Зі Світланою ми познайомилися на Марші за науку в Києві. Науковиця приїхала до України на пару тижнів з Англії, де очолює лабораторію мікроРНК при відділі регенерації та медицини Манчестерського університету.
Колись Світлану Курінну цікавили рослини, а потім вона захопилась вирощуванням людських клітин. Ступінь доктора філософії науковиця здобувала в Техаському університеті, потім працювала постдоком у Федеральній вищій технічній школі Цюріха, торік створила з нуля лабораторію в Манчестері, де проводить дослідження механізмів регенерації клітин.
Коли зустрічаємось за кілька днів після маршу, Світлана починає розмову з Форуму української наукової діаспори, який відбувся торік у Києві. Українські науковці з Німеччини, Швейцарії, США та інших країн підготували детальне резюме події з рекомендаціями для урядовців, що варто робити для реального розвитку науки в країні, зокрема, як перетворити відтік мізків на ресурс для збільшення інтелектуального потенціалу. Світлану Курінну цікавить ця тема, бо, як і чимало інших українських учених за кордоном, вона прагне співпрацювати з лабораторіями в рідній країні. Ми говорили про те, як відрізняється розвиток науки в Україні й на Заході, про її власні дослідження і про те, як створити дослідницьку лабораторію з нуля.
ЯК ПРАЦЮЄ СФЕРА НАУКИ В УКРАЇНІ Й ЗА КОРДОНОМ
«Діаспора може допомогти Україні з науковою експертизою»
— Зараз найбільша проблема України, мабуть, в тому, що ті, хто розподіляють кошти на науку, не є науковцями. За кордоном гроші на науку розподіляють науковці, а не політики. Таким чином, ідея Форуму української наукової діаспори полягає в тому, щоб діаспора допомагала з цим нашим чиновникам. Звісно, вони одразу не погодяться на це, але, гадаю, згодом з’явиться розуміння того, що науковці в Україні й поза її межами мають працювати спільно. Тоді буде незалежна експертна оцінка, адже наукова діаспора не зацікавлена в нечесних рішеннях. Ми зацікавлені в тому, щоб розвивати лабораторії в Україні, і тоді нам буде з ким співпрацювати.
ЯК РОЗПОДІЛЯЮТЬ КОШТИ НА НАУКУ ЗА КОРДОНОМ
— Коли за кордоном розподіляються кошти на науку, проблеми відмивання грошей не існує. Натомість певні напрямки перетягують більше коштів на себе, бо вважається, що вони більш важливі та перспективні. Відбувається змагання ідей, причому доволі жорстке. Наприклад, у молекулярній біології хтось стверджуватиме, що важливо вивчати ракові клітини, а хтось пропонуватиме: давайте спочатку вивчимо, що відбувається в нормальних клітинах, а потім перейдемо до ракових. І розподіл коштів — merit based, тобто відбувається за талантом, за професіоналізмом, за фаховістю. Гроші дадуть тій лабі, яка більше відповідає певній галузі досліджень.
Звичайно, те, який відсоток бюджету піде на науку загалом, визначає керівництво країни. За розподіл коштів між науковцями відповідає орган, до складу якого здебільшого входять вчені. В Англії серед таких — Національна служба здоров’я (NHS), у Штатах — Національний інститут охорони здоров’я (NIH). Там працюють експерти-медики, вчені, економісти, фінансисти, і вони визначають, який відсоток видатків на науку піде до фізиків, який — до біологів тощо. Лабораторія має подавати заявку, свій проект, комісія розглядає її й ухвалює рішення. Аналізується, які результати лабораторія вже має в цій галузі, які робила публікації, що може зробити ще, — і за цими критеріями надають грант.
СПЕЦИФІКА БРИТАНІЇ
— У Британії є кілька джерел фінансування науки: бюджетний, приватний та підтримка бізнесу. Загальне моє враження щодо Англії таке, що коштів на науку надається багато. Адже кожен університет, навіть у невеликому місті, має свій дослідний центр. Він може складатися з п’яти-шести лабів, але вони працюють над чимось дуже актуальним. Це важливо, бо разом вони складають, нехай і з невеликих шматочків, мозаїку досліджень на передовому рівні. І такі великі центри, як у Лондоні чи Кембриджі, проводять дослідження на рівні перших у світі відкриттів.
ПРОБЛЕМИ УКРАЇНСЬКИХ ЛАБОРАТОРІЙ
— В Україні зараз є тільки дуже маленькі «цеглинки»-дослідження, і вони розсіяні. Вони справді класні, але не включені в єдину систему і не допомагають одне одному глобально. Проте оскільки ідеї в них дуже хороші, навіть невеликий експеримент дає чудовий результат. Якби вони працювали в єдиній системі й надбудовували більші «цеглинки», ми змогли б виростити невеликий, але передовий центр.
