Рукотворність COVID-19, біологічна зброя та українські тести

Завдяки коронавірусній кризі, зазначає академік, знаний у світі молекулярний біолог, директор Інституту молекулярної біології і генетики (ІМБіГ) Михайло Тукало, в Україні стали більше слухати науковців. Але чути їх іще не почали. Науки, зокрема і тих її напрямків, які завтра стануть головними для біобезпеки країни, держава майже не фінансує.

Історія про те, як ІМБіГ на замовлення Радбезу розробив ПЛР-тести для виявлення коронавірусної інфекції, але за два місяці так і не отримав коштів на їхнє виробництво, — лише один аспект нашої розмови. Михайло Тукало розмірковує про те, чи довго лютуватиме коронавірус та чому складно розробити вакцину проти нього, а також розповідає про небезпечні генетичні експерименти, які не в змозі зупинити світова спільнота і які легко перетворити на біологічну зброю.

— Ваш інститут першим в Україні — ще в січні — розробив та сертифікував ПЛР-тести. Був Указ Президента про фінансування виробництва 200 тисяч тестів. То чому інститут досі не отримав держзамовлення?

— МОЗ начебто вважає, що інститут не може впоратися з великим обсягом замовлень. Хоча від березня ми могли б виготовити значно більше, ніж 200 тисяч тестів.

— А чому не замовляють меншої кількості тестів?

— Це означає, що знайшли іншу компанію і не хочуть, щоб інститут склав їй конкуренцію.

— Ідеться, очевидно, про фірму «Укргентех», якій держава через благодійний фонд замовила масове виробництво ПЛР-тестів. Нещодавно Центр громадського здоров’я повідомив, що тести «Укргентеху» не пройшли валідації. Утім, невдовзі це звинувачення було знято, оскільки якість тих тест-систем підтвердив Інститут епідеміології та інфекційних хвороб. Як би ви прокоментували цю ситуацію?

— Я не коментуватиму тем, які не стосуються нашого інституту. Якщо є кілька національних виробників, то доцільно було б спершу на однакових зразках перевірити тести кожного — от і видно було б, який тест працює краще.

— Ваш інститут виготовляє ни-ні тести?

— Ми виготовили певну кількість тестів і останні півтора місяця перебуваємо, так би мовити, на низькому старті. Провели підготовку де-яких складових тест-систем, а стосовно реактивів маємо домовленості з фірмами-постачальниками. Якщо кошти надійдуть, то за 2 дні ми вже будемо готові до виробництва.

Від початку епідемії до нас зверталися мери міст, серйозні приватні компанії, зокрема і закордонні, які хотіли укласти договори на постачання ПЛР-тестів. Нині маємо 15 заявок. Але ми не можемо відповісти на ці пропозиції через те, що зв’язані зобов’язанням перед державою.

Якщо держзамовлення не буде, укладемо угоди з фірмами, які спів-працюють з інститутом, проконсультуємо їх щодо налагодження виробництва, залучимо до купівлі реактивів, врешті-решт продамо ліцензію.

— Науковці стверджують, що розробити ПЛР-тест під конкретний вірус не є аж таким складним завданням. Це так?

— Із наукової точки зору це нескладна річ. Створення тесту включає віднайдення правильних праймерів (тобто шматочків ДНК) для того вірусу, який ви хочете виявити. Із вірусу ви повинні виокремити найбільш специфічний для цього штаму шматочок і синтезувати відповідну комплементарну ДНК. Теоретичну частину такого завдання виконують наші студенти на практичних заняттях. Але не все так елементарно, як може здатися. 

Німецькі та китайські вчені першими розробили тест-системи для виявлення коронавірусу, вони поспішали і трохи помилилися. На той час існував лише один штам коронавірусу, тож вони проаналізували дуже мало послідовностей. Перші німецькі та китайські системи нині працюють не дуже якісно — дають багато помилково позитивних результатів.

Коли наприкінці січня вчені нашого Інституту працювали над власною ПЛР-системою, існувало вже 18 штамів коронавірусу. Ми ж обрали стратегію, відмінну від тієї, якою пішла більшість країн. Вони використовують технологію «ТагМан» — мітять праймер флюоресценцією. Ми не мітимо флюоресценцією самого праймера, у нашому тесті флюоресцентна мітка потрапляє в ампліфікований продукт, тобто в ДНК, яка нарощується. 

Розроблена в ІМБіГ двокрокова система дає змогу виділити ДНК і додатково її проаналізувати, тоді як за «тагманівської» однокрокової технології її не можна виділити. Першого хворого на коронавірусну інфекцію в Україні виявили саме завдяки нашій ПЛР-системі. Нам передали ДНК хворого. І наші вчені вирішили перевірити, чи точно це вірус, що спричиняє коронавірусне захворювання, а не якийсь інший. Отож ми відсеквенували, тобто визначили послідовність нуклеотидів у цьому вірусі і переконалися: так, це саме вірус SARS CoV-2. Вчені, які працюють за «тагманівськими» методиками, не можуть цього зробити.

