В нашей рубрике о ученых из Центральной Азии мы знакомимся с молодыми исследователями и узнаем об особенностях их ежедневной работы и перспективах развития и роста. В этот раз нашим героем стал Дидар Байманов — ученый, который изучает взаимодействие наночастиц с организмом и разрабатывает новые подходы к терапии.
Дидар Байманов, PhD в Университете Китайской Академии Наук, Associate Professor в South China University of Technology
О себе
С детства я мечтал стать кардиохирургом, «держать сердце в руках»: спасать жизни в операционной и хранить сердце как источник жизни, ведь это единственный орган, который не останавливается ни на миг, пока человек жив.
Когда пришло время делать выбор, я остановился на химии, а затем шаг за шагом оказался в нанотехнологиях. Сегодня моя специализация — наномедицина, которая соединяет фундаментальные исследования и клиническую медицину. Я изучаю, как наночастицы ведут себя в организме и как их можно использовать для создания новых методов лечения.
Наномедицина уже сегодня используется в нашей жизни. Вакцины против коронавируса или иммуноглобулины с добавлением TiO₂-наночастиц — это простые примеры того, как наночастицы используется в медицине. Мы не всегда называем это нанотехнологиями, но фактически они уже стали частью современной медицины.
Я окончил бакалавриат в Казахском Национальном университете технологий имени К. Сатпаева и получил степень магистра в Казанском Национальном Исследовательском Университете, далее защитил PhD в Университете Китайской Академии Наук.
Хотя я и не нахожусь на передовой, как хирурги, моя работа помогает переводить открытия в практику. Моя цель в науке — это раскрывать потенциал наночастиц так, чтобы они служили людям напрямую, ускоряя выздоровление и делая лечение точнее, безопаснее и доступнее именно тогда, когда это особенно необходимо.
Я изучаю, как белки крови взаимодействуют с наночастицами, например, с липидными наночастицами, которые многим знакомы по коронавирусным вакцинам. Когда такие частицы попадают в организм, на их поверхности сразу образуется «белковая корона» — это слой белков, который как паспорт определяет их судьбу: какие клетки их поглотят, в какие органы они попадут и как на них отреагирует иммунная система.
Чтобы понять эти процессы максимально глубоко, я использую методы синхротронного излучения. Они позволяют буквально заглянуть внутрь организма и увидеть движение наночастиц на разных уровнях, от клетки до органа. Еще одно направление моих исследований связано со стереоселективностью, то есть с тем, как организм по-разному воспринимает левую или правую форму молекул или наночастиц. Иногда эта небольшая разница меняет все поведение лекарства в теле.
Нанотехнология — это не одно направление, а целый междисциплинарный мир. Чтобы работать в этой области, нужно соединять знания из химии, биологии, физики, медицины и даже вычислительных наук. Именно поэтому ежедневная работа в лаборатории включает в себя синтез, анализ белков, биофизические измерения и работу с современными вычислительными методами. Все это вместе помогает приближать наномедицину к реальной клинической практике.
О научных исследованиях
Мои исследования сосредоточены на том, чтобы понять, как наночастицы взаимодействуют с организмом и как эти знания можно использовать в медицине. Одним из важных направлений стала работа с липидными наночастицами — LNPs, известными по mRNA-вакцинам. Мы показали, что белковая корона, образующаяся вокруг этих частиц в крови, определяет, какие клетки их поглотят и насколько эффективно они доставят терапию.
Особое внимание мы уделили полиэтиленгликолю — PEG, который используют для продления циркуляции LNPs в крови. Наши исследования показали, что со временем у организма могут вырабатываться антитела против PEG. Это существенно меняет то, как иммунная система распознает такие частицы, и напрямую влияет на их эффективность и безопасность. Более того, нам удалось выявить новые типы рецепторов на иммунных клетках, которые ответственны за это распознавание. Этот результат открывает новые перспективы для понимания взаимодействия наночастиц с иммунной системой и помогает строить более предсказуемые наномедицинские платформы.
