Львів'янин Петро Старокадомський вже 11 років працює у Медичному центрі Університету Техасу — займається імунологією і входить в число редакторів авторитетного наукового журналу Frontiers. А паралельно з академічними дослідженнями популяризує (або «демістифікує» — як висловлюється він сам) науку в соцмережах і консультує кілька комерційних компаній, одна з яких — український «Фармак».
Ми поговорили зі Старокадомським про різницю між американською та українською освітою, біохакерів, нову професію — програміста генетичного коду і її перспективи, про віруси і кроликів і пошук «таблетки для безсмертя». Одним словом, про всі ті речі, які пересічному обивателю цікаво обговорити зі вченим.
— Коли люди хочуть отримати професію, яку цінують за межами України, зазвичай вибирають IT. Чому ти вирішив стати біологом?
— Мій батько викладав математику на біологічному факультеті Львівського державного університету, і часто брав мене з собою на роботу. Я проводив час у біологічних лабораторіях, чекаючи на кінець пар. У мене з дитинства був повний доступ до мікроскопів та розтятих жаб. У шостому класі мене прийняли до Львівської Малої академії наук, участь в роботі якої дозволяла школярам працювати у лабораторіях. Ми розводили дрозофіл, дивилися на рідкий азот, виступали на конференціях, одним словом — було весело і цікаво. Так я і вирішив, що біологія — це мій шлях.
У 1999-му я закінчив Львівський держуніверситет і переїхав до Києва, потрапив до Інституту молекулярної біології і генетики НАНУ, де і захистився в 2006 році. Втім, українська частина кар'єри виявилася лише підготовкою до серйозної науки. Незабаром після захисту за постдок-програмою мене взяли в Інститут Вейцмана в Ізраїлі. Там я пропрацював два роки, і фактично на весь цей час знову став аспірантом, вивчаючи експериментальну біологію. Вперше в житті отримав необмежений доступ до реактивів і технологій. Успіхи в Ізраїлі дозволили мені отримати наступний контракт в Університеті Техасу, де я працюю вже 11 років.
— У чому принципова різниця між українською і американською академічною освітою?
— В українській науці говорити про гроші вважають мало не поганим тоном. А ось в Америці вчать, що суспільство готове купувати наукові послуги, але вченому потрібно створити витребуваний продукт. Це можна робити по-різному: отримувати гранти і займатися академічними дослідженнями, заснувати стартап і залучити венчурний капітал, консультувати промислові компанії. Якщо ваш кращий продукт не продається — це привід серйозно задуматися: чи тим я займаюся?
Простий приклад: типова мрія молодого американського біолога — створити стартап з виробництва нових ліків. Щороку виникає безліч таких підприємств; 90% з них не проживе і року... Але кожен університет створює бізнес-інкубатори, які допомагають молодим вченим прописати стратегію розвитку, виділяє їм невелике фінансування в $ 0,2-1 млн (цих грошей вистачить на рік-два роботи для невеликої лабораторії). У результаті частина молодих вчених створять свою легенду, інші розоряться і підживлять сили переможців. Крім самих дослідників, бізнес-інкубатори живлять величезну екосистему: це і фахівці зі стратегії, і патентознавці; команди з реклами та маркетингу, венчурні капіталісти... Така широка присутність досвідчених фахівців допомагає стартаперам не провалити продажі або не віддати за безцінь свій винахід хижим фондам.
Одним словом, американський університет — це більше ніж аудиторії для студентів: це велика екосистема фундаментальних і прикладних розробок — до 75% світових інновацій.
— Ти оптимістично стверджуєш, що можна займатися і наукою, і прикладними дослідженнями, які приносять гроші. Але, як ми бачимо по торішній Нобелівській премії з хімії, за відкриття CRISPR-Cas9 наукове визнання отримали одні, а гроші за використання технології — інші... (Що це за дивна абревіатура і чому це важливо для світової науки, читайте тут)
— Будь-яке відкриття, включаючи CRISPR, народилося з комбінації сотень публікацій і конференцій. Непросто вибрати двох-трьох переможців. Тому Нобелівська премія завжди була лотереєю, за це ми її і любимо! Та й те, що вчені-першовідкривачі в фінансових питаннях програють бізнесменам — не дивно. Академічна наука — це живі люди зі своїми амбіціями і цілями, і для когось визнання цінніше, ніж частка в комерціалізації.
