Науковець Прикарпатського університету запатентував молекулу, яка здатна покращувати пам’ять і ефективність навчання. Патент науковцю-біохіміку видали у США. Перед тим він отримав патент Німеччини, де працював над дослідженням з групою інших вчених. На черзі – патенти інших країн ЄС і Австралії.
Виявлена молекула, стверджує вчений, дає змогу не тільки покращувати пам’ять і здатність вчитися, але й продовжувати життя, в тому числі модельних об’єктів із синдромами Альцгеймера і Паркінсона, ще й давати їм шанс на покращення їхнього стану.
Знайомтесь: науковець-біохімік, доцент кафедри біохімії та біотехнології факультету природничих наук Прикарпатського національного університету імені Василя Стефаника Олег Лущак.
«Гуцульська молекула»
Їм’я їй – родіола рожева. Росте ця чудо-рослина не тільки в Українських Карпатах. Однак саме карпатська родіола, як згодом виявилося, дає один із найкращих результатів.
Рослини, які ростуть в екстремальних умовах, мають здатність виробляти молекули, які дають їм змогу захищатися від шкідливих факторів навколишнього середовища.
Біохіміки Прикарпатського університету встановили, що карпатська родіола може продовжувати тривалість життя і продовжувати здорове довголіття. Тож вирішили перевірити, як додавання родіоли в їжу, впливає на здатність організму навчатись і запам’ятовувати.
Ця божевільна ідея, розповідає Олег Лущак, виникла у 2008 році. Вже наступного року науковець отримує грант і їде перевіряти ідею на кафедрі нейробіології університету міста Вюрцбург, Німеччина.
Вже перші експерименти показали, що додавання порошку родіоли рожевої до харчового раціону личинок дрозофіли покращувало їхню здатність вчитись.
Для подальших експериментів вчені закупили зразки родіоли з різних куточків світу, а також біологічно активні харчові додатки на основі родіоли. Через два роки експериментів встановили, що саме карпатська родіола дає найкращий результат.
Далі вчені замислилися на тим, що саме в рослині має такі властивості. Очевидно, що це була якась молекула. Але знайти її серед мільйонів інших – це навіть не те саме, що знайти голку в копиці карпатського сіна.
Бертрам Гербер, професор нейробіолог, з яким працював Олег Лущак, сказав, що шанси це зробити надзвичайно мізерні. Крім того, молекул дуже багато, і такий ефект можуть давати декілька молекул разом у взаємодії.
«Ми поділили рослинний матеріал на фракції і виявили, що одна з фракцій дає бажаний нам ефект. Це звужувало коло пошуку. Звернулись до хіміків-аналітиків, які за допомогою дорогих аналітичних приладів з’ясували, що в цій фракції є. І вони виявили частину молекули, яка могла мати такі властивості. Далі до справи взялися хіміки-синтетики, які синтезували кілька десятків модифікацій цієї молекули. За два роки ми протестували ще близько 50 різних модифікацій цієї молекули на дрозофілах і знайшли одну молекулу, саме ту єдину! Це було відкриття!» – розповідає Олег Лущак.
Патент
Далі постало питання перевірки дії молекули на ссавцях. Для експерименту порівнювали поведінку кількох груп мишей. Молодих, старих і старих, що споживали дієту з додатком молекули. За два тижні побачили, що старші особини, які споживали цю дієту, були значно ближчі за показниками ефективності навчання до молодої групи. Тобто, вчені чітко побачили здатність молекули покращувати ментальне здоров’я в особин старшого віку.
Своє відкриття вчені, які працювали над дослідженнями, а це науковці кількох європейських університетів, у тому числі й ПНУ, запатентували спершу в Німеччині, а нещодавно у США.
«Незважаючи на успіх було і дещо втрачено. Був реальний шанс мати повністю український патент. Однак, довелось робити дослідження не в Україні. По-друге, я не мав можливості фінансово забезпечити своїх 5% заявки і підготовку відповідних документів. Єдиним виходом було погодитись віддати 66% інституту Лейбніца. Я отримав 1,3% патенту. Але працюємо далі і сподіваємось на адекватну підтримку подібних проєктів в Україні. Поки що в наших реаліях приходиться займатись всім, крім науки», – розповідає Олег Лущак.
Від дрозофіли – до Паркінсона і Альцгеймера.
Вчені кафедри біохімії ПНУ не зупиняються на отриманому патенті. Ідей, знову ж таки божевільних, дуже багато. Науковці вже встановили, що ця молекула продовжує тривалість життя у модельних об’єктів, хворих на хворобу Паркінсона або Альцгеймера. Вони живуть довше, причому не просто довше – у них зберігається мобільність, іноді покращується репродуктивна здатність, рухливість – що є результатом взаємодії нейронів мозку і м’язів.
