Львовянин Петр Старокадомский уже 11 лет работает в Медицинском центре Университета Техаса — занимается иммунологией и входит в число редакторов авторитетного научного журнала Frontiers. А параллельно с академическими исследованиями популяризирует (или «демистифицирует» — как выражается он сам) науку в соцсетях и консультирует несколько коммерческих компаний, одна из которых — украинский «Фармак».
Мы поговорили со Старокадомским о разнице между американским и украинским образованием, биохакерах, новой профессии программиста генетического кода и ее перспективах, о вирусах и кроликах и поиске «таблетки для бессмертия». Одним словом, о всех тех вещах, которые простому обывателю интересно обсудить с ученым.
— Когда люди хотят получить профессию, которая ценится за пределами Украины, обычно выбирают IT. Почему ты решил стать биологом?
— Мой отец преподавал математику на биофаке Львовского государственного университета, и он нередко брал меня с собой в младших классах на работу. Я часто проводил время в биологических лабораториях, ожидая конца пар. У меня с детства был полный доступ к микроскопам и вскрытым лягушкам. В шестом классе меня приняли в Львовскую Малую академию наук, которая позволяла школьникам работать в лабораториях. Мы разводили дрозофил, смотрели на жидкий азот, выступали на конференциях, одним словом — было весело и интересно. Так я и решил, что биология — это мой путь.
В 1999-м я закончил Львовский госуниверситет и переехал в Киев, попал в Институт молекулярной биологии и генетики НАНУ, где и защитился в 2006 году. Впрочем, украинская часть карьеры оказалась только подготовкой к серьезной науке. Вскоре после защиты я попал по постдок-программе в Институт Вейцмана в Израиле. Там я проработал два года и фактически все это время я снова был аспирантом, изучая экспериментальную биологию, поскольку впервые в жизни вдруг получил неограниченный доступ к реактивам и технологиям. Успехи в Израиле позволили мне найти следующий контракт в Университете Техаса, где я работаю уже 11 лет.
— В чем принципиальная разница между украинским и американским академическим образованием?
— В украинской науке говорить о зарабатывании денег считается чуть ли не плохим тоном. А вот в Америке учат, что общество готово покупать научные услуги, но ученому нужно создать востребованный продукт. Это можно делать по-разному: получать гранты и заниматься академическими исследованиями, основать стартап и привлечь венчурный капитал, консультировать промышленные компании. Если ваш лучший продукт не продается — это повод серьезно задуматься: тем ли я занимаюсь?
Простой пример — типичная мечта молодого американского биолога — создать стартап по производству нового лекарства. Каждый год возникает множество таких предприятий; 90% из них не живет и года... Но каждый университет создает бизнес-инкубаторы, которые помогают молодым ученым прописать стратегию развития, выделяют им небольшое финансирование в $0,2-1 млн (этих денег хватит на год-два работы для небольшой лаборатории). В результате часть молодых ученых создадут свою легенду, остальные разорятся и подпитают силы победителей. Помимо самих исследователей, бизнес-инкубаторы питают огромную экосистему: это и специалисты по стратегии, и патентоведы; команды по рекламе и маркетингу, венчурные капиталисты... Такое широкое присутствие опытных специалистов помогает стартаперу не провалить продажи или не отдать за бесценок свое изобретение хищным фондам.
Одним словом, американский университет — это больше, чем аудитории для студентов: это обширная экосистема, где разрабатывается до 75% мировых инноваций.
— Ты оптимистично утверждаешь, что можно заниматься и наукой, и прикладными исследованиями, которые приносят деньги. Но, как мы видим по прошлогодней Нобелевской премии по химии, за открытие CRISPR-Cas9 научное признание получили одни, а деньги за использование технологии — другие… (Что это за странная аббревиатура и почему это важно для мировой науки, читайте тут)
— Любое открытие, включая CRISPR, родилось из комбинации сотен публикаций и конференций. Непросто выбрать двух-трех победителей. Поэтому Нобелевская премия всегда была лотереей, за это мы ее и любим! Да и тот факт, что ученые-первооткрыватели в финансовых вопросах проигрывают бизнесменам, — не удивителен. Академическая наука — это живые люди со своими амбициями и целями, и для кого-то признание более ценно, чем доля в коммерциализации.