— Отже, ІМБіГ застосував якісно кращий підхід до розробки тест-системи?

— Не будемо казати «якісно кращий». Наш метод — якісно інакший. Перевага в тому, що він дешевший і дає можливість для точної валідації. До речі, відтак і Південна Корея обрала подібний шлях.

— Михайле Арсентійовичу, ви доводили до відома уряду та МОЗ інформацію про переваги системи, розробленої інститутом?

— Намагався. Не певен, що хотіли чути нашу думку. На превеликий жаль, із науковцями не консультуються — і це дуже шкодить країні. Схоже, ігнорування думки фахівців — типове явище серед вищих державних управлінців.

— У світі говорять про китайський, італійський штам коронавірусу, інші його «версії». Коронавірус, який в Україні, вже зазнав мутацій?

— Звичайно! У перші місяці пандемії вчені припускали, що COVID-19 мутує не дуже швидко, але тепер у світі виявлено вже понад 200 видів мутацій. А до літа, впевнений, буде значно більше.

— Інститут вивчає, як коронавірус мутує в Україні?

— У середині квітня ми надіслали офіційний лист до Центру громадського здоров’я з проханням надати для досліджень десять зразків РНК від інфікованих людей. Йдеться, звісно, не про вірус, а, так би мовити, про його дезактивовану частину. Невдовзі отримали довгу відповідь із поясненням, що ЦГЗ нема коли цим займатися.

— То дуже тривала і складна процедура?

— На кілька хвилин! У пробірку вміщують зразок вірусу, додають реагент, який дезактивує білок, — от і все.

— Без цих знань може так статися, що тести, які Україна закупила на початку пандемії в Китаї, невдовзі будуть непридатними?

— Цілком можливо, що вони не працюватимуть або показуватимуть неправильні результати.

— А за вашими ПЛР-систе-мами можна буде визначити мутований коронавірус?

— Наші системи дуже легко налаштувати на нову мутацію. Два дні — і маємо нові системи. Мутацію не-одмінно треба відстежувати, адже коронавірус стає не таким агресивним, зате підступнішим: він все частіше протікає безсимптомно, але уражає нервову та серцево-судинну системи.

Цими днями телефонував колегам із Каролінського інституту в Швеції. Двоє їхніх співробітників раптово занедужали: в одного — відняло ноги, в іншої — потьмарилася свідомість. Протестували — виявилося, обоє інфіковані на COVID-19. Це, нагадаю, у країні, яка не запроваджувала карантину тому, що не мала десятків тисяч хворих із типовими симптомами коронавірусної інфекції.

— То результат мутації?

— По-перше, то може бути дія мутованого коронавірусу, а по-друге, кілька місяців тому людство мало знало про цей вірус. Не виключено, що він і раніше так діяв на людей, проте хворих із такими симптомами не перевіряли, бо вважали, що коронавірус уражає переважно легені.

— На вашу думку, коронавірус рукотворний?

— Відсотків на 90 я певен, що так (міжнародна група дослідників у результаті дослідження дійшла висновку, що коронавірусна інфекція COVID-19 має природне походження. — Авт.).

— Як ви гадаєте, коронавірус — це назавжди? Коли людство скине захисні маски?

— Думаю, буде, як із грипом: за рік—два люди призвичаяться до цього вірусу, винайдуть вакцину. Припускаю, що 30% населення вже безсимптомно перехворіли. Схоже, перехворіємо всі.

— Світ змінився і вже не буде таким, як був. Це твердження відповідає дійсності з точки зору молекулярного біолога?

— Говорити «все пропало» не варто. До слова, нинішня пандемія не є несподіванкою. Вчені її передбачали, лише не знали, з якою саме швидкістю вірус розповсюджуватиметься. 

Протягом десятиріч українській владі втовкмачують: гроші треба вкладати в науку, медицину та освіту. Сьогодні до цієї тези можна дописати: якщо хочете жити — треба вкладати в науку. В Україні давно треба створити центр із вивчення патогенів людей і тварин — єдиний центр, де працювали б кращі фахівці різних інститутів: молекулярні 

біологи, вірусологи, генетики, імунологи. Його можна було б організувати на базі нашого інституту. Важливо, що в країні є чимало «музеїв» — у Харкові, Одесі, Львові, Києві. «Музеями» ми називаємо зібрання зразків страшних патогенних вірусів і бактерій. Власне, це «музеї» згубних вірусів, деякі зразки датовані ще кінцем ХІХ століття, і вони стали б у нагоді в боротьбі з новітніми вірусами. У країні ще є «золотий» кадровий потенціал, який варто використовувати на повну потужність, адже виникають нові й нові біологічні загрози, порівняно з якими коронавірус видається зовсім нестрашним.

— Біологічна зброя?

— Так, причому мало контрольована. Минулого року я був членом делегації від України на міжнародній конференції в Женеві з нерозповсюдження біологічної та хімічної зброї. Там найбільші дискусії точилися навколо методів легкого редагування генома з використанням CRISPR-технологій. Ідея CRISPR полягає в тому, що можна запустити РНК, яка може вбити (або змінити) певний ген у ДНК конкретної живої істоти, зокрема й людини.

