Преодолевая барьеры

— Последние 10−15 лет российская наука живет в атмосфере реформ. Вы тоже активно вовлечены, как минимум в процесс обсуждения. Насколько это нормально для науки — жить в ожидании изменений? В Америке так же? — В целом да. Нужно понимать, что американская наука — это уже хорошо сформировавшаяся, современная, динамичная система. В то же время, значимые изменения происходят в ней постоянно. Когда я начинал работу в Соединенных Штатах — а это уже почти четверть века назад — и ещё мало что понимал в американской научной политике, в какой-то момент обнаружил, что стало резко увеличиваться финансирование Национального института здоровья. Это кардинально изменило динамику медико-биологических исследований в последующие годы. Также можно вспомнить национальную нанотехнологическую инициативу, принятую в США в 2000 году. Я, как и многие учёные, был бенефициаром этой программы, в частности в области использования нанотехнологий для лечения и диагностики раковых заболеваний. Со временем я «подрос» и понял, что все эти изменения и программы начинаются с общественных обсуждений, в которых принимают участие ученые, чиновники, политики и часто представители бизнеса. Сам стал участвовать в обсуждениях того, каким образом должна развиваться и финансироваться наука. — А какие для этого существуют институты? Кто выступает драйвером изменений? — Есть много институтов реформ. В первую очередь — разные объединения ученых и их профессиональные организации. Например, год назад, в числе приблизительно 50 американских ученых я участвовал в обсуждении вопросов конвергенции — правда, не в том понимании, в каком они обсуждались в России. По итогам дискуссии было отправлено письмо новой администрации о том, что нужно сделать. — Конечная точка, где сходится информация для принятия решений — это президент? Конгресс? — Конгресс, администрация, президент. Есть много заинтересованных лиц и институтов, которые в этом процессе участвуют — и важно, что решения принимаются в результате усилий многих участников. Очень редко бывает так, что государственный чиновник, отвечающий за вопросы науки, говорит: «мы всё переформатируем вот таким образом». В этом смысле в США реформаторство скорее распределено по сообществу, чем сосредоточено в одной голове и носит административно-командный характер. Важно также отметить, что инициаторы и бенефициары — не одни и те же люди. В России, к сожалению, часто бывает наоборот. А в США люди, которые продвигали Национальную нанотехнологическую инициативу, не были непосредственными бенефициарами этой инициативы. Бенефициарами были все ученые, и, в более широком смысле, все общество. В итоге за счёт механизмов независимой экспертной оценки и отбора лучших идей было создано поле возможностей для многих учёных. В российском обществе в последнее время тоже происходят значительные изменения. Можно привести в качестве примера деятельность общества научных работников (ОНР), Совета по науке Министерства образования и науки. Надежды возлагаются сейчас и на обновленный состав Президиума Российской академии наук. — Зачастую изменения в России всё-таки идут сверху. — Но клуб «1 июля» — это же не сверху! И победитель выборов президента РАН, Александр Сергеев, и второй претендент Роберт Нигматулин — оба из этого клуба. Путин встретился с избранным президентом РАН Александром Сергеевым и подписал Указ о его назначении без задержки. Это означает, что процессы, которые прошли в Академии наук, вызвали достаточное уважение со стороны власти. И сама власть часто делает продуманные шаги, привлекая независимых экспертов. Например, в последние годы большую роль в деятельности Министерства образования и науки РФ играл Совет по науке, возглавляемый академиком Алексеем Хохловым. — Можно сказать, что есть какой-то баланс, в том числе и общественных интересов, которые внятно сформулированы и влияют на принятие решений? — Конечно. Чем больше конструктивного диалога между учеными и чиновниками, тем больше шансов на успех дела. Очевидно, что если вы не согласны с чиновниками по каким-либо вопросам, то необходимо это высказывать, и желательно предлагать разумную альтернативу. Работа в Совете по науке убедила меня в возможности такого диалога в рамках Министерства образования и науки. За два последних года, когда я был его членом, мы обсуждали и высказывались по очень многим актуальным вопросам российской науки, в том числе о проекте концепции Стратегии научно-технологического развития РФ до 2035 г., федеральном законе о науке, научно-технической и инновационной деятельности, системе аттестации научных кадров, присвоении ученых званий и степеней, принципах организации конкурсов на финансирование научной работы и научной экспертизы, развитии кадрового потенциала, поддержке молодых ученых, использовании потенциала научной диаспоры и другим вопросам. Документы Совета по науке опубликованы на сайте Совета. По многим