Sтраница Основного Sмысла

21 июля 2014 года

Новые лекарства для человечества: до природы нам еще далеко

C10

Владимир Потемкин – человек фантастический. Область интересов этого ученого выходит далеко за пределы обычного человеческого разума. Владимир Александрович — кандидат химических наук, преподаватель фармацевтического факультета Южно-Уральского государственного медицинского университета (ЮУГМУ). Многие годы занимается компьютерным моделированием, помогает создавать новые лекарства для человечества. Готовит компьютерные программы для расчета характеристик молекул, владеет несколькими языками программирования, свободно пишет статьи на английском. Индекс Хирша (цитирования) у Потемкина — один из самых высоких в ЮУГМУ.

 

От факультатива до молекулярного дизайна
Владимир Потемкин за работой- Владимир Александрович, как вы стали химиком?
- А просто в школе учительница химии была великолепная – Ирина Ивановна Уманская. Она вела химический факультатив, и очень многие потом пошли на химические специальности. Я учился в 121-й челябинской школе, это на углу Плеханова и Свободы. После школы поступил на физический факультет ЧелГУ, на химическое отделение. И никогда не жалел о выборе.
- Как складывалась ваша научная карьера?
- Будучи студентом, занялся компьютерной химией, а после армии устроился работать здесь же ассистентом. С 1987 года начал публиковаться. Дальше – больше, в какой-то момент накопилось достаточное количество публикаций, мы стали получать гранты, появилась возможность бывать на российских и международных конференциях. Мы с Марией Александровной Гришиной объездили почти весь мир, всю Европу – побывали в Испании, Италии, Голландии, Германии, Великобритании, Франции, Австрии, Швеции, Чехии, Греции, Турции, США.
- И что вы там представили?
- По большей части представляли достижения в области прогноза биологической активности и дизайна новых лекарств insilico, которые выполняем на компьютерах. Мы создаем новые Прадед ВИЧлекарства, прогнозируем биологическую активность, к примеру, противовоспалительных, противотуберкулезных, противоопухолевых препаратов. Затем эти молекулы можно синтезировать, провести биологическое тестирование, и если все успешно – запускать препарат в производство.
- Вы придумываете лекарства, которых еще нет в природе?
- Ну да, и это – тоже. Это так называемое направление молекулярного дизайна, а еще есть направление виртуального скрининга. Это когда мы на компьютере проводим скрининг уже имеющихся веществ, у которых никто не проверял биологическую активность. Их ведь миллионы в год синтезируются, а проверять – дорого, проще предположить на компьютере. Если мы провели скрининг тысячи соединений, выделили из них десять – предположительно активных, то экспериментов потребуется в 100 раз меньше, и есть гарантия, что выбранные структуры будут успешными. Если предсказательная способность модели 90 процентов, то девять из десяти отобранных молекул будут действительно активными, и такие успехи у нас были.

 

Четыре года без грантов
- Ваши научные публикации — о компьютерном моделировании?
- Да, все, что я делаю, связано с компьютерами. К сожалению, у нас в Челябинске нет хорошего оборудования для проведения экспериментальных химических работ, поэтому в свое время я выбрал компьютер, он всегда под рукой. Наши публикации охватывают широкий img_57631диапазон: кроме биологической активности, это еще и прогноз физико-химических свойств, реакционной способности, рассмотрение электронной структуры, квантовые исследования и так далее. Иностранцы обычно смотрят на это с удивлением: у них все работают узко, а у нас теоретиков в стране немного, поэтому любой теоретик – и швец, и жнец, и на дуде игрец. Приходят люди и говорят: «Посчитайте нам то-то». Мы говорим, что никогда такое не считали, а они: «Ну, вы же теоретики»… И мы считаем.
- Какое достижение в своей работе считаете главным?
- Думаю, оно еще впереди, я оптимист в этом отношении, а пока лучшие достижения – это мои ученики. Например, Мария Александровна Гришина, доцент нашей кафедры и кандидат наук.
- Над какими научными проблемами сейчас работаете, как продвигаются исследования?
- Сейчас идет широкий спектр работ – прогноз биологической активности, анализ электронной структуры, прогноз свойств – температур плавления, растворимости, кислотности веществ. Во многих случаях это нужно для создания веществ с заданными свойствами. Все, что мы имеем вокруг, кто-то когда-то придумал: вот этот полимер или этот – все имеют заданные свойства.
96686153_large_karti__2_Сейчас работа продвигается немножко хуже, чем раньше. Со времен кризиса 2008 года финансирование наших исследований изменилось в худшую сторону. Гранты уже четыре года не получаем, поэтому нет возможности выезжать на конференции, а это обмен опытом, получение новой информации. Можно у автора тут же расспросить все подробности, потому что у статьи не спросишь. Кроме того, финансирование необходимо для покупки нового оборудования, парк техники у нас довольно старый.
- Почему не получаете гранты? Вы же делаете такие важные вещи…
- Сейчас изменилась система финансирования: гранты стали крупнее, на много миллионов, но их меньше.  Выделяют, допустим, три штуки на всю страну, и вероятность их заработать – почти никакая! Есть такие слоны, как МГУ, МФТИ, Институт Курчатова – нам с ними сложно тягаться.
- Вы следите за мировыми исследованиями в области компьютерного моделирования?
obama_profesor- Конечно, следим, хотя сейчас стало сложнее. Рефераты в издательствах доступны, но полный текст стоит 30-40 долларов, десять рефератов – уже 300-400 долларов, а десять рефератов – это немного. И на конференциях, повторюсь, мы уже четыре года не были. Центров компьютерной химии немало – в Мюнхене, Лейпциге, в Баварии, где я несколько месяцев стажировался, есть несколько центров в Великобритании, довольно много в США. Штаты вообще объявили: «Мы – мировая лаборатория», это же слова президента Барака Обамы. Они говорят: «Мы разрабатываем, а выпустят в Китае», они это и реализуют.

