Физики спешат на помощь медикам
Одним из направлений деятельности создающегося Нижегородского научного центра Российской академии наук будет координация деятельности представителей различных дисциплин, объединение усилий ученых различных специальностей. В этом плане очень перспективными представляются исследования на стыке биологии и физики.Об этом мы беседуем с заместителем руководителя отдела иммунологии института биоорганической химии РАН, членом-корреспондентом РАН Сергеем Деевым. — Биофизика, томография в вашем городе развиваются опережающими темпами, вы находитесь действительно на передовых позициях в мировой науке. У вас также очень хорошая химическая школа, — начал Сергей Михайлович. — Наша страна имеет не так много областей, в которых наши исследователи занимали бы передовые позиции в мире. Одна из них — школа изотопов, развитая в Нижнем, в Сарове. Это тот огромный технологической и научный задел, оставленный нашими старшими коллегами, который нам никак нельзя потерять. В Нижегородском регионе возможно соединение биомедицинской науки и изотопных технологий. Одно из важных направлений современной науки — радиоиммунотерапия. Генетическая инженерия обладает такими возможностями, которые позволяют придумать и создать молекулу, которая доставит ваш изотоп точно к опухоли. В самое ближайшее время в мире появятся около сотни препаратов для нацеленной доставки, в том числе изотопы. А в технологии изотопов только наша страна и США имеют колоссальный задел. Мне кажется, что в этом вопросе роль Нижнего Новгорода могла бы быть очень большой. Город расположен поблизости от Москвы. Если здесь удастся создать биологическое подразделение и использовать физические технологии, имеющиеся в вашем городе, это было бы как раз то, что нужно.Нельзя создавать все и сразу. Нельзя смотреть на то, что делается на Западе и пытаться копировать их опыт. Иначе мы постоянно будем подбегать к последнему вагону уходящего поезда. Если мы хотим сделать что-то свое, у нас должны быть, во-первых, опережающие идеи и, во-вторых, задел предыдущих поколений. В нашем случае — технологии изотопов. Таким образом, резюмирует Сергей Михайлович, биологическая часть работ — из Москвы, химическая и физическая — из Нижнего Новгорода. Это создаст те точки роста, благодаря которым мы сможем создавать что-то новое. — Какую роль в обрисованной Вами перспективе может сыграть создающийся Нижегородский научный центр РАН? — Сегодня большая часть открытий происходит на стыке наук. В Нижнем Новгороде возможно осуществление междисциплинарного подхода. У вас реально объединить усилия столичной биологии и передовой нижегородской физики. Организаторскую функцию в этом возьмет на себя научный центр. Наука на сегодняшний день в каждой области настолько узкая, что один человек не может быть одновременно химиком, биологом, физиком. А как любил повторять основатель института молекулярной биологии Энгельгардт, за одним столом должны работать химик, физик и биолог. Такие тесные контакты будут налажены как раз в рамках научного центра. Специалисты различных областей знаний будут объединены для выполнения единой конкретной задачи. Нельзя бить растопыренными пальцами, надо бить точно в одну цель. Тогда мы сможем добиться опережающих результатов в какой-то одной конкретной области. У вас на базе университета уже создана прекрасная лаборатория, оборудованная даже лучше, чем у нас в Москве. Но, к сожалению, в Нижнем не хватает квалифицированных кадров в области биологии. Задача столичных структур — подготовка специалистов, которые будут работать на базе Нижегородского научного центра. Физики спешат на помощь медикам Разговор о работе нижегородских ученых на стыке биологии и физики мы продолжили с заведующим лаборатории биофотоники Института прикладной физики РАН кандидатом физико-математических наук Ильей Турчиным. — Прежде всего, Илья Викторович, уточните, что такое бифотоника? — Биофотоника — это наука о распространении света в биологических средах и использовании этого явления в медицинской диагностике, фармакологии, экспериментальной онкологии. Мы, физики, работаем в сотрудничестве с врачами и биологами. Мы, используя данные, которые получаем от биологов, создаем приборы, врачи их применяют для диагностики в клиниках. Затем приборы возвращаются к нам с замечаниями, предложениями медиков, мы в соответствии с этими замечаниями их дорабатываем. Таким образом, отработан хороший механизм взаимодействия физиков, биологов и врачей. За рубежом в 90‑х годах уже вовсю вкладывались средства, привлекались специалисты в биофотонику. Как раз в эти годы была создана наша лаборатория. — Расскажите поподробнее о ваших исследованиях. — Большая их часть посвящена вопросам диагностики и лечения опухолевых образований. Одно из перспективных направлений — флюоресцентно-диффузионная томография. Вообще, томография — это восстановление внутренней структуры биологических объектов по оптическим данным. Объект облучается светом и специальными приборами регистрируется прохождение света сквозь него. С помощью компьютерных программ устанавливается, сквозь какие среды прошел луч. Все это очень напоминает рентгенографию. Но, во-первых, у нас нет ионизирующего излучения, поэтому оптическая томография абсолютно безвредна. Во-вторых, рентген не обладает требуемой контрастностью. На снимках хорошо видны твердые, костные ткани, а опухоль подчас не отражается. Другой конкурирующий с оптической томографией метод — магнито-резонансная томография. Это очень дорогое удовольствие и, опять же, не дает достаточной контрастности. Контраст же биологических тканей в оптическом диапазоне очень хороший. Различные компоненты биологических тканей поглощают свет по-разному. Это и позволяет использовать оптический метод в медицинских целях. — Вы упомянули о сотрудничестве с биологами… — Да, мы успешно работаем с двумя московскими академическими институтами — институтом биохимии и институтом биоорганической химии. Сейчас в науке появилась очень интересная технология — мечение опухолевых клеток флюоресцентными белками. В раковую клетку человека встраивают ген флюоресцирующего белка. После деления этой клетки белок синтезируется в новых клетках. Поэтому опухоль можно наблюдать, отслеживать ее динамику. Наша задача — создать такой прибор, который будет видеть эти клетки. Опытный образец прибора уже используется в институте биохимии, сейчас вернулся к нам на доработку. Этот новый метод дает ускорение разработкам противоопухолевых препаратов, кроме того, он очень удешевляет исследования. Сейчас при биофаке ННГУ создана лаборатория клеточных технологий и биофотоники. Там тоже работает наш прибор. Что дает эта лаборатория нашей? Часть экспериментов можно проводить не выезжая в Москву, в нижегородской лаборатории. Еще одно новое направление — диагностика опухлей. С помощью наших приборов врачи могут видеть злокачественное новообразование на ранних стадиях. Можно делать прогнозы относительно методов лечения. А поскольку применяемая нами методика абсолютно безвредна, оптическую томографию можно проводить сколько угодно раз. Мы успешно сотрудничаем с профессором Деевым. В его работах речь идет о направленной доставке препаратов в опухоль. Это может быть яд, диоксин, который будет убивать больные клетки. К такому антителу можно «прицепить» что-то флюоресцирующее. Так мы увидим светящуюся опухоль, будем отслеживать ее изменения. Но пока этот метод находится на стадии разработки. На сегодняшний день мы работаем над созданием прибора, который будет засекать момент проникновения лекарства в клетку. Эти исследования ведутся с институтом биохимии РАН.