Біотех-стартапи: що чекає їх в майбутньому
— Пандемія викликала шалене зростання біотех-стартапів. Прибутки тієї ж Moderna у порівнянні з 2019-м злетіли в десятки разів. Білл Гейтс скуповує молоді біотехкомпанії. Як ти думаєш, чи стане професія молекулярного біолога настільки ж популярною серед молодих людей, як зараз фах програміста?
— Зараз для молекулярної біології — епоха нового розквіту. Завдяки пандемії розпочалося масове застосування мРНК- і аденовірусних вакцин. Це допоможе швидко вийти на ринок багатьом іншим РНК- і вірусним терапіям, які сотнями сьогодні проходять клінічні випробування. Ці технології використають для лікування рідкісних хвороб, онкологічних і нейродегенеративних захворювань, вад серцево-судинної системи і метаболічних порушень.
Попри всю різноманітність показань, РНК-ліки будуть відрізнятися між собою не хімічним складом, а генетичним кодом, записаним всередині. Тобто це один з перших цифрових препаратів, коли лікування кодується генетичною мовою і реалізується молекулярними механізмами пацієнта за принципом plug-and-play.
Розробок в цій області багато, більше десяти РНК-препаратів уже схвалені FDA у минулі роки, але був необхідний сильний PR-поштовх — і пандемія дала його.
Цифрові технології завжди виграють у часі завдяки швидкості обміну інформацією, простоті копіювання і зберігання даних. Виправляти генетичний код у пацієнтів за один візит — це кінцева мета генної терапії. Тому в біології та медицині недалекого майбутнього роль програміста буде витребувана. Тільки замість кремнієвих комп'ютерів вони будуть перепрограмовувати помилки ДНК-коду пацієнтів.
— Скільки, на твою думку, проіснує «бульбашка» інтересу до біотехнологій, надута панікою пандемії?
— Важко сказати, чи це «бульбашка». Дійсно, в минулому році фінансування біотеху і фарми надулося на паніці, однак ця «бульбашка» створила для себе величезний ринок і почуває себе чудово. Думаю, вкладені в біотех інвестиції швидко підхоплять, почнеться бурхливе технологічне зростання — сотні клінічних випробувань щороку, багато успіхів і багато невдач.
Як на мене, незабаром виникне інша проблема. Головна перевага РНК- препаратів у тому, що на їх створення треба дуже мало часу: два-три тижні. Ти просто прораховуєш на комп'ютері, який білок необхідно ввести в організм для лікування тієї чи іншої хвороби, друкуєш, умовно кажучи, на принтері фрагмент мРНК і упаковуєш його в ліпідну оболонку. Все. Будь-який стартап за рік може створити кілька десятків молекул-кандидатів.
Але їх потрібно перевірити у клінічних дослідженнях, пройти всі три стадії випробувань. Це тривалий і дорогий процес, розрахований на роки і оптимізований під класичні методи пошуку ліків. Де взяти ресурси для дослідження величезної кількості нових препаратів? Після виходу з кризи пандемії COVID-19 норми регуляторів можуть переглянути, щоби намацати нову точку рівноваги.
— Поява генної терапії мала побічний ефект — рух біохакерів, які досліджують свій геном, потім підбирають якісь персоніфіковані БАДи. Як ти до цього ставишся?
— Мені дуже подобається історія про те, як в 1977 році в Лос-Анджелесі стався блекаут. Сигналізації не працювали, і користуючись цим, бідне темношкіре населення пограбувало магазини, в тому числі і музичні салони. Отримавши доступ до дорогої апаратури, наступного дня з'явилися тисячі нових диджеїв. Так музиканти-самоучки створили хіп-хоп.
З біохакерами приблизно теж так. Самі по собі їхні «дослідження» безглузді — хоча б тому, що вони перевіряють все лише на собі, а в науці результат необхідно підтвердити випробуваннями на тисячах пацієнтів. Але те, що непрофесіонали купують дороге обладнання, щось роблять з ним у себе в гаражах, потім про це розповідають іншим людям — це чудово! Вони добре проводять час і популяризують науку. Завдяки цьому молоді люди вирішують стати професійними вченими!