Биотех-стартапы: что ждет их в будущем
— Пандемия вызвала взрывной рост биотех-стартапов. Доходы той же Moderna по сравнению с 2019-м взлетели в десятки раз. Билл Гейтс скупает молодые биотехкомпании. Как ты думаешь, станет ли профессия молекулярного биолога среди молодых людей настолько же популярной, как сейчас — программиста?
— Сейчас для молекулярной биологии эпоха нового расцвета. Благодаря пандемии началось массовое применение мРНК- и аденовирусных вакцин. Это поможет ускоренно выйти на рынок многим другим РНК- и вирусным терапиям, которые сотнями сегодня проходят клинические испытания. Эти технологии будут использованы для лечения редких болезней, онкологических и нейродегенеративных заболеваний, пороков сердечно-сосудистой системы и метаболических нарушений.
При всем разнообразии показаний РНК-лекарства будут отличаться друг от друга не химическим составом, а генетическим кодом, записанным внутри. То есть это один из первых цифровых препаратов, когда лечение кодируется на генетическом языке и реализуется молекулярным организмом пациента по принципу plug-and-play. Разработок в этой области много, более десяти РНК-препаратов уже одобрены FDA в прошлые годы, но направлению был необходим сильный PR-толчок — и пандемия дала его.
FDAЦифровые технологии всегда несут выигрыш по времени за счет скорости обмена информацией, простоты копирования и хранения данных. Исправлять генетический код прямо в пациенте за время одного визита — это конечная цель генной терапии. Поэтому в биологии и медицине скорого будущего роль программистов будет востребована. Только вместо кремниевых компьютеров они будут перепрограммировать ошибки ДНК-кода пациентов.
— Сколько, на твой взгляд, просуществует «пузырь» интереса к биотеху, надутый паникой пандемии?
— Трудно сказать, «пузырь» ли это. Действительно, в прошлом году финансирование биотеха и фармы надулось на панике, однако этот «пузырь» создал для себя огромный рынок и чувствует себя прекрасно. Думаю, вложенные в биотех инвестиции быстро подхватят, начнется бурный технологический рост — сотни клинических испытаний каждый год, много успехов и много неудач.
Как по мне, вскоре возникнет другая проблема. Главное достоинство РНК-препаратов в том, что на их создание уходит очень мало времени: две–три недели. Ты просто просчитываешь на компьютере, какой белок необходимо ввести в организм для лечения той или иной болезни, печатаешь, условно говоря, на принтере кодирующий его фрагмент мРНК и упаковываешь его в липидную оболочку. Все. Любой стартап за год может создать несколько десятков молекул-кандидатов.
Но их все нужно проверить в клинических исследованиях, пройти все три стадии испытаний. Это длительный и дорогостоящий процесс, рассчитанный на годы, и оптимизированный под классические методы поиска лекарств. Где взять ресурсы для исследования взрывного количества новых препаратов? По выходу из кризиса пандемии COVID-19 нормы регуляторов могут пересмотреть, чтобы нащупать новую точку равновесия.
— Появление генной терапии имело побочный эффект — движение биохакеров, которые исследуют свой геном, потом подбирают какие-то персонифицированные БАДы. Как ты к этому относишься?
— Мне очень нравится история о том, как в 1977 году в Лос-Анджелесе случился блэкаут. Сигнализации не работали, и, пользуясь этим, бедное темнокожее население стало грабить магазины, в том числе и музыкальные салоны. Получив доступ к дорогой аппаратуре, на следующий день появились тысячи новых диджеев. Так музыканты-самоучки создали хип-хоп.
С биохакерами приблизительно то же. Сами по себе их «исследования» бессмысленны — хотя бы потому, что они проверяют все только на себе, а по принятым в науке стандартам результат необходимо подтвердить испытаниями на тысячах пациентов. Но то, что непрофессионалы покупают дорогое оборудование, что-то делают с ним у себя в гаражах, потом об этом рассказывают другим людям — это отлично! Они хорошо проводят время и популяризируют науку. Благодаря этому молодые люди решают стать профессиональными учеными!