вопросам министерство соглашалось с нашими предложениями и вносило соответствующие изменения в свои нормативные документы и действия. — А есть области организации науки и вопросы, где необходимо улучшение, где не все в порядке? Ну, конечно. Таких областей очень много. Одна из наиболее серьезных проблем российской науки, на мой взгляд, это то, что по сравнению с Советским Союзом, как я его помню, произошла сильная девальвация института репутации ученых, и вообще института профессиональной репутации в целом. Частичным проявлением этого является большое количество «липовых» диссертаций, плагиат. В этом смысле я считаю чрезвычайно важной работу сетевого проекта «Диссернет», который выводит многих псевдоученых на чистую воду. Благодаря деятельности этой весьма неудобной для некоторых граждан организации, жульничать в науке вновь становится неприличным. Кстати, в Соединённых Штатах тоже существуют общественные институты, которые следят за качеством научной работы. Случаев плагиата никому не прощают, уличенные в нем люди обычно теряют работу. Репутация — это самое главное, что есть у ученого. Но российские проблемы не ограничиваются только диссертациями и плагиатом. Качество научных статей, по сравнению с СССР, стало хуже. Некоторые российские ученые жалуются: западные журналы не принимают у нас статьи, якобы потому что плохо относятся к России. Это не совсем так. Наши соотечественники часто не умеют писать так, как это принято в современной науке. Я сталкиваюсь с этим постоянно: нет понимания ценности и важности первичных данных, а доказательная база в науке должна быть очень мощной. Нет привычки к критической оценке своих достижений в масштабах современного состояния науки. Нет навыков четкого и ясного изложения своих мыслей в письменной форме. Потеря таких навыков в целом является бедой и виной российских ученых — и тут надо «всем миром» бороться за исправление ситуации. Большой проблемой является недостаточная развитость, а в ряде случаев и отсутствие системы независимой и беспристрастной научной экспертизы. О проблемах с экспертизой говорил и Владимир Путин во время встречи с «мегагрантниками» в прошлом году. — Ещё один вопрос на стыке науки и её организации. Мы видим, что и российскую и американскую науку частично переформатировали, направив вектор исследований в области здоровья, нанотехнологий. Можно ли сказать, что сегодня наука стала прикладной и более интегрированной в экономику? — Наука, безусловно, становится более интегрированной в экономику. Более того, она становится производительной силой и частью технологической базы экономики. Основой американской мощи является способность трансформировать идеи в экономически выгодный продукт. Вместе с тем, я не считаю, что наука становится более прикладной. Современная наука направлена на решение каких-то больших задач — на уменьшение смертности от раковых заболеваний и общее увеличение продолжительности жизни, например. Для успешного решения этих задач необходимо взаимодействие между чистой наукой и инженерными специальностями не только по принципу «от науки в инженерию», но и в обратную сторону — переход от конкретных практических задач к фундаментальным вопросам, которые эти задачи порождают. Поэтому всё большее и большее количество людей в разных областях занимаются одновременно и фундаментальными, и практическими вопросами. Мне ближе всего моя область — фармацевтические науки. Мы ставим, как правило, весьма конкретные задачи, но в процессе их решения часто делаем фундаментальные заключения. Как доставить лекарства в раковую клетку, чтобы убить её, если эта клетка находится в опухоли мозга. Это практический вопрос. Однако создание препарата, который может проникать в опухоль мозга, требует понимания того, как молекулы и наночастицы различной химической природы взаимодействуют с живой клеткой, и многое другое, относящееся к вопросам современной фундаментальной науки. — Здесь существует, по крайней мере, для меня, некое противоречие. Чтобы стать производительной силой, наука должна решать вопросы, которые приносят относительно быстрый «выхлоп». Но есть долгосрочные проблемы. Не получится так, что все финансирование уйдет на решение краткосрочных задач? — В фармацевтике и медицине период от идеи до практической реализации занимает десятки лет. И для успеха необходимо основательное финансирование фундаментальных исследований. Например, нобелевская премия по физиологии и медицине за 1984 год была вручена за открытие гибридомных клеток — гибридных клеточных линий, производящих моноклональные антитела — белковых молекул, которые могут «узнавать» и связывать практически любые природные антигены. Это фундаментальное открытие имело огромное практической значение и дало принципиальную возможность для использования антител в лечении заболеваний. Сегодня лекарственные препараты, основанные на моноклональных антителах, доминируют в фармацевтической