Расскажи, пожалуйста, о своем исследовании.
Первоначально, решив пойти на магистерскую программу «Физика и технология наноструктур» в Университете ИТМО, я узнавала о возможных направлениях научной деятельности. Здесь студент может сам выбирать, где реализовывать свой потенциал. К примеру, если ближе теория, чем постановка и проведение экспериментов, то можно заниматься теоретическим исследованием нанокристаллов. У меня же загорелись глаза от деятельности лаборатории «Гибридные структуры для биомедицины» — ее сотрудники занимаются созданием структур, потенциально применимых в лечении онкологических заболеваний, а это, как известно, мировая проблема. Меня быстро связали с моим будущим научным руководителем профессором Анной Орловой, и она рассказала мне о современных исследованиях в этой области.
Сейчас разрабатываются несколько способов лечения рака. Один из них заключается в использовании специальных тетрапиррольных молекул, которые способны приводить к деструкции раковые опухоли. Примером подобных соединений может быть хлорин е6. При взаимодействии со светом и кислородом он генерирует один из видов активных форм кислорода — синглетный. Если синглетный кислород взаимодействует внутри клеток, то происходят процессы их разрушения. Отличительной способностью хлорина е6 является то, что эти молекулы способны накапливаться в раковых клетках. Таким образом, при воздействии света на хлорин е6 происходит генерация синглетного кислорода, который, в свою очередь, вызывает апоптоз или некроз (разрушение или вымирание) раковых клеток.
Проблема использования данных молекул в лечении рака в том, что они действительно эффективны только в случае наружных форм заболевания. Например, меланомы. Ведь для процедуры необходимо воздействие света, а глубина его проникновения составляет меньше одного сантиметра. Таким образом, мы не можем достичь глубоко локализованных опухолей в организме.
В этом случае мы можем использовать ультразвук — его отличительной особенностью является большая глубина проникновения в организм. Главным механизмом воздействия ультразвука на организм становится кавитация. Этот процесс можно объяснить так: ультразвук в воде производит пузырьки, которые схлопываются и приводят к колоссальному выбросу энергии. Благодаря тем же пузырькам работает ультразвуковое очищение кожи: они образовываются и взрываются, очищая наши поры.
В нашем случае под действием ультразвука может происходить один из двух механизмов воздействия молекул на опухоли: хлорин е6 будет способен генерировать синглетный кислород ультразвука молекулы будут собираться в агрегаты и в порах между агрегатами будет возникать кавитация, таким образом, агрегаты будут усиливать кавитационный эффект. Возможно, выпущенная энергия сможет механически убить клетки опухоли.
Ты начала заниматься этими молекулами еще в России?
Да, в Университете ИТМО, благодаря Международному научно-образовательному центру физики наноструктур, в котором есть все необходимое современное оборудование, я изучала физические и химические свойства хлорина е6, так как без исследования этих свойств мы не можем утверждать, что происходит в организме по той или иной причине.
К сожалению, в настоящее время сложно найти специалистов, разбирающихся в области ультразвука, а именно доставки лекарств и внутриклеточного проникновения с его помощью. Поэтому я отправилась на стажировку в Университет Бен-Гурион к профессору Джозефу Косту, который получил всемирную известность за исследования как раз в области ультразвука. В настоящее время я исследую влияние ультразвука на хлорин е6, а также влияние ультразвука на эти молекулы в раковых клетках. Сегодня данный проект финансируется Программой 5-100, но мы надеемся на поддержку нашего международного гранта, заявку на который мы подали в прошлом году совместно с лабораторией профессора Джозефа Коста, в Российский фонд фундаментальных исследований (РФФИ).
Когда эту технологию будут применять в лечении?
