Инновации на лабораторном столе
Владимир Сычёв, STRF.ru
Любой живой организм, в том числе и человек, – биосенсор, реагирующий на изменения окружающей среды – чистоту воздуха, качество пищи и воды. Но многие организмы улавливают наличие опасных для здоровья факторов гораздо быстрее «венца природы», так что у биологов давно возникла идея использовать их сенсорные способности, чтобы сохранять здоровье людей. Новые методики биотестирования, разработанные на биофаке МГУ, уже могут применяться на практике.
Живые организмы издавна применяются для целей тестирования. Тест Эймса на генотоксичность, проводимый на бактериях, уже стал классическим. А с помощью ветвистоусых рачков-дафний экологи научились эффективно определять степень загрязнённости водоёмов. Но окружающая среда благодаря воздействию человека быстро меняется и, как правило, не в лучшую сторону. Поэтому задача по разработке всё более совершенных, точных, быстрых способов тестирования, которая ставится перед учёными, актуальности своей ещё долго не потеряет.
«У нас в стране просто необходимо вводить новые методики биотестирования, дополняя ими традиционные способы анализа, – говорит Наталья Присуха, руководитель межкафедральной лаборатории биологического тестирования, созданной два года назад на базе кафедры физиологии человека и животных биофака МГУ. – В области производства пищевых продуктов и лекарственных веществ России надо ужесточать контроль качества – как исходной продукции, так и компонентов сырья. Ведь вместо бывшей системы ГОСТов теперь используются технические условия (ТУ), которые каждый производитель разрабатывает фактически для себя. Как эти ТУ соотносятся с безвредностью того или иного продукта – большой вопрос».
Применяемые в производственных лабораториях физико-химические или микробиологические методы контроля, как выясняется, не всегда могут дать адекватную картину действия того или иного вещества на весь организм в целом. Вдобавок многие материалы как природного, так и синтетического происхождения являются многокомпонентными, что ещё более затрудняет их стандартизацию. Вот здесь и проявляется главное преимущество биологических объектов, с которыми работают в МГУ, перед традиционными методиками тестирования: они позволяют оценить воздействие вещества на уровне всего организма.
Точность и поточность
Практически все сотрудники биофака МГУ в той или иной мере используют в своей деятельности методы тестирования биологических объектов – как широко известные, так и собственные оригинальные разработки, многие из которых уникальны. В настоящее время сотрудники факультета владеют без малого двумя сотнями методик лабораторного анализа. Объединить их в своеобразную батарею тестов, продумать, как применить их не только для научных, но и для вполне прикладных нужд, сделать из элемента исследования услугу – такие задачи были поставлены перед новым подразделением – межкафедральной лабораторией биологического тестирования.
Перечень тестов, уже проводимых лабораторией, включает полтора десятка методов проверки веществ – от выявления их гено-, цитотоксичности, антиоксидантной активности и других биохимических параметров вплоть до изучения влияния веществ на поведенческие реакции. По словам Натальи Присухи, применяемые в стенах лаборатории методы тестирования, в том числе созданные в ней экспресс-тесты, могут успешно заменить ряд существующих в настоящее время экспериментов на млекопитающих, поскольку биофаковские разработки и сравнительно дешевле и отличаются от прочих способов малым временем постановки и проведения опытов. Сочетание новых технологий и проверенных временем методов даёт возможность создавать гибкую систему тестирования, позволяющую оценить качество конкретного препарата наиболее полно и быстро.
Такую возможность, к примеру, предоставляет уникальная методика исследования действия минимальных концентраций химических препаратов на пролиферацию и дифференцировку клеток – «Морфотест». Биологическая модель этой системы – регенерация головной части тела пресноводных плоских червей планарий. На этот процесс влияют самые разные химические факторы внешней среды: тяжёлые металлы, пестициды, различные нейротропные препараты, стероидные и пептидные гормоны, другие биологически активные вещества. Соответственно, даже малая доля какого-либо из перечисленных веществ препятствует нормальному протеканию регенерации. На сегодняшний день, как утверждают исследователи, данный метод является самым чувствительным среди известных.
«Альтернативные тесты в основном рассчитаны на поточное тестирование сырья и готовых форм, – рассказывает Наталья Присуха. – Их нетрудно воспроизвести на любом предприятии в рамках лабораторий по контролю качества. Мы можем подготовить соответствующих специалистов, и у нас уже есть программы обучения их работе в экспресс-лабораториях, созданных непосредственно на базе производителей».
