Ученые крупнейшего крымского вуза подошли к его юбилею не с пустыми руками, а с научными достижениями: в области медицины — раннее определение онкологических заболеваний, помощь больным ДЦП, в сфере сельского хозяйства — уникальный способ борьбы с вредителями. Корреспондент ТАСС встретился с авторами научных разработок и выяснил, как создать формулу любви, построить теплицу без энергозатрат и почти без воды и как может продлить молодость концентрат из виноградной косточки.
Борьба за жизнь
Профессор, завкафедрой биохимии Медицинской академии КФУ Константин Ефетов больше 30 лет работает над проблемой выявления злокачественных опухолей на ранней стадии по анализу крови. Ученый говорит, что разработанный им метод прост и со временем его можно будет использовать в любой поликлинике при прохождении профосмотров. Достаточно всего лишь сдать кровь на анализ.
"Как происходит выявление? Объект исследования — белок сыворотки крови человека (иммуноглобулин). В результате многолетних наблюдений, которые мы проводили, выяснилось, что этот белок при злокачественных опухолях меняет свои свойства, он становится более "жестким". И это является сигналом, что необходимо врачебное вмешательство", — рассказывает профессор.
Биохимики Медицинской академии и физики Таврической академии КФУ сейчас совершенствуют уже существующие российские приборы, чтобы они были доступны любой больнице и поликлинике для проведения данного анализа крови.
Дети и солнце
На стене в кабинете врача-невролога, ассистента кафедры нервных болезней Медицинской академии КФУ, кандидата медицинских наук Натальи Лариной более десятка детских рисунков: солнце, море, цветы, бабочки, божьи коровки.
"Это юные пациенты с ДЦП, которые ранее не могли даже пошевелить кистью руки, держать в руках не только карандаш, но и вилку или ложку", — говорит Ларина.
Чуть больше полугода назад в Медицинскую академию КФУ доставили комплекс "Экзокисть-2". Разработчики кисти — ученые НИИ трансляционной медицины Российского национального исследовательского института имени Н. Пирогова. Кисть работает благодаря одновременному использованию внешнего экзоскелета-перчатки и интерфейса "мозг-компьютер". Экзокисть уже испытана в крупных реабилитационных центрах России для лечения взрослых с инсультом и черепно-мозговыми травмами. Но именно крымские врачи первыми высказали идею и испытывают использование экзокисти, чтобы помочь детям, больным ДЦП.
"Идея возникла спонтанно. Мы сказали: а почему бы не попробовать применить его для больных ДЦП? Ведь для страны это большая проблема. По статистике, в целом по России на 10 тыс. населения рождается шесть-восемь детей с ДЦП. Мы не знали, будет ли какой-либо эффект. Тем более приятно было получить положительные клинические результаты. И родители детей эти эффекты увидели", — рассказывает Ларина.
Комплекс — кресло со специальной перчаткой — экзокистью, вмонтированной в подлокотники, куда ребенку продевают кисти рук. Затем на голову надевают специальную шапочку, к ней подсоединяют датчики, данные с которых поступают в компьютер, а в нем уже установлена специальная обучающая программа. Врач говорит, что это не механотерапия, с помощью которой ребенку принудительно разжимают или сжимают кисть.
"Ребенку дается задача представить себе, как у него разжимается кисть, как он открывает дверь или берет какой-либо предмет. В ответ у него начинают активироваться зоны мозга, которые отвечают за двигательные функции, и кисть руки в перчатке начинает двигаться. У ребенка таким образом формируется правильное представление о движении рук, он это начинает себе представлять", — отмечает она.
Данные еще будут анализироваться, но, как говорят дети и родители, двигательная функция кисти улучшается. У некоторых детей, которые не могли двигать рукой, появились первые движения. Они начинают активно пользоваться рукой в быту и даже застегивать пуговицы, что для родителей было поразительным результатом. Дети начинают рисовать, держать ложку, вилку — все, чего раньше не умели.
Сейчас ученые собираются расширить исследования и изучить реакцию мозга до и после реабилитации, определить факторы, которые улучшат его функции.
Продлить молодость
Виноградные косточки и жмых. Вам кажется, что это отходы? Но нет, их можно применять для создания концентратов и использовать в виде пищевых добавок, и все это будет снижать риск сердечно-сосудистых заболеваний и даже замедлять старение организма.
Ирина Фомочкина, замдиректора Медакадемии по научной работе, уточняет, что речь идет об исследовании так называемого средиземноморского парадокса: жители Средиземноморья потребляют большое количество жирной пищи и при этом не страдают сердечно-сосудистыми заболеваниями.
Одной из возможных причин этого феномена являются полифенольные продукты, содержащиеся в красных, винных сортах винограда и сухих столовых винах
В крымском НИИ "Магарач" в Ялте, в котором несколько десятилетий ученые занимаются изучением свойств крымского винограда, был разработан препарат "Эноант" и два новейших концентрированных препарата — "Фэнокор" и "Ресвератрол". Визуально они похожи на виноградный сок, с легким виноградным вкусом, но не содержат алкоголя. Принимать их можно будет по одной столовой ложке два-три раза в день.
Был проведен целый комплекс совместных исследований, в которых было задействовано несколько кафедр и Центральная научно-исследовательская лаборатория Медакадемии и Таврической академии. В частности, эти концентраты изучались на токсичность, антиоксидантную активность, были проведены исследования на подопытных животных.
