Роджер Дэвис, биолог: «Если вы неправильно питаетесь, это вызывает стресс во всем организме: в мышцах, печени, жире… везде».

Человеческий организм – чрезвычайно сложная система, которая хорошо функционирует при условии поддержания баланса. Диета с высоким содержанием жиров или сахара, недостаток физической активности, употребление токсичных веществ или недостаток сна могут нарушить эту гармонию и вызвать всевозможные хронические заболевания, такие как ожирение, рак и сердечно-сосудистые заболевания, которые являются одними из основных причин заболеваемости и смерти в индустриальном обществе. Давно известно, что воспалительная реакция организма на повседневные повреждения, иногда непрерывная и малоинтенсивная, объясняет происхождение многих из этих расстройств. И понимание того, как она регулируется, – одна из самых интересных областей медицины будущего.

Роджер Дэвис (Кент, Великобритания, 67 лет), заведующий кафедрой молекулярной медицины Медицинской школы имени Чана при Университете Массачусетса в Массачусетсе (США), является одним из мировых лидеров в этой области. Его работа в 1990-х годах привела к клонированию белка JNK – переключателя, который включается в наших клетках при обнаружении проблем, будь то инфекция, недостаток кислорода или избыток сахара. Когда этот механизм работает хорошо, он помогает клеткам адаптироваться и выживать, но если он слишком активен или его состояние остаётся включённым, это способствует развитию таких заболеваний, как артрит или диабет.

Дэвис, один из самых цитируемых ученых в мире, недавно посетил Мадрид для участия в конгрессе Испанского общества биохимии и молекулярной биологии (SEBBM) благодаря сотрудничеству с Фондом BBVA.

Вопрос: Как изменилось наше понимание воздействия стресса на клетки и наши организмы с тех пор, как вы начали свою новаторскую работу?

Ответ: Прошло много лет с тех пор, как мы впервые клонировали JNK (думаю, некоторые из моих нынешних студентов ещё даже не родились), и с тех пор наш образ мышления сильно изменился. Мы также узнали гораздо больше о молекулярных механизмах и деталях их работы. И, думаю, также изменились наши представления о предназначении этого пути, о том, почему он у нас есть.

Первоначально он определялся как стрессовый путь, и существовало множество различных типов внешних стимулов, которые его активировали. Поэтому люди думали, что это способ реагирования на стресс. Сегодня мы смотрим на это иначе, с точки зрения гомеостаза, равновесия, в котором должен находиться организм. Теперь мы думаем о стрессе как о нарушении равновесия организма, и этот путь распознаёт этот дисбаланс и корректирует его. Так что это скорее физиологический процесс балансировки, чем мы изначально считали, когда мы просто считали, что стресс — это просто что-то плохое, происходящее под воздействием стресса.

«Мы лишь поверхностно изучаем, как функционирует наш организм. Мы еще многого не понимаем».

В. Когда мы говорим о механизме, который влияет на столь многие системы, который может быть разбалансирован по множеству причин и который не работает так просто, как устранение вредного воздействия, как его можно использовать с медицинской точки зрения? Как можно управлять им, не вызывая нежелательных эффектов?

А. Когда вы чего-то не понимаете и начинаете над этим работать, вы обнаруживаете совершенно неожиданные вещи. Одним из наших открытий стало то, что в организме существует множество механизмов, которые мы называем «диалогом органов»: например, если мы воздействуем на орган, мы обнаруживаем, что основной эффект от наших действий проявляется в других частях тела благодаря этой связи между органами. Это важно знать, потому что, если вы используете лекарственную терапию для имитации работы генов, мы бы назвали это побочным эффектом, но на самом деле это может быть основной эффект.

Если вы хотите воздействовать на орган, один из способов сделать это — воздействовать на тот же самый путь, который вы хотите изменить, но в другом месте, которое может быть проще поддаться фармакологическому лечению, чтобы оказать благотворное влияние на орган, который вы хотите исцелить. Тело взаимосвязано. Нельзя рассматривать одну часть тела изолированно или отдельно от другой. Необходимо рассматривать его целостно, как единое целое.

Генеральный директор DeepMind Демис Хассабис заявил, что ИИ сможет вылечить все болезни в течение десятилетия. Как вы думаете, это реально, или инженеры не понимают всей сложности биологии?

О. Инженерам не нужно понимать всю сложность; им нужно писать программный код, который это может. Мы движемся в этом направлении, но я не думаю, что ИИ решит эту проблему за нас. В будущем он станет инструментом, который все будут использовать для интерпретации наших действий.