индустрии. Мой более скромный опыт тоже в чем-то похож. В 1989-м году, работая еще в Советском Союзе, мы сформулировали идеи использования полимерных мицелл для доставки лекарств. После распада СССР нам пришлось уехать, организовать компанию в Канаде. Где-то в 2000-м году, то есть через десять лет, мы стали первыми, кто начал клинические испытания препарата на основе полимерных мицелл. В 2006 году в Южной Корее было создано первое массовое производство таких лекарственных препаратов. Сегодня свыше десятка подобных препаратов находится в клинических испытаниях. Вместе с тем за эти годы возник целый ряд фундаментальных проблем на стыке химии и биологии, для решения которых мы получали и получаем гранты Национальных институтов здоровья США. Кстати, мой последний грант в этой области — совместный между Российским фондом фундаментальных исследований (РФФИ) и Национальным институтом рака США (National Cancer Institute, NCI). — Как вообще из химии вы ушли в медицину? — Я вообще-то физический химик, который работает на стыке медицины, биологии и химии. При этом я всю жизнь работал в тех областях, в которых, когда начинал, не был специалистом. Мне казалось, что настоящие учёные работают в своих классических областях, а я часто внедрялся в чужие области. Темой моей кандидатской диссертации была химическая энзимология, область биохимии, имеющая прямое отношение к медицине. Отсюда и сформировался мой интерес к медицине. После защиты диссертации я перешёл в научный институт в системе Министерства здравоохранения и возглавил работу по доставке лекарств с помощью полимерных систем. Работал с живыми клетками, что в то время было совсем необычно для химика — но я чувствовал, что в этом направлении надо было работать. А потом выяснилось, что это совершенно естественное развитие, и сегодня тысячи химиков с легкостью осуществляют такой переход. Когда я был молодым, мои академические учителя говорили мне: «Саша, ты должен работать на стыке наук». Сегодня можно сказать, что это уже не стык, это взаимопроникновение очень многих наук. Их набор постоянно меняется в зависимости от конкретной научной задачи. Сегодня для решения поставленных задач, необходимо интегрировать такое количество новых научных дисциплин, что во всех из них быть специалистом просто невозможно. Интеграция дисциплин, которую иногда называют конвергенцией — это основа современного научного процесса. — Это не ставит под сомнение текущую схему функционирования университетов, с профильными факультетами и кафедрами? — Я бы не сказал «ставит под сомнение». Это выдвигает дополнительные требования. С одной стороны, неизбежно должны быть кафедры и факультеты. С другой стороны — необходимо создавать междисциплинарные центры, которые могут возникать и исчезать в зависимости от потребности преодоления барьеров между областями науки. Отсюда возникла идея, что невозможно построить конвергентную науку в рамках одного, даже очень большого центра. Надо создавать динамичные структуры, которые могут образовываться тогда, когда нужно. Конечно, и сегодня существуют некоторые традиционные области, скажем — энергетика, космос, атомная промышленность, где необходимы крупные научные структуры, создаваемые и управляемые по административно-командному принципу. Вместе с тем, сегодня основу прогресса уже составляют новые области, в которых необходимы гибкость и возможности самонастройки, которые происходят с участием многих маленьких коллективов. — Я видел ваши материалы о том, что сейчас фокус смещается в сторону лидеров, которые формируют вокруг себя команду и решают конкретные задачи. Но есть же вопросы инфраструктуры, дорогих приборов. Они не могут закупаться под маленькую группу. Должны быть инфраструктурные точки, которые поддерживаются, исходя из приоритетных задач. — Мне кажется, что это не самая сложная проблема. Да, конечно, надо вкладывать средства в инфраструктуру и поддерживать критическую массу. Но необходимо, чтобы эта инфраструктура была доступна для многих — должны существовать центры коллективного пользования, в которых оборудование доступно разным учёным. Как правило, такие центры не бывают самоокупаемыми, и поэтому на них необходимо тратить большие деньги. Понимание этого должно быть и у чиновников, и у руководителей академической науки. — Вернемся к вашей научной работе. Адресная доставка лекарств. Что мы сейчас уже умеем доставлять? И куда? Чего ещё не умеем? — Чтобы не перечислять всего, что мы не умеем, нужно сказать о некоторых самых насущных проблемах. Одну из них я уже упоминал — проблема доставки лекарственных препаратов в мозг. Вскоре после защиты кандидатской диссертации я стал сотрудничать Владимиром Павловичем Чехониным, сегодня академиком и вице-президентом РАН, а тогда таким же молодым энтузиастом, как и я. Мы вместе решали вопросы доставки лекарств через гематоэнцефалический барьер, который отделяет кровоток — обычное место введения лекарственных