ДНК-робот – нове слово в лікуванні хвороб Паркінсона та Альцгеймера
Боротьба проти тяжких прогресивних патологій мозку незабаром може вийти на новий, значно результативніший рівень – завдяки відкриттю американської дослідниці родом з України, 17-річної Софії Лисенко. Вона створила комп’ютерну модель ДНК-робота, здатного спростити процес потрапляння ліків до уражених клітин.
Переможниця GOOGLE SCIENCE FAIR
Донька емігрантів з України Софія Лисенко захоплювалася наукою з глибокого дитинства. Коло її інтересів широке й різноманітне: і програмування, і математика, і фізика, і хімія, і біологія. Маючи інтерес до багатьох наук, вона накопичувала всі можливі знання та навички. Десь два роки тому майбутня винахідниця всерйоз зацікавилася фармацевтикою, а конкретніше – способами лікування прогресивних захворювань мозку. Дівчина довго міркувала про те, як полегшити процес лікування людей з тяжкими патологіями, і зацікавилася новими способами доставки лікарських речовин у мозок пацієнта. Невдовзі її талант дав про себе знати: влітку 2019-го про юну дослідницю заговорили в науковому світі. Вона представила свій винахід – ДНК-мікроробота, який, керуючись спеціальними комп’ютерними програмами, зможе долати перешкоди й успішно транспортувати необхідні медичні препарати до потрібних відділів мозку людини. Розробка принесла дівчині перемогу в конкурсі Google Science Fair на регіональному рівні. Попри те, що на цьому етапі зарано говорити про практичне використання ідеї Софії у медицині, вже зрозуміло, що винахід має чималий потенціал.
Подолати бар’єр
Великою проблемою в терапії патологій мозку, зокрема хвороб Альцгеймера та Паркінсона, є неможливість ефективної подачі лікарського засобу напряму до уражених клітин: шлях заступає гематоенцефалічний бар’єр. Він виконує важливу функцію – захищає мозок людини від потрапляння всередину вірусів. Утім, цей «захисний шар» стоїть на заваді результативному лікуванню вищезгаданих захворювань, адже так само перешкоджає успішній доставці лікарських засобів за місцем призначення.
Свій винахід Софія Лисенко розробляла, відштовхуючись від факту, що гематоенцефалічний бар’єр пропускає макромолекули ДНК, не розпізнаючи їх як загрозу. Роботизована мікрокапсула, створена дослідницею, має структуру ДНК і, отже, здатна долати перешкоду. Винахідниця вважає, що потрапивши в організм людини, робот зможе виконати необхідні обчислення й дізнатися, в якому напрямку необхідно рухатися, аби доставити лікарський препарат і забезпечити потрібний ефект.
Своїми силами
Шлях Софії до відкриття був нелегким. Значну частину того, що було їй потрібно, винахідниця розшукувала й добувала самостійно, заручившись підтримкою батьків та шкільного викладача з фізики. Дівчина надсилала запити професорам з США та інших країн, спілкувалася з усіма потрібними їй науковцями, з якими тільки вдавалося вийти на зв’язок. Зрештою їй пощастило сконтактуватися з професором із Бостона, який допоміг у дослідженні, а також домогтися того, щоб у школі підтримали її проект і надали місце для роботи. Попри труднощі, Софія здійснила сотні комп’ютерних експериментів, які дозволили переконатися у потенційній значущості винаходу.
Наразі відкриття Софії Лисенко є невипробуваною експериментально комп’ютерною моделлю роботизованої ДНК-мікрокапсули, яка в майбутньому має потенціал зробити чималий внесок у медицину і врятувати мільйони життів. У теорії розробка видається дійсно революційною, тож не дивно, що ідеєю Софії уже зацікавилися великі фармацевтичні компанії – зокрема Janssen та Merck, які й самі працюють над пошуками шляхів розв’язання подібних проблем. Утім, поки що невідомо, чи вдасться здійснити задумане дослідницею, принаймні в повному масштабі. Якщо й так, реалізація проекту навряд чи відбудеться найближчим часом. Аби фармацевти і лікарі мали змогу використовувати запропоновану Софією ідею на практиці, необхідно створити складний надмолекулярний агрегат. Авжеж, втілення подібної розробки в життя потребує зусиль висококваліфікованих науковців з провідних лабораторій світу, які працюватимуть з найкращим обладнанням. Закупівля необхідної техніки потребує чималих грошових вкладень – якщо врахувати складність розробок, стає зрозуміло, що йдеться про мільйони доларів.
На практиці – непросто
Софія не зупиняється на досягнутому і продовжує дослідницьку роботу в медицині: проект, розробкою якого вона тепер займається, ставить на меті застосувати технології штучного інтелекту в діагностиці. Разом із колегами-науковцями винахідниця працює над створенням алгоритму, що дасть змогу діагностувати церебральний параліч у немовлят на основі аналізу рухів, жестів і міміки.