Важливо робити принципово нове відкриття. Таке відкриття, навіть невелике, одразу привертає увагу інвесторів, стартапи. Приклад з біології — відкриття системи CRISPR (ця методика надає можливість проводити високовибіркове редагування генів. — Авт.). Принципове відкриття було зроблено у фундаментальній галузі. Воно не одразу стало актуальним для більшості лабораторій, бо було зроблено на бактеріях. Але як тільки воно з’явилось і Дженніфер Дудна та Еммануель Шарпантьє в Каліфорнії збагнули, що це можна перевести на клітини ссавців, — усе це виросло у всесвітній рух.
В Україні є принципово нові відкриття, але вони не переростають ні у що інше, бо немає комплексної відповіді на них. З останніх — із біології — дослідження в Інституті фізіології імені О. Богомольця НАН України, у лабораторії, де працює Біжан Шаропов. Разом із Ксенією Гулак і під керівництвом Ярослава Шуби автори з’ясували зв’язок між іонними каналами мозку та ускладненнями сечового міхура при діабеті. Методи, розроблені лабораторією, теоретично можна буде використовувати для вивчення зв’язків між нейронами і допомагати людям, які страждають на хворобу Альцгеймера або деменцію.
Але, знов-таки, в Україні робляться поодинокі відкриття. І, по-перше, про них мало хто знає з науковців за кордоном — бо до безвізу особливо не було можливості їздити на конференції і розповідати про це. По-друге, щоб хтось підхопив ідею і зробив практичні дослідження, потрібна прив’язка до лікарень. А в нас тут лакуна, МОЗ працює з лікарнями і лабораторіями при лікарнях, а МОН працює з науковими лабораторіями, і між ними немає зв’язку.
МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ
Ідея досліджень у Цюріху
— У Швейцарії я працювала після захисту докторської постдоком. Ти береш методи власних досліджень із роботи на PhD і намагаєшся розвивати свою ідею на основі лабораторії, яка вже працює.
У швейцарському політеху мали потрібних мені трансгенних тварин, і моїм завданням було навчитися знімати в них прошарок епідермісу: фактично, я розділяла його на окремі клітини й дивилася, де саме білок, що відрегульовує досліджувану функцію ДНК, сідає на неї. А виокремлювати ДНК разом із білками я навчилася під час своєї PhD у Штатах.
Таке дослідження може допомогти людям з певними проблемами шкіри. Ці хвороби не вважаються такими, що загрожують життю, часто проходять повз увагу лікарів, але завдають постійного сильного дискомфорту.
Дослідження в Цюріху на практиці
— Дослідження, яке ми проводили на лабораторних тваринах, стосувалося стовщення епідермісу. Ми зробили специфічну мутацію в генотипі лабораторної мишки. Поясню контекст: великий білок сідає на ДНК і змінює її структуру таким чином, що або активується певна риса, або, навпаки, ці гени замикаються, дезактивуються. У будь-якому разі, якщо цей білок сполучається з ДНК, з нею щось відбувається. У даному разі ДНК відкривається. Думали, що для шкіри це буде класно.
Ідея полягала в тому, що коли збільшити товщину цього шару шкіри, то це сприятиме загоєнню ран або виразок, наприклад, у людей з хронічними та генетичними хворобами епідермісу. Шкіра справді стає товстішою. Ось, бачите, в ультрафіолеті синім світиться ДНК (Світлана показує слайди своєї презентації. — Авт.), і видно начебто покращення — клітинки вилаштувалися в один ряд, їх більше. Але на практиці виявилося, по суті, навпаки. Зараз, вісім років по тому, розумію, що то була трохи наївна ідея, бо додатковий шар епідермісу почав накопичуватися і злущуватись гірше, ніж у нормальному організмі. Таким чином, у генетично модифікованої мишки позабивалися волосяні сумки, погіршився ріст та регенерація волосся, порушилась терморегуляція.
Бачите, як важливі дослідження in vivo (на живих організмах. — Авт.)? Теоретично ми можемо щось припустити, спробувати в пробірці, а потім на цілому організмі бачиш не такий ефект.
