Что общего у молекулы, «собранной» как конструктор в лаборатории, и новым лекарством от онкологических заболеваний?

Карина Шибаева, аспирант КНИТУ, стипендиат Президента РФ и победитель конференции «Наука будущего – наука молодых», рассказала НОП, как случайное открытие привело к созданию перспективных соединений, почему химия – это не только «мужская» сфера, и что помогает не сдаваться, когда эксперименты требуют много времени и терпения.

Ваша область исследований — создание новых противоопухолевых препаратов. Это одна из самых гуманных и социально значимых задач в науке. Что вас изначально привлекло в органической химии и заставило выбрать именно это направление — борьбу с онкологическими заболеваниями?

У меня никогда не было цели создать супер-лекарство, чтобы излечить онкологии во всем мире, хотя в детстве я и хотела стать врачом. Уже ближе к 11 классу я поняла, что можно пойти учится на специальность, чтобы быть просто ученым, но тогда выбор пал на криминалистику. Но к счастью (или к сожалению), сталкиваться ни с биологией в виде ЕГЭ, ни с МВД ни в каком виде мне не хотелось и выбор пал на фундаментальную химию, чтобы изучать атому и молекулы и, возможно, «варить» новые. А тематика с противоопухолевыми препаратами появилась только в аспирантуре, с легкой руки научного руководителя.

Победа в конкурсе «Наука будущего — наука молодых» и статус стипендиата Президента — это признание высокого уровня вашей работы. А с чего для вас лично начинался этот проект? Это была «искра» идеи о новом соединении или долгий поиск решения конкретной проблемы в существующих методах терапии?

Первую наиболее активную молекулу в нашей лаборатории получили случайно, не было цели синтезировать супер-молекулу. Но, увидев значения биологической активности, было решено попытаться модернизировать ее и улучшить структуру, стало интересно, сможем ли мы добиться еще лучших значений и приблизить  ее к лекарствам, уже имеющимся на рынке. Так эта тематика перешла мне.

Давайте попробуем на простом языке: что такое «синтетическая органическая химия» в контексте борьбы с раком? Представьте, что вы объясняете не химику: как вы в лаборатории создаете новые вещества, которые могут стать ключом к победе над болезнью?

Лекарственные препараты в большинстве своем — это молекула или из комплекс. Получают такие молекулы как раз химики. Мы можем изменить структуру уже существующих молекул, найденных в природе (например, тот же дикумарол из моей работы был обнаружен в доннике, подвиде клевера), заменить какие-нибудь фрагменты, ввести другой металл перевести в соль и так далее, или попытаться синтезировать что-то новое. Затем каждая молекула проходит испытания, сначала на клетках (опухолевых и здоровых, чтобы установить, насколько селективнее лекарство будет действовать на больные клетки, чем на здоровые), затем на животных, чтобы понять в каких органах оно накапливается, как выводится и в целом действует на живой организм. И только потом оно дойдет до клинических испытаний. Все это объемный и сложный процесс и роль химиков-синтетиков заключается в том, чтобы как из конструктора собирать разные молекулы и в итоге прийти к лучшей.

Вы упомянули, что ваша лаборатория начала активно использовать фотохимию — проведение реакций с помощью света. Почему это считается «зеленым» подходом и в чем его главное преимущество по сравнению с традиционными методами? Это делает процесс быстрее, чище или позволяет получить принципиально новые вещества?

Многие классические методики включают в себя использование достаточно жёстких условий. Даже полученные в данной работе соединения были выделены из концентрированной кислоты после многочасового кипячения. Это достаточно энергоемкий и вредный как для химика, так и для окружающей среды процесс. Переход же к фотохимии позволяет использовать небольшие количества малотоксичного катализатора, чтобы получать целевые продукты. Кроме того, когда мы понижаем агрессивность условий реакции, мы можем получить более чистые продукты, так как будет образовываться меньше побочных продуктов. Ну и, конечно, в некоторых случаях процесс может пойти совершенно не по классическому пути, и тогда мы получим что-то кардинально новое, в чём опять придется разбираться)

А если заглянуть в будущее ваших собственных исследований? Какая следующая большая и амбициозная задача вас ждет? Вы мечтаете синтезировать конкретное соединение, разработать новую методику или, может быть, увидеть свой препарат в клинической практике?

