В Москву приехал Арье Воршел – Нобелевской лауреат по химии 2013 года. Его встречу с журналистами организовал ведущий онколог, академик РАН и генеральный директор «НМИЦ радиологии» МЗ России Андрей Каприн. Почему химия так интересна для онкологии?
Арье Воршел не обычный химик, он работает не с пробирками, колбами и химическими реагентами, а с компьютерами и программами. То есть использует в химии математические методы. Применяет их для решения биологических и медицинских задач. Это передний край современной науки, и это такая наука, суть которой практически невозможно объяснить обычным людям, не посвященным в такие тонкости. С помощью вычислительных методов Воршел исследует биологические молекулы, белки, ферменты, сигнальные пути, взаимодействие генов. Все это мишени для современных лекарств, используемых в онкологии.
Знание — сила
Знание этих процессов помогает создавать новые препараты, изучать процессы, происходящие в раковых клетках при лечении, и в том числе, понимать, почему они становятся устойчивыми (резистентными) к терапии. Именно этим Андрей Каприн объясняет интерес к предмету исследований Воршела. Он утверждает, что математическое моделирование лекарств, и их взаимодействия с ферментами, белками и другими структурами клетки, помогает разрабатывать их быстрее и гораздо дешевле, экономя очень большие средства. Раньше это делали вручную — синтезировали огромное количество перспективных молекул, которые, по мнению ученых, должны были обладать лечебным эффектом. Потом все их проверяли на эффективность и безопасность. На это уходили годы и огромные средства. Большую часть таких молекул отсеивали, так как они не проявляли нужных свойств, единицы оставались, и их начинали исследовать дальше — на животных и человеке. И вот все это можно делать виртуально — моделируя на компьютере. А значит, быстро и недорого.
Карпин подчеркивает, что настоящие прорывы в современной науке происходят благодаря международному сотрудничеству, и что несмотря на сложную обстановку в мировой политике, ученые разных стран продолжают сотрудничать друг с другом.
Онколог Евгений Имянитов: «Лечение рака не чудо, а планомерная работа»
«Ин силико» против «ин витро»
По аналогии с In Vitro (исследования в пробирке) и In Vivo (исследования на живом организме), такие модельные исследования стали называть In Silico. Откуда такой термин? Вспомните знаменитую Силиконовую долину в США. Мировой центр компьютерных технологий тоже назвали в честь «силициума» — кремния. Этот элемент используют как полупроводник в сердце любого компьютера — в микросхемах. Так что «ин силико» можно расшифровать как моделирование на компьютере.
Пионером и основателем этого направления и является Арье Воршел. Он начал его развивать ещё в 1970-е годы. Прошло почти 50 лет, и его работы признаны в мире, он классик науки. Разработанные им программы и методы для таких исследований используют в ведущих медицинских учреждениях мира, без них не мыслит свою работу «большая фарма» — так называют группу самых крупных мировых фармацевтических компаний. И значительная часть современных лекарств разработана с использованием этих методов.
Дальше, больше и точнее
Арье Воршел продолжает развивать и совершенствовать свои методы и программы, используя новые исследования в биохимии, молекулярной биологии, генетике. Мы все больше узнаем, как работают в деталях гены, белки, ферменты, сигнальные молекулы. И чем мы лучше это понимаем, тем точнее получается математическая модель их взаимодействия и тем достовернее результаты исследований. Поскольку эти процессы очень сложны, решать эти задачи позволяют суперкомпьютеры. Это одна из сфер применения так называемых больших данных («биг дата»).
Коварная поверхность минералов. Учёные поняли, как возникает рак легких
Каприн говорит, что такие исследования очень важны для России, наша страна несколько отстала в использовании подобных технологий. И с помощью сотрудничества с Арье Воршелом эту проблему можно решить. Нобелевский лауреат не против такого взаимодействия, кроме родного Израиля, он руководит научными группами ещё в США и Китае. Ему приходилось ранее работать с учеными из России за рубежом, и он отмечает, что они были отлично подготовлены и мотивированы. Это самое важное для исследователей. В России он уже третий раз, и здесь ему нравится.
Главные открытия ещё впереди?
На наш вопрос, почему он занимается наукой, и какие свои достижения считает главными, Воршел ответил так:
«Практическая сторона исследований меня всегда интересовала мало, я относился к этому, как к решению головоломок. Это самое интересное для меня. Какое открытие главное? Это трудный вопрос. Я считаю, что это понимание механизма действия ферментов. Мои идеи ещё до конца не приняты и не поняты большинством моих ученых коллег, и пока только частично используется в разработке моделей работы разных ферментов. Но от развития научных идей до их внедрения проходят годы, и надеюсь, что это произойдет».
Может быть, это случится в России? И может, внедрение новой модели работы ферментов произведет новый прорыв в онкологии?
