввести в строй специализированное здание, в котором будет располагаться лаборатория. Поскольку она должна стать биотехнологическим центром по биоматериалам мирового уровня, то заключена серия контрактов на поставку новейшего научного оборудования, уже приобретены приборы на сумму свыше 40 млн рублей, ферментационная линия стоимостью 25 млн рублей. Сейчас задача — обучить людей работе на этом оборудовании, а также дать им недостающие знания в области генетики.
Основная моя роль в том, чтобы стать катализатором разработки новых материалов, их применения в медицинских целях. Очень важно составить план, чтобы выпускники Сибирского федерального университета и другие специалисты могли коммерциализировать разработки учёных. Кстати, одна из специализаций MIT — это совместное использование фундаментальной и прикладной науки и капитализация достижений.
Наука и бизнес
— Нужно ли учёным заниматься бизнес-внедрением?
— Я считаю, что учёные университета должны быть катализаторами, для них слишком сложно руководить компанией и в то же время преподавать в вузе, но они могут создавать очень хорошую обучающую среду, готовить людей, которые в дальнейшем будут работать в бизнесе по избранному направлению. Например, выпускники MIT, которые устраиваются в компании, очень успешны, потому что мы обучаем их фундаментальной науке и тому, каким образом передавать результат этой науки.
У меня есть формула PITS (в переводе — ухабы, ямы). Если расшифровать по буквам, то P — это цель, программа, люди, патенты, интеллектуальная собственность; I — это биоматериалы, биомедицинские технологии, инновационность и интеллектуальный потенциал; T — это трансполентность, прозрачность: обе стороны должны знать, кто над чем работает; S — это устойчивое развитие, масштабируемость и научность. Роль учёного в том, чтобы разработать модель для проекта, измерить его эффективность, и с учётом данных по проекту сделать что-то полезное.
думаю, самое худшее из того, что можно себе вообразить — это представить, что учёный из университета сможет хорошо руководить компанией. Да, он может быть лидером, но руководить бизнесом — очень тяжёлая вещь. Один мой знакомый — выдающийся учёный, работает в Гарварде. Он основал 80 компаний, но когда я спросил, какая из них успешна, он сумел назвать только одну.
— Смертность от сердечно-сосудистых заболеваний на одном из первых мест в мире. Опытным путём доказано, что биополимеры можно эффективно применять при операциях на сердце (замена клапана) особенно в детском возрасте. Почему тогда в одном из интервью вы обмолвились, что «сложно построить на этом бизнес»?
— Данные по использованию биополимеров для замены сердечного клапана очень хорошо научно обоснованы и используются, но пока только на животных. Главная проблема заключается в том, чтобы получить законодательное разрешение на использование технологии в медицине. Процесс сложный и длительный. Если удастся получить такое разрешение, то для детской кардиологии это будет прорыв (в случае с врождёнными пороками сердца).
Лучше всего, если поддержку такому проекту окажут всевозможные фонды или правительство. Я это знаю наверняка, потому что один раз мы уже пробовали основать компанию, чтобы производить детские сердечные клапаны из биополимера, и у нас это не получилось, потому что мы не смогли собрать достаточно денег, несмотря на гранты, выделенные правительством США. И хотя проект востребованный и, казалось бы, обречён на успех — пришлось отказаться от затеи и делать что-то попроще, например, шовный материал и полимерные сетчатые эндопротезы — всё это сейчас очень хорошо продаётся.
— В область ваших научных интересов входят липиды, внутриклеточный синтез. Могут ли в рамках мегагранта возникнуть попутные направления, например, тема получения биотоплива?
— Да! Есть два аспекта, по которому наше исследование может быть связано с биотопливом. Известно два альтернативных пути жизнедеятельности клетки: микробиологические системы могут накапливать либо липиды, либо биополимеры. Сейчас в MIT мы стараемся найти тех, кто бы заинтересовался темой получения биотоплива на липидах из России. Ещё одно интересное направление — можно взять биополимеры и переработать их в вещества для химической промышленности, такие материалы можно было бы использовать для так называемой зелёной, экологической химии.
Курс на успех
Поработав в Красноярске около полугода, профессор Сински уверен, что несмотря на некоторые организационные сложности, связанные с несовершенством российского таможенного законодательства, в Сибири есть главное — мощный интеллектуальный потенциал.
— Я не смог бы заниматься здесь наукой без людей, глубоко преданных своему делу и этому региону, и что очень важно, без хороших руководителей-лидеров, — говорит Энтони. — Спросите меня: почему MIT является успешным? Профессорско-преподавательский состав там не умнее, чем здесь, студентов всего 10 тысяч; выпускники не умнее, чем выпускники Стэнфордского университета; оборудование не лучше, чем во многих других местах, а может, даже и хуже. Но что у нас не отнимешь, так это дух успеха, желание добиться цели и стремление перевести результаты фундаментальной науки в коммерческие достижения Всё это есть и в СФУ, иначе я бы здесь не работал. Я очень хорошо понимаю российских учёных, которые возвращаются на родину из Европы и США, чтобы работать в таких перспективных проектах.
Красноярские специалисты, по моему мнению, добились лучших результатов в мире по выращиванию бактерий на водороде, в кислороде и в углекислом газе. В Массачусетском университете мы приложили огромные усилия, чтобы научиться тому же самому. Кстати, в США аналогичные разработки ведутся по шести правительственным программам. Когда я показал результаты, которых добились здесь, в Сибири, за очень короткий период, правительство штатов очень заинтересовалось красноярским проектом.
— Конечно, если говорить о биомедицине в России, то мы изрядно поотстали от других стран, — признаёт Екатерина Шишацкая. — Однако в СФУ мы сейчас делаем по биомедицине то, что соответствует мировому уровню, а благодаря использованию уникальной базы по биотехнологии, созданной учёными Сибирского отделения Российской академии наук, мы даже опережаем наших зарубежных коллег.
Вера КИРИЧЕНКОСПРАВКА
>> В феврале 2012 г. Екатерина Шишацкая была удостоена гранта Президента России за «Разработку тканевых эквивалентов кожи и раневых покрытий на основе полигидроксиалканоатов» .
>> В период с 1 октября по 31 декабря 2011 года участники проекта защитили 2 кандидатские диссертации:
— Василеня Е.С. Экспериментальное обоснование применения нового шовного материала на основе полигидроксиалканоатов (на соискание степени канд. мед. наук, специальность «Хирургия»)
— Николаева Е.Д. Свойства резорбируемых матриксов из полигидроксиалканоатов различной химической структуры (на соискание ст. канд. биол. наук, специальность «Биотехнология»). Под редакцией Э.Дж. Сински опубликована монография «Разрушаемые биополимеры: получение, свойства, применение» (авторы: Т.Г. Волова, Е.И. Шишацкая).
Совместно с руководителем проекта написано семь научных статей.