В списке объектов, на которых можно проводить тестирование, – молекулярные системы, клеточные культуры, позвоночные животные; соединения как натуральные, так и искусственно синтезированные, применяемые в пищевой и фармацевтической промышленности, косметологии, бытовой химии.
Живая ли вода?
Что же до конкретных примеров исследования, то сомнения в качестве некоторых продуктов нашли неожиданные подтверждения.
Экспериментаторы взяли биологическую добавку, которая, как уверяет реклама, улучшает состояние сердечно-сосудистой системы. Опробовали её на куриных эмбрионах – и вместо ожидаемого сосудорасширяющего эффекта получили прямо противоположный результат. Более того, продолжая выяснять уже на крысах свойства добавки, физиологи обнаружили у подопытных животных цирроз печени. Причиной тому – плохая очистка растительных компонентов, являющихся основой биодобавки.
Другой эксперимент – не менее впечатляющий. Тестировали минеральную воду той марки, что продаётся на каждом углу. Содержимое бутылок одной из партий резко – на сорок процентов – тормозило регенерацию планарий. Учёные стали выяснять, из какой скважины разливалась минералка. Оказалось, источник располагается на месте старого кладбища вблизи Красногорска.
Не боясь ошибиться, можно предположить: производители и того и другого продуктов и не думали тщательно их тестировать, невольно предоставив обычным людям возможность побывать в роли биосенсоров. А вот методики университетских биологов оказались бы весьма кстати. Иначе получается, как в лотерее: принял разрекламированное снадобье, запил минералкой – и будь здоров… если повезёт.
Как студентам заработать на курсовых?
Костяк лаборатории биологического тестирования составляют десять человек: научные консультанты, менеджеры, специалисты по работе с клиентами, а также собственно исполнители. Но поскольку проект изначально задуман как междисциплинарный, то для каждой серии исследований подключаются дополнительные экспериментаторы – ихтиологи, эмбриологи, нейробиологи, другие специалисты. В той или иной мере с лабораторией взаимодействуют сотрудники большинства из 26 кафедр биофака.
Активной частью коллектива стали и студенты. Коммерческая привлекательность проектов лаборатории играет не последнюю роль: «Даже курсовая может положить начало исследованиям, способным выйти в коммерческую плоскость, – говорит Наталья Присуха. – Студент, занимаясь курсовой работой, получает деньги за исследовательскую деятельность – почти стипендию в неделю».
Бизнес-тест
Задумывая межфакультетскую лабораторию, биофаковцы хотели использовать научный потенциал факультета, свои инновационные разработки в области биотестирования с точки зрения их коммерческого применения.
«Конечно, мы ищем контакты в бизнес-среде, – говорит руководитель лаборатории. – Методическую базу для проведения биотестов мы создали, прошли лицензирование. Нам необходимы заказчики. К сожалению, деньги от бизнеса очень часто поступают тем, кто даёт хорошую рекламу сомнительным вещам. Дело доходит до финансовой поддержки экстрасенсов. Это же безумие! Чтобы не обмануть людей, нельзя халтурить. Нельзя вызвать сотрудника и сказать: “Напиши так, как нравится заказчику”. Профессиональная гордость не позволит учёным так себя вести. Традиции, заложенные на биофаке различными школами, довольно сильны. Да человек и не сможет сфальсифицировать результаты: если испытуемый препарат попросту не действует – он так и напишет».
Лаборатория уже сейчас готова принимать заказы на биотестирование. Для проведения опытов на потоке есть всё – широкий арсенал качественных методик, квалифицированные специалисты, авторитетный бренд биофака. Экспертные заключения, выносимые сотрудниками межкафедральной лаборатории, дорогого стоят – не столько в прямом, денежном, смысле, сколько в плане репутации.
Независимость вердиктов как услугу можно дорого продавать, но и поддержка её требует усилий со стороны учёных. Поэтому они тоже должны пройти своеобразный тест бизнесом. Мы, в том числе как простые потребители, напрямую заинтересованы, чтобы биологи с ним успешно справились.
Портал «Вечная молодость» www.vechnayamolodost.ru
11.02.2008