Дмитрий Гиляров о создании антибиотиков нового типа ​

Как развивается современная наука, на какие исследования сегодня получают гранты молодые ученые, что полезного они могут принести обществу и есть ли перспектива в их взаимодействии с индустрией? На эти и другие вопросы нам ответил Дмитрий Гиляров – ученый-биолог, научный сотрудник Сколтеха и младший научный сотрудник Института биологии гена РАН.

Далее – выдержки из интервью.

Дмитрий Гиляров с пипеткой

Дмитрий Гиляров

Ты получил грант РФФИ (Российского Фонда фундаментальных исследований). На какие исследования он был выделен?

Я получил грант на исследования новых антибиотиков. Это одно из основных направлений нашей работы в Сколтехе и моей научной работы в целом с тех пор, как мы начали работать с Константином Севериновым. Эта тема сейчас очень актуальна, потому что большие фармацевтические компании не спешат вкладываться в разработку антибиотиков как лекарственных средств. Для них это просто невыгодное соотношение затрачиваемых на разработку ресурсов с той отдачей, которую они получают в итоге. Фармацевтическим компаниям выгоднее продавать лекарства от давления, так как человек будет их принимать длительный период времени или даже всю жизнь. То есть затраты на производство таких препаратов окупаются. В то же время ниша, которую занимаем мы, очень узкая. Пациентов, которым понадобятся специализированные антибиотики, немного, потому что люди не каждый день заболевают трудноизлечимой бактериальной инфекцией. Получается, что с одной стороны, фармацевтические компании не спешат заниматься этой проблемой, с другой – проблема лечения пациентов с трудноизлечимыми бактериальными инфекциями становится все более и более очевидной. Я говорю о таких инфекциях, которые вспыхивают в больницах, где бактерии уже выработали резистентность ко всему, чем можно было бы их подавить. Соответственно врачи бьют тревогу и возлагают надежду на ученых-биологов.

Хроматограф для очистки антибиотиков

Хроматограф для очистки антибиотиков

В первую очередь мы разрабатываем антибиотики, которые смогут убивать грамотрицательные бактерии, с которыми сложнее бороться. А во-вторых, нам важно найти такие вещества, которые смогут действовать на бактерии, выработавшие резистентность к определенным антибиотикам. Эта проблема становится настолько насущной, что уже озвучивается на государственном уровне.

Существуют разные подходы к тому, как можно заниматься поиском новых антибиотиков. Мы смотрим на то, как ведут себя разные бактерии в различных условиях, какие вещества они производят для подавления друг друга или сосуществования друг с другом. Тот синтетический потенциал, которым обладают сами бактерии, огромен. Благодаря секвенированию (определению последовательности) ДНК бактерий можно исследовать гены, отвечающие за синтез различных веществ. Например, у нас есть вещество – микроцин B. Если делать поиск по генам его синтеза среди разных геномов, можно найти почвенных бактерий, в которых тоже есть такие гены. Мы берем гены таких бактерий, клонируем их в кишечную палочку или в стрептомицеты (род бактерий) и заставляем их производить те вещества, которые нам интересны. А далее смотрим, будет ли у них другой спектр действия. Таким образом производится поиск, изучение и получение новых веществ в лаборатории, о которых раньше никто не знал. Они записаны в ДНК разных бактерий. Благодаря биоинформатическому анализу последовательностей ДНК, мы можем найти эти вещества.

Со временем опять нужно будет искать новый антибиотик? Бактерии же могут выработать резистентность и к тому, что вы, возможно, изобретете? 

Система для очистки белков

Система для очистки белков

Да, конечно. Надо постоянно работать в этом направлении и не сидеть сложа руки. Это условия естественного отбора. Необходимо постоянно держать что-то в запасе, поэтому другие исследования, которыми я занимаюсь, заключаются в изучении мишеней антибиотиков. То есть изучение клеточных процессов, на которые антибиотики действуют. Ученым необходимо понять, как возникает устойчивость у бактерий и как с ней можно бороться. Например, микроцины, которыми я занимаюсь, ингибируют определенный бактериальный фермент, важный для клетки. Есть антибиотики, которые действуют на этот фермент, скажем, ципрофлоксацин из группы фторхинолонов. Это очень большая группа антибиотиков, популярная и важная в медицине. Но уже около 10 лет по всему миру наблюдается устойчивость между штаммами бактерий к веществам из этого класса. Ученым интересно понять, как возникает подобная резистентность. Это важно как с точки зрения фундаментальной науки, так и практической.

Большинство групп антибиотиков открыли в 1940-е –1960-е годы. После чего наблюдался большой провал в этом направлении. Использование тех методов, которыми были открыты первые антибиотики, в дальнейшем давало лишь реплики уже открытых веществ. Все, что лежало на поверхности, уже изучено и открыто, поэтому сейчас надо копать глубже. Либо искать новые вещества в геномах, как делаем мы. Либо выращивать некультивируемые бактерии и пытаться из них получать необходимые вещества.

