Елена Марусич: 36 лет в биологии

26 апреля в России отмечают День биолога. О прогрессе биотехнологий, перспективах биохакинга и секретах долголетия с точки зрения ученого — в интервью юбиляра месяца, старшего научного сотрудника лаборатории персонализированной химио-лучевой терапии Института биофизики будущего МФТИ и участника АМКСБ Елены Ивановны Марусич.

Елена Ивановна, вы посвятили более 30 лет работе в науке. Что вас вдохновило выбрать именно этот путь, и как менялась ваша научная траектория за эти годы?

Моя научная деятельность началась 36 лет назад с Института вирусологии. Там я писала диссертацию по теме бактериофага Т4. С тех пор траектория, конечно, менялась. Это было связано и с местом пребывания (в 90-е я уезжала работать за границу), и с тематикой, которую мне поручали. Но никогда не менялось одно — любовь и глубокий интерес к науке. Моя работа включала и  изучение новых штаммов бактериофагов, и разработку новых лекарственных средств, и тестирование биологической активности различных веществ применительно к здравоохранению, сельскому хозяйству, агробиотехнологиям. Сейчас наиболее интересная для меня тема — это биотехнологические исследования с практическим применением.

Ваша работа охватывает довольно широкий спектр тем, от защиты растений от патогенных микроорганизмов до защиты клеток от старения и  разработки новых лекарственных средств. По какому принципу Вы выбираете направления для своих исследований?

Они  определяются двумя составляющими: с одной стороны, полученными результатами в уже проделанной работе, а с другой — существующими научными трендами, за которыми я пристально слежу. В целом по складу характера я склонна к мультизадачности, мне это несложно, это расширяет горизонты.

Вы занимаетесь биологией. Как, на ваш взгляд, продвинулась отрасль за последнее время? Какие открытия в этой сфере вы считаете самыми важными?

Для меня наиболее интересным был период начала 2000-х. Когда я уезжала из России в лихие 90-е годы, наука была в упадке. У нас порой не было денег даже оплатить электричество в здании, не было самых элементарных условий для научной работы. После отъезда я следила за развитием науки в России. И в 2000-х годах увидела чёткий тренд на ее возрождение. Началось развитие практического применения научных разработок. Академическая наука наконец получила шанс принести пользу людям. Тогда я поняла, что мне нужно быть здесь, в России. Коллега пригласил меня обратно, и я очень счастлива, что вернулась, что теперь занимаюсь именно разработкой лекарственных препаратов природного происхождения с перспективами практического применения.

Что касается глобальных научных достижений, мне кажется, основные прорывы сейчас происходят в области лечения онкологии. Сюда вложено много научных мыслей. В частности, наша лаборатория занимается разработкой новых подходов к персонализированной радиационной терапии. Найдены инновационные подходы в разработке раковой терапии на уровне мРНК. Такие препараты нового поколения дадут возможность воздействия на онкоклетки на самых ранних стадиях. 

Второе — это новые подходы в биотехнологии. Сейчас мы научились использовать естественные сырьевые ресурсы для создания новых вакцин, новых химических катализаторов, антимикробных и противогрибковых агентов. В этой сфере мы в России очень хорошо продвинулись. В частности, мои исследования показывают, что мы можем предложить и рынку, и науке средства на основе природного сырья, которые не обладают устойчивостью к антибиотикам, и применять их будет возможно в самых разных сферах: от сельского хозяйства до здравоохранения. 
 

Расскажите подробнее о своём последнем проекте, связанном с экологичным средством для защиты картофеля и пшеницы от паготенов? Как возникла идея использовать жир из личинок мухи Чёрная львинка?

Этой темой я занимаюсь последние пять лет. Речь идет об использовании сырья природного происхождения на основе жира личинок мухи Чёрная львинка. Тема пришла спонтанно — заводчики этой мухи обратились ко мне с запросом: “Мы понимаем, что использование жира личинок эффективно и в качестве репеллента, и в качестве противоартрозного средства, но хотелось бы знать, что является активным компонентом, на чём основана такая высокая активность?”

