11 февраля отмечают Международный день женщин и девушек в науке. Украинская нейробиолог Нана Войтенко – одна из 12 героинь проекта STEM is FEM «Наука – это она».
Войтенко выяснила, какие молекулярные механизмы имеются, и какие именно клетки вовлечены в процесс передачи болевого сигнала. Она также исследовала влияние иммунной системы на хроническую боль, влияние внутриклеточного кальция на боль и другие вопросы его физиологии.
В течение последних 30 лет ученые изучали хроническую боль в отделе сенсорной сигнализации Института физиологии НАНУ. Однако после громкого увольнения из учреждения в прошлом году она присоединилась в образовательно-медицинский проект сети «Добробут» (детали проекта ученая раскроет впоследствии) и продолжила научную карьеру.
«Украинская правда. Жизнь» пообщалась с одной из самых известных украинских нейробиологов Наной Войтенко:
о состоянии украинской науки;
о скандальном увольнении ученой;
о сексизме в научной среде;
о гуманном отношении к лабораторным животным;
о природе физической и «душевной» боли;
о выдающихся исследованиях и планах на будущее.
— Как вы стали нейробиологом и почему выбрали именно эту отрасль?
— Все произошло довольно случайно. По образованию я физик. Училась в Московском физико-техническом институте (МФТИ), а работать над дипломной работой на последнем курсе приехала в Киев. Именно здесь тогда была кафедра биофизики МФТИ — в Институте физиологии им. А. А. Богомольца Национальной академии наук Украины.
Я попала в отдел к Платону Григорьевичу Костюку – он был директором этого института и одним из самых известных украинских нейрофизиологов. Тогда, в начале 1990-х, именно в этом институте внедряли очень много новых методов исследования.
– А какие новые исследования или методы тогда начали использовать?
– Нервная клетка создана для того, чтобы получить и передать сигнал. Но измерить его очень сложно. В нашем институте впервые сделали диализ нервной клетки, который позволил измерять трансмембранные токи (токи, которые проходят через клеточную мембрану и собственно генерируют сигналы). В этой лаборатории мы активно использовали и развивали этот метод, адаптировали его к различным типам клеток. Мы также развивали методы измерения внутриклеточной кальциевой сигнализации. Это были замечательные времена, когда открытия делались, чуть ли не каждый день.
– Насколько сейчас отличается отрасль нейробиологии, например, в США или в Западной Европе и в Украине? В чем Украина отстает или наоборот – перегоняет другие страны?
– Наука у нас очень сильно отстает от американской и от западноевропейской. Поскольку затраты на развитие науки там и у нас просто несравнимы. Наука — это очень дорогое удовольствие для государства.
— В ней больше всего не хватает финансирования?
— Не хватает многих вещей. Не хватает финансирования, политической воли и правильной инфраструктуры. В США и Западной Европе обычно наука очень тесно связана с образованием. Все основные научные центры — в университетах. Если говорить о биомедицинской науке, то все медицинские университеты всегда, кроме университетской клиники, имеют еще и научный центр. Эти три объекта взаимодействия и дают правильную биомедицинскую науку.
Так самые свежие научные данные и закладываются в голову студентам, и затем апробируются в клинике. И тогда студент под конец обучения превращается в потенциального «Доктора Хауса», который разбирается во взаимодействии всех систем организма. К сожалению, в Украине совсем другая ситуация.
Есть университеты, отдельно – научные центры, и отдельно – больницы и госпитали. Взаимодействие между ними происходит на очень примитивном уровне. Это все нужно менять.
— У вас большинство проектов на грантовой основе?
— Да, почти все. Наука так устроена, что ученые борются за гранты. Это обычно очень длительная, муторная работа – все происходит совсем не так, как в романтических, заимствованных в кино представлениях молодых людей, мечтающих заниматься наукой. А представляют они себе лаборатории, красивые современные установки, ежедневные изобретения и открытия.
С этим им также придется иметь дело, но на каком-то этапе понимаешь, что надо иметь финансирование, чтобы получить независимость и самостоятельность. А чтобы иметь финансирование, нужно уметь писать гранты. А до этого нужно написать научные статьи, чтобы во всем мире тебя знали, твои работы цитировали и поддерживали.
Нужно заявлять о себе – это очень важно.
— Относительно ожиданий и реальности: возникали ли моменты, когда вы разочаровывались в науке?
— Да, и далеко ходить не надо. В прошлом году в нашем институте состоялись выборы директора, я принимала в них участие. Моим конкурентом был академик почтенного возраста, и с небольшим отрывом я проиграла. После этого меня почему-то начали воспринимать как личного врага этого академика, и у нас не получилось сотрудничества, хотя я признала его победу и предложила дальше работать вместе.
