Дослідниця болю: Нана Войтенко про шлях у нейробіології, виклики у сфері науки та дослідження, які можуть змінити медицину майбутнього

Нана Войтенко — провідна українська науковиця в галузі нейробіології. Понад три десятиліття вона досліджує природу болю та розробляє ефективні методи його лікування. Одним із головних напрямків досліджень ученої є механізми виникнення та поширення болю, який спричинений запаленням і пошкодженням нейронів. Такий біль часто є супутником хронічних хвороб, як-от діабету. 

Наразі Нана та її команда працюють також над створенням біомімічних імплантів для відновлення пошкоджених нервових клітин — ця задача набула особливої актуальності з початком повномасштабної російсько-української війни.

В інтерв’ю медіа SPEKA в межах проєкту «НАУКОВИЦІ» від INSCIENCE Нана розповіла про свій науковий шлях, труднощі в науковій сфері, а також про дослідження, які мають потенціал кардинально змінити майбутнє медицини.

У мене з дитинства була мрія стати лікаркою. У школі я вчилась дуже добре — четвірки для мене просто не існували. Проте це не тому, що хтось тиснув: батьки не вимагали відмінних оцінок, я сама підписувала собі щоденник ще з третього класу. Просто була внутрішня планка — або відмінно, або ніяк.

Я виросла в Баку — це було дуже мультикультурне, живе місто, і мені неймовірно пощастило з вчителями. У мене був дуже сильний фізик та чудовий математик. Вони, по суті, зробили з мене ту, ким я стала. Біологія ж була для мене нудною, і вчила її я з примусу.

Після школи, яку закінчила із золотою медаллю, я вирішила вступати до Московського фізико-технічного інституту. У Баку вступити до медичного інституту без хабаря було неможливо — навіть із медаллю. А у фізтеху таких «знижок» не було — там медаль не давала переваг, усі складали повний набір складних іспитів. І це мені імпонувало — я знала, що обирають найкращих.

У фізтесі система була унікальна: 5–6 курси ми фактично працювали в реальних лабораторіях на кафедрах при науково-дослідних інститутах. Я вибрала кафедру в Києві — частково через особисті обставини: одружилася з киянином і розуміла, що житиму в Україні.

Так я потрапила у відділ Платона Костюка в Інституті фізіології ім. О.О. Богомольця — дуже сильну школу нейрофізіології, яка тоді вже мала зв’язки з міжнародною науковою спільнотою. Вони брали участь у конференціях за кордоном, багато спілкувалися з іноземними колегами, і вже тоді було зрозуміло, що наука — це міжнародна справа. Пам’ятаю, як Платон Григорович чи старші колеги одразу наголошували: якщо стаття — то лише англійською. Зараз це вже загальносвітовий тренд — open science.

Це, як часто буває в науці, було поєднанням випадковостей і внутрішнього інтересу. Коли я потрапила до відділу Платона Костюка, ми досліджували, як функціонують клітини нервової системи, а не безпосередньо біль. Та згодом він запропонував мені тему ускладнень нервової системи при діабеті. Ми почали вивчати, як змінюється болюва чутливість при цій хворобі — і це було дуже цікаво.

Ключовий момент стався, коли я поїхала на постдокторантуру до США — у лабораторію докторки Рандіч. Вона досліджувала саме нейропатичний біль, тобто такий, що виникає внаслідок пошкодження або дисфункції нервової системи.

Коли я повернулася назад до України, у мене виникла ідея порівнювати різні моделі хронічного болю: чи є в них щось спільне, які саме зміни в яких молекулярних механізмах відбуваються. І це лягло в основу моєї докторської дисертації, яку я захистила у 2004 році — якраз під час Помаранчевої революції. Пам’ятаю, як мені казали не робити обкладинку автореферату помаранчевою — раптом усе зміниться до моменту захисту. Проте все завершилося добре, і захист відбувся.

Завдяки гранту від Національного фонду досліджень уже третій рік ми з командою працюємо над створенням біомімічних імплантів для відновлення пошкоджених периферійних нервів [нерви поза спинним та головним мозком]. Це дуже важлива медична задача — особливо зараз, коли через війну багато людей отримують травми кінцівок. Коли м’язи ще можна якось «полагодити», то з нервами все складніше: якщо ділянка сильно пошкоджена, то її неможливо просто зшити.

Нерв — це, по суті, пучок аксонів [довгі, тонкі відростки нервових клітин], як багатожильний електричний кабель. Якщо втрачається частина цього «кабелю», аксони не знають, куди їм рости. Й ось тут ми пропонуємо вставляти спеціальні імпланти — такі, що імітують природну структуру нерва і спрямовують ріст аксонів у правильному напрямку. Ми показали дуже гарні результати на тваринних моделях, навіть у випадках пошкодження спинного мозку.

