«Мы изучаем биомаркеры, которые могли бы прогнозировать прогрессирование рака»

Мария Янова с детства мечтала заниматься наукой и ради учебы без сожаления оставила профессиональные занятия спортом. В интервью проекту «Молодые ученые Вышки» она рассказала о системе редактирования генома CRISPR/Cas9, выращивании органов на чипе и любви к Дальнему Востоку.

Как я стала ученым

Мне всегда хотелось заниматься наукой. Еще со школьных времен я интересовалась биологией и решила поступать в РНИМУ им. Н.И. Пирогова. Училась на биолога, но уклон был именно медицинским. Я поступила на программу двойных дипломов — российского и итальянского. Полгода мы стажировались в Туринском университете, и во время стажировки я открыла для себя мир молекулярной биологии и клеточной работы. Я поняла, что хочу продолжить работу в этой сфере.

В магистратуру я поступила тоже в медицинский университет, но в другой — Сеченовский. Параллельно искала себе место работы и узнала про лаборатории Вышки. Лаборатория, где я сейчас тружусь, мне подходила: исследования опухолевых клеток, органоидов, подбор персональной терапии для лечения больных.

Я написала заведующей лабораторией, мне назначили интервью и приняли на работу. Вместе с Вышкой происходило мое становление как ученого: по окончании магистратуры я поступила в аспирантуру Вышки, сейчас оканчиваю второй год и продолжаю работать в области молекулярной биологии. Планы у меня амбициозные: после кандидатской я хочу продолжить мои текущие исследования и впоследствии защитить докторскую диссертацию. Руководитель меня поддерживает.

Что я изучаю

Наша лаборатория занимается подбором оптимальных химиопрепаратов для лечения больных раком. Часто бывает так, что пациентам назначают определенное лечение, а они на него не отвечают. Мы в нашей лаборатории стараемся изучать биомаркеры, которые бы предсказывали ответ пациента на химиотерапию до того, как ему ее назначили, чтобы не тратить время на лечение и поберечь здоровье пациента (как правило, у химиотерапии есть побочные эффекты). Также мы изучаем биомаркеры, которые смогли бы прогнозировать метастазирование опухоли и в целом прогрессирование болезни.

Для своей кандидатской я изучаю биомаркер CD44. В настоящее время известно, что его высокий уровень свидетельствует о плохом ответе на химиотерапию и прогрессировании опухоли. Сигнальные молекулярные пути CD44 (передача сигнала внутрь клетки через рецептор на ее поверхности) пока что не до конца изучены, и я именно этим и занимаюсь.

Мы используем относительно новый метод — систему редактирования генома CRISPR/Cas9. Она работает как «молекулярные ножницы», используя белок Cas9, который может разрезать ДНК в определенном месте, и направляющую РНК, которая указывает Cas9, где делать разрез. Таким образом, система CRISPR/Cas9 позволяет изучать функции белков, включая или выключая соответствующие гены, и смотреть, как меняется ответ клетки на дальнейшие действия. Например, можно посмотреть, лучше они начинают отвечать на химиотерапию или наоборот.

На чем мы проводим свои исследования

Не на людях и мышах, а на клеточных линиях, полученных от людей и выращенных в лабораторных условиях. Есть специальный пластик, который позволяет клеткам прикрепляться к поверхности и спокойно расти.

О белке CD44

CD44 обнаружили в 1980-х годах. В ходе исследований смотрели на его экспрессию в тканях пациентов и проводили корреляцию с их выживаемостью. И видели, что высокий уровень этого белка ведет к плохой выживаемости. То есть пациенты, у которых повышена экспрессия, быстрее умирают. Сейчас такую закономерность исследуют уже на молекулярном уровне. И на многих типах рака было показано, что наличие белка CD44 стимулирует прогрессирование опухоли.

Когда CD44 синтезируется, он состоит из блоков, которые называются экзоны. В норме у него один набор экзонов. А при переходе в опухолевую ткань этот белок начинает включать в свою структуру дополнительные экзоны. Они позволяют ему взаимодействовать с другими рецепторами на поверхности клеток, захватывать разные сигнальные молекулы и таким образом передавать сигналы внутрь клетки, например стимулируя ее рост, за счет чего, в частности, возникает резистентность к химиотерапии.

Какие виды рака мы изучаем

Наша научная группа изучает колоректальный рак и рак мочевого пузыря. Колоректальный рак — второй по встречаемости во всем мире из всех типов опухолей. А рак мочевого пузыря — на пятом месте. Кроме распространенности, их общие свойства — метастазирование и резистентность к химиотерапии.

Чем еще занимается наша лаборатория

У нашей лаборатории есть еще одно направление исследований — микрофлюидика. По своей сути это выращивание органа на чипе. Клетки сажаются на специальную подложку, через которую протекает культуральная жидкость по сети микроканалов. Имитируются условия, подобные организму человека. В этом направлении у нас уже есть некоторые успехи.

Что это за клетки? В перспективе — биопсийный материал пациентов. Как я говорила, не всегда можно предсказать, разовьется ли у пациента резистентность к тому или иному препарату. Можно взять у него биопсийный материал, вырастить эти клетки, причем в 3D, — получаются так называемые органоиды. На них можно налить химиопрепараты и измерить, каким будет ответ клеток. Тем самым можно ожидать схожую реакцию у пациентов.

Чем я горжусь

Всеми своими результатами, которые мы с коллегами получили. Потому что это очень тяжелый труд. Что видит читатель? Статью на десять страниц. А чтобы написать ее, нужны месяцы или даже годы работы.