Впрочем, сделали так, чтобы я ушла из института. Хотя я проработала там 30 лет. На Западе это было бы невозможно. Там от человека, который работает, приносит высокие рейтинговые публикации своему институту и имеет большие гранты, не избавляются просто так. На Западе ученые борются за репутацию и рейтинг своего университета или института. А у нас это очень часто отдано на откуп директору института.
Иногда директора институтов НАН превращаются в настоящих феодалов, которые уверены, что имеют безграничную власть. И используют ее не в пользу учреждения, а в собственных интересах. Именно так происходит сейчас в Институте физиологии.
Но я уверена, что и наша страна тоже вырулит на нормальный научный путь развития.
— За свою карьеру вы сталкивались с сексизмом или стереотипами, что женщина якобы «не может заниматься такой серьезной отраслью»?
— Со мной конкретно такого не было. Даже когда меня уволили – это был пример не сексизма, а недальновидности руководства. Это не сексизм. Хотя, конечно же, такие случаи есть – просто мне повезло.
Я знаю примеры, когда именно предрассудки мешали воспринимать женщину как профессионала.
В прошлом году, например, состоялись выборы в Институте математики. Одной из претенденток была замечательная ученая Александра Антонюк – раньше она долго была заместителем директора, и он видел ее своей преемницей. Но директор умер, и когда назначили выборы, то большинство пожилых ученых не смогли принять то, что женщина будет их директором.
При этом считается, что гендерный вопрос у нас «в норме», потому что в Украине более 40% женщин-выпускниц, а в Европе – гораздо меньше. На самом же деле, у нас много женщин в науке, потому что зарплаты очень маленькие, и мужчины не идут туда работать, потому что есть убеждение, что мужчина – это кормилец семьи. А женщина может прийти на работу, получить свои 10 тысяч, и все нормально.
Но среди директоров институтов и членов президиума Национальной академии наук только две женщины. Здесь и не пахнет гендерным равенством.
— А как бороться с сексизмом в науке?
— Во-первых, об этом нужно говорить. Во-вторых, нужна культура конкурсного финансирования. Когда она появится, женщин в науке станет больше. Социальные проекты очень этому помогают. В прошлом году был проект STEM is FEM («Наука – это она»). Такие проекты очень вдохновляют молодых девушек приходить в науку и воспитывают взрослое поколение.
Кроме того, я знаю, что в Евросоюзе сейчас каждый университет должен иметь свою политику, направленную на гендерное равенство. Совсем недавно мы подавали «горизонтовский» проект (европейской научной программы Horizon Europe). Если у тебя нет гендерного плана, то ты просто не имеешь права участвовать в этой программе.
— Какие еще новаторства украинцам можно позаимствовать из других стран?
— Мы уже начали развивать систему грантов. Государство не может, как это происходило в СССР, централизованно финансировать науку в государстве. Так не бывает даже в развитых странах, поэтому нужна другая система. У нас в прошлом году запустился Национальный фонд исследований, который начал на конкурсной основе финансировать проекты.
Я считаю, что именно это и нужно развивать. Все финансирование должно происходить на конкурсной основе. А еще нам не хватает экспертизы. К сожалению, у нас небольшое научное комьюнити, которое работает по высоким мировым стандартам. Поэтому нам нужно обязательно обращаться за помощью к коллегам из-за рубежа, чтобы они оценивали наши проекты.
Потому что иногда у нас бывает такое, что кум, сват, брат решают «я тебе поставлю хорошую оценку, а ты поставишь мне». А сейчас новый фонд на первое место поставил независимую экспертизу.
Старая система изменится, когда каждый хороший ученый сможет получать грант. Соответственно, если ты плохой ученый, то ты просто не будешь получать гранты и не сможешь дальше развивать ненужное направление.
— А есть что-то, чему мы можем научить другие страны?
– Любое взаимодействие должно быть взаимовыгодным. Чему-то мы всегда учимся у наших западных партнеров, а чему-то — они учатся у нас. Кроме этого, в Украине достаточно мягкие разрешительные процессы использования лабораторных животных.
Чтобы в Англии получить разрешение на работу с лабораторными мышами, нужно полгода добиваться этого. У нас пока с этим проще. Поэтому европейские партнеры очень часто приезжают к нам, чтобы провести серию экспериментов.
— Значит, здесь исследования на животных более доступны. Но отличаются ли они, скажем, по способам и методам, учитывая мировую тенденцию делать все манипуляции с животными максимально гуманными? И в каких отраслях можно уже обойтись без них?
– К счастью, уже можно, потому что с развитием современных технологий многие исследования можно моделировать с помощью компьютеров. Например, в Институте физиологии есть такие лаборатории.
В некоторых отраслях, и в нейробиологии в частности, можно смоделировать различные состояния и получить результаты, которые покажут, как изменится физиологический ответ, если мы поменяем определенные молекулярные механизмы.
