Живая клетка и Маргарита

11 лет назад студентка биологического факультета Каразинского университета Маргарита Малюкина получила титул первой вице-мисс на конкурсе «Красавица университета-2004», а сегодня мы можем назвать ее еще и одной из «первых умниц» всей Украины. В канун Нового года президент страны подписал указ о присуждении Маргарите премии для молодых ученых.

Высокой оценки заслужила совместная работа коллектива молодых исследователей, которые символично представляют всю научную Украину — с востока на запад. 
Это Маргарита Малюкина — кандидат биологических наук, младший научный сотрудник Института сцинтилляционных материалов НТК «Институт монокристаллов» НАН Украины (Харьков); Ростислав Панчук — кандидат биологических наук, научный сотрудник Института биологии клетки НАН Украины (Киев); Елена Богорад-Кобельская — кандидат биологических наук, ведущий инженер Института микробиологии и вирусологии имени Д. К. Заболотного НАН Украины (Киев) и Дмитрий Гаврилюк — кандидат фармацевтических наук, доцент Львовского национального медицинского университета имени Даниила Галицкого.
Премии, которая ежегодно присуждается молодым ученым в возрасте до 35 лет, молодые люди удостоены за цикл научных работ «Разработка и биотестирование новых соединений с противовирусной и противоопухолевой активностью».

Нанотехнологии вступают в борьбу…
Проведено всестороннее исследование целого ряда новых соединений, которые обладают противовирусной и противоопухолевой активностью. 
— Тема очень актуальная, — рассказывает Маргарита. — Собственно говоря, мы стоим на пороге создания новейших препаратов для борьбы с опухолями и вирусными заболеваниями.
Что это значит? Как известно, появилось очень много вирусов, которые мутируют, становятся устойчивыми к уже известным лекарственным средствам, и эти процессы ускоряются. Точно так же и опухолевые клетки приобретают резистентность к уже существующим методам химиотерапии. По многим прогнозам, облик 21 века определят нанотехнологии — подобно тому, как открытие атомной энергии, изобретение лазера и транзистора определили облик минувшего столетия. 
Конечно же, нанотехнологии будут использоваться в медицине. И мы в своих исследованиях использовали биокомпозиты, то есть объединили химические фармацевтические препараты с наноматериалами, тем самым взаимно усилив их целительный эффект.
Благодаря композитам, удалось обеспечить доставку нашего препарата непосредственно к больной клетке, а также — усилить эффект воздействия химического препарата с одновременным уменьшением его токсического воздействия на организм. 
Кстати, установлено, что активность композита превышает эффективность биологического действия уже известного коммерческого лекарственного средства «Амиксин», который широко применяют в клинической практике.
— Наноматериалы, надо полагать, разной природы бывают?
— Конечно! В данном случае мы использовали наноматериалы на основе диоксида церия. Это мощнейший антиоксидант. Как известно, все процессы в организме, связанные со многими серьёзными заболеваниями, такими как атеросклероз, гипертензия, болезнь Альцгеймера, диабет, а также старением, являются составляющими оксидативного стресса (от англ. oxidative stress) —повреждения клетки в результате окисления, связаны с образованием так называемых свободных радикалов. Антиоксиданты способствуют сокращению процесса образования свободных радикалов и предотвращают их дальнейшее появление.
В качестве противоопухолевых антибиотиков молодой коллектив использовал два препарата: доксорубицин и цисплатин. К ним добавили два вида наночастиц. Это частицы на основе диоксида церия и фуллерен С60. 
Напомним, что фуллерен — это сравнительно недавно открытая материальная частица размером около трети нанометра (трети миллионной доли миллиметра!).
— Если мы будем воздействовать на организм отдельно — сначала антибиотиком, а затем наноматериалами, то при этом наноматериалы никак не повышают эффективность воздействия антибиотиков, — продолжает Маргарита. — Если же мы эти антибиотики соединим в одном композите с наноматериалами, то в случае нанокомпозита с диоксидом церия происходит усиление эффективности действия противоопухолевого антибиотика и уменьшение его побочного влияния на организм в целом. Побочные влияния в нашем случае — это кардио- и нефротоксичность, то есть осложнения на сердце и почки. А в случае нанокомпозита с фуллереном С60 усиливается эффективность действия противоопухолевого антибиотика, уменьшение токсического воздействия, а также происходит целевая доставка препарата непосредственно в больную клетку.
Как отметил академик НАН Украины Анатолий Гольцев: «Данная работа интересна и перспективна, радует то, что получен ряд конкретных результатов, говорящих о возможных успешных перспективах применения противовирусных и противоопухолевых препаратов. Эта новая технология может снизить токсичность такого разрушительного лечения, как химиотерапия. Будущее — за селективной фармацевтикой. Препарат на основе наночастиц диоксида церия, разработанный молодыми исследователями, показал уникальную способность в десятки раз усиливать антивирусное действие интерферонов. Также показано, что новейшие наночастицы на основе диоксида церия обладают сильнейшей антиоксидантной активностью, значительно снижающей токсическое действие противоопухолевого препарата доксорубицина».