О чем я мечтаю

Чтобы наша работа помогала людям. И чтобы мы разгадали секрет рака и наши данные пригодились для того, чтобы лечить пациентов. К сожалению, на данном этапе каждая опухоль лечится по-разному. В идеале хочется найти такой маркер, против которого действовало бы лечение в разных опухолях.

Если бы я не стала ученым

Я очень люблю природу и животных и, наверное, работала бы в каком-нибудь заповеднике.

С кем я хотела бы встретиться

С Розалинд Франклин — это ученый, которая внесла огромный вклад в изучение структуры ДНК. Это особенно актуально в работе молекулярного биолога. Например, я применяю метод CRISPR/Cas9, который напрямую редактирует ДНК. Без ее исследований это было бы невозможно.

Редактируют ли ДНК у человека

В большинстве стран, включая Россию, это запрещено. В Китае в 2018 году был громкий случай: ученый Хэ Цзянькуй применил метод CRISPR/Cas9 на близняшках, для того чтобы сделать их неуязвимыми к одному заболеванию. Все прошло успешно, детям на данный момент уже семь лет. Но ученого приговорили к большому штрафу и трем годам тюрьмы за нарушение закона.

В чем отличие нашей методики

Мы применяем метод CRISPR/Cas9 для того, чтобы смотреть, какой эффект возникает после включения или выключения конкретного гена. Это фундаментальные исследования, не прикладные. В целом система CRISPR/Cas9 может быть использована в организме, но здесь возникает много вопросов.

В целом, мне кажется, сама идея редактирования генома — это хорошая задумка, но нужно учитывать потенциальные побочные эффекты и, конечно же, этические аспекты. «Молекулярные ножницы» нацеливаются на один ген, но они также могут с некой вероятностью сесть и на другие гены, которые не должны включаться или выключаться. И возникает вопрос, насколько далеко можно зайти с таким редактированием без его негативного влияния на человека. Уверена, коллеги из этического комитета тщательно следят за ситуацией и найдут способы решить данный вопрос.

Как выглядит мой обычный день

Как правило, я прихожу на работу к 10 утра, иногда чуть позже, иногда чуть раньше. Зависит от того, какие эксперименты мне нужно поставить. Я веду лабораторный журнал, записываю план на день. Я считаю, что это обязательная часть деятельности каждого ученого: без лабораторного журнала через полгода ничего не вспомнишь. Если у меня есть вопросы по предстоящим экспериментам, я их задаю научному руководителю.

Также у нас еженедельно проходят научные семинары с научным руководителем и заведующим лабораторией. Мы обсуждаем запланированные эксперименты, результаты прошедших. После оформления плана большую часть времени занимает экспериментальная часть: работа с клетками, с микроскопом и так далее.

Кроме того, я выделяю себе время на написание статей, чтение научной литературы и обработку результатов. Это отдельное искусство — уметь обрабатывать данные, применяя для этого правильные методы. Мы работаем на стыке разных областей — биоинформатики и молекулярной биологии. Для обработки данных я использую язык программирования Python и специализированные программы, в частности Prism, ImageJ.

Бывает ли у меня выгорание

Не выгорать мне помогает переключение внимания. Допустим, ты ставишь эксперимент, он у тебя не получается. Ставишь снова и снова — не получается, и все. На помощь приходит разнообразие методов, которые мы используем. Можно поставить другой эксперимент, и, если он получится, уже проще дальше работать.

Чем я увлекаюсь, кроме науки

Я люблю велопрогулки, люблю кататься по Москве. Раньше я любила рисовать, сейчас нет времени, но иногда могу себе позволить. Когда я училась в школе, какое-то время ходила в художественный кружок. Но потом оттуда ушла, чтобы сосредоточиться на спорте.

Четыре года я занималась балетом, у меня третий детский разряд по спортивной гимнастике. Моим последним увлечением была легкая атлетика: спринт, прыжки в длину. Но также я очень много времени училась. В итоге поняла, что мне важнее именно учеба, и моя профессиональная спортивная жизнь сошла на нет.

Я люблю путешествовать. Люблю Дальний Восток. Была на Сахалине, во Владивостоке. В прошлом году мы с мужем побывали на Камчатке, в Кроноцком заповеднике. Это потрясающее место, меня оно очень вдохновило. Там находится Долина гейзеров — единственное место в России, где вообще можно увидеть гейзеры. Недавно мы ездили с нашими друзьями в Тулу. Город понравился, и пряники действительно вкусные!

Что последнее я читала и смотрела

Я люблю детективы. У меня есть небольшая коллекция Агаты Кристи. Недавно решила перечитать «Отцов и детей» — освежить в памяти и посмотреть, как меняется мировоззрение человека со временем. Когда мы в школе читали, я не замечала, насколько неуважительно Базаров общался с Кирсановым-старшим. А сейчас я перечитываю и понимаю, что это незрелое поведение.

Еще я недавно начала смотреть сериал «Йеллоустоун» про ковбоев с американского ранчо, у которых город, индейцы и приезжие предприниматели хотят отобрать их землю.

Совет молодым ученым

Не стоит ожидать моментальных, сиюминутных успехов, быстрых публикаций в крутых научных журналах. Я знаю людей, которые быстро разочаровывались, потому что у них не сбывались ожидания. Нужно иметь терпение.

Любимое место в Москве

Я очень люблю ВДНХ. Живу относительно недалеко и езжу туда на велосипеде. Бываю каждые выходные, объединяю спорт с природой и красотой. Там много музеев, в которые можно сходить и послушать интересные лекции. Можно и просто погулять, тем более что там рядом еще и Ботанический сад. Можно пройтись наедине со своими мыслями, чтобы произошла перезагрузка.