Здесь это специальные программы, в которые заносятся параметры нервной клетки и определенных молекулярных механизмов, которые в ней работают. В конце концов, можно моделировать патологические изменения, и получать интересные результаты.
При изучении боли также можно применять компьютерное моделирование. Однако если мы хотим увидеть ответ целого организма или исследовать воздействие какого-то препарата, то необходимо животное.
Сегодня в каждом исследовательском институте есть биоэтический комитет, который должен предоставлять разрешение на эксперименты с привлечением животных. Все, кто работает с животными, проходят специальный тренинг и хорошо осознают, что гуманность нужно ставить на первое место.
В каждой статье мы пишем, какими протоколами пользовались, иначе мы просто не сможем опубликовать эти результаты. И, конечно же, мы делаем все возможное, чтобы животное не страдало. Все манипуляции с животными происходят в основном под наркозом. Но иногда нам нужно вызывать у животных, по крайней мере, низкие интенсивные болевые ощущения для исследований, тогда мы прилагаем большие усилия, чтобы животное не мучилось.
– Наверное, нельзя совсем обойтись без лабораторных животных?
– Да. То, что человечество научилось лечить очень много заболеваний, – это заслуга животных, которые отдали свою жизнь, чтобы человечество преодолело онкологические, сердечно-сосудистые, инфекционные заболевания. Опять же, разработка вакцин – это все благодаря тому, что у нас есть возможность работать с лабораторными животными.
Такие опыты нужны, потому что они спасают человеческие жизни. Особенно, если речь идет о жизни ребенка. Сколько жизней мышек вы можете противопоставить одной детской жизни? Я думаю, сколько угодно. Тем более, эти мышки не вылавливаются в дикой природе. Они специально выращиваются в клиниках только в том количестве, которое необходимо для определенных экспериментов.
Сейчас во всем мире ученые уже не используют таких животных, как коты и собаки. Для большинства опытов используют мышей или крыс. С одной стороны, они позвоночные млекопитающие, что приближает их к человеку, а с другой стороны – они недорогие и достаточно быстро размножаются, поэтому любой институт может позволить себе содержать таких животных. Много опытов проводят на мушках-дрозофилах или на маленьких рыбках Данио-рерио.
Но есть исследования, которые все еще требуют высокоразвитых животных. Например, есть такой препарат «Кровоспас». Это специальный бинт, который быстро останавливает артериальное кровотечение. Его разрабатывали ученые Института физиологии – и сейчас он должен быть в любой аптечке. Апробация этого препарата проводилась на свиньях, потому что их кровеносная система напоминает кровеносную систему человека. Несколько животных отдали свою жизнь, однако спасли кучу жизней бойцов. Поэтому оно того стоит, я считаю.
– А насколько сейчас изменился фокус ученых в области нейробиологии? Что именно сейчас исследуют?
– Наш мозг – это очень сложное явление. И мы в своем распоряжении не имеем ничего, что было бы сложнее его. Поэтому я не знаю, сможем ли мы когда-нибудь понять, как все устроено в мозгу. Но ученые делают очень много. Мы многое уже понимаем на молекулярном и клеточном уровнях – как нервные клетки передают сигналы, как они связаны, какие молекулы «работают» в середине клетки. Однако до сих пор непонятно, как образуются образы, мысли, где хранятся наши воспоминания.
Сейчас одно из важных направлений нейрофизиологии – это исследование процессов старения мозга. Человечество уже научилось побеждать многие болезни. Фактически, инфекционные болезни мы умеем побеждать, потому что у нас есть антибиотики. Сердечно-сосудистые заболевания более или менее контролируем и человек, ведущий правильный образ жизни, в принципе, может справиться с этими болезнями.
Мы также начинаем понимать, как одержать победу над онкологическими заболеваниями – многие из таких болезней уже не смертельны, потому что есть способы их лечения.
Но то, что касается мозга – болезни Альцгеймера, Паркинсона, различные склерозы и тому подобное – все это мы пока не можем победить. Человечество стареет, и появляется больше пациентов с нейродегенеративными заболеваниями, потому что они связаны с возрастом.
Понятно, что нужно, чтобы человек не просто жил до 100 лет, а еще и оставался умным.
– Насколько разработки в области нейробиологии помогут в лечении ментальных расстройств? Над этим работают в Украине?
— Это очень непростой вопрос. Я не уверена, что в Украине работают над разработкой новых лекарств против ментальных расстройств, потому что это очень сложные и дорогие исследования. Человеческий мозг уникален, и если другие болезни можно изучать на лабораторных животных, то те заболевания, которые свойственны только человеку, изучать очень сложно.
— А насколько в целом физическая боль связана с ментальной? Есть ли научное обоснование, почему человек, когда ему плохо и грустно, испытывает физическую боль?
