5

Идти против общепринятых суждений

КЕМБРИДЖ – После того как я закончил аспирантуру в 1974 году, мне посчастливилось делать докторскую работу с Иудой Фолкманом из Гарвардской медицинской школы. У доктора Фолкмана была теория о том, что развитие опухолей можно остановить, отделив их от источника питания. Он предположил, что опухоль выделяет вещество, названное ангиогинезным фактором опухоли, которое воздействует на окружающие кровеносные сосуды, вынуждая их расти к ней, поставляя питание и удаляя отходы. Фолкман предположил, что процесс ангиогинеза имеет решающее значение для выживания опухоли.

Эта теория шла категорически вразрез с общепринятыми суждениями. Ученые, писавшие отзывы на гранты Фолкмана, заявили, что возникновение новых кровеносных сосудов вызвано только воспалительным процессом. Однако Фолкман был упорен и в конце концов доказал, что подобные химические вещества существуют. Сегодня, спустя четыре десятилетия, эти вещества были использованы для лечения более чем 10 миллионов людей с неоваскулярными заболеваниями, например с дегенерацией желтого пятна и различными другими формами рака.

Chicago Pollution

Climate Change in the Trumpocene Age

Bo Lidegaard argues that the US president-elect’s ability to derail global progress toward a green economy is more limited than many believe.

Я имел аналогичный опыт, когда работал в его лаборатории, пытаясь выделить первые ингибиторы роста кровеносных сосудов (которые являлись веществом с большим молекулярным весом). Это потребовало разработки биопроб, которые позволили бы нам наблюдать торможение роста кровеносных сосудов в присутствии опухоли.

Учитывая, что рост опухоли занимает несколько месяцев, разрабатываемые биосовместимые системы должны были медленно и непрерывно высвобождать в теле протеины и другие вещества с большой молекулярной массой – делать то, что, по мнению других ученых, было невозможно. Тем не менее, после двух лет работы, я обнаружил, что могу изменить некоторые типы полимеров, чтобы они могли высвобождать молекулы практически любого размера в течение 100-дневного периода.

В течение нескольких последующих лет многие авторитетные химики и инженеры данной области говорили, что наша работа должно быть ошибочна. Отрицательные отзывы имели практические последствия, ограничивая не только мою возможность находить исследовательские гранты, но и возможность находить работу на факультете (особенно учитывая, что работа имела междисциплинарный характер, что усложняло задачу вписать ее в работу одной университетской кафедры). Но я не отступал, двигаясь, шаг за шагом разбираясь с различными ключевыми вопросами – такими как биосовместимость, производство, воспроизводимость продукции и биологическая активность. Сегодня системы, основанные на этих принципах, были использованы для лечения более чем 20 миллионов человек.

Еще одна область, о которой я стал размышлять, была связана с созданием новых полимерных материалов. Работая в больнице, я обратил внимание на то, что практически все полимеры, используемые в медицине, были получены из бытовых объектов. Например, материалы, используемые в изготовлении женских поясов, используют для искусственных сердец из-за их хороших показателей гибкости. Полимеры для набивки матрасов используются в грудных имплантатах. Тем не менее, подобный подход часто приводит к возникновению проблем. Искусственное сердце, например, может послужить причиной формирования сгустков крови, когда та попадает на его поверхность – поясной материал – а эти сгустки в свою очередь могут послужить причиной инсульта и смерти.

Именно поэтому я начал думать, что нам необходимо найти альтернативу поиску материалов в повседневных условиях для решения медицинских проблем. Я считал, что исследователи могли взять на вооружение инженерно-конструктивный подход: сперва задать вопрос «Чего мы в действительности ожидаем от биоматериала с инженерной, химической и биологической точки зрения?», а потом синтезировать материалы исходя из выбранных характеристик.

И в качестве обоснования данного принципа мы решили синтезировать новое семейство биоразлагаемых полимеров для медицинских целей, названных полиангидриды. Первым шагом был выбор мономеров – строительных блоков полимера – которые были бы безопасны для человеческого организма. Затем мы синтезировали данные полимеры и обнаружили, что путем изменения их состава мы могли бы изменять время их нахождения в организме в диапазоне от нескольких дней до нескольких лет.

Мы с Генри Бремом, который теперь заведует отделением нейрохирургии в больнице Джона Хопкинса, считали, что мы можем использовать эти полимеры для локальной доставки лекарств при лечении рака мозга. Однако мне было необходимо собрать деньги для данного проекта, так что я написал заявки на получение гранта в правительственные учреждения, которые были рассмотрены другими профессорами. Их отзывы были крайне отрицательными.

На первую нашу заявку на получение гранта, в 1981 году, рецензенты сказали, что мы никогда не сможем синтезировать полимеры. Тем не менее, один из моих аспирантов синтезировал полимер для своей докторской диссертации. Мы снова отправили нашу работу на рассмотрение, и в ответ получили новый отказ в финансировании, поскольку они утверждали, что полимер будет вступать в реакцию с любым препаратом, который мы захотим доставить.

Несколько исследований в нашей лаборатории показали, что никаких реакций не наблюдается. Мы снова отправили предложение на рассмотрение, и его опять вернули с комментарием, что полимеры хрупки и будут ломаться. На этот раз несколько исследований были посвящены этой проблеме. Пересмотренное предложение вновь было отправлено для оценки, и на этот раз причиной рецензентов для отказа являлось то, что новые полимеры не будут безопасными для тестирования на животных и людях. Другой аспирант доказал, что полимеры были безопасны.

Подобные отзывы продолжали поступать в течение длительного времени, однако в 1996 году Управление по контролю за продуктами и лекарствами одобрило лечение – первый новый метод лечения рака мозга, одобренный за период в более чем 20 лет. Более того, одобрение Управлением локальной химиотерапии на полимерной базе создало новую парадигму в сфере доставки лекарственных средств, помогая проложить путь к стентам с лекарственным покрытием и другим системам локальной доставки.

Нечто подобное произошло, когда у нас с Джеем Воканти, хирургом Массачусетской неспециализированной больницы, в 1980 году возникла идея о том, чтобы объединить трехмерные синтетические полимерные сети и клетки для создания новых тканей и органов. Идея была встречена с большим скептицизмом, и, опять же, невероятных трудов составило получить рецензируемые гранты от правительства. Сегодня данная концепция стала краеугольным камнем тканевой инженерии и регенеративной медицины, ведущей к созданию искусственной кожи для пациентов с кожными ожогами или язвами, а однажды и, надеюсь, к созданию многих других видов тканей и даже органов.

Fake news or real views Learn More

Мой опыт сложно назвать уникальным. На протяжении всей истории ученым не раз приходилось бороться с общепринятыми суждениями, чтобы проверить свои открытия. В наше время открытие Стенли Прузинером прионов, выводы Барри Маршала и Робина Уоррена о том, что бактерии тоже могут вызывать язвы органов пищеварения, а также определение Дэном Шехтманом структуры квазикристаллов являются лишь несколькими примерами (и каждый из них получил Нобелевскую премию за свои исследования).

Уроки просты для понимания, однако сложны в освоении: не верьте всему, что вы читаете, будьте готовы бросить вызов догме и не забывайте, что вы можете заплатить за это карьерным ростом в краткосрочной перспективе, даже если вы правы в своих суждениях. Однако плоды научных открытий стоят того: технологии развиваются, а мир может стать гораздо лучше.