«Современный ученый должен обладать желанием расти и развиваться», — Антон Кузнецов, старший лаборант Лаборатории синтетических гликовакцин ИОХ РАН

В рубрике, посвященной молодым ученым Института органической химии имени Н. Д. Зелинского РАН, мы продолжаем рассказывать о талантливых исследователях чьи работы вносят значительный вклад в развитие современной науки.

Сегодня нашим героем стал Антон Николаевич Кузнецов — старший лаборант Лаборатории синтетических гликовакцин. Антон занимается исследованиями, направленными на синтез и изучение иммунологических и конформационных свойств олигосахаридов, которые могут играть ключевую роль в диагностике и лечении серьезных заболеваний, вызванных бактериями и грибами.

В интервью молодой ученый поделился своим профессиональным путем, начиная с первых опытов в детстве и заканчивая активной работой в ИОХе. Он рассказал о сложностях, с которыми сталкивался в исследованиях, о междисциплинарном взаимодействии с коллегами, а также о том, какие качества, по его мнению, необходимы современному ученому.

Чему посвящены Ваши научные исследования в целом? Какую фундаментальную научную или практическую задачу Вы пытаетесь решить?

Я участвую в нескольких проектах, но мой основной проект посвящен синтезу и исследованию конформационных и иммунологических свойств олигосахаридов, родственных фрагментам природного β-(1→2)-глюкана. Этот полисахарид экспрессируется бактериями рода Brucella, вызывающими зоонозную инфекцию, известную как бруцеллез. Ей страдают как животные, в основном крупный и мелкий рогатый скот, так и люди. С диагностикой и вакцинацией бруцеллеза есть серьезные проблемы, и мы изучаем потенциал β-(1→2)-глюкана в качестве маркерного антигена для разработки диагностикума бруцеллеза и для разработки соответствующей вакцины. На данный момент был осуществлен синтез серии спейсерированных олигосахаридов до пентамера, и мы работаем над получением более крупных соединений. Одновременно проводим иммунологические исследования с помощью различных методов иммуноферментного анализа, а также изучаем спектральные и конформационные свойства самого β-(1→2)-глюкана и олигосахаридов с помощью спектроскопии ЯМР и теоретических расчетов.

Расскажите о Вашей последней высокорейтинговой работе[1], опубликованной в 2023 году. В чем ее основная идея?

Статья опубликована по результатам еще одного проекта, в котором я участвую. Он посвящен изучению углеводных антигенов другого типа патогенов — грибков. Их клеточная стенка состоит из различных полисахаридов. Когда грибок попадает в организм человека, человеческий иммунитет первым делом «изучает» поверхность клетки, состоящую из полисахаридов, то есть первым делом иммунитет вырабатывается именно на полисахариды, расположенные на поверхности клетки. Одним из важных полисахаридов является грибковый маннан, про который мы пишем в этой статье. Этот полисахарид встречается и у симбиотических грибов, присутствующих в кишечнике человека, например, Saccharomyces cerevisiae (обычные пекарские дрожжи). Маннан — достаточно сложный, разветвленный полисахарид, состоящий из осадков маннозы, соединенных разными типами гликозидных связей. В нем присутствуют различные олигосахаридные последовательности, которые могут влиять на выработку иммунитета. Для определения наиболее активных среди них нами использованы полученные в лаборатории ранее синтетические олигосахариды, структурно родственные фрагментам маннана. Нами изучена специфичность репертуара антител у здоровых доноров и пациентов с колоректальным раком, что позволило выявить ранее неописанные зависимости структур углеводных маркеров титров гомологичных сывороточных антител, которые могут быть применены в диагностике.

Где и каким образом могут быть использованы полученные в этой работе результаты?

Диагностикумы на антитела к S. cerevisiae уже присутствуют на рынке и используются для выявления воспалительных заболеваний кишечника. Эти продукты обладают достаточно хорошей специфичностью, но умеренной чувствительностью, что видимо связано с тем, что в них используются гетерогенные маннаны. Применение же отобранных синтетических олигосахаридов создает фундаментальный базис для разработки диагностических тестов, превосходящих существующие наборы по чувствительности. Для разработки применимого в клинической диагностике теста, необходимо широкое изучение специфичности антител, присутствующих в сыворотках крови больших групп доноров. Мы надеемся это выполнить в дальнейшей работе.