Кому присудят Нобелевскую премию?
Пока испытания проводились на различных линиях культур опухолевых клеток. 
— Моя задача заключалась в исследовании реакции живой клетки на воздействие нашего композита, — рассказывает Маргарита, — проверки ее состояния до, в момент и после воздействия. Я занимаюсь разработкой новых тест-систем, которые позволяют проводить экспресс-оценку состояния клетки. Это очень важно для оценки ее состояния, как говорится, здесь и сейчас, то есть в режиме реального времени: сейчас мы клетку выделили, сейчас мы ее «окрасили» нашими флуорисцентными зондами, которые синтезируются в отделе нанокристаллических материалов нашего института, и сейчас же мы увидели, как она отреагировала, какие процессы в ней происходят, нарушаются ли звенья, и если нарушаются, то какие…
Работа Маргариты опирается на мощную научную школу, сложившуюся в Харьковском НТК «Институт монокристаллов». Речь идет о том, что еще несколько лет назад ученые института совершили прорыв в изучении поведения клеток при тканевой терапии — они разработали метод, с помощью которого впервые оказалось возможным воочию увидеть, как «работают» лекарства в клетках, использовав современные люминесцентные нанотехнологии. 
В Харькове удалось создать и нанести на клетки особые метки, которые не только сигнализируют люминесцентным свечением о местоположении своих хозяек, но и рассказывают об их состоянии.
По образованию Маргарита — биолог. Ее специализация, полученная на биологическом факультете, — физиология человека и животных. Степень кандидата наук ей присвоена в области криобиологии.
— Невольно возникает вопрос, тяжело ли было переходить от чистой биологии к материаловедению, медицине?
— Мне было тяжеловато с точки зрения оценки физических процессов, пришлось дополнительно углубляться в физическую химию, но в этом и особенность современных исследований, которые проходят на стыке нескольких наук. В нашем случае это физика, химия, медицина и биология — четыре в одном. Наша разработка, я надеюсь, будет продолжена и доведена до уровня клинических испытаний.
 Мечта Маргариты — увидеть результат: новый высокоэффективный препарат для лечения раковых заболеваний. Настолько эффективный, что человечество окончательно победит этот тяжелый недуг. Понятно, что ученых, которые создадут такой препарат, ждет Нобелевская премия.
К слову, 11 лет назад, участвуя в конкурсе «Красавица университета-2004», Маргарита написала в своем представлении, что хотела бы стать лауреатом премии имени Альфреда Нобеля.
Никто не знает, кто и когда получит высшую мировую научную награду за это выдающееся открытие. Над задачей окончательной победы над раком бьются десятки научных лабораторий по всему миру.
Ну а пока мы просто представим себе совокупный объем работы, который проделали за пять лет (2009–2014) по этой теме молодые украинские ученые: 95 опубликованных научных статей (в том числе в 29 зарубежных журналах), 6 патентов Украины и 141 доклад на конференциях. Работы Маргариты, Ростислава, Елены и Дмитрия процитированы в 250 научных журналах, общий индекс цитирования публикаций составляет 338 (по базе данных Scopus).

Елена Зеленина.

 

Читайте также
Другие материалы рубрики