До клинической практики мои препараты вряд ли дойдут, это долгий, сложный и дорогостоящий процесс. К тому же, мы все таки занимаемся именно химией, а для выведения лекарств на рынок нужно более профильное образование. Но я буду рада, если мои наработки послужат кому-то в помощь при синтезе новых лекарств. Пока у нас в разработке находится изучение механизма фотохимической реакции для расширения ряда уже синтезированных в работе соединений. Установить конкретный механизм бывает достаточно кропотливым и запутанным процессом, поэтому если мы сможем разрешить эту задачу, думаю, это станет следующей большой вехой моей исследовательской работы.

Сталкивались ли вы на своем научном пути с таким понятием, как «стеклянный потолок», или, может быть, с предвзятым отношением из-за возраста и пола в такой традиционно «мужской» сфере, как химия? Если да, что стало для вас опорой?

До поступления в университет я боялась, что столкнусь с едкими фразами преподавателей в свой адрес как девушки и из-за факта получения высшего образования (женщинам ведь ничего не нужно, кроме как смотреть за домом, рожать детей и варить борщи), и из-за направления, которое я выбрала. Но в ходе учебы я поняла, что половина преподавателей и моих однокурсников — тоже девушки и женщины, а преподаватели-мужчины не позволяли себе никаких комментариев на этот счет. Тут, я думаю, сложилось несколько фактов. Первое, что люди на химфаке (Химический институт им. А.М. Бутлерова) очень вежливые, приличные и увлеченные своим делом, и они будто только рады если еще больше людей получат знания, и им уже не особо важен твой пол.

И второе, что химия оказалась не такой уж и «мужской» специальностью. Да, первые и самые известные химики — мужчины, но и мы не в 19 веке живем, доступное образование не обошло стороной и химиков. Конечно, пару раз были вопросы о замужестве и детях, но к счастью этот вопрос удалось достаточно быстро снять несколькими фразами с заверением о преданности науке. Что же касается возраста, то буквально на днях я обнаружила, что уже не подхожу на один конкурс, потому что даже я слишком стара. Так уж вышло, что в России есть понятие о молодом ученом, куда относятся люди до 39 лет, но на деле большинство конкурсов как будто даже заточено под людей около 30, так что надеюсь, пока время есть. Замечаний относительно того, что я слишком молода, кажется, не было, только о том, что надо продолжать набираться опыта.

Ваш успех — отличный пример для других девушек, которые, возможно, боятся идти в науку. Какой главный совет вы бы дали студентке, которая сомневается, что карьера в химии или вообще в фундаментальной науке — это для нее, опасаясь сложностей или гендерных барьеров?

Сложности есть и будут везде, их надо преодолевать. Жить в целом сложно, как оказалось. Но решение пойти на химфак, одно из лучших в моей жизни. Людям тут нет времени до гендерных барьеров, каждый занят разработкой своих проектов, чтобы выиграть грант и поехать на конференцию к своим друзьям-ученым из других городов. Но даже если и бывают моменты разочарования или тоски, когда не идет тема и ничего не получается, вокруг всегда найдется хотя бы несколько вдохновляющих продолжать бороться людей (и так уж сложилось, что в моей жизни это именно химики-женщины)). Главный совет, или точнее даже правило, которому нас всех учили еще на первом курсе химфака: не тупить!

Вы также подали заявку на конкурс «Студенческий Стартап». Что для вас означает этот шаг — возможность коммерциализировать свои разработки или нечто большее? Как, на ваш взгляд, ученому совместить фундаментальные исследования и прикладные, предпринимательские задачи?

Подача заявки на Студенческий Стартап была очень спонтанной, у нас никогда не было особого желания коммерциализировать именно эту часть работы, но стало очень интересно посмотреть как всё обстоит в конкурсах не о фундаментальной науке, а с предпринимательским уклоном. Совместить в одной работе фундаментальные и прикладные исследования не всегда удается. Не всем ученым нужна прикладная составляющая, и не всем предпринимателям — фундаментальная. Для получения грантов и победы в конкурсах, конечно же, нужны обе, но и заниматься наукой ради науки — замечательно, кому-то же нужно заполнять новые страницы реакциями в учебниках химии.