Наш собеседник Дмитрий Гиляров — ученый, занимающийся исследованиями в сфере антибиотиков,— впервые оказался в Великобритании десять лет назад и, по его словам, буквально влюбился в страну с первого взгляда. Сегодня он постоянный профессор Оксфорда, в составе международной команды работает над изучением механизмов действия новых антибиотиков, в частности альбицидина. В интервью «Акценту UK» Дмитрий рассказал, чем Великобритания привлекает ученых со всего мира, почему британские врачи так редко назначают антибиотики и какую роль генетически модифицированные продукты могут сыграть в борьбе с глобальным голодом.
— Что побудило вас переехать в Великобританию? Как это повлияло на ваши исследования?
— Я окончил биофак МГУ, затем поступил в аспирантуру Института биологии гена РАН, где занимался пептидными антибиотиками (бактериоцинами), с помощью которых бактерии воюют друг с другом. После защиты диссертации работал в Сколковском институте науки и технологии, откуда по обменной программе в 2014 году попал в Британию, на восток страны — в Центр Джона Иннеса в Норидже. Это был важный опыт: я быстро понял, что там я могу быть гораздо продуктивнее. В Москве ожидание нужных реактивов могло растянуться на месяцы, тогда как в Англии это занимало считаные дни. Тогда же я впервые познакомился со структурной биологией — эта область изучает пространственную структуру молекул, например белков, механизмы работы белков на молекулярном уровне и механизмы их связывания с молекулами лекарств. Возможностей заниматься структурной биологией без участия зарубежных коллег в России не было, и после окончания программы я продолжал приезжать в Англию. Страна мне понравилась: ощущение комфорта, вежливые и ироничные люди, с которыми мы могли друг друга понять,— не было чувства, что я не отсюда. Климат, конечно, тоже сыграл свою роль: московские зимы никогда меня не вдохновляли, как и перспективы в российской науке и происходящие политические процессы. Свое первое независимое финансирование как постдок я получил не в Англии, а в Польше — в 2016 году я начал работать в Кракове, в Ягеллонском университете. Там я изучал устойчивость бактерий к антибиотикам. У бактерий есть механизмы защиты от лекарств — специальные гены, которыми они обмениваются. Понимание этих механизмов помогает находить пути борьбы с антибиотикоустойчивыми патогенами. Например, бета-лактамаза расщепляет пенициллин, но, если добавить к нему ингибитор, как в случае с амоксиклавом (пенициллин и клавулановая кислота), антибиотик снова становится эффективным. В Кракове я впервые начал работать с криоэлектронной микроскопией — это ключевой метод в современной структурной биологии, знакомство с которым позволило мне построить успешную международную карьеру. В 2021 году я получил крупный грант от благотворительной медицинской организации Wellcome Trust и переехал в уже знакомый мне Центр Джона Иннеса, где открыл собственную лабораторию. А в прошлом году я подал заявку на постоянную профессорскую позицию в Оксфордском университете, и в этом мае мы всей лабораторией переехали туда.
— Были ли сложности с интеграцией в новую научную экосистему?
— Переезд всегда вызов. К счастью, английский — рабочий язык международного научного сообщества. Поэтому повседневная жизнь и профессиональное взаимодействие не сильно усложнились. Вначале у меня были менторы, которые помогали с адаптацией — и бытовой, и академической. А дальше все постепенно встает на свои места. Сейчас я много езжу по стране: даю семинары, читаю лекции, встречаюсь с коллегами. Постепенно у меня сформировалось представление, кто чем занимается, где находятся ключевые научные группы. С каждым годом я все лучше понимаю структуру и динамику британского академического сообщества. Кроме того, Англия — одна из самых открытых стран Европы в научном плане (в отличие от, например, Польши, Германии или Франции), здесь гораздо проще быть иностранцем. Я как-то проходил собеседование во Франции — там все коллеги были французами и общались исключительно на французском. В Британии же половина сотрудников из других стран. Это создает гораздо более комфортную и инклюзивную среду. Здесь мы все похожи: приехали, работаем, достигаем своих целей, говорим с разным акцентом. Важна и атмосфера: нет ощущения непреодолимых барьеров. Например, нынешний директор института в Норидже, где я работал, по происхождению чилиец. Он переехал в Великобританию, сделал фантастическую научную карьеру и занял руководящую должность. Когда видишь такие примеры, начинаешь верить, что все возможно, вне зависимости от твоего акцента, фамилии или страны, откуда ты приехал. Здесь ценят твой вклад, а не происхождение.