препаратов — от тканей головного мозга. Проблема эта оказалась очень сложной, и хотя за последние четверть века мы достигли некоторого прогресса, разработка эффективных методов доставки лекарств в мозг остается крайне актуальной. Мы до сих пор не умеем лечить многие заболевания мозга, такие как болезни Альцгеймера, Паркинсона, а также редкие наследственные заболевания лизосом, которые, к сожалению, очень разнообразны и поэтому достаточно часто встречаются у детей. Очень важной проблемой из-за неэффективного проникновения лекарств в мозг остается лечение опухолей мозга. Что мы умеем? Я уже говорил об использовании моноклональных антител и препаратов на их основе, с помощью которых мы научились лечить многие виды рака, а также некоторые другие заболевания, гораздо лучше, чем это делали 20−30 лет назад. Антитела устроены таким образом, что они могут связываться с определенным видом клеток, например, раковых клеток и доставлять в такие клетки молекулы лекарств, если эти лекарства присоединены к антителам — это как раз адресная доставка лекарств. Кроме того, сами антитела могут выступать в роли лекарств, если они связывают и блокируют определенные молекулы на поверхности раковых клеток. Вообще говоря, прогресс науки безусловен, в том смысле, что происходит улучшение здравоохранения. Но, если говорить о раковых клетках, то, поскольку они активны и изменчивы, через некоторое время возникает резистентность к лекарственным препаратам, которые мы создаём. Это постоянная битва, она не прекратится через 20−30−40 лет. Боюсь, что мы не решим вопрос в принципе, но я надеюсь, что люди будут жить более здоровой жизнью — а те люди, которые будут заболевать, будут жить более достойно. Это очень важно — не только лечение, спасение от смерти, но и то, чтобы больные люди жили полноценно. — Буквально сегодня в Красноярском научном центре СО РАН проходил семинар по использованию аптамерных конструкций для борьбы с раком. В самом простом виде речь идет о гибридных молекулах, которые находят в организме нужные клетки и под действием магнитного поля их точечно разрушают. Если мы рассказываем об этом обывателю, всё выглядит очень просто. Мы действительно пришли к тому, что человек с точки зрения науки — это такой набор деталей, которые мы можем починить, и всё станет нормально? Или это очень сильное упрощение? — Это упрощение. Поскольку речь идёт о широкой публике, то я бы призвал к осторожности в двух аспектах. Ни в коем случае нельзя давать примитивное описание того, что мы сейчас всё решим. А с другой стороны нельзя гасить оптимизм, потому, что для него есть основания. Что касается магнитных воздействий для лечения рака, то я с этим немного знаком. У нас есть лаборатория по мегагранту Правительства РФ, которую мы создали в 2010-м году. Один из долговременных вкладов этой лаборатории — мы сформулировали принцип и привлекли внимание к магнитно-механическим воздействиям на клетки с помощью суперпарамагнитных наночастиц. Идея заключается в том, чтобы соединять такие наночастицы с антителами и доставлять их в раковые опухоли. При этом за процессом доставки можно следить с помощью магнитной томографии. А потом, включив магнитное поле, вызывать разрушение раковой клетки за счет механического воздействия этих наночастиц на клеточные структуры. Проблема в том, что для того чтобы проникнуть в опухоль, частицы должны быть действительно очень маленькими. Кроме того, почти всегда у вас останется много раковых клеток, к которым вы ничего не доставите и поэтому не убьете их. Все раковые клетки — разные, это тоже надо учитывать. Простого решения не существует. Для меня сейчас самое главное — доказать в первую очередь самому себе и научному сообществу, что с использованием магнитно-механических воздействий может получиться терапия. Для этого есть определённые возможности. Может быть не нужно убивать все раковые клетки. Может быть, достаточно подтолкнуть к уничтожению какую-то часть клеток из опухолевого окружения. А дальше — включатся механизмы иммунной системы или начнет работать какое-то другое лекарство. Как я уже упоминал, мы только что получили совместный грант РФФИ и NCI на проведение в МГУ и Университете Северной Каролины США работ в этой области и надеемся достичь прогресса. — Можно сказать, что адресная доставка соединений — это отдельная сфера исследований, новая область науки? — Я бы говорил о наномедицине, как более широком понятии. Оно включает в себя не только доставку, но и диагностику, элементы регенеративной медицины и прочее. Так получилось, что мы создали первый Центр наномедицины в американских университетах. Сегодня на мировом рынке существует уже более трёх десятков нанолекарств. Так что наномедицина, уже стала давать практические результаты в виде лекарственных препаратов, которые помогают людям. Мне кажется, что в области наномедицины развитие технологий будет напоминать цунами. «Нано» — удобное понятие, оно