 

Опасность плохих препаратов
- Разве нам лекарства не нужны? Может быть, какие-то фармацевтические предприятия могли бы заинтересоваться вашими разработками.
- Здесь ситуация тоже сложная. Во-первых, фармацевтическая промышленность у нас в стране практически отсутствует. То, что делается, – это в основном переупаковка лекарств, iкоторые приходят из-за рубежа. Поэтому фармацевтические предприятия лекарствами не интересуются – их больше интересует картон, в который они упаковывают.
- А вдруг к нам станут приходить плохие лекарства? И что с этим делать?
- Опасность такая есть, я могу долго об этом говорить. Разработка и проверка лекарства состоит из нескольких этапов. Мы спрогнозировали, органики синтезировали, отдали на тестирование в какую-нибудь компанию  – «Мерк», «Янссен», «Астра Сенека» и так далее, у нас в стране тестовой базы сейчас нет. Там проходят испытания на клеточных культурах или ферментах, потому что лекарство блокирует, как правило, какой-то фермент в нашем организме. На этой стадии отсеиваются 90 процентов соединений – как неактивные.
Затем потенциальные лекарства испытываются на лабораторных животных – чаще всего, на крысах, кроликах, морских свинках и так далее. Здесь тоже отсекается часть лекарств – как неактивные или небезопасные – при наличии побочных эффектов. Далее проводится исследование на приматах – и снова частичное отсеивание. Только после этого соединение может быть допущено до клинических испытаний, а в случае успешного завершения – разработка технологии и производство.
Все эти стадии очень дорогие. На одно испытание одного лекарства уходит до нескольких миллионов долларов, на полный цикл испытаний одного лекарства – до 331x252_bs1AIIQqSUKWlLr8jDLSoorI2Luta6Ofмиллиарда. Правда, фармация – очень рентабельная область, и в течение года это все обычно окупается. И вот представьте: все эти стадии лекарство прошло, а в клинических испытаниях на людях дало аллергические или токсические реакции. Всё! Если это происходит в Европе, Евросоюз запрещает это лекарство. А компании – они же потратили деньги, им обидно! Обычно продают его в Индию и Китай – там не запрещено. А Индия и Китай нам продают. У нас же подавляющее большинство лекарств – индийские и китайские. Бывает, препарат рекламируется полгода, а потом – оп: реклама исчезла! И у нас хватаются за голову – чего мы купили!!! – и запрещают. То есть, опасность все-таки есть…
- Недавно мелькнула информация, что наши ученые придумали вакцину против ВИЧ…
- Вообще, против вирусов достаточно эффективных вакцин почти нет, вирусы обычно очень мутабельные (изменчивые), именно поэтому я не прививаюсь от гриппа. Я не очень верю в вакцину против ВИЧ.
- Вам эта информация кажется неправдоподобной?