Понятно, что это другой механизм инициации боли. Физическая боль инициируется непосредственными действиями на нервные окончания — когда мы порезались, укололись, обожглись или у нас воспаление внутренних органов. Все это активирует сигналы в окончаниях нервных клеток. А то, что мы называем душевной болью, активируется чуточку другими механизмами.
Когда человек переживает сильный стресс, несчастья и страдания, в организме происходят определенные изменения в биохимических процессах. Снижается концентрация так называемых гормонов счастья – серотонина, дофамина, эндорфина, а концентрация стрессовых гормонов, например, кортизола – наоборот увеличивается.
Кортизол вызывает освобождение адреналина и, соответственно, активацию целого каскада реакций в организме, которые приводят к нарушению работы кровеносных сосудов, сердца. И тогда мы можем чувствовать боль. Чаще всего это происходит где-то возле сердца.
— Над чем вы сейчас работаете, возможно, в рамках исследования боли?
— Сейчас мы работаем над проектом, связанным с хронической болью. Для его реализации мы получили финансирование от Национального института здравоохранения США (National Institute of Health). Кстати, я считаю это одним из величайших достижений моей команды. Этот проект направлен на изучение влияния иммунной системы на хроническую боль.
Наша иммунная система вырабатывает определенные вещества, так называемые комплименты, которые, как, оказалось, влияют на передачу болевых сигналов и на хроническую боль в частности. А воздействие на эти механизмы может регулировать боль. Поэтому мы рассчитываем, что знания, которые мы получим в рамках этого проекта, помогут разработать новые подходы к лечению хронической боли.
– Насколько ученые работают над тем, чтобы преодолеть проблему зависимости от обезболивающих лекарств при борьбе с хронической болью?
– Проблема имеющихся обезболивающих препаратов в том, что они не селективные. Здесь эти лекарства действуют на универсальные молекулярные механизмы, которые есть у нас везде.
Грубо говоря, если мы выпили пилюлю, то она с кровотоком разносится по всему организму. Если у нас болит только зуб и мы выпили таблетку, то она действует на все те же самые рецепторы, которые есть у нас и в желудочно-кишечном тракте, и в сердечно-сосудистой, и в нервной системе.
Поэтому возникает сонливость, тошнота, различные побочные явления. Если злоупотреблять обезболивающими препаратами, возникает привыкание. Поэтому задача нас, ученых, – найти такой механизм, который был бы уникален для конкретного типа боли.
В некоторых проектах мы уже показали такие механизмы. Более того, мы показали, как можно доставлять лекарства таргетно – в специфические места или даже клетки организма. Это и специальные капсулы, и вирусные конструкты, и использование генетических материалов. И на лабораторных животных мы видим очень хорошие результаты.
— А какие еще исследования вы могли бы назвать своими основными достижениями?
— На самом деле я лет 20 занимаюсь конкретно механизмами хронической боли. И я считаю, что моя команда внесла вклад в понимание того, что хроническая боль – это отдельная клиническая сущность. Такая боль может существовать независимо от того, имеется ее первичный источник, или его нет.
— Значит, здесь это специфическая патология, когда человек постоянно испытывает боль?
— Да, это такая патология, которая может начаться по каким-то вполне понятным причинам — воспалению или травме. Но потом, когда мы устраняем первопричину, боль остается.
Мы сделали свой вклад в понимание этого процесса на молекулярном уровне, в спинном мозге (а это та система, которая получает сигнал и осуществляет его первичную обработку) молекулярные механизмы начинают работать по-другому и воспроизводиться в таком патологическом состоянии. Проще говоря, они привыкают так работать, и даже когда уже нет источника боли, они продолжают работать так, что человек чувствует боль.
— Какова ваша самая большая профессиональная мечта в области нейробиологии?
— Я сейчас больше сосредоточилась на новом медицинском образовательном проекте. Я мечтаю, чтобы в Украине появился медицинский университет новой формации.
А если говорить о нейрофизиологии, у нас есть наработки, которые связаны с подходами персонализированной генетической терапии.
И есть несколько идей, которые бы мне хотелось воплотить. Например, это поможет преодолеть спонтанную боль при сахарном диабете.
Будет ли это внедрено в медицинскую практику, зависит от многих условий – наличия финансирования, возможности провести клинические испытания, заинтересованности фармакологических компаний в производстве новых лекарств.
Все это длительный и очень дорогостоящий процесс, который зависит не только от нас, ученых. Наша главная миссия — приобретать новые знания и делиться ими с человечеством.
Автор: Елена Барсукова
Источник: УП. Жизнь
Перевод: BusinessForecast.by
При использовании любых материалов активная индексируемая гиперссылка на сайт BusinessForecast.by обязательна.