По следам лауреата премии "Колба"
Как мы писали ранее, в этом году прошло награждение лауреатов премии «Колба» для женщин в науке и технологиях, в рамках одноименного ежегодного форума, среди которых была Ольга Ивановна Яровая, доктор химических наук, ведущий сотрудник Лаборатории физиологически активных веществ НИОХ СО РАН.
Наши коллеги из "Вестника образования России" решили взять небольшое интервью у Ольги Ивановны, чтобы узнать о том, как строился её путь в науке, какие направления медицинской химии сейчас активно развиваются в лаборатории и какие инструменты для этого используются.
О медицинской химии и биологически активных веществах, исследовании и разработке новых лекарств, этике и работе в междисциплинарной команде
Яровая Ольга – доктор химических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории физиологически активных веществ НИОХ СО РАН, доцент кафедры медицинской химии НГУ, лауреат премии «Колба» 2024, номинация «Химия»
Как вы начали свою карьеру в области медицинской химии и что вас вдохновило на получение степени доктора наук?
Мой интерес к химии проявился еще в школе, у нас был замечательный учитель по этому предмету. Мне показалось, что химия и математика имеют много общего. Эти науки тесно связаны на фундаментальном уровне, и их взаимодействие лежит в основе многих современных научных открытий. После окончания факультета естественных наук НГУ я работала в Новосибирском институте органической химии им. Н. В. Ворожцова СО РАН и занималась изучением кислотно-катализируемых перегруппировок природных соединений. Тогда в первую очередь нас интересовали механизмы сложных превращений терпенов и их производных.
В 2013 году в институте был создан отдел медицинской химии, и наши усилия были направлены на поиск биологически активных производных природных соединений. Природные соединения – это «химический язык» живой материи, отточенный миллионами лет эволюции. Зачастую эти вещества обладают высокой селективностью к биологическим мишеням, то есть эволюция «подобрала» эти молекулы для конкретных задач, что делает их идеальной основой для лекарств. В отличие от синтетических соединений, природные соединения могут обладать меньшей токсичностью для живых организмов.
Синтез новых соединений основывался на принципах медицинской химии: чем меньше этапов синтеза, тем выше выход и ниже стоимость целевых веществ. В качестве исходных соединений должны выступать доступные природные вещества, а не редкие и дорогие природные вторичные метаболиты. Синтез новых веществ должен быть по возможности экологически безопасным, а вещества иметь высокую стабильность и необходимые фармакологические параметры.
Так нами были обнаружены новые производные монотерпеноидов, обладающие высокими противовирусными свойствами. Примечательно, что синтезированные нами соединения обладали широким спектром активности в отношении различных вирусов. Защита докторской диссертации стала логичным шагом, чтобы углубить исследования и внести вклад в науку.
Расскажите о текущих исследованиях в вашей лаборатории. Какие биологически активные вещества вы изучаете и каковы их потенциальные применения?
В настоящее время мы разрабатываем новые производные моно- и сесквитерпеновых веществ, обладающих активностью в отношении вирусов гриппа, коронавирусов (в первую очередь различных штаммов SARS-CoV-2), филовирусов Марбург и Эбола, ортопоксвирусов, включая вирусы натуральной оспы и оспы обезьян, респираторно-синцитиального вируса и вирусов герпеса. Конечно же, мы не сами проводим биологические исследования, этим занимаются наши коллеги-вирусологи. Современный синтез в медицинской химии – это симбиоз творчества и точного расчета. Мы не просто соединяем атомы, а проектируем молекулы, способные спасать жизни.
Какова роль медицинской химии в разработке новых лекарственных препаратов?
Медицинская химия – это мост между фундаментальными исследованиями и практической медициной. Благодаря ей стало возможным создание таргетных препаратов, таких как ингибиторы тирозинкиназ в онкологии или антиретровирусные средства. Из последних прорывов я бы отметила развитие mRNA-вакцин и CRISPR-терапии, где химический дизайн молекул сыграл ключевую роль.
С какими основными вызовами сталкивается ваша лаборатория при исследовании и разработке новых лекарств?