Дослідження в Манчестері
— Зараз я займаюся відрегулюванням таких процесів, коли треба трохи змінити регенерацію шкіри за допомогою специфічних білків. Мене цікавить, як відрегулювати це на молекулярному рівні, щоб функція вмикалася й вимикалася, коли потрібно. Наприклад, якщо в людини після пожежі втрачено 50% шкіри — тоді підійде хоча б таке нашарування шкіри, як ми зробили у мишей, а потім його потрібно зупинити, щоб це не переходило в постійну ознаку, фенотип.
Виявилось, що найбільша регулятивна здатність організму проявляється саме на стадії РНК, коли формуються білки. Нагадаю, РНК зчитується з ДНК і потім формує білок. І зараз такий рух у напрямку досліджень РНК — я просто не встигаю за всім!
У своїй лабораторії в Манчестері я хочу вивчати й використовувати ці механізми, щоб відрегульовувати регенерацію тканин взагалі, не тільки шкіри. Якщо знати ці внутрішньоклітинні механізми, їх можна вмикати й вимикати в будь-яких клітинах — печінки, нирок, нервових, бо на базовому рівні вони всі дуже схожі. Це дуже амбітно, але треба ставити такі цілі, а потім розбивати їх на дрібніші проекти — тоді є шанс чогось досягти.
Як докопатися до причини хвороби Альцгеймера
— Бачите, на цих фотографіях — клітини шкіри з певною хворобою. Помінялась форма клітин, і відбувається клітинна смерть. Ось клітина померла, і досліджуваний білок у ній там, де його не має бути. Ми можемо окремо виділити цю клітину — а таке вже є і називається single-cell genomics (для дослідження ДНК) і transcriptomics (для РНК) — і подивитися, що в її генотипі. Зараз зробити це просто, за допомогою секвенування ДНК. Утім, велика ймовірність, що там усе нормально, бо ДНК змінюється неохоче, вона добре захищена як докорінно важлива інформація. Але те, що відбувається часто, — зміни в РНК.
Що в Україні ще недоступно і що я хотіла б побачити тут у найближчі десять років — це те, щоб ми брали окремі клітини й виділяли з них РНК, яка є менш стабільною, і тому, мабуть, саме на її рівні відбуваються ці зміни. Тоді ми будемо знати послідовність РНК, які білки присутні в цій клітині, і будемо бачити, які негативні зміни відбулися в померлій клітині.
Не можна створити лабораторію без держави, інакше втрачаєш незалежність, а для науковця це — найважливіше. Єдине альтернативне джерело — меценати. Тобто людина жертвує на науку свої гроші й каже, що загалом їй байдуже, що робитимуть з ними, вона робить це для суспільства. Це є в культурі Британії і Штатів, а в континентальній Європі майже відсутнє. Гадаю, в Україні потрібно починати з моделі бюджетного фінансування, але не виключати меценатського компонента. Вкладати в науку — це вкладати в краще майбутнє. А щоб повертати людей сюди, потрібно створювати умови — саме у це слід вкладати гроші
Уявіть, якщо це мозок. Подібні зміни відбуваються в мозку після інсульту, у разі хвороби Альцгеймера, зокрема на молекулярному рівні. І без того, щоб знати, що саме відбулося на цьому рівні, ми будемо робити симптоматичні ліки, а не ті, що націлені на першопричину хвороби.
Зараз я розвиваю тільки одну модель, що стосується шкіри, бо в мене маленька лаба. Взяла саме таку модель, бо це той досвід, який я запозичила із Цюріха.
Як вилікуватись за допомогою вірусу
— У Штатах я займалась дослідженнями, пов’язаними з регенерацією печінки. Якщо порівнювати з дослідженнями в Цюріху, там схожі цікаві механізми. Гадаю, це було б актуально для України. Українці частіше, ніж жителі західних країн, мають внутрішні хвороби через неякісне харчування і зловживання алкоголем. Також це актуально для людей, які мають спадкову схильність до захворювань печінки. Але ми точно не знаємо, це зміни на рівні ДНК, РНК чи білків. Якщо на рівні білків, це можна відкоригувати дієтою, а якщо на рівні ДНК чи РНК — це потрібно коригувати генетично. Такі дослідження вже є. У країнах, де це дозволено, вживлюють вірус з відкоригованою РНК або ДНК, бо віруси постійно переносять до наших клітин свої РНК і ДНК. Якщо у вірус вживити «правильну» РНК, то потім він сам вбудує її в клітини людини.
Вірусна терапія не скрізь дозволена, бо вірус може мати побічні дії, власне, має їх. Але якщо брати глобально, на мою думку, це стане найбільш перспективною терапією, бо простіше перепрограмувати вірус, а не цілу тканину чи клітину.
