Графен, лекарства и мед
Научный сотрудник лаборатории нанооптики и плазмоники МФТИ Юрий Стебунов начал с описания реалий фармацевтического рынка. По его словам, его объем в сорок раз больше мирового рынка оружия, в десять раз больше мирового наркобизнеса и даже в три раза больше объемов коррупции в России. Процесс разработки лекарств поначалу кажется простым: их надо открыть, провести доклинические и клинические исследования, зарегистрировать препарат. Однако все этапы разработки только одного лекарства занимают около 12 лет и стоят больших денег.
«По большей части заменить эти трудоемкие этапы могут биосенсоры, состоящие из рецептора, преобразователя и анализатора электросигнала. Исследуя взаимодействие потенциальных лекарств с возбудителями болезней, мы оценили их эффективность. Зная их взаимодействие со здоровыми тканями из разных органов, мы узнаем, насколько они токсичны. Но это в теории», — отметил Юрий Стебунов, приведя в пример всем знакомый биосенсор — нос собаки.
Биосенсор для анализа лекарств должен обладать двумя свойствами — изменять концентрацию и количество вещества с течением времени, а также быть безмаркерным, так как маркер может влиять на результаты исследования. Наиболее подходящим для сенсора материалом может быть графен, считает «слэмер». Он обладает сразу несколькими преимуществами: благодаря химической структуре, напоминающей медовые соты, он может взаимодействовать с различными биомолекулами. Помимо прочего, одноатомная толщина этого материал позволит сделать сенсор максимально чувствительным. Уже доказано, что чувствительность сенсоров с графеном в десятки раз превышает чувствительность полимерных аналогов.
Нефть на обед бактериям
Микробиолог из Москвы Илья Сережкин вышел под трек группы Nirvana и сразу же начал учить зрителей любви к микробам. Напомнив, что несколько миллиардов лет назад макроскопические водоросли начали вырабатывать на Земле первый кислород, спикер перешел к истории изобретения пенициллина — началу эры исследования бактерий. После этого он начал рассказ о том, как и зачем человечество создает микроорганизмы с необходимыми свойствами. Так, недавно в журнале Science вышла статья японских ученых о бактериях, способных поедать пластик, что в будущем поможет уничтожать тонны мусора.
«Существуют так называемые углеводородоокисляющие микроорганизмы. Они, как и другие микробы, удивительно пластичны и приспосабливаются к любым условиям существования. Соответственно, в месте, где был нефтяной разлив, наверняка есть микробы, способные поедать нефть. Если они есть в Арктике, то зачем нам искать их и создавать что-то новое, спросите вы? Не все так просто. В Арктике все процессы замедляются из-за низких температур. Если там возникнет большой нефтяной разлив, то местные бактерии просто не смогут справиться с ним. Это значит, что задача ученых — создать биопрепарат на основе активных микроорганизмов, внести его в среду и увеличить количество микробов», — уточнил ученый.
Чтобы успешно бороться с пятнами нефти, группа исследователей отправилась в Мурманск, где на побережье немало камней имеют неестественный цвет из-за загрязнения мазутом. Они собрали 150 штук образцов весом в 10 килограмм. Все они отправились в лабораторию для тестирования в холодных условиях с нефтью в качестве единственного источника энергии. Поверхностно-активные вещества стали превращать пленку из нефти на воде в колбе в темный раствор. Наиболее «успешные» организмы поместили в проточный аквариум с ледяной водой на Белом море. Однако на этом дело не кончилось: бактерии и дальше проходили строгий отбор. Даже самым продвинутым «нефтелюбам» пришлось пройти несколько стадий культивирования в разных объемах жидкости, чтобы биологи могли понять темп и порог их роста.
«Задача состояла в целевой доставке микроорганизмов туда, где есть нефтяное загрязнение. Их „упаковали“ в сухом виде в гидрофобную оболочку, не растворяющуюся в воде, но разрушающуюся от нефти. Освобождаясь от обертки, микробы растворяются там, где им нужно», — завершил выступление Илья Сережкин, посоветовав напоследок любить своих микробов и не бояться чужих.
Как МВД и ФСКН борются с наркотиками
Социолог Алексей Кнорре из Института проблем правоприменения почти наглядно показал то, как борются с наркотиками такие ведомства, как МВД и ФСКН, и продемонстрировал, как инструменты социологии могут менять общественные институты к лучшему.
