«Щоб колонізувати Марс, нам потрібно створити умови для народження життя там». Як науковиця Поліна Лішко відкриває нові шляхи в репродуктивній біології?

У рамках проєкту «НАУКОВИЦІ» від INSCIENCE, ми поспілкувались з Поліною Лішко, молекулярною та клітинною біологинею, професоркою Школи медицини Вашингтонського університету у Сент-Луїсі, стипендіаткою премії Мак-Артура, відомої як «грант для геніїв».

— Коли ми з чоловіком Юрієм переїхали до США, я п’ять років працювала в Гарвардській медичній школі за напрямом офтальмології, досліджуючи молекулярні механізми адаптації до світла. На той час отримати докторську посаду в США для українців було непросто, тому ця можливість стала для мене унікальним шансом працювати в одній з провідних наукових інституцій.

До галузі репродуктивної біології я прийшла наприкінці 2006 року, коли ми з Юрієм переїхали з Массачусетсу до Каліфорнії. Ця сфера була тоді доволі малою, але саме це дало мені змогу працювати над чимось новаторським і уникнути значної конкуренції. Я почала вивчення йонних каналів сперматозоїдів, молекул, які проводять іони та генерують електричні сигнали в клітинах. Ці молекули критично важливі для здатності сперматозоїда знайти яйцеклітину.

Якщо зрозуміти механізми їхньої роботи та розробити способи їх блокування чи активації, це дозволить або створити нові контрацептиви, або покращити фертильність. Такий підхід може значно зменшити тягар контрацепції, який наразі здебільшого лягає на жінок.

— Негормональних контрацептивів, таких як вагінальні креми чи кільця, не достатньо. А гормональні контрацептиви, на жаль, мають численні побічні ефекти, оскільки створені на основі стероїдних гормонів. Вони можуть збільшувати ризик остеопорозу та переломів через втрату кісткової щільності, оскільки блокують естроген. Крім того, такі препарати підвищують ризик глаукоми, зростання внутрішньоочного тиску та навіть сліпоти.

У минулому ці засоби схвалювали через відсутність альтернатив. Сьогодні ж є нагальна потреба в розробці безпечних негормональних контрацептивів, які зменшать ризики для жінок. Важливо також створити альтернативи для чоловіків, щоб вони могли розділити відповідальність.

Розробка чоловічих контрацептивів вже активно триває. Нещодавно тестували препарат на основі модифікованого тестостерону. Це ін'єкція, яка знижує кількість сперматозоїдів до нуля. Препарат дуже ефективний, але чоловіки скаржаться на ін'єкції та побічні ефекти, як-от головний біль. Іншою проблемою є зменшення розміру яєчок, що викликає психологічний дискомфорт у чоловіків та впливає на самооцінку, оскільки їхній розмір залежить від вироблення кількості сперматозоїдів.

Тому нове покоління чоловічих контрацептивів має зберігати кількість сперматозоїдів, але блокувати їхню рухливість або здатність запліднювати яйцеклітину.

— Так, зараз ми з командою працюємо над пошуком лікування вікової макулодистрофії — хвороби, яка вражає понад 200 мільйонів людей у світі. У віці 60–65 років багато людей, особливо жінок, втрачають зір через поступове руйнування фоторецепторів сітківки, і наразі лікування не існує.

Паралельно ми завершуємо роботу над статтею про гормональну регуляцію скорочення матки. Дослідження сперматозоїдів привело нас до цікавих молекулярних шляхів, які виявилися спільними для інших тканин. Це стало поштовхом для вивчення молекулярного механізму, що запускає пологи. Наші дослідження зосереджені на іонних каналах, які функціонують у жіночій репродуктивній системі.

Ще одна тема наших досліджень — старіння. Ми вивчаємо однакові молекулярні шляхи, що працюють у двох різних системах: жіночій репродуктивній системі та мозковій тканині, зокрема в судинному сплетінні (Choroid plexus). Судинне сплетіння — це невелика, маловивчена тканина мозку, яка виробляє спинномозкову рідину. У мозку є чотири шлуночки, порожнини, заповнені цією рідиною. Хоча її об’єм у будь-який момент часу становить лише близько 150 мл, вона постійно оновлюється: очищається та виробляється заново приблизно чотири рази на день, особливо під час сну. Тому коли ми не висипаємося, прокидаємося з головним болем — це через те, що спинномозкова рідина не очистилася як слід. У молодому віці спинномозкова рідина оновлюється чотири рази на день, у 70 років — лише тричі, а у хворих на Альцгеймер — двічі. Відомо, що накопичення токсинів у мозку є ключовим чинником розвитку хвороби Альцгеймера.

Зараз ми досліджуємо, як певні іонні канали, що регулюють виробництво та абсорбцію спинномозкової рідини, можуть прискорити процес її очищення, щоб зменшити ризики, пов’язані зі старінням та нейродегенеративними захворюваннями.

Старіння — це важливий і неминучий процес. Сучасні люди виглядають значно молодше, ніж їхні ровесники 200-300 років тому, завдяки значному прогресу в охороні здоров’я. Однак говорячи про старіння, я маю на увазі саме здорове старіння. Йдеться не про зовнішність, а про те, як довше бути здоровими. Наприклад, як у 80 років почуватися, ніби вам 40, та зберігати ту саму розумову й фізичну активність.

