Українські біохакери: як молодь допомагає науковцям

Високий молодий чоловік у білому халаті і гумових рукавичках крапає розчин у десять зовні однакових пробірок. Тої ж миті рідина у них змінює колір з жовтого на синій. Усе це аспірант Дмитро Шитіков робить у повній тиші, а за його рухами уважно стежать ще п’ятеро молодих людей у халатах.

- Заключний етап експерименту – додаємо стоп-реагент, який зупиняє реакцію, і поміщаємо планшет для ІФА у спектрофотометр, - пояснює Дмитро. Ще через дві хвилини він сідає за комп’ютер і оголошує результат аналізу: концентрація антигену у сироватці крові становить 4,58 нг/мл, що є негативним результатом. Раку простати у нашого пацієнта нема.

Дмитро Шитіков – співробітник лабораторії патофізіології та імунології ДУ "Інститут геронтології ім. Д. Ф. Чеботарьова НАМН України", де й відбувалося дослідження.

Щойно проведений "імуноферментний аналіз" для нього – не проблема. Дмитро – молодий перспективний науковець, який досліджує проблеми старіння і подовження життя.

Ще студентом, увесь свій вільний час Дмитро проводив у цій лабораторії – вдень навчався в університеті, а ввечері сидів над пробірками і розчинами. Зараз він проводить лекції і експерименти для новачків.

"Інтерни" Дмитра, які регулярно відвідують подібні експерименти, – не науковці і навіть не професійні біологи. Це "біохакери" – люди, які, не маючи спеціальної освіти, цікавляться наукою і намагаються її робити доступнішою для звичайних українців.

Серед головних ентузіастів, які просувають в Україні ідею "громадянської науки" - Антон Кулага. Програміст за професією, Антон усього кілька років тому захопився біологією, пройшов кілька онлайн-курсів з цієї дисципліни (на Coursera і "Secret of life" на edx.org), і вже сьогодні на професійному рівні підтримує наукові дискусії.

Нещодавно Антон та його колеги приєдналися до популярного міжнародного руху "Do it yourself biology", який ще називають рухом "гаражних" або "кухонних" біологів.

"Народні" дослідники об’єднуються у групи, купують недороге лабораторне обладнання на інтернет-аукціонах, або знаходять лабораторію, де можна ставити експерименти. Цікаво те, що багато з них мають наукову цінність, а їхні результати публікуються в авторитетних міжнародних журналах.

Усі досліди українського гуртка "DІY biology" проходять в лабораторії патофізіології та імунології Інституту геронтології.

Крім освітніх проектів, українські "біохакери" роблять реальні внески у розвиток української науки. Цього року на платформі "Indigogo" команда "DІY biology" провела першу в Україні кампанію наукового краудфандингу.

"Народні науковці" зібрали більше 22 тисяч доларів для проведення експерименту на мишах з метою продовження тривалості життя, який вже триває у стінах Інституту геронтології.

Цей грант виявився найбільшим з отриманих лабораторією на наукові досліди за весь рік.

Дмитро Шитіков проводить експеримент, за яким спостерігають "наукові активісти"

Культури на матрацах

Вхід до Інституту геронтології "охороняє" вахтерка радянської "закалки" - старенька жінка у білому халаті і в’язаному береті.

- Ви куди? Запишіться у журнал, - кидає вона суворий погляд на журналістів, які прийшли на експеримент "біохакерів".

- Вони зі мною. Ми в лабораторію патофізіології та імунології до Ірини Пішель, - рятує нас молодий чоловік у светрі у веселу смужку і джинсах. Антон Кулага жваво веде нас довгими коридорами інституту, проводячи по дорозі короткий інструктаж.

- Пішель Ірина Миколаївна – це людина, на якій тримається лабораторія. У ній проводяться серйозні імунологічні та геронтологічні дослідження, які публікуються в міжнародних журналах з високим імпакт-індексом, - розповідає він.

Ми проходимо через темний коридор з безліччю вузьких дерев’яних дверцят по обидва боки. За ними - шафи з документами і дослідницькими матеріалами. З однієї з таких дверей раптово виходить акуратна жінка високого зросту з усмішкою на обличчі. Це Ірина Пішель, про яку щойно говорив Антон.

