Наука в Казахстане была и есть - Зарина Шульгау

В последние годы мир изменился. Знания, владение информацией и технологиями становятся все более важными ресурсами в современном обществе. И наука вносит значительный вклад в производство знаний, способствует развитию и помогает странам быть конкурентоспособными в глобальной гонке. В казахстанском обществе ценность образования и научных знаний является одной из приоритетных. Об этом и о многом другом в своем интервью журналисту Elorda.info рассказала старший научный сотрудник National Laboratory Astana (NLA) при NU Зарина Шульгау.  

- Расскажите о себе и о том, как вы пришли в науку и что повлияло на ваше решение стать ученым?

Думаю, что такие черты характера, как природное любопытство, наблюдательность и жизнерадостность, присущие мне с детства, очевидно, послужили основой для формирования «исследовательского» типа личности. Далее, обучение в Томском медицинском институте было нацелено на формирование исследователя в области фундаментальной медицины. Настоящая высоконаучная атмосфера, доминировавшая на протяжении всех лет в окружении известных ученых–преподавателей и ориентированных именно на науку однокурсников, позволила и мне определить основной ориентир в профессии. Решение стать ученым было не спонтанным, а постепенно предопределенными особенностями характера и окружающей средой. Я воспринимаю это, как закономерность.

- Над каким(ми) проектами и в какой области вы работаете?

Я являюсь исследователем в области фармакологии и токсикологии биологически активных субстанций. Области научных интересов: экспериментальная фармакология веществ природного и полусинтетического происхождения, геронтология, биологические модели на лабораторных животных, биоскрининг, реология крови.

В настоящее время я работаю над следующими проектами:

1) Поиск средств фармакологической коррекции синдрома повышенной вязкости крови, ассоциированного с эндокринной патологией;

2) Поиск среди био- и синтетических антиоксидантов новых биологически активных субстанций способных тормозить развитие фиброза легких;

3) Разработка новых структурных аналогов гипогликемических препаратов на основе функциональных производных 3-аминопиридонов и оценка их противодиабетической активности;

4) Разработка новых производных 3-аминопиридона с потенциальной геропротекторной активностью.

- Почему ваши исследования важны и какую проблему они могут потенциально решить, или внести вклад в решение проблемы?

Почему возник интерес в отношении гемореологических исследований? Во-первых, потому что решение этого вопроса – моя первая научная любовь. Моя кандидатская диссертация была посвящена разработке гемореологического препарата на основе изофлавоноидов из маакии амурской. Тема диссертации звучала следующим образом: «Влияние экстракта Maackia amurensis на реологические свойства крови, гемостаз и функциональную активность эндотелия при экспериментальной овариоэктомии». Во-вторых, существует огромная нерешённая проблема возникновения гипервязкости крови у большого числа пациентов. В клинических ситуациях, ассоциированных с эндокринной патологией, таких как сахарный диабет, метаболический синдром, менопауза, наблюдаются активация оксидативного стресса и гемореологические расстройства, приводящие к формированию синдрома гипервязкости крови, возрастает агрегация и снижается деформируемость эритроцитов, отмечается значительный рост сердечно-сосудистых заболеваний.

Сведения о возможности предотвращать негативное влияние липидной пероксидации на реологические функции эритроцитов с помощью антиоксидантов побудили нас к поиску перспективных гемореологических препаратов среди природных антиоксидантов – полифенолсодержащих экстрактов и гетероциклических соединений с антиоксидантными свойствами.

Актуальность второго проекта обусловлена тем, что интерстициальные заболевания легких часто связаны с развитием хронического фиброза. Эти заболевания клинически характеризуются прогрессирующей одышкой, кашлем, рестриктивной физиологией и нарушением газообмена. У людей проявляется множество типов фиброзных заболеваний легких. Многочисленные клинические данные свидетельствуют о высокой частоте исхода перенесенной пневмонии в фиброз легких. Поиск лекарственных средств, действие которых могло бы корректировать фибротические и воспалительные остаточные явления в легких можно считать, безусловно, актуальным.