COVID-19: нова хвиля
— В Україні починається третя хвиля COVID-19. Вірус став більш контагіозним і при цьому більш агресивним. Хоча всі прогнозували, що еволюція SARS-CoV-2 може піти двома шляхами: або він стане більш агресивним, але менш контагіозним; або більш контагіозним, але менш агресивним. Грубо кажучи, перетвориться в звичайну ГРВІ. До речі, частина антивакцинаторів мотивує відмову від вакцин саме тим, що в найближчі рік-два «корона» перетвориться на звичайну застуду. Чому ця схема не працює в реальності?
— А чому вона повинна працювати? Це лише модель, побудована на спостереженнях за деякими патогенами. Є чудова книга Джареда Даймонда «Зброя, мікроби і сталь. Витоки нерівностей між народами». Він у ній описує, як в Австралії кролики заразилися завезеним із Європи міксоматозом і майже всі загинули. Але ті, що залишилися, почали еволюціонувати і стали менш чутливими до цього вірусу. У той же час сам вірус став менш летальним.
Але це незакінчений приклад «гонки озброєнь», яка досі відбувається між вірусом міксоматозу і кроликами. Просто все заплуталося, і далі не виходить малювати красиву закономірність. Міксоматоз локально повертається в більш заразних формах, а кролики відрізняються за чутливістю до вірусу.
Як жива істота SARS-CoV2 намагається стати більш заразним і менш помітним для імунної системи, але можливостей для мутацій у нього не так-то і багато. Варто чи ні чекати «легкого» вірусу — на це питання доведеної відповіді не існує. Однак можна точно сказати, що вакцини захищають від важких наслідків COVID-лотереї, і я не бачу проблем вакцинуватися щороку, як роблять щеплення від грипу. Зрештою, той же грип існує десятки тисяч років, але періодично з'являються вкрай агресивні і заразні варіанти.
Що стосується антивакцинаторів, то я свого часу активно з ними дискутував, ще до COVID-19, коли це не було трендом. Відмова носити маску під час пандемії — такий же ідіотизм, як відмова надягати протигаз під час хімічної атаки. Невпевненість в якості вакцин — феноменальний інфантилізм, що ґрунтується на неправильному розумінні засад нашого суспільства як екосистеми. З відкритої інформації ми бачимо, що в ковідних госпіталях мінімум вакцинованих.
Але врешті-решт я зрозумів, що для суспільства притаманний якийсь відсоток людей, які завжди «проти». Їхні аргументи слабо перевіряються, ваші ж докази вони не сприймають як заангажовані. Я з цим змирився.
— Чому вакцину проти COVID-19 виявилося створити простіше, ніж ліки, які б запобігали розмноженню вірусу або занадто агресивній відповіді імунної системи на власний організм — цитокіновому шторму?
— У світі взагалі дуже мало ліків з прямою антивірусною активністю. Однак у випадку з COVID-19 десятки клінічних випробувань вже показали обнадійливі результати.
Що стосується гіперчутливості імунної системи, яка може запустити цитокіновий шторм, то організму здається, що небезпека там, де її насправді немає. Схожі дисбаланси в імунній системі лежать в основі багатьох захворювань: вовчака, ревматоїдного артриту, псоріазу... Незважаючи на поширеність, ми все ще погано розуміємо молекулярні механізми цього явища. Стандартна лінія першого захисту — кортикостероїди — рубильник, який вимикає імунітет повністю. Але це палиця з двома кінцями: побічні ефекти не дозволяють довго їх використовувати. Тому з цитокіновим штормом дуже складно боротися.
Генна терапія: віддалене майбутнє
— Декілька місяців назад вся Україна збирала $2 млн дитині на препарат, одноразове введення якого здатне вилікувати спинально-м'язову атрофію, хворобу, яка ще не так давно була невиліковною. Чому препарати для генної терапії коштують шалених грошей? Чи можна очікувати, що через 10-20 років вони стануть доступними будь-якій людині?