Нагадаю, що в людей є дві алелі гена. Якщо одну знищити, працює та, що лишилася. Так от, із використанням CRISPR розроблено також метод, з допомогою якого можна вбити відразу обидві алелі. Систему випробували на малярійних комарах: стерилізували самок, пригнітивши обидві алелі, у результаті через 5—7 поколінь загинула вся популяція. Це вже катастрофа, адже аналогічні методи можна застосувати як до комах, так і до людей. Причому ця технологія не потребує серйозного обладнання, а складові для CRISPR-редагування виготовляють численні компанії, тобто їх можна легко придбати.

У світі є десятки лабораторій, які працюють з редагуванням геному (зокрема й геному людини): у США, Великій Британії, Китаї, Росії — і всі вони закриті. ООН неспроможна встановити правила гри в царині генетичних експериментів. Це, власне, і є відповідь на ваше запитання, чи змінився світ. Так, змінився. І стрімко змінюватиметься надалі. Від глобалізації людство переходить до регіоналізації й навіть до ізоляціонізму. І в цьому новому світі кожна країна захищатиметься самотужки, ніхто нам не допоможе.

Для того, щоб захистити себе від подібних загроз, держава повинна мати хоча б одну потужну генетично-інформаційну лабораторію. Хоча на країну з 40-мільйонним населенням однієї лабораторії замало. За підсумками  конференції в Женеві я писав доповідну уряду із закликом: давайте вже почнемо захищатися!

— Була якась реакція на вашу доповідь?

— Не було.

— Розкажіть, над якими дослідженнями працюють учені ІМБіГ.

— Попри спокуси податися в прикладну науку, ми намагаємося витримувати баланс між нею та фундаментальними дослідженнями. Адже тільки ви занурюєтеся в прикладні речі, то не встигаєте за швидким розвитком науки, моментально відстаєте методологічно, ідейно. Умовно кажучи, ви продовжуєте забивати цвяхи там, де вони перестали бути потрібними. Бразилія, Індія, Аргентина — країни, які визначили пріоритет прикладної науки над фундаментальною, отримали швидкі вигоду і користь, однак невдовзі почали відставати. У нашому інституті є кілька відділів, які працюють над створенням ліків, зокрема проти ішемічної хвороби серця та раку. Є відділи, які спеціалізуються на стовбурових клітинах, — це фантастична перспектива для людства.

Я сам 15 років працював у кращій лабораторії Європи — в департаменті Європейської молекулярно-біологічної лабораторії в місті Гренобль. Ця лабораторія ЄС має безрозмірний бюджет. Ми працювали з ферментами, задіяними в біосинтезі білка, після чого виникла ідея використовувати їх як мішені для розробки ліків. Після повернення до Києва я продовжив цю справу. Разом із відділом біомедичної хімії (керівник — Сергій Ярмолюк) ми розробили нові антибіотики проти туберкульозу. Інститут і зараз працює над новітніми антибіотиками.

Нині ІМБіГ націлений на проблему персоналізованої медицини. Це дуже важлива ідея, яку починають втілювати в життя в США, Німеччині, Ізраїлі. Вона полягає в тому, що кожен індивідуум має різний метаболізм, у кожної людини білки та ферменти експресуються по-різному, отож, грубо кажучи, даючи однакові пігулки від однієї і тієї ж хвороби мені та вам, можна не досягнути бажаного результату. Наші науковці вивчають механізми, що допоможуть ви-

явити, є в людини хвороба чи немає, а якщо є, то на якій стадії. Іще ми плануємо розробити тест-системи і визначити індивідуальні підходи до лікування різних важких недуг. 

Такою буде медицина ХХІ століття. І ми б хотіли, щоб наша країна ввійшла в епоху персоналізованої медицини у всеозброєнні.  Для таких досліджень у нашому інституті є базис, глибоке розуміння проблеми і кадровий потенціал.

— Але, як і в усіх державних науково-дослідних установ немає коштів, так? Який бюджет ІМБіГ і на що вам його вистачає?

— На рік держава виділяє нам приблизно 28 мільйонів гривень. Це при тому, що інститут — один із передових у системі НАНУ. Цих коштів вистачає на 87% зарплатні співробітникам. Співробітників у нас 300. Про оплату комунальних послуг, реактиви, наукове обладнання не йдеться. Одна лише «комуналка» тягне 8 мільйонів гривень на рік.

— І як ви «латаєте дірки»?

— Ці 8 мільйонів отримуємо з оренди непрацюючого корпусу та складських приміщень. А зарплатну діру закриваємо за рахунок грантів. Із цих же грантів закуповуємо реактиви, обладнання тощо.

Експериментальна наука — дороге задоволення. Наші можновладці, на жаль, не розуміють цього. Якби інститут мав хоч утричі більше фінансування, ми могли б дуже багато зробити.

Олена ЗВАРИЧ 

спеціально для «УП.Життя»