По данным ВОЗ и ведущих мировых эпидемиологических исследований, вероятность крупной пандемии в ближайшие 10–15 лет составляет более 50%. Вероятнее всего, будущие пандемии будут вызваны зоонозными вирусами, и наш коллектив исследователей занимается разработкой новых веществ, обладающих широким спектром противовирусной активности. Поскольку мы не можем предсказать следующие типы штаммов, их вирулентность или тяжесть следующей эпидемии или пандемии, вызванной вирусом гриппа или коронавирусом (или другим типом вируса, вызывающим социально значимые заболевания), исследователям в области медицинской химии и вирусологии следует подготовиться к разработке новых противовирусных препаратов с широким спектром активности против вирусов разных типов, в том числе тех, которые в настоящее время не циркулируют (или встречаются редко) в человеческой популяции.
Главные сложности – преодоление резистентности патогенов, высокая стоимость доклинических и клинических испытаний, а также необходимость оптимизации биодоступности новых соединений. Кроме того, регуляторные требования ужесточаются, что требует более тщательного подхода к безопасности препаратов.
Исследования ученых, проведенные с целью поиска противовирусных агентов, часто ограничиваются первичным скринингом в большей степени из-за финансовых ограничений. Большинство грантов покрывают только начальные этапы исследования, а изучение механизма действия требует использования (или разработки) высокотехнологичных суррогатных систем. После первичного скрининга и выявления потенциальных соединений-лидеров для проведения доклинических испытаний требуется в 50-100 раз больше финансирования и наличие необходимой инфраструктуры (соответствующих биолабораторий с необходимым уровнем биобезопасности для проведения экспериментов invivo).
Как вы оцениваете влияние современных технологий на развитие медицинской химии?
Эти технологии революционизировали нашу область. Искусственный интеллект и молекулярный докингпозволяют предсказывать активность соединений еще до синтеза, а роботизированные платформы ускоряют скрининг тысяч веществ. Наиболее значим тот факт, что использование самых современных методов молекулярного моделирования одновременно с использованием методов молекулярной биологии зачастую может помочь понять механизм действия новых веществ.
Ваша работа требует междисциплинарного подхода. Как вы сотрудничаете с другими специалистами, такими как биологи и фармацевты?
Наши проекты – это командная работа. Химики синтезируют соединения, биологи тестируют их на клеточных моделях, фармакологи изучают метаболизм, а клиницисты помогают понять потенциальное применение. Для подтверждения целевой активности необходимо проводить эксперименты с использованием животных моделей, а для этого нужно понимание фармакокинетики и разработки аналитических методик определения веществ в биологических жидкостях. Наша команда крайне междисциплинарна, в нее входят специалисты из разных областей, только так в современной медицинской химии можно добиться успеха.
Какие вы видите перспективы для применения биологически активных веществ в лечении заболеваний, таких как рак или инфекционные болезни?
Современная медицинская химия переживает революцию благодаря открытию новых классов биологически активных веществ. Их уникальные свойства позволяют решать ключевые проблемы онкологии и инфектологии: резистентность, токсичность и низкую специфичность. Биологически активные вещества на основе природных соединений – это ключ к медицине будущего. Их потенциал раскрывается через точное воздействие, минимизацию побочных эффектов и высокую биодоступность.
Как вы относитесь к вопросам этики в медицинских исследованиях, особенно в контексте разработки новых препаратов?
Этика – это основа. Мы обязаны минимизировать страдания лабораторных животных, соблюдать принципы информированного согласия в клинических испытаниях и избегать конфликтов интересов.Также важно думать о доступности лекарств для всех слоев населения. В то же время нужно четко понимать, что без использования животных невозможно разработать новые лекарства и подтвердить эффективность новых биологически активных веществ.
Что бы вы посоветовали молодым ученым, стремящимся построить карьеру в области медицинской химии?
Глубокое понимание органической химии и биохимии – это основа деятельности. Навыки работы с современными аналитическими методами (HPLC, масс-спектрометрия). Знание основ фармакокинетики и молекулярной биологии. Английский язык и активное участие в конференциях. И главное – любознательность и упорство, потому наука требует терпения и не всегда получается найти «свою молекулу».
Какие у вас личные увлечения и интересы вне научной деятельности?
Я люблю автомобильные путешествия. Мы несколько раз в год выбираемся в поездки, например, объехали весь Алтай, включая самые укромные уголки этого замечательного места. Мне интересно читать как научно-популярную и специальную литературу, так и беллетристику. А еще мне нравится готовить и угощать гостей.
ИСТОЧНИКИ
Вестник образования России - Вестник образования в России (vestniknews.ru), 12/06/2025