В беседе с директором Высшей школы биомедицинских систем и технологий Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого, доцентом Ольгой Власовой мы поднимаем ключевые темы, определяющие развитие современной биомедицины. Речь идёт о главных вызовах науки, причинах стремительного роста интереса к биоинженерии и молекулярным технологиям, роли междисциплинарного подхода, возможностях искусственного интеллекта, перспективах создания синтетических биоматериалов и искусственных органов, этических ограничениях генетических исследований и открытиях нейробиологии, которые могут изменить подход к лечению психических и нейродегенеративных заболеваний.


— Как вы определяете основные вызовы современной биомедицины?

— Основные вызовы современной биомедицины связаны, прежде всего, с мозгом. Мозг регулирует множество функций организма, и исследования показывают, что к его изучению нужно подходить системно. Как учил физиолог Иван Петрович Павлов, нельзя изучать органы отдельно от общего развития человека. Мозг остается одной из самых сложных и малоизученных областей, и именно это делает его важным объектом для исследований, в том числе тех, которыми я занимаюсь.

— Почему именно сейчас наблюдается бурный рост интереса к биоинженерии и молекулярным технологиям?

— Рост интереса обусловлен совокупностью факторов. Во-первых, человечество накопило достаточный опыт и технические возможности для работы в этих областях. Современные информационные технологии позволяют обрабатывать большие массивы данных, а сотрудничество разных институтов открывает новые возможности для крупных генетических исследований. Например, в Санкт-Петербургском политехническом университете мы активно объединяем усилия с коллегами из разных институтов, в том числе с Институтом компьютерных наук. Во-вторых, практическая ценность этих исследований очевидна: генетика регулирует многие процессы в организме, и понимание этих механизмов становится ключевым.

— Насколько важно сочетание физики, биологии и информационных технологий для развития биомедицинской науки?

— Это критически важно. Сегодня задачи, которые ставит перед нами жизнь, требуют междисциплинарного подхода. Известный ученый Михаил Ковальчук не раз отмечал, что эпоха, когда специалисты работали изолированно, постепенно проходит. Сейчас образование и исследования должны сочетать физику, математику, биологию и информационные технологии, потому что многие научные проблемы невозможно решить в рамках одной дисциплины.

В нашем университете студенты изучают анатомию, физиологию, гистологию и одновременно осваивают цифровые технологии и информатику. Без такого подхода развитие биомедицины сегодня невозможно.

— В какой степени искусственный интеллект может изменить подход к диагностике и лечению заболеваний?

— Искусственный интеллект позволяет по-новому интерпретировать данные биологических визуализаций — микроскопических изображений и других типов биообъектов. Он существенно сокращает время анализа, даёт возможность работать с большими массивами данных и повышает точность интерпретации.

Это современный и крайне перспективный подход, который уже сегодня помогает учёным, если им грамотно пользоваться. И в нашем университете такие технологии активно внедряются.

— Можно ли сказать, что мы стоим на пороге новой эры в создании синтетических биоматериалов и искусственных органов?

— Безусловно. Ещё много лет назад, когда я приглашала абитуриентов поступать на наше направление, я рассказывала им о статье в Scientific American, где обсуждалась возможность печати искусственных органов на 3D-принтере. Там приводились примеры того, как можно создавать тканевые конструкции, а в перспективе — даже печатать утраченные конечности, вплоть до кисти руки. Тогда это казалось чем-то почти фантастическим, но уже тогда было понятно, в какую сторону движется наука.
Сегодня всё это перестало быть чем-то «заоблачным» — технологии действительно работают. Мы обсуждали это с коллегами: уже существуют эксперименты, где лабораторно напечатанные органы, например, элементы селезенки или другие тканевые структуры, пересадили мышам, и животные выживали. Это серьёзный шаг вперёд.

Поэтому я считаю, что создание синтетических биоматериалов и искусственных органов — одно из самых перспективных направлений. И оно активно развивается. Наши студенты тоже работают с 3D-принтерами, создают скаффолды — специальные каркасы для выращивания тканей. Всё это уже не фантастика, а реальная научная практика.

— Какие этические вопросы возникают при разработке технологий, связанных с редактированием генома и синтетической биологией?

— Этические вопросы здесь крайне важны. Все работы должны проводиться строго в научных и медицинских целях и под жестким контролем, иначе технологии могут быть использованы неправильно, включая военные или опасные биологические сценарии. Для публикаций и исследований существуют специальные разрешения, чтобы гарантировать безопасность и соблюдение этических норм.

— Какие открытия в нейробиологии, на ваш взгляд, могут повлиять на лечение психических и нейродегенеративных заболеваний?

— Например, профессор Илья Беспрозванный, который долгие годы занимается изучением нейродегенеративных заболеваний. За время своих исследований он уделял внимание не только проблемам, связанным с амилоидами, но и кальциевой сигнализации. У него уже есть предложенные мишени, а также большое количество научных публикаций, с которыми можно ознакомиться. Эти работы, безусловно, значительно продвинули наше понимание механизма заболевания (интервью с Ильей Беспрозванным читайте здесь >>)

Основная проблема, на которую он постоянно обращает внимание, заключается в том, что проявления нейродегенеративных заболеваний и связанные с ними когнитивные нарушения становятся заметны слишком поздно. Поэтому сегодня особенно важно сосредоточиться на поиске ранних диагностических маркеров. Это было бы настоящим прорывом, поскольку не все формы этих заболеваний генетические — многие возникают спорадически. В таких случаях особенно сложно предсказать, когда и как они начнут развиваться, поэтому ключевым становится именно выявление раннего периода, когда еще можно эффективно помочь.