— Почнемо з того, що наразі методами генної терапії ми вміємо лікувати лише кілька рідкісних хвороб. Генна терапія заснована на тому, що якщо нам відомий ген, «поламка» в якому викликає захворювання, ми можемо цей ген «полагодити». Основна ж частина хвороб викликана не конкретною мутацією, а порушеннями в комунікації між великим числом генів. Ми ще не зовсім все це розуміємо. Та й не завжди навіть поодинокі поламки виходить «полагодити» — потрібно пам'ятати, що перша спроба генної терапії в 90-і закінчилася трагічно: пацієнт помер через системне запалення, викликане потраплянням в його організм вірусного вектора. Тому зараз генна терапія, як правило, спрямована на очі і центральну нервову систему — органи, де ймовірність розвитку запалення нижча.
У теорії, собівартість генної терапії при масовому виробництві повинна значно впасти. Так само, як за останні 20 років впала вартість досліджень геному. Якщо в 90-і дослідження геному коштували близько $100 млн, то зараз $200-300, і студент тепер може замовити його для своєї дипломної роботи.
Питання в тому, що коли фармацевтична компанія створює новий препарат для генної терапії, виникає дилема. Раніше людина, щоб жити зі своєю хворобою, повинна була кожен день пити таблетки, і компанія заробляла на цьому певні гроші. Якщо замість довічного прийому таблеток людина отримує одну ін'єкцію, її ціна повинна покривати потенційний збиток фармкомпанії.
Для США і Європи, на які, власне, і працюють великі фармконцерни, — це не проблема: страховка покриває витрати. Але ж Європа і США — це не весь світ. Для решти світу доступ до інноваційних препаратів — величезна проблема, яка поки не вирішена. В Україні потрібно створювати державні або комерційні фонди для того, щоб у майбутньому таке лікування надавали безкоштовно кожному, хто його потребує.
— Останнє питання. Мрія всіх наукових фантастів — безсмертя. Зараз над дослідженням процесів старіння працює багато вчених. Чи реально в доступному для огляду майбутньому розкрити механізми старіння і домогтися, щоб людина взагалі не старіла? Або хоча б уповільнити цей процес?
— Тут можлива як проста, так і складна відповідь. Проста — так, роботи з дослідження процесів старіння йдуть постійно. Це і дослідження теломерів хромосом, і вивчення мітохондрій, накопичення сенесцентних клітин, і зменшення популяції Т-клітин. Ми шукаємо закономірності в генах, порівнюючи тисячі геномів на потужних комп'ютерах. Рано чи пізно ці дослідження певною мірою наблизять нас до розуміння того, чому ми старіємо, і запропонують спектр препаратів для поліпшення якості життя.
Складна відповідь, вона ж питання: яка наша кінцева мета? Нас влаштує існування у вигляді «голови професора Доуеля» — з ясною свідомістю, але без тіла? Чи ми хочемо, щоб наше тіло взагалі не зношувалося? Але такого у принципі не буває! А, може, ми хочемо навчитися замінювати зношені частини тіла на нові, як міняємо в машині запчастини? Це цілком реально, і для окремих органів такі технології з'являться незабаром вже в клініці. Чи наша мрія — навчитися переносити свідомість у свій клон і так до нескінченності? Проблема старіння — це мільйон різних питань, на кожне з яких може бути мільйон відповідей.
Людство зараз закінчує перехід від тривалості життя в 30-40 років до 80-90 років. Ми вже сприймаємо це як банальність, але ми лише друге-третє покоління людей, яке перестало боятися померти через пневмонію або правець. При цьому разюче підвищення тривалості життя забезпечено поліпшенням гігієни, вакцинами та антибіотиками — не таблетками від старості!
Інше питання, що збільшення тривалості життя вивело в топ онкологічні та серцеві хвороби. Ми знайшли підхід до них — «вгору» потягнулися нейродегенеративні захворювання. Кожен крок у цих перегонах викликає появу раніше погано вивчених захворювань, і кожна перемога — початок нових проблем!
Якщо ми хочемо вже зараз максимально відсунути старіння — секрет усім відомий! Не пий, не кури, не витрачай грошей більше, ніж заробляєш, тренуйся, скороти споживання калорій і живи закоханим... Це все нудні поради, але в них закладений глибокий сенс гармонійного догляду за своєю біологічною машиною!