- Да, немножко космическая…

 

 Наша система не имеет аналогов в мире
- Расскажите о принципиальных моментах, которые вам удалось выяснить.
- Одну из последних работ мы делали совместно с Йельским университетом по изучению экотоксичности, на Западе особенно заточены на тему экологии. Нам удалось разобраться с механизмом токсичности, выяснить, как вещества из водоема проникают в организм рыбы (эти соединения токсичны для рыбы, но не токсичны для человека), как они потом метаболизируются, подвергаются изменениям.
clot_of_bloodДо этого тоже была интересная работа – мы уточнили механизм действия ингибиторов фактора (Xa)  – белка, который определяет сворачиваемость крови, в том числе образования тромбов, а тромбы – это инфаркты. Ранее считалось, что есть один механизм действия, а нам удалось доказать, что их три. Это достаточно интересно, и это расширило список потенциальных лекарств, а ишемические болезни – проблема во всем мире.
- Однажды вы произвели фурор на одной из Европейских конференций – кажется, в Праге. Напомните, что там было.
- Мы представляли наш метод BiS – BiologicalSubstrateSearch, новую систему трехмерного и четырехмерного QSAR-моделирования, не имеющую аналогов в мире, это уникальный метод, хотя в природе есть и лучше.
Сейчас уже существует алгоритм CiS, который расшифровывается как Cinderella’sShoe – башмачок Золушки. У Золушки, единственной в королевстве, нога подходила под башмачок. Мы опирались на принцип комплементарности – пространственного и химического соответствия, который сформулировал еще Нильс Бор. Лекарственное средство должно встраиваться в фермент, как ножка в башмачок. Если принцип комплементарности CinderellaGlassSlipperвыполняется, тогда молекула будет  максимально эффективной. Идет подбор лекарств, которые максимально подходят под этот «башмачок».
- Итак, Вы знаете, куда какую молекулу поставить, чтобы получить те или иные свойства лекарственного препарата?
- В основном да.
- Какие лекарства Вы уже придумали, для каких болезней?
- Немножко опасаюсь об этом говорить. Как только говорили такое, начинались звонки: «У меня мама с раком, не могли бы вы ей дать лекарство?» У нас нет этих лекарств на руках, и мы не имеем права их прописывать, мы же не врачи, а химики. Мы изучали противоопухолевые препараты, которые, кстати, в 10 раз эффективнее, чем имеющиеся в мире, противовоспалительные.
- Какие-то из Ваших разработок послужили толчком для серийного выпуска лекарств?
- А это нам неизвестно: к сожалению, мы не можем патентовать лекарства, так как у нас нет тестовой базы. Мы можем дать прогноз, но само лекарство находится в руках фармацевтической компании, а они не рассказывают, как его используют, им это невыгодно.

 

Фундаментальная наука опережает столетия
- Расскажите о вашем сотрудничестве с Институтом органического синтеза в Екатеринбурге.
- Несколько лет назад мы выполняли для них прогноз реакционной способности органических соединений, и составляли рекомендации по путям синтеза новых веществ. В ряде случаев объясняли механизмы процессов, решали фундаментальные проблемы. Может, они не так занимают 95297962622потребителя, но, с моей точки зрения, это наиболее интересно. Вспоминаю слова Герца, когда он открыл электромагнитные волны. Журналисты спросили его: «А где-то в хозяйстве это можно будет использовать?». Он ответил: «Конечно, нет, просто было интересно». А теперь электромагнитные волны используются на каждом шагу – сотовые телефоны, телевидение, радио. А ему-то это откуда было знать?
- Часто фундаментальная наука делает открытия, а применяются они спустя столетия…
- И у Лэнгмюра такая же ситуация была, это чисто фундаментальный ученый. Когда ему дали Нобелевскую премию, его приняли на работу в GeneralElectric, дали лабораторию и сказали: «Ты здесь занимаешься тем, чем хочешь, а вокруг будет штат, который будет думать, как это приспособить к нашим проблемам». Все ртутные и галогеновые лампы созданы на основе его исследований – он даже и не думал, что эти газовые разряды, которые приводят к свечению, можно использовать.