COVID-19: новая волна
— В Украине начинается третья волна COVID-19. Вирус стал более контагиозным и при этом более агрессивным. Хотя все прогнозировали, что эволюция SARS-CoV-2 может пойти двумя путями: или он станет более агрессивным, но менее контагиозным; или более контагиозным, но менее агрессивным. Грубо говоря, превратится в обычную ОРВИ. К слову, часть антивакцинаторов мотивирует отказ от вакцин именно тем, что в ближайшие год-два «корона» превратится в обычную простуду. Почему эта схема не работает в реальности?
— А почему она должна работать? Это лишь модель, построенная на наблюдениях за некоторыми патогенами. Есть замечательная книга Джареда Даймонда «Ружья, микробы и сталь: судьбы человеческих обществ». Он в ней описывает, как в Австралии кролики заразились завезенным из Европы миксоматозом и почти все погибли. Но оставшиеся особи начали эволюционировать и стали менее чувствительны к этому вирусу. В то же время сам вирус стал менее летальным.
Но это неоконченный пример «гонки вооружений», которая до сих пор происходит между вирусом миксоматоза и кроликами. Просто все запуталось и дальше не получается рисовать красивую закономерность. Миксоматоз локально возвращается в более заразных формах, кролики до сих пор отличаются по чувствительности к разным вариантам вируса.
Как живое существо SARS-CoV2 пытается стать более заразным и менее заметным для иммунной системы, но возможностей для мутаций у него не так-то много. Стоит или нет ждать «легкого» вируса — на этот вопрос доказанного ответа не существует. Однако можно точно сказать, что вакцины защищают от тяжелых последствий COVID-лотереи, и я не вижу проблем вакцинироваться ежегодно, как делают прививки от гриппа. В конце концов, тот же грипп существует десятки тысяч лет, но периодически появляются крайне агрессивные и контагиозные варианты.
Что касается антивакцинаторов, то я в свое время активно с ними боролся, еще когда это не было трендом. Отказ носить маску во время пандемии — такой же идиотизм, как отказ надевать противогаз во время химической атаки. Неуверенность в качестве вакцин — феноменальный инфантилизм, основанный на неправильном понимании правил нашего общества как экосистемы. Из открытой информации мы видим, что в ковидных госпиталях минимум вакцинированных.
Но потом я понял, что в обществе присутствует какой-то процент людей, которые всегда «против». Их доводы слабо проверяемы, ваши же доводы они не принимают как заангажированные. Я с этим смирился.
— Почему вакцину против COVID-19 оказалось создать проще, чем лекарство, которое бы предотвращало размножение вируса или слишком агрессивный ответ иммунной системы на собственный организм — цитокиновый шторм?
— В мире вообще очень мало лекарств с прямой антивирусной активностью. Однако в случае с COVID-19 десятки клинических испытаний уже показали многообещающие результаты.
Что касается гиперчувствительности иммунной системы, которая может запустить цитокиновый шторм, то организму кажется, что опасность там, где ее на самом деле нет. Похожие дисбалансы в иммунной системе лежат в основе многих заболеваний: волчанки, ревматоидного артрита, псориаза… Несмотря на распространенность, мы все еще плохо понимаем молекулярные механизмы этого явления. Стандартная линия первой защиты — кортикостероиды — рубильник, который выключает иммунитет целиком. Но это палка о двух концах: побочные эффекты не позволяют долго их использовать. Поэтому с цитокиновым штормом очень сложно бороться.
Генная терапия: удаленное будущее
— Пару месяцев назад вся Украина собирала $2 млн ребенку на лекарство, однократное введение которого излечивает спинально-мышечную атрофию. Почему препараты для генной терапии стоят сумасшедших денег? Можно ли ожидать, что через 10-20 лет они станут доступны любому человеку?