Паралельно із цим у нас ще один проєкт: ми працюємо зі специфічними кальцієвими каналами, які відіграють певну роль у передачі больового сигналу саме при діабеті. Разом із колегами ми використовуємо генетичні конструкції, вбудовані у вірусні оболонки, щоби блокувати ці канали саме в больових нервах. Це потенційно може допомогти позбутися хронічного болю при діабеті. Якщо цей проєкт завершиться успішно, це буде прорив у терапії такого болю.

Підписуйтеся на наші соцмережі

Я вважаю, що наука зробила значний поступ у дослідженнях болю, і ми постійно працюємо над тестуванням та впровадженням нових інноваційних методик. Наприклад, нещодавно мої колеги розробили підхід, який дозволяє впливати на нервові сигнали за допомогою спеціального вірусного конструкта. Його основа — вірусна оболонка, що містить генетичний матеріал молекули, яка є попередником (прекурсором) інгібіторного нейротрансмітера — гамма-аміномасляної кислоти (ГАМК). А ГАМК, як відомо, є одним із ключових «гальмівних» елементів у роботі нервової системи.

У нервовій системі існує тонкий баланс між процесами збудження та гальмування. Проте при хронічному болю цей баланс порушується — у бік збудження. У результаті нейрони в спинному мозку стають надмірно активними й починають посилено передавати сигнали до головного мозку. Це призводить до перезбудження нервової системи та підвищеної чутливості до болю — навіть на звичайні стимули.

Учені запропонували спосіб вплинути на цей процес. Для цього було здійснено ін’єкції вірусного конструкта безпосередньо в спинний мозок. Цей конструкт переносить генетичний матеріал прекурсора ГАМК до цільових клітин, фактично «заражаючи» їх. Так нейрони починають самостійно синтезувати молекулу ГАМК. У результаті збуджувальні нейрони починають виконувати функцію гальмівних, що дозволяє відновити баланс між збудженням і гальмуванням у нервовій системі та досягнути значного зменшення болю.

Цей метод спершу був успішно протестований в нашій лабораторії на мишах. Згодом наші чеські колеги повторили дослідження на свинях, підтвердивши біобезпечність підходу [здатність біологічного матеріалу або технології не завдавати шкоди людині, тваринам чи довкіллю]. А американські колеги — на приматах. Наразі вчені активно працюють над запуском клінічних випробувань.

Найскладніше в дослідженнях болю — це те, що їх неможливо повністю провести лише в комп’ютерній моделі. На жаль, поки ми не можемо обійтись без експериментів на тваринах. Хоча ми активно працюємо і з in silico-підходами [методи дослідження, які проводяться в комп’ютерному середовищі] та моделюємо процеси на комп’ютері, де тільки можемо.

Усі експерименти проводимо тільки на лабораторних тваринах, вирощених саме для цього, робимо все, щоб зменшити їхні страждання та дотримуємося етичних стандартів. Та це все одно морально важко.

Проте я завжди нагадую собі: ці дослідження — для того, щоби позбавити болю дітей, дорослих, людей, які інколи роками страждають від хронічного болю. Біль, особливо хронічний, часто не має очевидної причини — і від нього неможливо просто «позбутися». А наші дослідження допомагають знайти ті механізми, які стоять за цим болем, і потенційно пропонувати дієві рішення.

Був один дуже болючий момент. У 2021 році в Інституті фізіології, де я працювала на той час. відбувалися перевибори директора. Я висунула свою кандидатуру — мене дуже підтримувала молодь, з якою я довго працювала, допомагала з їхніми ініціативами, сприяла самоврядуванню.

Я програла з невеликим відривом: 42 % проти 57 %. Проте новий директор одразу сказав, що не зможе зі мною працювати. Почалося з вимоги передати йому всі мої гранти — це було неприйнятно. Потім він просто створив такі умови, що я була змушена піти з інституту.

Для мене це було ударом — я будувала свою лабораторію понад 30 років, вкладала в неї серце, зусилля, кошти, сучасне обладнання. Звісно, це не зникло повністю — мої колеги досі продовжують роботу, але я більше не можу бути там присутня повноцінно.

На жаль, дуже важко просувати зміни, коли управлінські рішення залишаються в руках людей, не готових і не відкритих до нового.

У 2021 році я очолила приватний заклад вищої медичної освіти «Акедемія Добробут» — це, мабуть, найризикованіше рішення. Якби не конфлікт в інституті, я навряд чи б на це зважилась. Проте тоді була гостра потреба в якісній, сучасній післядипломній освіті для медиків, і ми почали створювати цей новий освітній простір із нуля — з усіма ризиками: невідомо, чи дадуть ліцензію, чи будуть кошти, чи вдасться зібрати команду.