Одна из проблем современной биологии заключается в том, что объём данных и детализации, с которыми мы работаем, выходит за рамки возможностей человеческого разума. Искусственный интеллект, обрабатывающий всю информацию и различающий, что важно, а что нет, станет очень распространённым инструментом. Но я не думаю, что ИИ сам по себе решит проблемы биологии. Он подобен любому другому компьютерному коду: если вы добавляете мусор, то и получаете мусор, и использовать его нужно разумно, используя его так, чтобы программа была разработана для решения конкретной задачи, а не просто в общих чертах. Мы пока не дошли до этого.

«Я не думаю, что ИИ в одиночку решит проблемы биологии».

В. В наши дни часто можно увидеть, как в подкастах или социальных сетях люди оправдывают те или иные рекомендации по питанию или образу жизни, ссылаясь на конкретную молекулу, выполняющую определённую функцию в организме. Считаете ли вы, что использование данных молекулярной биологии для предоставления рекомендаций по здоровью разумно, или данных всё ещё недостаточно для установления этих связей?

О. Я считаю, что это разумно и необходимо. Проблема в том, что во многих случаях нам не хватает знаний, чтобы сделать это правильно. Рекомендации должны даваться таким образом, чтобы они менялись со временем, основываясь на имеющихся знаниях. Сейчас мы знаем многое из того, чего не знали раньше.

В случае с сигнальным путём JNK он фактически реагирует на пищу, которую вы едите. Если вы питаетесь неправильно, например, с высоким содержанием жиров, этот путь запускает стресс во всём организме: мышцах, печени, жировой ткани… везде. То, что вы едите, оказывает огромное влияние на биологию, а ожирение — серьёзная эпидемия в развивающихся странах, увеличивающая риск многих заболеваний, таких как рак.

Нам следует заботиться о том, что мы едим и какую пищу мы едим, но время приёмов пищи и периоды голодания также важны. Однако во многих случаях исследования на людях ещё не достигли той стадии, когда можно было бы провести те же исследования, что и на других организмах, например, мышах. Для мышей ежедневный период голодания может быть весьма полезен, но есть много подобных деталей, которые необходимо изучить и проанализировать у людей.

В. Какие, по вашему мнению, наиболее перспективные направления применения имеющихся на сегодняшний день знаний о регуляции клеточного стресса для улучшения здоровья?

О. Многое из того, что мы знаем, можно применить в терапии, но лучшие методы лечения, вероятно, будут основаны на информации, которой у нас сейчас нет. И я думаю, что сейчас очень важно поддерживать фундаментальную науку и изучать новое, потому что именно это новое станет революционным. Речь идёт не о применении уже имеющихся знаний.

Если вспомнить достижения последних лет, например, генную терапию с использованием CRISPR, то она не появилась в результате плановой науки. Она была обнаружена как механизм иммунной системы у бактерий . И любой, кто интересуется ожирением или генетическими заболеваниями у людей, никогда бы не стал искать это у бактерий.

Другой пример, уже находящийся в клинической практике, — РНК-интерференция , в рамках которой существует около десятка одобренных методов лечения, многие из которых направлены на печень. Это стало возможным благодаря новаторским исследованиям на червях.

Не думаю, что можно предсказать, откуда придёт следующий прорыв. Необходим трансляционный аппарат, чтобы новые открытия можно было перенести в клинику и использовать. Но новые открытия должны быть постоянно. Думаю, мы лишь поверхностно знакомимся с работой нашего организма; мы ещё очень многого не понимаем.

В. Вас беспокоит то , что происходит в США с фундаментальной наукой ?

A. Одна из самых больших проблем сейчас — это неопределенность: есть гранты, которые не финансируются, и неясно, будут ли некоторые из них финансироваться в будущем. И эта неопределенность — большая проблема для научной карьеры. Например, из-за всех сокращений финансирования многие программы аспирантуры были отменены. В моем университете в этом году у нас, может быть, четверть студентов по сравнению со средним годом. Большинство программ аспирантуры были сокращены. И когда эти студенты видят, что существуют проблемы с получением денег для финансирования науки, это отбивает у них желание продолжать карьеру в биотехнологических компаниях или в академической сфере. Я думаю, что это сильно влияет на поток новых талантов, новых студентов и новых постдоков. И я вижу это на примере моих собственных студентов и постдоков, которые всегда спрашивают меня, что я думаю о том, каким будет будущее. Сложно каждый раз давать оптимистичный ответ.