Вообще, производство и  использование этой личинки бурно развивается во всем мире. Личинка содержит 65% белка, около 30% насыщенных и ненасыщенных жирных кислот и массу нутриентов. В Европе и в Америке около 90 компаний разводят этих мух. Это очень хороший бизнес. Личинку продают в качестве источника белка для сельхозкормов; её жир используется в косметологии.  В Китае уже говорят о том, что нас ждет замена мяса на белок из насекомых. В Японии официально зарегистрировано детское питание на основе жира личинки Чёрной львинки. Он гипоаллергенен и безопасен даже для младенцев.

Но в наших исследованиях мы пошли по другому пути. Вопрос был такой: вот коровы у них там болеют в Архангельске, им ранки мажут жиром чёрной львинки, и всё проходит. Почему?  Мы решили сосредоточиться на антимикробном действии этого чудо-жира. В итоге подобрали уникальный экстрагирующий состав, который позволяет выделить те самые жирные кислоты, обладающие очень широким спектром антимикробного и антигрибкового действия.

Наш экстракт работает против 18 различных штаммов, как условно-патогенных, так и патогенных бактерий, включая клебсиеллы, золотистый стафилококк, аценитобактеры, а также пять фитопатогенов и два штамма сальмонеллы. Сейчас у нас есть патент на использование препарата в агробиотехнологии. Он позволяет проводить профилактическую обработку семян, посевного материала, включая как зерновые, так и овощные культуры, и увеличивает процент прорастания и устойчивость этих семян, а в дальнейшем — сельскохозяйственных растений, к бактериальным и грибковым патогенам.

Сейчас понятно, что следующий этап нашей деятельности — разработка на основе экстракта продукта для борьбы с внутрибольничными инфекциями. Это совсем другой уровень вызова. Я вижу здесь большие перспективы.

Какие преимущества имеют ваши разработки по сравнению с неорганическими средствами защиты растений?

Как правило, субстанции природного происхождения нетоксичны, а неорганические соединения — наоборот. Обычно это  синтетические соединения и добиться их 100% очистки практически невозможно. И даже при 90−95% очистке химических соединений, остаются токсичные примеси. Они попадают и в конечный продукт. Например, для защиты виноградников от бактерий и грибов применяют медный купорос. Это сильно ядовитое вещество, которое после обработки виноградников в вегетативной фазе развития попадает в конечный  продукт, влияя в том числе на его вкусовые качества, и накапливается в организме человека, становясь  опасным уже для нас.

Или антибиотики. Большая  проблема — бактериальная устойчивость к ним, возникающая, когда бактерии встречаются с антибиотиком слишком часто и в неконтролируемом количестве.  В сельском хозяйстве, они попадают в продукты,  в окружающую среду, заражают реки и по пищевой цепочке  опять же попадают в человека. Получается, мы спасаем растения, но вредим себе.

Органический продукт не вызывает такой бактериальной устойчивости, расход его значительно меньше, чем у антибиотиков, и для человека он полностью безопасен.
 

Вы активно участвуете в программе «Ментор» и работаете со студентами. Как вы считаете, какова роль наставничества в научной деятельности подрастающего поколения?

С первых дней работы в МФТИ я работаю со студентами, и это мои самые первые помощники. Менторская программа позволяет привлекать к практической работе не только выпускников, но и студентов младших курсов. Это важно для них самих, потому что помогает быстро погрузиться в реальную работу и найти себя в науке. Пусть это будет небольшой проект, но это настоящая работа в лабораторной атмосфере, в научном коллективе. Для кого-то, я уверена, это становится билетом в большое научное будущее.

Мне интересно работать с молодёжью, потому что у нас есть взаимный контакт. Я зажигаюсь их эмоциями, их интересом, и могу поделиться накопленным опытом. Это взаимное обогащение. А для науки эта программа — шанс привлечь как можно больше молодёжи к работе над прорывными открытиями, чтобы они не потеряли себя, не убежали за большими деньгами в бизнес, сохранили искру учёного. Будущее — за молодыми, мы это понимаем.
 

Ваша работа также связана с изучением геропротекторных свойств соединений. Какие перспективы вы видите в этой области, как они могут повлиять на развитие человечества?

Проблема старения и поиски веществ, обладающих геропротекторными свойствами - вторая тема, над которой я работаю. Мы с коллегами проводили скринирование на геропротекторную активность сотен химических соединений и обнаружили, что ряд из них может обладать геропротекторными свойствами, например, влиять на продолжительность жизни.