 

Чудо природных лабораторий
- Каждый весной удивляешься работе природных лабораторий. Вы чувствуете себя к ним причастным?
- Не совсем, до природы нам еще очень далеко. Недавно мы рассуждали, сколько же времени у нас занял бы синтез глюкозы – очень долго. В деревьях ежесекундно она вырабатывается, очень быстро мы ее потребляем.
wpid-Z4S3Y6ZkeCc- Вас удивляют эти процессы?
- Удивляют, безусловно, так и человеческий организм – уникальная штука. То, что он делает – невозможно реконструировать. Любое движение руки – это же миллион физических, химических, биологических превращений, реализовать подобное в лабораторных условиях почти невозможно.
- А вы берете аналогии из природы, ученых ведь часто озаряет при наблюдении природных явлений?
- Ну да, связь с природой сохраняется. Любое лекарство на ферменте заменяет ту молекулу из природы, которая там должна бывать. Нам нужно конкурировать с природной молекулой – к примеру, с адреналином. Нашли хорошего конкурента адреналину – спасли многих гипертоников.

 

Воображение помогает в науке
- Как предпочитаете проводить свободное время?
- Очень люблю кино, книги, театр. Любимый режиссер – Тарковский, очень в последнее время увлекаюсь Скорсезе, Земекисом («ФорастГамп», «Экипаж», «Назад в будущее»), из отечественных еще нравятся ранний Михалков, Соловьев, Сокуров. Из литературы – очень широкий спектр. Это, безусловно, русская классика: Достоевский, Толстой, Чехов – вообще любимый писатель, из советских – Булгаков, Платонов, из поэтов – Пушкин, Лермонтов, Блок, Есенин, Маяковский, Хлебников, Марина Цветаева, Анна Ахматова, Белла Ахмадуллина, можно долго перечислять. Из зарубежных – Маркес, Бенджамин, Томас Манн, Диккенс, Бальзак, Золя. В свое время думали, что кинематограф вытеснит театр: ничего подобного, у него своя ниша. И литературу ничто не заменит. Когда я читаю Достоевского, я домысливаю образы, того же Раскольникова. А в кино мне режиссер показывает, какого он видит.
- Значит, у Вас хорошее воображение, а оно помогает вам в науке?
- Думаю, да: вся наука – это хорошее воображение, по сути. Надо хорошо что-то придумать, а 81869300_925906потом попытаться перевести на язык формул, алгоритмов, уже на язык математики. Математика – это язык науки. Автор придумывает замысел произведения, у него есть русский язык, с помощью которого он старается описать все новое. Если есть воображение и способность описать – это хороший автор. А если есть только воображение – то вряд ли.
- Есть мнение, что сейчас происходит гуманитарная и духовная катастрофа, вы согласитесь с этим?
- Есть такое ощущение. Народ – в большинстве своем – ничего не читает, по телевизору бесконечные тупые сериалы, низкопробные фильмы – а раньше показывали, помнится, оскароносные. Я уже не вижу передачи, которые меня бы привлекали. В советские времена можно было увидеть театральные постановки по телевизору, я всегда смотрел Ленкомовские. Энергетика театра в зале, конечно, лучше, но была возможность хотя бы увидеть, если не можешь пойти в столичный театр…

 

Ученый просыпается еще в ребенке
- У вас есть кумиры в науке?
- Нет, но есть невероятно выдающиеся люди, у которых непонятно, как все в голове появилось. Например, Альберт Энштейн, Мария Кюри – удивительно, как она пробивалась, это первая женщина, которая в Сорбонне преподавала.
i2- А когда в человеке просыпается ученый?
- С рождения, наверное. Человек уже изучает мир и уже видит его своими глазами. Главное – не только увидеть, но и рассказать, показать это все. А родители должны дать больше свободы ребенку, у детей у всех головки очень умные. Их надо просто ограждать от опасности, нежелательных каких-то действий.
- Пусть взрывают себе на здоровье.
- Может, даже и так. Правда, можно и без глаз остаться.  Здесь, конечно, предостерегать нужно.
- Вы тоже взрывали?
- Конечно! Делал бомбочки маленькие, интересные ракеты. Травмы были. В руках у меня что-то взорвалось – шрам до сих пор остался.
- Дети идут по Вашему пути?
- Дочь Светлана закончила филологический, преподаватель колледжа, сын Андрей учится в Петербурге, в университете информационных технологий, механики и оптики.
- У Вас есть любимое изречение, которым часто пользуетесь?
- Поскольку мы придумали башмачок Золушки, очень часто в конце докладов я пользуюсь словами 000006bиз великолепного фильма «Золушка» Александра Роу: «Я еще не волшебник, я только учусь».
- Каждый человек может быть волшебником?
- Каждый, нужно только не задавливать это в себе с детства. Думаю, все люди рождаются с хорошим воображением, хорошими возможностями, просто это где-то задавливается в ходе воспитания.
- Чего не хватает при воспитании детей, молодежи? Вы же наблюдаете, находитесь в этой среде.
– В обществе не хватает мотивации. Человек развивается, когда у него есть какая-то цель, неважно, какая. Заработать много денег, построить карьеру, «завоевать» красивую девушку, заслужить уважение – вполне нормальные цели. Сейчас в обществе часто потеряны цели. То есть люди учатся – и часто не знают, зачем они учатся. Карьера часто не зависит от того, как ты здесь отучился, а зависит от того, какие у тебя родственники. Это снижает интерес к учебе, и все из этого следует. Педагогика ничего со времен Ментора не изобретала, кроме метода кнута и пряника, а сейчас нет ни того, ни другого. Я не могу пообещать своим студентам, что если они будут хорошо учиться, то станут директорами фармфирмы. Я не могу лгать детишкам.