Чтобы изучать эти процессы на практике, я разработал Fishing method — метод, позволяющий «выловить» белки, связывающиеся с наночастицами в крови, и в реальном времени анализировать их. Это дает нам возможность понять, какие именно белки формируют корону и как она управляет взаимодействием частиц с клетками.
Другое направление моих исследований связано с нанопластиками и их воздействием на здоровье. Мы показали, что они могут связываться с липопротеинами крови и нарушать липидный обмен в клетках, что связано с рисками сердечно-сосудистых заболеваний.
Также я активно применяю методы синхротронного излучения. Они позволяют буквально заглянуть внутрь организма и проследить путь наночастиц от клетки до органа. Такие данные невозможно получить обычными методами, и именно они помогают строить целостную картину поведения наночастиц в живом организме.
Все эти проекты объединяет одна цель: понять фундаментальные механизмы взаимодействия наночастиц с организмом и использовать эти знания, чтобы сделать терапию точнее, безопаснее и ближе к клинической практике.
О науке в Казахстане
Наука в Казахстане развивается, особенно заметен рост молодых исследователей, которые выбирают научную карьеру. Молодежь приносит новые идеи, смелость к экспериментам и желание работать на стыках дисциплин.
Есть активные молодежные ассоциации, которые помогают объединять исследователей и поддерживать диалог. Например, QIST — Qazaq International Science & Technology Association, kesa-europe.org, регулярно организует встречи, лекции и панельные дискуссии. QIST дает молодым ученым возможность учиться у тех, кто уже прошел этот путь, и не только у наших соотечественников, но и у представителей мирового научного сообщества.
Также важна государственная поддержка. Программа «Болашак» предоставляет молодым талантам возможность выехать за границу, освоить современные методики и затем вернуться уже как квалифицированные специалисты. Но многое зависит от самого человека.
Сегодня в науке Казахстана все еще есть пространство для роста. Молодым исследователям важно иметь больше доступа к современному оборудованию, возможностям международного сотрудничества и долгосрочным программам финансирования. Также необходима поддержка исследований, которые направлены не только на фундаментальные вопросы, но и на практическое применение новых технологий. Все это позволит нам оставаться конкурентоспособными в современном мире, где именно наука и инновации во многом определяют будущее экономики и общества.
Будущее создается именно молодежью
Будущее создается именно молодежью. Чем больше мы вложим в развитие молодых исследователей сегодня, тем сильнее будет наука Казахстана завтра.
Одна из самых важных практик — это вовлечение студентов в самые свежие научные достижения. В ведущих университетах мира лекции часто читают ведущие исследователи, опираясь на свои последние публикации. Это позволяет студентам сразу видеть, что происходит в их области, и учиться у специалистов напрямую. Это сильная инновация, которую стоило бы внедрить и у нас.
Кроме того, важно давать студентам больше практики и экспериментальной работы. Уже начиная с последнего курса бакалавриата они должны иметь возможность работать в лабораториях, участвовать в реальных проектах и набираться опыта. Такой подход готовит не только теоретически, но и практически, делая их конкурентоспособными и готовыми к современным вызовам науки.
Рекомендации для молодых ученых
Тем, кто хочет связать свою жизнь с наукой, я бы посоветовал готовиться к кропотливой работе. В науке редко бывают быстрые победы.
Важно сохранять чувство юмора и развивать воображение. Без этого в науке трудно.
Будьте открытыми к междисциплинарности. Сегодня наука не ограничивается рамками одной специальности. Чем шире кругозор, тем выше шанс найти нестандартный путь.
Учитесь у других. В науке важно уметь делиться проблемами, обсуждать и искать решения вместе.
И самое важное, правильно выбирать направление, команду исследований и университет. Все это напрямую влияет на ваш путь в науке и может сделать будущее либо ярче и продуктивнее, либо, наоборот, сложнее.
Чем труднее ваш старт и чем выше требования к вам в начале пути, тем легче будет дальше. Потому что накопленный опыт и знания дают вам конкурентное преимущество, и в будущем вы будете знать больше и справляться с задачами увереннее, чем другие.