— Вернемся к основному предмету вашей научной деятельности. Расскажите немного об истории антибиотиков.
— Пенициллин — первый классический антибиотик, его открыли в 1928 году. Клинические испытания начались в начале 1940-х, незадолго до Второй мировой войны. Спустя всего несколько лет было налажено промышленное производство, что стало настоящим прорывом в медицине и спасением для армии союзников. Тысячи жизней удалось спасти от сепсиса, который до этого часто был фатален. Несмотря на предупреждения ученых, что это вызовет широкое распространение устойчивых к пенициллину бактерий, его использовали повсеместно, даже добавляли в зубную пасту. Поэтому уже к 1945 году его эффективность резко снизилась. Затем наступила так называемая золотая эра антибиотиков, когда ученые начали исследовать почвенные бактерии. В земле сосуществует множество микроорганизмов, которые конкурируют друг с другом, вырабатывая своего рода химическое оружие — разнообразные биологически активные молекулы. Из этих природных соединений выбирали те, которые обладали сильной активностью и подходили для масштабного производства. Так были открыты стрептомицин, аминогликозиды (например, эритромицин, гентамицин), а также цефалоспорины — более сложные производные пенициллина, которые до сих пор широко применяются. Следующим важным этапом стало создание полностью синтетических антибиотиков (ранее считалось, что эффективные молекулы могут быть только природного происхождения). В 1980-х годах были внедрены фторхинолоны, такие как ципрофлоксацин. Однако потом прогресс замедлился. Долгое время в области антибиотиков не появлялось принципиально новых препаратов. Только в последние десятилетия начали разрабатываться новые молекулы, но их вывод на рынок затратен и долог. Например, недавняя разработка — гепотидацин (Blujepa) — прошла путь от идеи до регистрации почти за двадцать лет. Есть и другие единичные примеры.
— В чем уникальность действия альбицидина по сравнению с известными антибиотиками?
— Альбицидин — природное соединение, способное бороться с бактериями, устойчивыми к традиционным лекарствам. Его уникальность в том, что он обладает высокой эффективностью против грамотрицательных бактерий — одних из самых опасных для человека, поскольку они плохо поддаются лечению. Мы надеемся, что альбицидин может применяться как антибиотик последнего резерва, то есть когда стандартные антибиотики не помогают, например при тяжелых резистентных инфекциях. Многие такие инфекции развиваются в больницах. Нередко человек поступает в больницу с одной болезнью (допустим, после инфаркта или для хирургического вмешательства), но на фоне ослабленного иммунитета заражается бактериальной инфекцией, и у него развивается другая болезнь, от которой он может погибнуть. Бактериальные инфекции трудно лечить не только потому, что микроорганизмы устойчивы к антибиотикам. Диагностика требует времени: нужно точно определить, какая именно бактерия вызывает заболевание и какой у нее профиль устойчивости, и это долго, а при тяжелых инфекциях счет идет на часы. Развитие устойчивости бактерий к антибиотикам — следствие нормального механизма естественного отбора. Подобная ситуация наблюдается при химиотерапии рака и терапии ВИЧ, и так было и с вакцинами от COVID-19: по мере появления новых штаммов их эффективность постепенно снижалась.
— Когда альбицидин или его производные могут появиться на рынке? Как устроен этот процесс?
