Питання безпечного тестування хімічних речовин і ліків стає дедалі важливішим. Традиційні методи досліджень на лабораторних тваринах не тільки викликають етичні заперечення, але й не гарантують достовірного прогнозу впливу ліків і різних сполук на організм людини.

Над розв’язанням проблеми етичного і безпечного тестування працює сьогодні команда з Нідерландів, яка розробляє віртуальну платформу людини (VHP4Safety) – інноваційний інструмент для тестування безпеки без використання тварин. На початку 2024 року в рамках партнерської ініціативи Нідерландської дослідницької ради і Національного фонду досліджень України до команди приєднався доцент кафедри фармації, хімії та технологій Українського державного університету науки і технологій Павло Задорожній. Вчений виконує проєкт «Розробка комп’ютерних моделей для прогнозування тиреоїдної токсичності».

Що ж це за платформа і в чому суть проєкту українського вченого?

Як розповів Павло Задорожній, віртуальна платформа людини призначена для комп’ютерного тестування і прогнозування токсичних ефектів різноманітних хімічних агентів (лікарських препаратів, пестицидів тощо) на організм людини. Науковець із Дніпра вирішив зосередитися на розробці QSAR-моделей (тобто моделей, які встановлюють зв’язок між хімічною структурою речовини та її біологічною активністю та іншими властивостями) для прогнозування токсичності хімічних сполук щодо функції щитоподібної залози.

«Ідея виникла як відповідь на глобальний запит щодо зменшення тестів на тваринах і прискорення оцінки хімічної безпеки, – розповів співрозмовник. – Для мене це можливість використати навички в галузі біо- і хемоінформатики й комп’ютерного моделювання ліків для роботи над розв’язанням проблеми регуляторної токсикології».

Вчений вирішив зосередитися саме на функції щитоподібної залози, адже цей орган регулює критично важливі процеси в організмі. Дисфункція щитоподібної залози може мати серйозні наслідки, наприклад, порушення розвитку і метаболічні збої. Попри це, бракує інформації про тиреотоксичність хімічних сполук.

Вчений переконаний – розв’язати цю проблему (чи просунутися на шляху до її розв’язання) можна лише за допомогою нових, сучасних підходів до оцінки ризиків, насамперед QSAR-моделювання із залученням методів машинного навчання.

«Моя мета – розробити інструмент, який допоміг би науковій спільноті ухвалювати більш обґрунтовані рішення, зберігаючи при цьому етичні принципи в дослідженнях», – наголосив дослідник.

Команда, до якої приєднався український науковець, працює над створенням комп’ютерної моделі, яка допомагає передбачити, чи може певна хімічна речовина зашкодити щитоподібній залозі. Замість того щоб перевіряти речовини на тваринах, дослідники «навчають» комп’ютер розпізнавати небезпечні властивості на основі вже відомих даних.

Щоб результат був успішним, вчені зібрали дуже багато інформації (набір даних) про хімічні сполуки, їхню будову та вплив на організм. Для пошуку певних закономірностей науковці використовують методи машинного навчання (штучний інтелект). «Після цього модель може передбачити токсичність нових речовин, які ще не тестувалися, – продовжив розповідь Павло Задорожній. – Ми хочемо, щоб у майбутньому такі моделі допомагали захищати здоров’я людей, а експерименти на тваринах залишилися в минулому».

Для участі в конкурсному відборі потрібно було знайти партнерів у Нідерландах. В цьому допоміг семінар, який провели НФДУ і NWO. Саме під час семінару дослідник познайомився із докторкою Еленою Домінгес-Ромеро (Elena Domínguez-Romero) із Маастрихтського університету, яка розповіла про проєкт VHP4Safety і запропонувала приєднатися до команди. Нині Павло Задорожній віддалено працює в команді професора Джерарда ван Вестена (Gerard J.P. van Westen) із Лейденського університету.

«Мені пощастило працювати з дуже професійною та відкритою командою, – каже він. – Це дослідники, які мають глибокі знання з хімії, токсикології, фізіології, біоінформатики і вміло поєднують їх із методами машинного навчання. Особливо імпонує культура співпраці: вони завжди готові вислухати, обговорити й підтримати нову ідею».

За його словами, команда об’єднує людей з різним науковим досвідом, і саме це робить роботу цікавою та ефективною. «Ми не просто ділимося знаннями, а й вчимося один в одного, – додав співрозмовник. – Ця співпраця означає для мене дуже багато – не лише як для науковця, а й як для людини. Вона допомагає вийти за межі локального досвіду, навчитися новому і подивитися на науку з міжнародної перспективи. Це співробітництво надихає, дає віру в спільні цінності та показує, що наука справді не має кордонів».

Колегам з України дослідник радить не боятися зробити перший крок до співпраці з міжнародними партнерами. Дуже часто вона починається зі звичайного листа чи запитання під час наукової конференції. «Важливо чітко розуміти, що саме ви можете запропонувати партнеру, – наголошує вчений. – Це можуть бути унікальні дані, новий підхід до розв’язання проблеми тощо».

Також важливо шукати можливості в рамках спільних грантів, наукових платформ, брати участь у літніх школах, воркшопах і вебінарах – там легко знайти людей із подібними інтересами.

«Щирий інтерес до чужої культури й повага до спільної справи створюють справжнє партнерство, – додав пан Павло. – Успішна наукова співпраця – це не лише про публікації, а й про довіру, взаємну підтримку та спільне бачення мети».

Інтерв’ю брала Світлана ГАЛАТА