Известно, что одним из подходов к терапии идиопатического фиброза легких является использование антиоксидантных препаратов, так как нарушение баланса в системе оксиданты/антиоксиданты играет важную роль в процессах повреждения и воспаления легких. Поэтому мы сосредоточили наше внимание на фармакологически активных субстанциях, исходно обладающих способностью снижать уровень оксидативного стресса в тканях, поскольку оксидативный стресс является серьезным отягощающим фактором для фиброза легких.

В ходе реализации данного проекта среди биоантиоксидантов (растительные полифенолы – кверцетин, концентрат полифенолов винограда, экстракт черники, брусники, голубики, клюквы) и синтетических антиоксидантов (гетероциклических соединений) путем скрининга были идентифицированы соединения с антифибротическим эффектом.

Недостаточная эффективность и безопасность существующих лекарственных препаратов, стандартно использующихся в терапии сахарного диабета второго типа, глобально выражается в отсутствии снижения показателя смертности пациентов от сахарного диабета и его осложнений. Это обстоятельство и явилось побудительным мотивом для поиска новых лекарственных средств.

Основная гипотеза данного проекта: в ряду производных тиомочевины и тиазолидина на основе 3-аминопиридонов (синтез которых разработан нами ранее) могут присутствовать субстанции, обладающие значимым противодиабетическим потенциалом. Противодиабетический потенциал предполагается оценить в тестах in vivo и in vitro, которые позволят получить объективное представление о наличии или отсутствии терапевтического потенциала у новых соединений.

Под «геропротекторной активностью» понимается совокупность эффектов, оказываемых исследуемыми субстанциями в условиях in vitro (сенолитическое действие, стимуляция аутофагии в культурах с фенотипом клеточного старения) и in vivo (коррекция проявлений метаболического синдрома у крыс – пример возраст-ассоциированной патологии). Проблема отсутствия клинически доказанных геропротекторных препаратов отчасти определяется слишком небольшой базой доступных биологически активных субстанций, проявляющих in vitro сенолитическую активность и стимулирующих аутофагию на моделях клеточного старения и способных in vivo предотвращать или тормозить развитие возраст-ассоциированной патологии. Аминопиридоны представляют собой класс гетероциклов с относительно высокой вероятностью проявления биологической активности. Среди них выделяются 3-аминопиридоны, для которых зафиксированы антиоксидантные и цитопротекторные эффекты (эти эффекты можно считать предвестниками сенолитического действия). Предполагается, что цитопротекторные свойства, способность сдерживать развитие оксидативного стресса и гипергликемии в клеточных культурах, выявленные ранее у производных 3-аминопиридона, могут предопределять геропротекторный потенциал, а скрининг новых производных позволит выявить соединения-лидеры по данным характеристикам.

Гипотеза проекта: на основе 4-метил-(арил-, гетарил) замещенных 3-аминопиридонов вероятен синтез новых производных с выраженными геропротекторными свойствами. Проект направлен на решение проблемы недостатка субстанций с геропротекторной активностью, перспективных для клинических исследований.

Цель данного проекта: на основе биологически активных производных 3-аминопиридона синтезировать молекулы-лидеры с потенциальной геропротекторной активностью, подтвержденной экспериментально in vitro и in vivo.

Разработка методов введения в структуру 3-аминопиридона новых фармакофорных групп гипотетически позволит усилить биологическую активность и синтезировать оригинальные, новые объекты с геропротекторным потенциалом. В условиях экспериментов in vitro на клеточных культурах с ускоренным старением и in vivo на модели метаболического синдрома у крыс предполагается выявить соединения-лидеры с доказанным потенциалом геропротекторной активности.

- Насколько проблема актуальна для Казахстана и/или для мира?