— Если молекула показала перспективные свойства в лаборатории, как альбицидин, начинается доклинический этап, когда нужно установить базовые свойства препарата в экспериментах с культурами клеток и впоследствии на животных: растворимость, отсутствие токсичности, способность бороться с реальной инфекцией. Только после успешного прохождения доклиники могут начаться клинические исследования на пациентах в госпиталях — длительный и дорогостоящий процесс, которым занимаются коммерческие компании. Обычно они покупают лицензию или патент на молекулу, чтобы проводить испытания и продвигать препарат на рынок. Это одна из ключевых проблем: высокие затраты и длительные сроки часто тормозят внедрение даже эффективных разработок. Хотя бывают исключения. Например, во время пандемии COVID-19 вакцины были протестированы и внедрены в рекордные сроки — когда существует действительно высокая угроза, бюрократические и финансовые барьеры могут быть преодолены гораздо быстрее. А вот гепотидацин (Blujepa), молекула, разработанная британской компанией GSK еще в 2000-х и предназначенная для лечения инфекций мочеполовых путей, проходила третью фазу клинических испытаний двадцать лет, прежде чем была введена в реальное применение. Кроме того, существует коммерческий дисбаланс: компании охотнее инвестируют в препараты, которые пациенты принимают регулярно, например таблетки от давления. Они приносят стабильную прибыль. А вот антибиотик, который назначается коротким курсом и только в экстренных случаях, с коммерческой точки зрения менее привлекателен. Чтобы такие разработки продвигались, необходимы государственные программы поддержки и финансовые стимулы. К счастью, научные лаборатории обеспечены грантами, и это дает возможность проводить ранние этапы исследований. Но переход от лаборатории к готовому лекарству по-прежнему сложен.
— Почему в Британии врачи не любят прописывать антибиотики и часто ограничиваются парацетамолом?
— Я сам с этим сталкивался. Приезжают родственники и говорят: здесь, в аптеках, ничего нельзя купить. В целом я доверяю британской системой здравоохранения. Да, иногда немного раздражает, когда они затягивают с обследованиями. Но, по сути, реальность такова: многие заболевания, которые в России пытаются активно лечить, возможно, и не требуют лечения, по крайней мере горсти таблеток принимать точно не нужно. Например, нет препаратов, которые эффективно справляются с обычными вирусными инфекциями и простудами. Это огромное количество вирусов, которые меняются каждый сезон. Все, что можно сделать,— хорошо выспаться, посидеть дома и принять парацетамол от боли и температуры. Больше особо ничего и не требуется. Антибиотики в этом случае назначаются только врачом при подтвержденной сопутствующей бактериальной инфекции. Если мы начинаем бесконтрольно принимать антибиотики, мы способствуем тому, что бактерии вокруг нас вырабатывают к ним устойчивость, и эти лекарства теряют свою эффективность, что приводит к тяжелым последствиям, когда мы попадаем в больницы. Пример тому — Восточная и Южная Европа (включая бывший СССР), Индия и Китай, где уровень устойчивости бактерий к антибиотикам намного выше, чем, допустим, в скандинавских странах. В Индии и Китае это в значительной степени связано с сельским хозяйством: фермеры в этих регионах широко и бесконтрольно используют антибиотики, те попадают в сточные воды, загрязняют окружающую среду и способствуют распространению устойчивых штаммов. Поэтому мне спокойнее лечиться в лондонской больнице, чем в московской. Из первой скорее выйдешь на своих ногах, не подхватив какую-нибудь супербактерию.
— Как вы относитесь к ГМО?