«Молекулярний лейкопластир»
— Інший спосіб спрацює, мабуть, хіба що на поверхневих тканинах. Це вже практикується в Лондоні, наприклад, за допомогою хітозанових структур, які пошарово розчиняються в нашому організмі. До цих структур можна причепити молекули мікроРНК — і це те, що намагаємося зробити ми в Манчестері. Це проходить не завжди вдало, іноді залишаються дірки — бачите на фото? — і потім цей хітозан ми накладаємо на клітини. Ось до кератиноцитів, клітин шкіри людини (на 95% це епідерміс. — Авт.), налипають мікроРНК.
Фібробласти (клітини сполучної тканини, відіграють важливу роль у регенерації, саме вони утворюють келоїдні рубці. — Авт.) також можуть «брати» до себе РНК, тільки вони переходять не на поверхню, як у кератиноцитів, а в ядро.
Ми продовжуємо дослідження в такому напрямку — якщо хітозан покласти на рану людині, що відбуватиметься з поверхнею і глибше. Мій інтерес — зрозуміти, як за допомогою мікроРНК виправити можливі помилки РНК клітин поверхні шкіри. Але я також маю знати, що буде, якщо ці клітини потраплять всередину організму.
Коли я вводжу ці молекули РНК, вони компліментарно сполучаються з такою самою послідовністю всередині клітини. Коли це відбувається, вони блокують одна одну. Якщо знати, які молекули заблокувати, а які — вивільнити, можна чітко «пояснити» клітині — рости їй чи ні, ставати нейроцитом чи залишатися фібробластом. Це свого роду перепрограмування клітин, і наразі це найкрутіший наслідок таких досліджень у світі.
«Упіймати» РНК
— Втрутитися в РНК простіше, ніж у ДНК, бо вона ближче до поверхні клітини. Але водночас це складніше, бо копій ДНК у клітинах — лише дві, а скільки копій РНК, не знає ніхто — їх тисячі, десятки тисяч. Проте якщо розробити механізм, який «ловитиме» кожну копію РНК, то можна вирішити це питання. Технічно це можливо, важливо знати лише, яку послідовність РНК перекривати. Тому «системи доставки», як із хітозаном, можуть класно спрацювати, бо у клітину вводиться дуже багато копій РНК.
За результатами досліджень моїх колег, рана на поверхні шкіри білої мишки, якщо використовувати хітозанові структури, загоюється найкраще. Планую проводити такі дослідження, коли повернуся до Манчестера. Ми тільки ввели РНК у клітини, ще не пробували це на мишах. Щодо випробувань на пацієнтах, то потрібно домовлятися з NHS, шукати волонтерів, але це можливо.
Випробування на пацієнтах
— У Британії випробування на пацієнтах провести неважко, якщо домовитися з клінікою. Перевага Манчестера полягає в тому, що поряд з університетом розташований великий медичний центр, і вони постійно співпрацюють. Я не маю медичного ступеня і не можу торкатися пацієнтів. Щоб перевірити результати своїх досліджень, я звертаюсь до лікаря, зацікавленого в моїй роботі, — і зазвичай медики хочуть це спробувати, бо трапляються випадки, коли їм нема чого запропонувати пацієнтам.
Звісно, перед тим має бути висновок, що дослідження не нашкодить людині. Перша фаза клінічних випробувань проходить на тваринах або волонтерах, які підписують згоду, що не мають претензій до наслідків. Якщо перша стадія клінічних досліджень завершується успішно, NHS дає дозвіл проводити більш масштабні випробування.
В Україні таке теж проводиться, але іноземними компаніями, які просувають свої препарати. Це необхідно відрегулювати в законодавстві, щоб на нас не випробовували чужі медикаменти. Фармкомпаніям нескладно отримати дозвіл на клінічні випробування в країні, яка не має чіткого законодавства щодо цього. Але фармкомпанія — не наукова установа, вона завжди робить це швидше, аніж незалежні вчені, і не завжди зацікавлена у повному розумінні дії препарату. Також у Штатах стикалася з тим, що такі компанії можуть приховувати результати щодо побічних ефектів. Як науковець я завжди можу сказати «ні» такому приховуванню, якщо моє фінансування не залежить від компанії.
Повинен бути науковий центр, який фінансується державою із бюджету, — лише це уможливлює незалежну експертизу, яка слугує суспільству.
ЯК СТВОРИТИ НАУКОВУ ЛАБОРАТОРІЮ
Стратегія
— В оригіналі моє дослідження розраховане на п’ять років. Це наче випробувальний період, і якщо проект розвивається, йому дають подальше фінансування, в Англії — ще на сім років. Якщо проект виявляється нежиттєздатним, а всяке може бути, ми з колегами обговорюємо або інший напрямок проекту, або зміну галузі досліджень, що для мене означає переїзд до іншого університету.