Об актуальности каждой из решаемых нами проблем мы поговорили выше. В общем и целом, хотелось бы отметить, что решение проблем экспериментальной биологической науки в стране актуально. И решение даже небольшой экспериментальной задачи помогает развивать и поддерживать научную экспертизу и навыки для исследователей.

- Можете ли поделиться результатами, промежуточными результатами и/или ожидаемыми результатами проекта(ов)?

Выраженную гемореологическую активность в условиях скрининга на модели гипервязкости крови in vitro проявили концентрат полифенолов винограда, экстракты голубики, черники и клюквы. Гемореологическую активность в условиях скрининга на модели СПВК in vitro проявили ряд синтетических гетероциклических соединений. Наиболее выраженную гемореологическую активность в условиях ex vivo при курсовом внутрижелудочном применении проявили концентрат полифенолов винограда, экстракты голубики и черники. Гемореологическую активность полифенольных экстрактов как наиболее активных гемореологических субстанций изучали на экспериментальных моделях in vivo – экспериментальном сахарном диабете, недостаточности половых гормонов, и экспериментальной модели метаболического синдрома. Полифенолсодержащие субстанции способствуют снижению вязкости крови на всех исследованных экспериментальных моделях гипервзякости крови. Кроме того, было определено, что полифенольные экстракты обладают остеопротекторным действием на экспериментальной модели остеопороза, органопротекторным действием в отношении поджелудочной железы и почек на экспериментальной модели сахарного диабета.

В результате проведенных работ была воспроизведена модель фиброза легких, оптимальная для тестирования субстанций по уровню торможения фибротических процессов в легких. Проведены работы и получены результаты по оценке антифибротического действия биоантиоксидантов (растительных полифенолов винограда, черники, голубики, клюквы и брусники) и синтетических антиоксидантов (гетероциклических соединений) на экспериментальной модели фиброза легких. Исследование продемонстрировало потенциальные антифибротические эффекты экстрактов полифенолов винограда, черники, голубики, клюквы и брусники, определяемые полуколичественной гистологической оценкой, на экспериментальной модели фиброза легких у крыс, индуцированной интратрахеальным введением блеомицина. Таким образом, применяемые в эксперименте экстракты ягод и производные пиридина обладают однонаправленным противовоспалительным и антифибротическим эффектом, улучшая локорегиональную гистоархитектонику ткани легких.

Результаты исследований опубликованы в следующих работах:

Для последующего изучения и оценки противодиабетической активности новых тиомочевинных и тиогидразидных производных на основе 3-аминопиридонов были осуществлены постадийные синтезы их получения. Проведены работы по оценке противодиабетической активности новых 1,3,4-тиадиазольных производных на основе 3-аминопиридонов. Проект продолжается, надеемся получить обнадеживающие результаты.

Наработаны исходные 4-фенил-(тиенил-), 6-метилзамещенные 3-аминопиридоны и далее на их основе реакцией восстановительного аминирования с рядом ароматических альдегидов соответствующие 3-(арилметил)-6-метил-4-фенил) пиридин-2(1H)-оны. На основе полученных ранее 3-(арилметил)-6-метил-4-фенилпиридин-2(1H)-онов осуществлены химические модификации по реакции Эшвайлера-Кларка с получением третичных (N-бензил-N-метиламино)-6-метил-4-фенилпиридин-2(1H)-онов.

С полученными новыми оригинальными производными 3-аминопиридонов проведен скрининг по способности проявлять антиоксидантную активность в тесте с DPPH-радикалом. Выявлено, что у соединений класса 3-(арилметил)-6-метил-4-фенил) пиридин-2(1H)-оны с различными арильными заместителями есть потенциал антиоксидантной активности. Данный проект находится в самом начале его реализации.

- Ваше мнение о развитии науки в Казахстане.

Я считаю, что наука в Казахстане была и есть сейчас. Наука в Казахстане не просто восстанавливается после периода развала и упадка, но и неотвратимо развивается как часть глобальной цивилизационной тенденции.