Ця сфера не така розповсюджена, як нейронауки чи біологія раку. Ми говоримо про різницю в тисячах і десятках тисяч дослідників та дослідниць. Наприклад, якщо порівняти спеціалізовані журнали з репродуктивної біології та, скажімо, нейронаук, то в нейронауках працює близько 35 000 людей, а в репродуктивній біології — можливо, тисяча. Відповідно, кількість опублікованих статей у цих сферах буде разюче відрізнятися. Проте зараз репродуктивна біологія переживає золотий період. Я завжди кажу своїм студентам та студенткам, що живий організм визначають кілька факторів: метаболізм, вироблення енергії, ріст, зміна середовища навколо себе та розмноження. Тобто репродуктивна система — одна з основних характеристик життя. 

Якщо ми хочемо, щоб наш вид виживав, розмножувався й процвітав, нам потрібно розуміти, як працює репродуктивна система. Щоб колонізувати Марс, нам потрібно створити умови для народження життя там, та дізнатися, як ми зможемо розмножуватися в умовах космосу. Тож якщо ми хочемо стати міжпланетним видом через 100 років, нам потрібно зрозуміти, як ми зможемо зберегти наш вид. Важливо не лише мати змогу полетіти кудись, але створити умови для народження нового життя там. Це складне, але дуже натхненне завдання. 

— Мене дуже цікавить дослідження впливу умов невагомості на репродуктивну систему. Коли я ще працювала в Берклі, у нас був невеликий проєкт у лабораторії, і ми навіть зв'язувалися з NASA для співпраці. Вони тоді сказали, що це їм поки не цікаво, у них немає ресурсів для проведення масштабних досліджень. Насправді важливо проводити хоча б такі дослідження, які могли б показати, наприклад, як перебування в космосі впливає на репродуктивну систему. Астронавти та астронавтки проводять там шість чи навіть 12 місяців, але ніхто не досліджує, що з ними відбувається після повернення — не перевіряють якість сперматозоїдів, не досліджують зміни менструального циклу в жінок. Як впливає радіація в космосі, як впливає тривала невагомість на репродуктивну функцію людини? Це те, що мені дуже цікаво дослідити, якщо буде така можливість.

— Так, у мене було кілька прикладів для наслідування. Насамперед моя сестра Ольга, дуже турботлива людина та успішна лікарка. Вона врятувала багато життів, зокрема й у нашій родині, адже є неймовірною діагносткою. Мої батьки, які також вчені, мама — хімікиня, а тато — біохімік. 

В Інституті фізіології імені О. О. Богомольця НАН України моєю першою наставницею була Алла Яківна Циндрієнко — нейробіологиня, дуже яскрава і смілива особистість. Вона взяла мене під своє крило, допомогла не тільки адаптуватися, але й знайти своє місце в переважно чоловічому середовищі біофізиків. Вона навчила мене всього, що знала, і допомогла рухатися вперед у науці, не даючи відчувати себе чужою.

Ще одна моя наставниця — Рашел Годе. Вона навчила мене бути «рентгенівським апаратом», показала, як робити те, що я ніколи не уявляла можливим. Мене вразило, що попри її обов’язки як професорки, викладачки та керівниці лабораторії, вона знаходила час працювати зі мною, навчати базових технік. Вона завжди говорила, що незалежно від того, на якій сходинці кар'єрної драбини ти перебуваєш, треба завжди знаходити час, щоб допомогти іншим.

— Коли я працювала в Берклі, у мене було багато викладацьких обов’язків. Протягом 11 років я викладала поглиблену фізіологію для студентів та студенток, групи зазвичай складалися з 5–12 осіб. Зараз я працюю в медичній школі, де викладацького навантаження значно менше: лише десяток лекцій на рік замість трьох на тиждень. Це дає змогу зосередитися на дослідницькій роботі.

Найбільш захопливий момент для мене — це бачити, як новачки в лабораторії долають труднощі. У нас є складна лабораторна техніка, робота з якою на початку здається майже нездійсненною. Колеги часто сумніваються у своїх силах, але поступово опановують її. Ця трансформація — від невпевненості до моменту, коли вони усвідомлюють: «Я можу це зробити!» — надзвичайно надихає.

У моїй групі зараз семеро людей, і ми перебуваємо на стадії розширення. Я навіть сподівалася, що, можливо, хтось з України приєднається. Але я розумію, що зараз важкі часи, і більшість молоді хоче залишатися поруч зі своїми сім'ями. Проте, можливо, з часом я зможу навчити українських вчених, які потім повернуться до України, створять власні лабораторії й продовжать дослідження.

— Найцінніше для мене — це усвідомлення того, що я зробила якийсь внесок, допомога багатьом талановитим людям стати лікарями та лікарками. Багато з моїх колишніх учнів та учениць зараз у медичних школах, закінчують навчання, стають успішними лікарями та лікарками. Вони надсилають мені дуже теплі листи про те, що їм все вдалося. Я сподіваюся, що люди, яких я навчала, кому я передавала знання й досвід, зараз рятують життя. Звісно, є ще наукові досягнення й відкриття, але я сприймаю їх як задоволення своєї цікавості.

Проєкт «НАУКОВИЦІ» реалізується громадською організацією INSCIENCE в рамках програми «ЄС за ґендерну рівність: разом проти ґендерних стереотипів та ґендерно-зумовленого насильства» (фаза 2), що фінансується Європейським Союзом та реалізується спільно структурою «ООН Жінки» та ЮНФПА.

Ця публікація розроблена за фінансової підтримки Європейського Союзу. Її зміст — відповідальність структури «ООН Жінки» та ЮНФПА та не обов’язково відображає погляди Європейського Союзу.