Сподіваюся розвивати далі лабу в Манчестері і ще мрію створити сателітну лабораторію в Україні. Як мінімум, для цього потрібна, умовно кажучи, «мокра» лабораторія, яка буде постійно функціонувати.
Взагалі лабораторія має постійно вирощувати клітини, робити хоча б прості проекти, але щоб не було перерви. Дослідження in vivo потребують постійної підтримки живих організмів у лабораторії чи віварії, потрібно, щоб лаба працювала без зупинки, щоб там було хоча б кілька людей на постійних посадах.
Тобто для лабораторії потрібні мінімальне або середнє фінансування на реактиви, кваліфікований штат — що головне, а також це має бути установа при університеті або науково-дослідному інституті, лікарні, щоб хтось виконував адміністративні обов’язки, ремонтував прилади, слідкував за електрикою, вентиляцією, взагалі інфраструктурою, бо у дослідників просто не буде часу на це.
«Ідея плюс авторитет»
— Українським науковцям важко вибити фінансування в іноземної країни, бо вони не можуть авторитетно довести, що можуть зробити щось перспективне. Молоді вчені показують результати, але на рівні української лабораторії це — невелике дослідження. У Швейцарії проект, з яким я працювала, тривав шість років, ми могли публікуватися в авторитетних виданнях, як, наприклад, Nature. Потрібні ідея плюс авторитет.
З Англією мені допомогло те, що PhD я зробила в Штатах, і потім це надало можливість навчитися певної технології у швейцарському університеті. Можна сказати, що я продала цю технологію, свої руки Манчестеру. Я їздила на співбесіди в інші інститути — у Фінляндії, Швейцарії, Штатах, і там був інтерес до мене, але я шукала місце, де могла б розвивати цю технологію в тому напрямку, в якому цікаво мені. Тож я пояснювала, що планую робити експериментально, а інститути відповідали, яким чином вони можуть цьому сприяти.
У Манчестері є дослідницький інститут і — що особливо важливо — велика клініка. Я зрозуміла, що там матиму досить підтримки і незалежності, щоб розробляти свій напрямок. Фінансування йде через університет, від MRC — Medical Research Council (Рада медичних досліджень. — Авт.).
Витрати прямі та непрямі
— Бюджет моєї лабораторії, з огляду на те, що в лабі не було взагалі нічого — два мільйони фунтів стерлінгів на п’ять років, це з зарплатнею мені, ще одному постдоку та інженеру. Майже половина бюджету — це зарплатня.
Ще є непрямі витрати: умовно, на кожен долар для лабораторії — університет чи установа, що її приймає, отримують долар або півтора із бюджету. Ці кошти йдуть на зарплатню людям, які працюють у відділі кадрів, тим, хто приймає студентів і розподіляє їх по лабораторіях, на оплату за землю та приміщення. Скільки грошей іде університету і скільки самій лабораторії, прописано в законодавстві.
Лабораторія як космічний корабель
— У Манчестері мені дали приміщення з купою металобрухту від попередньої лабораторії. Створювала лабораторію з нуля: треба було одягати рукавички і розгрібати мотлох, закупати обладнання. Приїхала з комп’ютером, сіла і почала обирати центрифуги. Насправді це цікаво: зустрічаєшся з представниками різних компаній, торгуєшся, як на базарі. Перші півроку займалась організаційними справами, але я могла обирати, яку центрифугу чи систему аналізу РНК хочу, і це круто! Це — як побудувати свій дім. Звісно, і помилки робила, але ж це перший такий досвід.
Ще я можу сама обирати, з ким працювати. Я проводжу співбесіди разом із відділом кадрів. Це важливо, бо лабораторія — це команда, що має працювати, як на борту космічного корабля.
«Вкладати у науку — це вкладати в краще майбутнє»
— Не можна створити лабораторію без держави, інакше втрачаєш незалежність, а для науковця це — найважливіше. Єдине альтернативне джерело — меценати. Тобто людина жертвує на науку свої гроші й каже, що загалом їй байдуже, що робитимуть з ними, вона робить це для суспільства. Це є в культурі Британії і Штатів, а в континентальній Європі майже відсутнє.
Гадаю, в Україні потрібно починати з моделі бюджетного фінансування, але не виключати меценатського компонента. Вкладати в науку — це вкладати в краще майбутнє. А щоб повертати людей сюди, потрібно створювати умови — саме у це слід вкладати гроші.