Я ввела модельную систему изучения геропротекторной активности на нематодах — земляных круглых червях. Они приняты в качестве функционально достоверной модели, потому что их геном на 80% совпадает с геномом человека. То есть те процессы, которые мы наблюдаем на этой модели, могут быть интерпретированы применительно к человеку.

Это облегчает, к примеру, доклинические испытания. На червях их делать дешевле и быстрее, чем на мышах, потому что червь живет всего три недели, и можно быстро понять обладает ли то или иное вещество геропротекторными свойствами: удлиняет ли продолжительность жизни, улучшает ли метаболические процессы, усиливает ли двигательную активность.

В Кемеровском государственном университете был наработан ряд химических соединений из лекарственных растений Алтайского края. Их биологическую активность в контексте борьбы со старением мы изучали в нашей лаборатории на модели нематод. В итоге мы выделили два вещества: магниферин и транс-коричная кислота. Можно с большой уверенностью сказать, что они по многим параметрам относятся к разряду геропротекторов.
 

Как вы в целом оцениваете шансы человечества победить старость?

Мы видим уже сейчас, что медицина очень активно работает именно в области повышения качества жизни и здорового старения. В России средняя продолжительность жизни выросла за последние 20 лет на 8 лет. В Японии она совсем сказочная. И это не только ЗОЖ, здоровое питание, но еще и применение препаратов, которые нормализуют обмен веществ, дают дополнительный буст клеткам. Здоровое долголетие — это не только хождение по врачам, но и использование биодобавок.

Возвращаясь к Чёрной львинке,— я сейчас сотрудничаю с ГОСНИИ Хлеба, и  на основе жира этого насекомого мы разрабатываем таргетное питание для спортсменов и пожилых людей. Идея — добавлять в хлеб и другие кондитерские продукты жир Чёрной львинки для улучшения качества жизни человека. Это богатейший источник витаминов и микроэлементов, там, к примеру, обнаружен весь список витаминов группы В. Спортсменам такая добавка поможет быстро восполнять энергетический потенциал, а пожилым людям будет полезна для активации метаболических процессов. 

Как вы оцениваете текущее состояние науки в России и возможности для молодых исследователей?

Я прекрасно помню 90-е годы, когда нам приходилось уезжать за рубеж, когда казалось, что науки в России больше не будет. Но буквально через 10-15 лет я увидела, что началось бурное развитие научной активности, появилась поддержка государства, открылись перспективы для молодёжи. Раньше не было таких фондов как, например, РНФ или фонд Бортника, которые дают финансовую поддержку для развития науки. И мы можем видеть результаты такой поддержки. Самое яркое из последних — это, конечно, вакцина от ковида. Мы смогли собрать все научные умы в этой области и в кратчайшие сроки сделать свою вакцину — не скопировать западную, а сделать собственную и весьма эффективную.

Какие достижения в вашей карьере вы считаете наиболее значимыми и почему?

Мне кажется, главное — это моя диссертация и исследование бактериофагов. Если бы этого не было, не сложилась бы я такой, как сейчас. Потому что именно тогда я поняла, насколько важно понимать, что наука — это “твоё”. Я убеждена, что самое главное в жизни — быть на своём месте. 

На ваш взгляд, какими будут главные вызовы и достижения науки в ближайшие годы, и какие исследования станут приоритетными?

Думаю, одной из основных тем станет изучение орфанных заболеваний. Экология у нас не в лучшем состоянии, мутации происходят, и они непредсказуемы. Случаются заболевания, в которые трудно поверить, такие, с которыми мы никогда не сталкивались раньше. Другая проблема — глобальная эпидемиология. Нужно научиться предвидеть эпидемии, и я думаю, как раз изучение редких заболеваний, мутаций, в том числе — вирусных, может здесь помочь.

Скажите как учёный, каковы шансы, что люди будут жить до ста лет?

Я думаю, без проблем. Только выпить таблеточку и быть уверенным, что проживешь до ста лет — так не работает. Заниматься собой нужно комплексно: питание, забота о психическом состоянии, регулярные медосмотры и главное — физическая активность. Потому что наш организм построен как биохимическая машина. Если давать клетке всё, что нужно, она будет работать. Если встаёшь утром и думаешь: “Боже мой, как хорошо, что  я могу двигаться, я счастлива!”, — это правильно. А если нет, значит, нужно что-то делать, а не ждать, когда на тебя упадет манна небесная. Всё возможно, тем более возможности у нас и в медицине, и в питании неуклонно растут.