Ученый из Египта Тамер Абдельразек ― о новых полимерах для борьбы с бактериями

— Расскажите, пожалуйста, почему вы вообще решили приехать в ИТМО? Как узнали о программе ITMO Fellowship?

— Несколько лет назад об этой программе мне рассказал мой друг, и в 2018 году я впервые решил подать на нее заявку. Но, к сожалению, тогда конкуренция среди участников была очень высокой, и меня не приняли. Но мне понравилась четкая и понятная структура программы — я видел, чем мне предстоит заниматься в ИТМО и какие бонусы я буду за это получать. Поэтому в 2020 году я подал заявку еще раз. Для меня это стало своего рода челленджем. В итоге меня приняли, и в октябре прошлого года я начал работать в ИТМО.

—  До ITMO Fellowship вы участвовали в похожих программах для постдоков и приглашенных ученых в разных странах. Отличалась ли работа в России от опыта, который вы получили в других странах?

— Да, до ИТМО я дважды приезжал как постдок в институт экспериментальной фармакологии и токсикологии Словацкой академии наук. Еще я работал в школе химии и молекулярных биологических наук Университета Квинсленда в Австралии и Колледже зерновых культур и технологий Шэньянского университета в Китае, поэтому мне есть с чем сравнивать. Мне нравится уровень оснащения в лабораториях ИТМО — здесь есть разные инструменты и оборудование, с помощью которого можно проводить исследования. К тому же здесь у меня не возникло больших трудностей в коммуникации, потому что студенты и ученые ИТМО хорошо знают английский язык. Когда я только прибыл в петербургский университет, коллеги помогли мне освоиться в лаборатории, показали, как работать с оборудованием. Я мог в любой момент попросить помощь у них или сотрудников другой лаборатории.

— Год назад вы занимались исследованием, которое посвящено созданию полимерных гидрогелевых мембран на основе антибактериального и антиоксидантного белка для перевязочных материалов. Почему вы решили заняться именно этой темой?

— Меня интересует, как создавать из полимеров мембраны и делать их функциональными, то есть способными взаимодействовать с другими молекулами, чтобы решать конкретные задачи. Все свои знания в этой области я использую, чтобы создать новый антимикробный полимер.

Почему это важно? Мы столкнулись с такой проблемой, как мутация бактерий. Другими словами, после нескольких встреч с антибиотиками бактерии становятся невосприимчивыми к ним, и лечение перестает работать. Особенно эта проблема актуальная для Египта. Самые часто встречающиеся в больницах бактерии — кишечная палочка (Escherichia coli), синегнойная палочка (Pseudomonas aeruginosa), золотистый стафилококк (Staphylococcus aureus) и стафилококк гемолитический (Staphylococcus haemolyticus) — имеют сильную устойчивость к разным видам антибиотиков. Поэтому наша главная задача — разработать новый тип антимикробных полимеров, которые смогут бороться с конкретными видами бактерий. Эту задачу можно решить разными способами. Я решил модифицировать полимер и сделать из него гидрогелевую мембрану, которую можно будет использовать в качестве перевязочного материала для царапин и ран.

Гидрогелевая мембрана, которая поможет регенерировать кожу на разных стадиях повреждения и бороться с бактериями, будет особенно актуальна для людей, болеющих диабетом. Ведь в крови больных диабетом содержится большое количество сахара, это идеальная среда, где могут размножаться микробы. Поэтому раны у таких больных заживают дольше, чем у здоровых людей. Мембрана на основе антибактериального и антиоксидантного белка должна ускорить заживление кожного покрова. Такой же подход будет полезен и для лечения ран у людей, которые страдают онкологическими заболеваниями.

— А чем гидрогелевая мембрана отличается от обычного антибактериального пластыря, ведь у них одинаковая функция — бороться с микробами при царапинах?

— Сейчас для перевязки ран в основном используются пластыри и бандажи, в которых есть какая-либо сухая прослойка между материалом и раной ― обычно это хлопок. Но, как правило, такая прослойка не ускоряет, а наоборот задерживает заживление раны. Гидрогелевая мембрана создает влажную среду, которая способствует клеточной миграции и формированию новой ткани на месте раны.

Еще одна особенность нашей разработки в том, что она биоразлагаемая. В процессе лечения рана будет заживать, а гидрогелевая мембрана — впитываться в кожу. Поэтому пациенту не придется менять перевязочный материал на новый, как это бывает с обычными пластырями, или выбрасывать его.

Читайте также:

Лекарства для лечения опухолей, трибоинформатика и «закрученные» частицы — чем занимаются новые лауреаты программы ITMO Fellowship & Professorship

Исследователи ИТМО создали новый гибридный материал для более эффективной борьбы с заражениями после операций

Ученые ИТМО вместе с коллегами из Университета Торонто создали материал, который борется с инфекцией без антибиотиков и ускоряет заживление ран

— Как вы планируете развивать проект дальше?

— Мы уже разработали прототип гидрогелевой мембраны, а в этом году провели несколько исследований ― проверили мембрану на антиоксидантное и противовоспалительное воздействие и противодействие устойчивым к антибиотикам бактериям. Сейчас в наших планах получить разрешение, чтобы проводить тестирование мембраны на животных, а затем на людях, и найти компанию, которая поможет вывести нашу разработку на рынок. Также в будущем мы можем расширить линейку бактерий, с которыми будет бороться наша мембрана.

Также мы начали разрабатывать гидрогель с наночастицами, которые будут помогать регенерировать кости и давать противовоспалительный эффект. Для этого мы хотим соединить наногидрогель с кальцием и фосфором, которые отвечают за формирование гидроксиапатита — основной минеральной составляющей костей и зубов. Идея в том, чтобы наш гидрогель можно было ввести как инъекцию в место перелома.

— Чем вы еще занимались в ИТМО?

— Помимо исследований, я проводил занятия для магистрантов. Я объяснял, как написать научные статьи и рецензии, как создать дизайн для исследований или разных других проектов, как выбирать методы исследования, проводить эксперименты и оценивать результаты. Но нужно, конечно, не только разбирать эти пункты со студентами, но и дать им попробовать сделать что-то на практике, чтобы закрепить знания. Например, несколько магистрантов я пригласил поучаствовать в моем исследовании по разработке полимерных гидрогелевых мембран. Я дал им небольшие задания, с которыми они успешно справились. Этот опыт помог им приобрести уверенность в своих силах.

— А как вы проводили свободное от работы время?

— Я учил русский язык на курсах и могу теперь спросить «Как дела?» или сказать «Я тоже хорошо». Это помогало мне создавать дружественную атмосферу в коллективе. Еще мне нравилось гулять по парку в Петергофе, это фантастическое место, или ездить в центр Петербурга.

— Чем вы планируете заниматься дальше?

После участия в программе ITMO Fellowship я вернулся в Египет, но планирую приехать в следующем году, чтобы завершить свое исследование. Я подал заявку на финансирование двух проектов — «Составы противовоспалительных гидрогелей для различных применений в перевязке ран и тканевой инженерии» и «Создание противовоспалительных полимерных наночастиц для облегчения остеогенеза». А пока при сотрудничестве с командой ИТМО я завершу свой проект в лаборатории в Египте. Он посвящен производству новых функциональных материалов, подходящих для этих проектов.