объединяет самые разные материалы и технологии. Свойства наноматериалов абсолютно разные. Волны развития разных методов и подходов будут накладываться друг на друга. Мы находимся в самом начале огромной волны. Имеется большое количество проблем, которые необходимо решить. А в Америке не существует проблем, там существуют возможности. Какие из них самые важные? Первая — биосовместимость материалов, которые используются для доставки. Одно дело — если вы лечите рак и должны провести небольшое количество курсов терапии. Другое дело, когда вы лечите хронические заболевания, где лекарства необходимо давать пожизненно. В этом случае особенно важна биосовместимость, из-за длительности воздействия таких лекарств на организм. Второй момент связан с преодолением разных барьеров. Я вам назвал пару барьеров — это барьер проникновения в опухоль и гематоэнцефалический барьер. — Получается, организмы миллионы лет вырабатывали механизмы, чтобы защититься от чего-то, а мы пытаемся эти защиты обойти? — Отсюда возникает третий аспект. Он связан с пониманием того, как использовать созданные природой механизмы. Фундаментальная наука здесь исключительно важна. Пример из нашей собственной деятельности. Известно, что процесс нейродегенерации связан с воспалением. В процессе воспаления иммунные клетки приходят в область воспаления, и это приводит к гибели ткани. Получается, мы не можем проникнуть в мозг для того, чтобы лечить, скажем, заболевание Паркинсона, а когда проходит процесс нейродегенерации в ходе этого заболевания, макрофаги, клетки иммунной системы — они молодцы, — они проходят в мозг, потому, что их «привлекает» воспаление. Это часть естественного процесса заболевания. Поэтому, вместо того, чтобы пытаться своими лекарственными наночастицами проникать через гематоэнцефалический барьер, мы решили внедриться в макрофаги и просто «прокатиться в этой машине» в нужное место. Это один из примеров того, как можно использовать природные механизмы для того, чтобы попасть туда, куда мы еще не можем попасть. И вообще, использование натуральных систем организма для лечения — это очень большая возможность. — Когда мы говорим об использовании естественных механизмов организма, возникает ассоциация, связанная с условной китайской медициной, с альтернативной медициной, которая постулирует, что она не занимается лечением конкретных «поломок», а настраивает организм. Конвергенции подходов здесь нет? — Думаю, что нет. Мы всё-таки занимаемся какой-то инженерией. Например, обнаружили, что макрофаги могут не только идти в нужные места, но и передавать наночастицы в нужные клетки. Более того, они могут передавать ген в те клетки, в которых его нет. То есть можно сделать такой макрофаг, который не будет сам производить белок, но попав в зону воспаления, «оплодотворит» нейроны доставленной им ДНК. Таким образом, вы можете производить лекарственный белок только в нужном участке. Я бы не назвал это традиционной китайской медициной. В последнее время в мире возник большой интерес к возможности использования натуральных наночастиц, таких, как экзосомы, которые создаются клетками, теми же самыми макрофагами. Мы недавно обнаружили, что экзосомы, тоже идут в области воспаления в мозг, и они могут доставлять в мозг лекарственный белок. — Зачем они туда идут? — Это хороший вопрос. Макрофаги туда идут, потому, что это часть воспаления. А почему туда идут экзосомы — не очень понятно. Недавно мы опубликовали работу о том, что экзосомы, выделенные из макрофагов, при введении в кровь идут в мозг. Но если у вас есть воспаление, то они идут туда в несколько раз лучше. Может быть, это связано с тем, что они имеют те же самые рецепторные системы, что и макрофаги, которые приходят в область воспаления. А может быть, и нет. Потому, что они проникают в мозг по-другому, чем сами макрофаги. Это наша находка. Мне кажется это очень существенным. А дальше возникают новые вопросы. А можно ли делать экзосомы, которые будут нести какую-то терапевтическую нагрузку и с помощью них лечить заболевания? А можно ли производить такие экзосомы в достаточном количестве, можно ли их так «переинженирить», чтобы они несли то, что нужно? То есть тут фундаментальная наука ставит технологические задачи. Ещё одна важная проблема — дистанционное управление системами доставки. Лично я большие надежды возлагаю на использование электромагнитных полей и магнитных наночастиц, о которых уже говорил. Мы можем достаточно точно доставлять наночастицы в определенные клетки. Нужно научиться после доставки нажимать внутри клеток «правильные кнопочки» — тогда клетками можно будет командовать. Многое из того, о чем я рассказываю звучит как фантастика, но я думаю, что лет через десять — я ещё на пенсию не уйду — это станет реальностью. Выражаем благодарность сотруднику группы научных коммуникаций ФИЦ Красноярский научный центр СО РАН Сергею Чурилову за помощь в расшифровке интервью.