Метод использования тетрапиррольных молекул со светом, так называемая фотодинамическая терапия (ФДТ), уже применяется для лечения рака. Потенциал сонодинамической терапии — активизации молекул с помощью ультразвука — я исследую прямо сейчас. Прежде чем проводить эксперименты на живых организмах (in vivo), сначала необходимо провести ряд экспериментов на клеточных линиях (in vitro), чем я и занимаюсь. Выбор системы в первую очередь определяется необходимостью установить физический механизм активизации тетрапиррольных молекул с помощью ультразвука. Следующий этап исследований будет заключаться в установлении оптимальных условий, при которых в живых организмах можно получить максимальный положительный эффект от применения данной технологии. Порой этот процесс может занимать от пяти до десяти лет.
Нужно сказать, что исследования в области терапии и диагностики онкологических заболеваний комплексны и многогранны. Часто непонятно, какой именно из вариантов может дать выраженный положительный эффект. Но потенциал есть, и всегда нужно пробовать. Если ты не попробуешь, не попробует никто. Делай сам и ни на кого не надейся — так я считаю.
А как ты попала в Университет ИТМО?
На самом деле, по образованию я связист: бакалавриат я окончила в Самаре, в Университете телекоммуникаций и информатики. Но на третьем курсе я решила заняться научной деятельностью, и в качестве объекта исследований выбрала наноматериалы. Собственно, я продолжаю заниматься ими и сейчас в Университете Бен-Гуриона, но тогда я защитила по ним диплом и поступила на одну из магистерских программ Университета ИТМО. К сожалению, фундаментальные исследования, которыми я занималась там, меня не привлекли. До сих пор помню, как смотрела на доску и не понимала, чем буду заниматься через пять лет. А ведь это очень важно! И очень здорово, что другие люди работают с наноматериалами в этом направлении. Просто я не одна из них.
В момент, когда я окончательно поняла это (до сих пор помню, это были 20-е числа февраля 2018 года), я пошла к Антону Старовойтову, который занимается набором студентов на специальность «Физика и технология наноструктур». Он мне рассказал про возможность заниматься разработкой и исследованием физических свойств систем для биомедицинских приложений. В итоге, в мае я отчислилась и поступила на новую специальность. Спустя год я понимаю, что сначала просто выбрала не то направление научной деятельности.
То есть ты считаешь, что, когда тебе не нравится обучение, лучше просто уйти, чтобы найти что-то по душе?
Конечно! «Ты хочешь сказать, что потеряешь целый год, если уйдешь?», — возмущались тогда мои родители. По моему мнению, лучше потерять год, чем потом понять, что потеряла время на то, чтобы оправдать чьи-то ожидания и продолжать заниматься неинтересным мне делом. Если человек чувствует, что определенная сфера деятельности не его (это касается и учебы, и работы), то нужно обязательно что-то менять.
Как тебе жизнь и учеба в Израиле?
Очень нравится! Здесь вечное лето и целых четыре моря. Да и к студентам здесь относятся отлично: везде для них устраивают бесплатные мероприятия, а также предлагают всяческие скидки. Единственное, что вызывает трудности в адаптации, так это некоторые правила поведения местных жителей. К примеру, здесь реже уступают места в общественном транспорте, не пропускают выходящих из автобусов, разговаривают на улице порой очень громко. Русскому человеку, который привык к порядку, может быть сначала здесь тяжеловато.
Как бы то ни было, я очень рада, что получила возможность проходить стажировку в Университете Бен Гуриона, так как лаборатория имеет в наличие все необходимое оборудование для исследования воздействия ультразвука на клетки.
Ты планируешь продолжить исследование в России?
Да, буду обязательно продолжать в Университете ИТМО. Мой научный руководитель Анна Орлова говорит, что мы находимся только в начале пути, который ведет к пониманию, как именно воздействие ультразвука приводит к активации тетрапиррольных молекул и как максимально эффективно использовать этот подход в борьбе с раком.
Буду прикладывать все силы, чтобы поступить в аспирантуру. Или в России, или за рубежом. Главное, чтобы была возможность проводить эксперименты на современном высокотехнологичном оборудовании. Через пять лет я вижу себя активным участником научной коллаборации. Так сказать, борцом с раком в белом халате.
Антонина также записала видео о стажировке в Университете Бен-Гурион. Посмотреть его можно здесь.