— Начнем с того, что пока методами генной терапии мы умеем лечить лишь несколько редких болезней. Генная терапия основана на том, что если нам известен ген, «поломка» в котором вызывает заболевание, мы можем этот ген «починить». Основная же часть болезней вызвана не конкретной мутацией, а нарушениями в коммуникации между большим числом генов. Мы пока слишком слабо все это понимаем. Да и не всегда даже одиночные поломки получается «починить» — нужно помнить, что первая попытка генной терапии в 90-е окончилась трагически: пациент умер из-за системного воспаления, вызванного попаданием в его организм вирусного вектора. Поэтому сейчас генная терапия, как правило, направлена на глаза и мозг — органы, где вероятность развития воспаления ниже.
В теории, себестоимость генной терапии при массовом производстве должна значительно упасть. Точно так же, как за последние 20 лет упала стоимость исследований генома. Если в 90-е исследование генома стоило около $100 млн, то сейчас $200-300, и студент теперь может заказать его для своей дипломной работы.
Вопрос в том, что когда фармкомпания создает новый препарат для генной терапии, возникает дилемма. Раньше человек, чтобы жить со своей болезнью, должен был каждый день пить таблетки, и компания зарабатывала на этом определенные деньги. Если вместо пожизненного приема таблеток человек получает одну инъекцию, ее цена должна покрывать потенциальный убыток фармкомпании.
Для США и Европы, на которые, собственно, и работают крупные фармконцерны, — это не проблема: страховка покрывает затраты. Но Европа и США — это не весь мир. Для остального мира доступ к инновационным препаратам — огромная проблема, которая пока не решена. В Украине нужно создавать государственные или коммерческие фонды для того, чтобы в будущем такое лечение оказывали бесплатно каждому нуждающемуся.
— Последний вопрос. Мечта всех научных фантастов — бессмертие. Сейчас над исследованием процессов старения работает много ученых. Реально ли в обозримом будущем раскрыть механизмы дряхления и добиться, чтобы человек вообще не старел? Или хотя бы замедлить этот процесс?
— Тут возможен как простой, так и сложный ответ. Простой — да, работы по исследованию процессов старения идут постоянно. Это и исследования теломер хромосом, и изучение митохондрий, накопление сенесцентных клеток и уменьшение популяции Т-клеток. Мы ищем закономерности в генах, сравнивая тысячи геномов на мощных компьютерах. Рано или поздно эти исследования в определенной мере приблизят нас к пониманию того, почему мы стареем, и предложат спектр препаратов для улучшения качества жизни.
Сложный ответ, он же вопрос: какова наша конечная цель? Нас устроит существование в виде «головы профессора Доуэля» — с ясным сознанием, но без тела? Или мы хотим, чтобы наше тело вообще не изнашивалось? Но такого в принципе не бывает! Или мы хотим научиться менять изношенные части тела на новые, как меняем в машине запчасти? Это вполне реально, и для отдельных органов такие технологии появятся в скором времени уже в клинике. Или наша мечта — научиться переносить сознание в свой клон и так до бесконечности? Проблема старения — это миллион разных вопросов, на каждый из которых может быть миллион ответов.
Человечество в целом сейчас заканчивает переход от продолжительности жизни в 30-40 лет до 80-90 лет. Мы уже воспринимаем это как банальность, но мы лишь второе- третье поколение людей, которое перестало бояться умереть из-за пневмонии или столбняка. Такое повышение длительности жизни обеспечено улучшением гигиены, вакцинами и антибиотиками — не таблетками от старости! Но продление длительности жизни вывело в топ онкологические и сердечные болезни; мы нашли подход к ним, «вверх» потянулись нейродегенеративные заболевания. Каждый шаг в этой гонке приносит всплеск ранее слабоизученных заболеваний, и каждая победа —начало новых проблем!
Если мы хотим уже сейчас максимально отодвинуть дряхление — секрет всем известен! Не пей, не кури, не трать денег больше, чем зарабатываешь, тренируйся, сократи потребление калорий, и живи влюбленным... Это все скучные советы, но в них заложен глубокий смысл гармоничного ухода за своей биологической машиной!