Та нам вдалося. І я дуже пишаюся нашою інтернатурою — вона справді одна з найкращих в Україні. Звісно, попереду ще багато викликів — хочеться створити й сильний науковий центр, але ми над цим працюємо.

Прямо в обличчя ніхто нічого не казав. Та були «кумедні» моменти. Коли я тільки приїхала до Києва й запитала, чим займаються у відділі, мені відповіли: «Жінки в нас — на культурі, хлопці займаються електрофізіологією». Я подумала, що «на культурі» — це щось типу культмасового сектора, свята організовують. А виявилося, що це культура клітин — вирощування клітин у стерильних умовах. І це тоді вважалося жіночою справою, бо, мовляв, жінки більш акуратні.

А складна електроніка, паяння мікросхем — це все було на хлопцях. Зараз усе змінилося: дівчата так само працюють із приладами, хлопці культивують клітини. Але тоді — так, існував певний «розподіл ролей».

Жінки в керівництві науки — досі, на жаль, майже виняток. Наприклад, серед директорів інститутів НАН України, наскільки мені відомо,  лише дві жінки, демографиня Елла Лібанова та онкологиня Любов Бучинська. У президії — теж жінок одиниці.

Іноді нам кажуть: «Та в нас стільки жінок у науці!». Проте їх багато не тому, що система рівна чи прогресивна. Просто зарплати мізерні, і багато чоловіків на них просто не погоджуються. Така ситуація абсолютно ненормальна. І поки вона не зміниться, говорити про справжню рівність — передчасно.

Чесно кажучи, молодь зараз не дуже йде в науку. По-перше, тому що це важкий шлях, який вимагає часу, енергії і віддачі — а результат не завжди гарантований. А по-друге — умови. Студенти приходять на практику, бачать лабораторії з 30-річними приладами, відсутністю світла, іноді навіть банальної чистоти — і не хочуть залишатися.

Щоб змінити це, потрібно змінювати інфраструктуру. Я вважаю, що варто провести аудит усіх наукових установ. Об’єктивно, у нас працює на світовому рівні не більше 10 % лабораторій. Інші — часто займаються профанацією. Тому треба підтримувати ті, хто дійсно працює на рівні сучасної науки, і вкладати гроші в розвиток, оновлення, грантові можливості.

У нас навіть немає бодай одного повноцінного біомедичного наукового центру, який виглядав би, як західна лабораторія. А молодь хоче перспектив. Вони хочуть бачити, що можуть зробити щось велике — інакше їдуть туди, де є умови.

Результат. Я дуже люблю бачити, як ідея, яку ти довго носив у голові, врешті втілюється у вигляді графіка, сигнала, цифри. Це радість, яку складно пояснити — ти отримуєш відповідь від природи. Навіть коли результат негативний, це все одно знання.

А ще наука — це спільнота. Це спілкування з людьми по всьому світу. Коли ти працюєш у команді, коли обмінюєшся думками з колегами з інших країн, коли разом рухаєш проєкти — це справжнє задоволення.

Так, я намагаюся знаходити час для себе. Дуже люблю подорожі. Люблю театр, концерти. Граю трохи на гітарі. Щороку взимку катаюсь на лижах — це обов’язковий ритуал. А ще я дуже люблю тварин — у мене вдома живе собака Кориця, ми її взяли з притулку. Вона — джерело тепла, підтримки й радості.

Перше — не здаватися. Іноді успіх не приходить швидко. Але якщо ти професіонал чи професіоналка, якщо ти дійсно добре знаєш свою справу — тебе ніхто не зможе зупинити.

І ще дуже важливо — знайти правильну лабораторію. Таку, де тебе підтримають, навчать, дадуть можливість зростати. Знайти «своїх» менторів та менторок — це справжнє щастя.

Матеріал було створено в межах проєкту «НАУКОВИЦІ», що реалізується громадською організацією INSCIENCE в рамках програми «ЄС за гендерну рівність: разом проти гендерних стереотипів та гендерно зумовленого насильства» (фаза 2) спільно зі Структурою ООН Жінки в Україні та UNFPA, Фондом ООН у галузі народонаселення за фінансування Європейського Союзу.

Зміст цього матеріалу є виключною відповідальністю громадської організації INSCIENCE та не обов'язково відображає погляди ООН Жінки в Україні, UNFPA, Фонду ООН у галузі народонаселення та/або Європейського Союзу.

Фото обкладинки: Дмитро Ларін/УП