 

Молодые старики с потухшими глазами
- Какие самые острые проблемы науки, образования?
- Финансирование, закупка оборудования – не древнего, а современного, его же ни в одном вузе практически нет.
- А как же национальные проекты? Вон кучу медицинского металлолома купили…
- Во-первых, купили не так много, во-вторых – отдельные вузы, а в-третьих, еще и специалистов не хватает и это все, как металлолом, действительно стоит. Может, поэтому рентгеновский gntc_equip040дифрактометр в ЮУрГУ не используется. На самом деле нужно финансирование и для закупки оборудования, и для обучения специалистов. Мне нравится программа, когда американцы после Второй мировой войны обучили японцев – и отсюда началось японское чудо, и Япония за 20 лет из феодальной страны превратилась высокотехнологичную. Все это возможно. Германия после войны в руинах стояла, а сейчас у нее множество мировых брендов.
Главное – финансирование и кадровый состав, а для этого нужно создание мотивации, а для этого нужно создать реальное производство. Пока наша страна мало что производит, мы живем в основном за счет того, что газ и нефть продаем, и металл – собственно, тоже сырье.
- Болевые точки у науки и образования разные?
- В основном одинаковые, везде вопрос финансирования. Опять же кадры не остаются, потому что зарплаты невысокие. Сейчас в аспирантуру идут не лучшие, как раньше было, а часто и 3f533d07218bхудшие – те, кто хотят откосить от армии, кто никуда не может устроиться.  Если человек будет, став кандидатом наук или доктором наук, намного больше получать, это уже будет мотивация. И будут стремиться поступать лучшие, и будут пахать, будут стараться.
- Вы преподаете аналитическую химию, органическую, неорганическую – это сложные предметы. У вас есть свои секреты, чтобы заинтересовать студента?
- У кого глаза горят, тех не надо заводить, а есть молодые старики с потухшими глазами, которых ничем не проберешь. И, к сожалению, таких в последнее время становится все больше.
- И качество образования падает?
- Да, и мы с этим уже ничего поделать не можем, ребята уже из школы такими приходят. Уровень образования резко снижается, это особенно заметно последние три-пять лет. И в вузах, кстати, тоже, уровень снижается. Когда мы бывали на зарубежных конференциях, спрашивали: «Русскую молодежь берете?» – нам ответили: «Раньше брали, а сейчас не берем, качество снизилось. Берем китайцев, индусов, у них даже если качество образования невысокое, они пашут и этим берут, а русские не образованные, еще и ленивые».
scientific_1-300x191- Вы подумываете о смене?
- Об этом можно думать, но сложно мечтать. В вузах сейчас мало кто остается. В любой вуз, на любую кафедру зайдете – в основном коллективы очень старые, за 60 лет. И молодежь до 30 лет: кто-то остается осмотреться, в аспирантуру поступает или работает ассистентом. Все, у кого голова есть, руки есть, в конце концов, уходят, и появляется разрыв. Работа в вузе – достаточно тяжелая, это работа с людьми. Нагрузки у преподавателей повышаются, а зарплата не великая. Особенно у молодых людей без степени, без звания, а им еще семьи создавать, детей кормить – на такую зарплату это невозможно. С образованием у нас хуже и хуже, нагрузка все больше и больше, и пока не видно выхода…

 

Беседовали

галимханова-113x150

 

 

 

Римма Галимханова,

 

 

IMG_1736

 

 

 

Анна Кныш