- Тут у нас "Нарнія" - показує жінка на "таємні" двері.

- Нарнія? – перепитуємо ми.

- Так ми називаємо нашу лабораторію для проведення ПЛР-аналізу (лабораторія "полімеразної ланцюгової реакції" - УП) – в ній дуже цікавий вхід, через шафу, - пояснює Антон.

Ірина Миколаївна довіряє йому провести екскурсію. Двері її лабораторії для "біохакерів" відкриті завжди. Молодих ентузіастів науковець вважає своїми помічниками.

Коридор лабораторії з багатьма дверцятами. За деякими з них - окремі приміщення для проведення дослідів, за іншими - зберігаєтьяс документація, пробірки

Антон веде нас всередину. З невеличкого передпокою потрапляємо у стерильне приміщення, на дверях якого прикріплено значок біозагрози. Це так звана "чиста лабораторія" високого ступеня захисту, де проводять аналізи ДНК і різні генні модифікації. Щоб працювати у ній, співробітники повністю переодягаються, а всі матеріали передають через спеціальне віконечко, яке з’єднує два приміщення.

- ПЛР має багато застосувань у різних сферах діяльності. Можна навіть проводити упізнання злочинця – коли є зразок крові чи слини і треба визначити ДНК. У нас нещодавно тут було заняття, на якому ми виділяли ДНК і виявляли вірус гепатиту, - розповідає Антон.

Він показує кілька приладів - ламінарний бокс, в якому створені стерильні умови для роботи зі зразками, і секвенатор – пристрій, який здатний зчитувати послідовність нуклеотидів у геномі. Можна визначати генетично модифіковані організми, а можна визначати генетичну схильність до тих чи інших захворювань.

У наступному приміщенні – лабораторія, де працюють з клітинними культурами. На підлозі стоять діжки з рідким азотом, в яких заморожують клітини. Самі "культури" містяться у спеціальних лотках, які на місцевому сленгу називають "матрацами".

Культури у діжці з рідким азотом

Пам’ять прозорої рибки

Разом з нами на цій екскурсії - Дмитро Новицький. Спеціаліст зі штучного інтелекту і нейромереж, працює доцентом в Московському фізико-технічному інституті і науковим співробітником у Київському Інституті кібернетики.

Дмитро займається вивченням питання пам’яті і мріє провести науковий експеримент з генномодифікованими рибками. Новицький хоче з’ясувати, як працює пам'ять людини і хребетних тварин.

- Пам’ять не має певного місця, як в комп’ютері, а фактично розподілена по всьому мозку. Ми візьмемо прозору рибку "zebra fish", введемо в неї генномодифікований білок, який світиться при опроміненні ультрафіолетом. Вийде рибка, що світиться. Якщо ми проведемо таку модифікацію із білками, що відповідають за пам'ять, то підсвічуючи цю рибку, зможемо дізнатись, в якій ділянці мозку, в які нейрони записується інформація, в який момент це відбувається, - пояснює він.

Дмитро Новицький пояснює суть експерименту "рибка"

Дмитро каже, що далі можна "гратися" з різними білками підбираючи різні з них і з’ясовувати, який білок за що відповідає, в яких випадках він активується.

Експеримент з рибками поки – на підготовчій стадії. "Біохакери" намагаються знайти хороший акваріум і замовити спеціальних лабораторних "прозорих рибок". Грошей потрібно небагато. Звичайний акваріум, де є дозатори корму, коштує від 1000 гривень.

- Ми плануємо опублікувати результати цього дослідження у серйозних наукових виданнях. Але є ще соціальна мета. Ми зможемо почати в Україні відпрацьовувати техніку генетичної модифікації. Звичайні люди теж зможуть тренуватись проводити генетичну модифікацію і робити багато цікавих відкриттів – наприклад, проводити генну терапію спочатку на мишах. Це лікує не тільки від спадкових, але й від багатьох звичайних захворювань, - каже Антон Кулага.

"Біохакери" визнають, що у цю лабораторію їх привело бажання перемогти старість. Саме цьому був присвячений їхній попередній експеримент, який зараз реалізується завдяки народному фінансуванню.