Пипетка - основной инструмент молекулярного биолога

Пипетка – основной инструмент молекулярного биолога

Есть еще важный социально-политический аспект проблемы устойчивости бактерий к определенным группам антибиотиков. Фермеры в течение многих лет дают антибиотики животным, чтобы повысить их жизнеспособность и ускорить рост. Потом все это в виде отходов жизнедеятельности попадает в почву, и бактерии, которые живут в природе, подвергаются воздействию низкой концентрации веществ. А значит, имеют возможность приспосабливаться и вырабатывать устойчивость к их воздействию. Если такие бактерии попадают в больничную атмосферу, то там они только укрепляют свои позиции. Отсюда проблема, связанная с тем, что врачам становится нечем лечить пациентов, зараженных бактериальной инфекцией в больницах.

Более того, мы сейчас живем в мире с размытыми границами. То есть несоблюдение каких-то правил по использованию антибиотиков в сельском хозяйстве в одной стране отзовется и в соседнем государстве.

Каковы условия гранта, полученного на разработку нового типа антибиотиков? И в чем заключалась роль Сколтеха в получении гранта?

Дмитрий Гиляров

Дмитрий Гиляров

Этот грант выдан на 3 года с финансированием примерно в полмиллиона рублей за год. Изначально я получал грант на Институт биологии гена, но в процессе у меня возникли организационные сложности. Тогда я стал узнавать о возможности переноса гранта на Сколтех, где этому очень обрадовались и оказали мне помощь во всех организационных моментах. Я благодарен Сколтеху за помощь и содействие в получении гранта. Вообще система взаимоотношений в Сколтехе более приятная и дружелюбная на данный момент.

Однако в связи с тем, что в Сколтехе пока еще нет биомедицинской лаборатории, мы работаем в лаборатории Института биологии гена, в котором я также являюсь научным сотрудником. Получается, что по гранту ведется совместная работа сотрудников Сколтеха и Института биологии гена.

Собираешься ли ты привлекать студентов к своей работе? И как будешь выстраивать взаимоотношения с индустрией?

Я уже давно привлекаю студентов к тем исследованиям, которыми занимаюсь. У меня есть и курсовики, и дипломники. В частности, сейчас под моим руководством работают два студента с факультета биоинженерии и биоинформатики МГУ им. Ломоносова. На данный момент я не привлекаю к работе студентов Сколтеха, но думаю, что все еще впереди. При этом студенты Сколтеха работают в лаборатории Института биологии гена по другим направлениям.

В нашем конкретном случае индустрии, конечно, невыгодно вкладывать деньги в поиск новых веществ и их разработку. Но я думаю, что если такие вещества будут найдены, и если Сколтех возьмет на себя какие-то расходы по частичным доклиническим испытаниям, то связь с индустрией будет установлена. Мы уже пытались пройти примерный процесс подготовки вещества к доклиническим испытаниям в Сколтехе. Это очень важно для понимания всей процедуры — от поиска нужного вещества до доведения его до патентного оформления. Идея заключается в том, что Сколтех действительно помогает довести исследование до стадии, когда оформленный патент на изобретение можно продать крупной компании.

Какую роль научный руководитель — профессор Константин Северинов — играет в том, чем ты занимаешься? 

Холодильник и система для очистки белков

Холодильник и система для очистки белков

Я очень давно знаю профессора Северинова. Мы познакомились еще тогда, когда я был студентом в университете, а Константин вел у нас семинары. В его лаборатории я работаю уже достаточно долго. Для меня, наверное, важными являются несколько моментов. Во-первых, это степень определенной свободы действий, которую он предоставляет исследователям в своей лаборатории. Мы можем участвовать в грантах, вести свои проекты, исследования и эксперименты. При этом есть возможность всегда обратиться к Константину за помощью или советом. Например, когда мне нужно было для моих исследований поехать и работать на приборах, которые есть в Великобритании, Константин и Сколтех очень помогли во всех организационных вопросах. Во-вторых, Константин всегда обеспечивает приток новых идей и знаний. Он активно общается с людьми из разных областей во время своих рабочих поездок по миру и всегда делится с нами теми идеями, мыслями, знаниями и контактами, которыми владеет. Ну и в-третьих, именно Константин способствовал тому, чтобы я попал в Сколтех, и я за это ему очень благодарен.

Как ученый я сам нахожусь еще только в начале пути, поэтому для меня такие люди очень ценны. Я бы также хотел, чтобы Сколтех и все, что с ним связано, безусловно, развивались. Возможно, на каком-то этапе мне захочется там преподавать, потому что передача опыта – это действительно важно. Но мне хотелось бы перейти в Сколтехе на другой уровень, уже имея хороший багаж знаний и опыта.

ПодготовилаШиманская Анна

ФотоШиманская Анна

Tweet about this on Twitter0Share on Facebook0Pin on Pinterest0Share on Tumblr0Share on VK