В чем сложность и с какими трудностями Вы столкнулись во время выполнения этого исследования?  

Биологические исследования часто бывают непредсказуемы, но в этот раз нам повезло: у нас все воспроизводилось и получалось. Самая большая сложность была в обработке данных, которые мы получали после эксперимента, потому что она выполнялась с помощью математической статистики, а мы все химики. Поэтому интерпретировать и объяснять полученные результаты иногда было достаточно сложно. Хочется также отметить, что полный синтез олигосахаридных маркеров, исследованных в данной работе, — очень трудная задача.

Помогал ли Вам кто-нибудь в решении возникающих проблем?

Любое междисциплинарное исследование требует содействия коллег и сотрудников из разных научных областей. Данное исследование проводилось совместно с лабораторией академика Н.Е. Кушлинского из ФГБУ «НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России. Конечно, хочется поблагодарить всех коллег в ИОХе, которые помогали ставить эксперименты, особенно сотрудницу нашей лаборатории Алину Полянскую; своего руководителя, заведующего лабораторией № 41, доктора химических наук Вадима Борисовича Крылова; заведующего лабораторией №52, члена-корреспондента РАН Николая Эдуардовича Нифантьева. Без их активного участия ничего бы не могло получиться так, как оно получилось.

Есть ли у Вас дальнейшие планы по развитию этого направления исследования?

Это направление у нас активно развивается. Сейчас мы направили в печать статью по исследованию репертуара антител к полиглюкозаминам и галактозаминогликанам у здоровых доноров, что тоже имеет непосредственное отношение к клинической диагностике и выявлению грибковых заболеваний. Сейчас ведется активная экспериментальная работа по изучению репертуара антител к различным глюканам, которые тоже встречаются у грибов и бактерий. Результаты позволят отобрать типы углеводных антигенов для использования в разработке диагностикумов и новых вакцин.

Каким образом Вы попали в химию?

В 9 лет моя старшая сестра подарила набор юного химика. Я тогда ничего не понимал, но что-то пытался осознать. Набор выглядел достаточно красиво, но мой пытливый ум все равно не мог мне позволить смешивать цветные растворы и получать какие-то осадки: я все-таки пытался что-то понять, рассказывал об экспериментах своим одноклассникам, рисовал формулы на доске. Моя классная руководительница в начальной школе заметила это и позвонила учительнице химии. Она подарила мне книгу и сказала, что мы с ней через несколько лет обязательно встретимся. В 8 классе я действительно заинтересовался химией, стал ее понимать и учить. После я поступил в Московский химический лицей, ныне известный как Школа на Юго-Востоке имени Маршала В.И. Чуйкова. Ну а дальше началась моя научная деятельность.

Как оказались в ИОХе?

В Лицее многие начинают работать в лабораториях академических институтов уже с девятого-десятого класса. Я был направлен в соседний институт, в лабораторию Дениса Александровича Чусова, в ИНЭОС РАН. Однако после первого курса я чуть не перепоступил в медицинский вуз, тогда у меня случился некоторый профессиональный кризис после второй волны ковидной самоизоляции, но из-за дистанционной подачи документов моя заявка на перепоступление была утеряна, и ни в какой медицинский вуз я не попал. Сейчас я понимаю, что это случилось к лучшему. Тем не менее, мне очень хотелось поменять направление деятельности. И вот я попал в ИОХ, в нашу лабораторию. При выборе места для меня главным критерием было, во-первых, наличие прикладных исследований, а во-вторых, наличие биологических и медицинских исследований. В нашей лаборатории все это присутствует. Мне очень повезло.

Какими, на Ваш взгляд, качествами должен обладать современный ученый?

Современный ученый должен обладать желанием и стремлением расти и развиваться, никогда не стоять на месте. Должна быть пытливость ума, постоянная тяга к знаниям, желание узнать что-то новое. Также важным качеством является самостоятельность. Именно это помогает на базе уже изученного, описанного ранее материала открывать что-то свое, новое. Такое сочетание тяги к знаниям и желания к самостоятельному росту порождает профессионального ученого.

Какой совет можете дать своим коллегам?

Не забывать читать и изучать литературу, учить английский. Ни в коем случае не бояться выступать со своей работой, не стесняться и быть собой.