— Нет ни одного официально подтвержденного случая, когда употребление ГМО-продуктов вызвало какие-либо осложнения. Их запрет в Европе антинаучен. Россия, которая вполне могла бы развивать собственные подходы, тоже пошла по европейскому пути и тоже все запретила. Но, как мне кажется, запреты придется отменять, потому что климат меняется, и выращивать многие культуры будет просто невозможно. Например, на юге России и в Украине все чаще будут случаться засухи, что не может не отразиться на выращивании пшеницы. Климатические проблемы придется решать, и это невозможно будет сделать без использования современных технологий селекции, включающих генетическую инженерию, а запреты только вызывают фрустрацию. В Англии только что приняли новый закон — Genetic Technology (Precision Breeding) Act 2023,— потому что страна вышла из ЕС и теперь может ввести свое регулирование и использовать ГМО. В этом законе речь идет не о трансгенах, которых раньше так боялись (мол, я съем помидор с геном рыбы и сам превращусь в рыбу), а о генной модификации, которая, по сути, обыкновенная мутация, но сделанная в конкретном месте,— например, с помощью технологии CRISPR ученый может точечно изменить конкретный участок ДНК. К сожалению, в Европе этот метод считается неприемлемым. А вот классическая селекция — когда берут семена, облучают их радиацией, что вызывает множество случайных мутаций, и смотрят, какие лучше растут,— вполне разрешена. Такое отношение, конечно, расстраивает. Это иррационально.
— А почему в целом сложилось такое негативное отношение к ГМО?
— Виноваты в первую очередь СМИ. Если бы до людей с уважением доносили корректную информацию, как в случае с вакцинами, такого бы не произошло. Важно, чтобы у людей было доверие к ученым, правительству. Негативное отношение также формируется и за счет лоббистов — например, в ЕС сильное фермерское лобби. Их, по сути, не пугает само присутствие ГМО, они просто повысят цену на свою продукцию и будут продавать ее как органическую. Однако фермеры боятся, что придут крупные иностранные компании, и тогда местные производители утратят контроль над внутренним рынком.
— Когда может начаться глобальный голод, который предрекали футурологи?
— Важно четко понимать, о какой части мира мы говорим. Нам повезло жить там, где люди давно не голодают и, скорее всего, не будут. Но есть регионы, для которых голод — реальность, и ситуация там будет только ухудшаться. В первую очередь от климатических изменений пострадают беднейшие страны. Однако более благополучным государствам тоже придется с этим столкнуться — хотя бы потому, что жители уязвимых регионов будут пытаться уехать, искать новые места для жизни. То есть климатическая миграция неизбежно усилится. Поэтому именно в интересах развитых стран уже сейчас серьезно заняться этим вопросом. Проблема в том, что климатическая повестка постепенно уходит на второй план, а на первый выходят более острые сиюминутные геополитические кризисы. Но есть и то, что вселяет в меня некоторый оптимизм. Это, во-первых, опыт пандемии COVID-19: мы увидели, что при наличии политической воли можно в сжатые сроки найти ресурсы, наладить производство, выстроить цепочки поставки. А во-вторых, это развитие технологий. Они делают экологические решения более доступными: солнечные батареи, электромобили, новые источники энергии. И с точки зрения биотехнологий, я уверен, мы в ближайшее время тоже увидим их реальные плоды. Думаю, регуляторы будут вынуждены упростить процедуры, чтобы не тормозить внедрение новых разработок.
— Используете ли вы в своей научной работе искусственный интеллект?
— Да, в прикладном виде. Раньше структуры белков можно было определять только экспериментально — это всегда долго, сложно, требует ресурсов. С помощью программы AlphaFold, разработанной Google DeepMind, во многом удалось решить эту проблему и делать массовые предсказания трехмерных пространственных структур белков на основании простой последовательности ДНК. Это большой прорыв для науки. Еще одно новое направление для исследования — как нейросети могут генерировать картинки, так же сейчас они могут генерировать новые полностью синтетические белки, которых в природе не существует. Стала возможной белковая инженерия, можно создавать молекулы с заданными свойствами, новые белки. Это открывает пространство для развития нанотехнологий. Ну и о грустном: многие в академии уже пишут разные тексты с помощью ChatGPT. Мне это совсем не нравится, я очень не хочу читать гранты, написанные с помощью ИИ. Даже в качестве помощника при работе с английскими текстами я его стараюсь не использовать, в отличие от многих коллег: тренирую мозг.