Для этого брали взрослых и молодых крыс, смоделировав у них метаболический синдром, включая ожирение, диабет второго типа, вследствие которых могут развиваться инфаркты и инсульты. Предварительные выводы, отмечает ученый, говорят об однозначной положительной динамике.
Метаболический синдром, подчеркивает Фомочкина, — проблема для многих жителей планеты. По данным Всемирной организации здравоохранения, к 2025 году 18−20% населения Земли будут иметь эти нарушения.
"Ресвератрол" в мире известен как химически синтезированный продукт в капсулах. Применяется он и как средство от старения.
"Мы же используем натуральные, природные материалы: виноградную косточку и жмых. Крымский "Ресвератрол" — новый препарат, разработка началась в 2017 году, и сейчас мы только завершили исследования на животных. По сути, мы подводим к тому, что эти концентраты обладают целым комплексом свойств: антиоксидантными и противовоспалительными, замедляя эти процессы и продлевая жизнь человеку", — отмечает она.
Пока сложно прогнозировать, когда эти концентраты выйдут на рынок, — впереди еще много исследований.
Формулы любви для вредителей
На кафедре биохимии Медакадемии КФУ также занимаются и другими проблемами. Как говорит профессор Ефетов, здесь была искусственно выведена формула любви — молекула, похожая на половой феромон самки бабочки — виноградной пестрянки, которая когда-то наводила ужас на виноградарей региона, уничтожая до четверти урожая.
Аграрии опрыскивали виноградники в приморской зоне ядохимикатами, которые, конечно же, вредят не только экологии, но и здоровью человека.
В XXI веке, подчеркивает ученый, от устаревших методов необходимо отходить, используя современные и безопасные, биологические способы борьбы с вредителями. Важное направление — изучение половых феромонов, которые выделяет самка насекомого-вредителя для привлечения самца.
"Мы создали похожую молекулу, так называемый половой аттрактант, сродни тому веществу, которое выделяет самка. На виноградниках устанавливаются специальные ловушки, достаточно дешевые, в которые помещается наш препарат. Самцы, привлеченные аттрактантом, слетаются в эту ловушку и гибнут, самки же оказываются неоплодотворенными, а виноградники — нетронутыми", — рассказывает Ефетов.
Но выяснилось, что синтезированная учеными молекула привлекает не только виноградную пестрянку, но и других насекомых. Подтверждение этому получено из Австрии, Афганистана, Ирана, США, Лаоса, Франции, Италии, Болгарии, откуда обращались в Крым ученые за правом провести исследования с помощью "волшебной" молекулы. И результаты не заставили себя ждать. Были обнаружены редчайшие виды (например, в Афганистане), а в Лаосе и Иране открыты даже два неизвестных науке вида насекомых.
Научные разработки по борьбе с насекомыми-вредителями ведутся и на кафедре биохимии Таврической академии КФУ. В частности, с использованием ДНК-инсектицидов (препаратов для уничтожения конкретного вида вредителей), рассказал доцент кафедры Владимир Оберемок.
"Вот уже на протяжении десяти лет мы разрабатываем безопасный для здоровья человека и окружающей среды препарат, который избирательно действует на конкретного вредителя. Для этого на ДНК-синтезаторе мы синтезируем необходимую цепочку ДНК, которая воздействует только на определенный вид насекомых", — говорит Оберемок.
Например, уже выделен фрагмент, хорошо зарекомендовавший себя в борьбе с непарным шелкопрядом. Причем препарат жидкий, его можно распылять из обычного пульверизатора, и он безвреден для других насекомых, животных, птиц и человека.
Артишоки в степи и теплица без земли
Доцент кафедры ботаники и физиологии растений и биотехнологий Таврической академии Владимир Назаров изучает возможности выращивания перспективных культур, не свойственных для Крыма, но выгодных в плане импортозамещения. Речь об артишоке — очень полезном и популярном растении. Ранее на полуострове в больших объемах его не выращивали. А в этом году, рассказывает ученый, в степном Симферопольском районе впервые высадили около 400 кустов артишока.
Селекция продолжалась около трех лет. В результате выяснилось, что это капризное теплолюбивое растение даже в холодных условиях прекрасно себя чувствует, перенося температуры ниже 15 градусов. Кроме непосредственного употребления в пищу можно в лекарственных целях использовать и его листья, с помощью которых лечат заболевания почек и печени, стабилизируют сахарный диабет. На экспериментальном участке создадут пасеку, так как артишоковый мед тоже очень полезен.
Также ученые кафедры, отмечает Назаров, по просьбе крымских лесничеств разрабатывают технологию размножения дубов для восстановления на полуострове дубрав. Но особый интерес, по мнению ученого, представляет еще один проект, который важен в условиях засушливой и вододефицитной ситуации на полуострове.
"Это внедрение энерго- и водосберегающих биотехнологий для сельского хозяйства, где наблюдается дефицит влаги. Речь идет о создании модульного многоярусного автономного тепличного комплекса", — рассказывает он.
Для этого теплицы с южной стороны покрываются секциями солнечных батарей, а приток воды осуществляется за счет ее рециркуляции, то есть естественного испарения.
Ночью, когда холодно, вода конденсируется на стеклах, где оборудованы специальные устройства для ее сбора, после чего она автоматически подается на полив.
Плюс проекта в том, что в теплицах нет почвы, а используется специальный широко известный метод — гидропоника. С его помощью ученые хотят апробировать выращивание овса и кормов.
Уже через месяц в лаборатории вуза будет создана пока экспериментальная теплица и проведены ее испытания. После чего произведут расчет экономии воды, электроэнергии и подсчитают экономический эффект.
Сергей Павлив