Досліджувати подовження здорового довголіття мишей вирішили, коли до лабораторії завітав французький біолог-дослідник та активіст кількох наукових організацій Едуард Дебонель, з яким у лабораторії вже були спільні дослідження. Під час дискусії народилася ідея перевірити комбіновану дію найбільш перспективних геропротекторних препаратів. І, більш того, було з чим працювати - у лабораторії була необхідна кількість тварин похилого віку.

- Едуард був готовий частково профінансувати експеримент за власні кошти, але їх все одно не вистачало, та й, чесно кажучи, дружина би його вбила. Так народилася ідея збирати гроші на краудфандинговій платформі, - розповідає Антон.

Він керував українською частиною кампанії, Едуард – французькою. Він також залучив до проекту одного з найвідоміших research adviser – американця, який переміг MPrize (Стівен Спіндлер).

- Старт був не особливо вражаючим. Боялися навіть, що зберемо лише пару тисяч і все. Але потім допоміг Фонд Мафусаїла і багато звичайних людей. В основному, американці, шведи. Мені було сумно, що так мало українців взяли участь у кампанії. Складається враження, що їм наплювати на те, що відбувається у науці. Ми писали у сотні українських ЗМІ, але вони нас не підтримали. Зате про нас писали такі світові журнали як "H+ Magazine", "Immortal life",- пригадує Антон.

Антон Кулага

Втім, за півтора місяці кампанія перевершила всі очікування – замість заявлених 15 тисяч доларів "біохакери" з України змогли зібрати більше 22. Тепер експеримент – у самому розпалі. На мишах з Інституту геронтології тестують 6 препаратів, які вже дозволено приймати людям. Усі вони – або перспективні, або вже доведені геропротектори ("захисники від старості").

- Ми зараз спостерігаємо за виживанням дуже старих тварин, котрим ми даємо з їжею комбінацію препаратів у порівнянні з контрольною групою. Також перевіряємо біохімічні показники крові, поведінкові реакції. Скоро почнемо давати препарати більш молодій групі. У результаті ми визначимо, яка комбінація ліків працює найкраще, а яка – гірше. Роботи вистачає, - пояснює Дмитро Шитіков, який безпосередньо займається експериментом.

Місце, де живуть злидні

Краудфандинг "біохакерів" – наразі майже єдине джерело фінансування експериментальних наукових дослідів у лабораторії патофізіології та імунології. Зокрема, зібрані гроші допоможуть витягти "з того світу" віварій інституту - місце, де живуть дослідні миші. Ірина Миколаївна жаліється, що держава не виділяє грошей на науку.

- Фінансування немає зовсім. Нас добровільно-примусово перевели на чотириденний робочий тиждень, оскільки в бюджеті нема грошей на зарплату. Реактиви не оплачуються, корми тваринам теж. Комунальні платежі – єдине, що теоретично поки оплачується, але в Інституту великі борги за світло, газ. Періодично нам погрожують це все відключити.

Єдине, чим заробляє лабораторія - це клінічні дослідження. Після проголошення незалежності лабораторія Інституту стала однією з перших, які працюють над дослідженням клінічних препаратів. На зароблені на аналізах гроші співробітники купують реактиви і годують піддослідних тварин. А сучасне обладнання закуповується за рахунок спонсорів.

Єдине, чим заробляє лабораторія Пішель - це клінічні дослідження

Ірина Миколаївна жартує, що за останні 10 років перетворилася на "професійного прохача" – 80% часу у неї йде на пошуки фінансування.

- В Україні – найдорожчі реактиви в світі. Одне антитіло, необхідне для досліду, у виробника коштує близько 400 євро. Якщо купувати в Україні, це коштуватиме 800 євро, тому що нашим державним установам заборонено купувати реактиви напряму у виробників – лише у посередників, які гарно на цьому заробляють, - каже Ірина Пішель.

Антон Кулага вірить, що українській біології може допомогти citizen science – громадянська наука.

- Цей рух відбувається в цілому світі. Людині без спеціальної освіти стає легше займатися наукою – можна пройти курс на Coursera, знайти недороге обладнання і робити досліди. Далі або наукова лабораторія відчиняє двері любителям, або вони самі скидаються, знаходять приміщення, разом купують обладнання і роблять досліди, - переконує він.