«Мой рассказ посвящен исследованию того, что происходит при борьбе с наркотиками. Так, в 2015 году был поставлен вопрос о слиянии ФСКН с Министерством внутренних дел. Эти два крупных ведомства целенаправленно занимаются борьбой с наркотиками и в некотором смысле дублируют некоторые функции друг друга. Хотя ФСКН утверждает, что занимаются они ОПГ, крупными поставщиками и партиями наркотиков, в то время как МВД занимается розничными потребителями. Вопрос, который мы поставили в своем исследовании, посвящен тому, действительно ли два ведомства дублируют друг друга», — пояснил исследователь.
Несмотря на то, что обе стороны приводили хорошие показатели борьбы с наркопреступлениями, большую часть информации о их раскрытии было не проверить. Сравнительных показателей не имелось, как и не было уточнений того, что же имеется в виду под предотвращенным экономическим ущербом от наркооборота. Поэтому в исследовании использовалась не ведомственная статистика, а данные от первичного учета преступлений, взятые из статистических карточек.
«Из всех преступлений по статьям УК 228 и 234 примерно треть регистрирует ФСКН, а две трети — МВД. Но гораздо более интересен топ-5 самых изымаемых наркотиков в России. На первом месте конопля и ее производные, затем героин, амфетамины, „спайсы“ и другие опиаты. Самый важный факт, к которому мы пришли, состоит в том, что и у МВД, и у ФСКН в случае большинства регистрируемых преступлений масса изымаемого наркотика не превышает одного-двух грамм. Это не значит, что ФСКН надо сокращать, она наверняка занимается большими партиями наркотиков, но в основном это частные случаи», — отметил Алексей Кнорре.
По итогам исследования появилась интерактивная карта преступлений, с помощью которой каждый может посмотреть, где и какими запрещенными веществами торгуют в России. Как выяснилось, Москва — героиновый регион, а Северная столица с соседями пестрит амфетаминами.
Предсказание гриппа не без помощи 70-х
С наиболее близкой Петербургу темой, пересекающейся с сырой и холодной погодой, а также отсутствием солнца, выступил инженер НИИ наукоемких технологий, участник Лиги Science Slam Университета ИТМО Василий Леоненко. Как оказалось, моделировать и предсказывать эпидемии гриппа, а значит, и нужные койкоместа, во многом удается благодаря труду ученых-семидесятников Барояна, Рвачева и Иванникова.
«Найдя эту книжечку в Российской национальной библиотеке, я испытал чувство, знакомое многим ученым: когда проблему, которой вы заняты, решили уже сорок лет назад», — делится Василий Леоненко.
Ученые из прошлого века дали два ценных совета: во-первых, надо использовать данные об интенсивности контактов, во-вторых, располагать информацией о доле людей, имеющих иммунитет к гриппу. С помощью модели, настроенной на Петербург, можно было предсказать эпидемию и в других городах, где ее еще не было. Однако схемы Барояна-Рвачева-Иванникова в новых условиях не заработали и не дали никаких правильных предсказаний. Как позже догадался сотрудник НИИ НКТ Университета ИТМО, причиной стал изменившийся за годы мир: поменялся процесс передачи заболеваний, и самих разновидностей вируса стало больше, увеличилась скорость передвижения по стране и изменились транспортные потоки.
«Исследования у нас в самой начальной стадии, но мы уже кое-что выявили. Первая проблема — с гриппом в городах. Нередко два штамма гриппа идут с разных концов страны и встречаются в разных городах в разное время, давая двухпиковые кривые. Мы решили модифицировать модель и сделать ее двухпиковой. Увеличение человеческой мобильности тоже не облегчает нашу задачу. Догадайтесь, куда летят люди из регионов. Правильно! В Москву. Так и начинается эпидемия в столице, разлетаясь оттуда по регионам. Сможем ли мы прогнозировать эпидемию? Одно могу сказать точно — мы постараемся», — заключил он.
Креветка от смерти
Выпускник МИТХТ Сергей Брусов удивил зал относительно простым, но эффективным изобретением — бинтом с хитозаном. Как оказалось, правильно приготовленный панцирь креветки может остановить практически любое кровотечение, в том числе и артериальное. Хитозан, сгущенный целлюлозой, здесь выступает как биополимер, который сразу же впитывает кровь и защищает рану, создавая пробку. При этом сам биополимер безопасен для организма.
Как отметил «слэмер», хитозан спасет жизни попавшим в ДТП, которые нередко умирают от потери крови. Это же касается всех остальных людей — от эктремалов до мясников. Однако хитозан сам по себе является средством первой помощи, которое поможет сохранять жизнь до приезда «скорой» и доставки в больницу — антисептики и прочие лекарства для пострадавшего не отменяются. По словам разработчика, средство уже находится на этапе регистрации и появится в аптеках летом.