Це ще треба перевірити на складних об’єктах. Але для цього потрібно більше часу і коштів.
Родіола проти Рапаміцину.
Родіола рожева – червонокнижний вид, і Олегу Лущаку вже закидають, що він може сприяти знищенню цієї рослини в Карпатах. Вчений стверджує, що навпаки має ідею відновити популяцію цієї рослини і вирощувати її в промислових масштабах. Це був би найбільш рентабельний агробізнес, із прибутком, якого не може дати жодна агрокультура.
Інша божевільна ідея – зробити бактерії, які вироблятимуть цю молекулу. Тоді рослину в Карпатах можна було б взагалі не чіпати. Цих бактерій, каже Олег Лущак, можна було б підсаджувати в кишківник людини. Вживати, як йогуртові бактерії після прийому антибіотиків. Ідея божевільна, але цілком реальна, каже вчений. І цією ідеєю вже зацікавилися німці.
З родіолою рожевою пов’язаний ще один цікавий момент. На світовому конкурсі стартапів, представляючи Україну, Олег Лущак порівняв її із найвідомішим на сьогодні геропротектором Рапаміцином, який було виділено з бактерій, що живуть на острові Рапа-нуї.
Порівняння показали, що однакові концентрації Рапаміцину, і родіоли продовжують тривалість життя в середньому на 20-30 %. Однак Рапаміцин має побічний ефект – він пригнічує імунну систему. Людина живе довше, але зростають ризики розвитку ракових захворювань і тд. В той час, як побічних ефектів від прийому молекули родіоли не виявлено. Але найголовніше для більшості потенційних споживачів, каже Олег Лущак, це ціна. Рапаміцин в 10 тисяч! разів дорожчий.
Однак цей стартап не був належно оцінений, каже вчений. Може й на краще, – додає він з оптимізмом.
«Ми будемо досліджувати її властивості, адже наше відкриття дає нам і людству додаткові перспективи!»
Віддані улюбленій справі – науці.
Вони посміхаються і гріють в мікрохвильовці банку якоїсь суміші пшеничного кольору. Студенти, які вчаться на кафедрі біохімії та біотехнології ПНУ. Кажуть, це їжа для дрозофіл. Трохи кукурудзяної крупи, дріжджів і цукру. Все зважено до грама. Дрозофілам потрібен відповідний режим, який студенти їм забезпечують: їжа, спокій, сон, температура. А собі вже, як вийде, – жартують дівчата.
Їх не треба заганяти в лабораторію, каже Олег Лущак. Їх неможливо звідти вигнати. З абітурієнтами сьогодні туго, каже вчений. Їх лякають тим, що на біохімії ПНУ важко вчитися і там вимогливі викладачі. Зате приходять саме ті, хто знає, чого хоче. Вони мають чіткі цілі і амбіції.
«Ми готуємо людей, які вміють думати. Вони не стануть обов’язково науковцями, але вмітимуть думати. На моїх дисциплінах немає конспектів лекцій. Все на практиці. Починаючи з простого, вчимо, як правильно будувати експеримент, як писати наукову статтю. Спочатку їм важко, але згодом самі приходять до лабораторії: хочу робити експеримент».
Під керівництвом Олега Лущака працюють понад 15 осіб. За західними мірками, каже вчений, це дуже велика наукова група. Серед них студенти різних курсів, магістри, аспіранти, майбутні випускники.
Шість років він працював за кордоном і мав усі шанси залишитися там. Науковець отримав випробувальний термін на професора в одному із найстаріших університетів світу та одному з найпотужніших дослідницьких університетів Німеччини – Гайдельберзькому університеті імені Карла Рупрехта. Після першого ж звіту випробувальний термін було скорочено до трьох років. Він мав шанс отримувати 10 тисяч Євро зарплати щомісяця і сто тисяч Євро на рік на дослідження. Але повернувся.
«Я зрозумів, що це не те, чого я хочу. Можливо, завдяки татові, дідові – це зобов’язання перед країною, яка мене виховала. А ще, дивлячись на цих студентів, з якими я працюю, я думаю: воно того варто!»
Нехай і в лабораторії, яка поки що технічно не є лабораторією мрії. На деякі реактиви чи обладнання доводиться чекати по кілька місяців, а потрапивши до України з-за кордону, воно одразу стає вдвічі дорожчим. Але є співпраця з науковцями з інших країн світу, з’являються потужні можливості. Є також максимальна підтримка ректора університету. Хотілося б науковцям мати і більше підтримки від держави.
«У нас найкраща кафедра в Україні. Працівники багатьох діагностичних центрів Івано-Франківська вчилися у нас. Коли ви платите гроші за аналізи, маєте знати, де вони навчилися їх робити. Унікальність цієї кафедри – тут працюють віддані науці люди».
Володимир Гарматюк (пресслужба ПНУ)