Сергей Головин учёный молодой – ему 34 года. В 2011 году с отличием окончил Ростовский базовый медицинский колледж. В 2019 году – РостГМУ по специальности «Лечебное дело». Прошёл переподготовку по программе «Лабораторная диагностика особо опасных инфекций» ФКУЗ «Ростовский-на-Дону противочумный институт». В 2024 году окончил аспирантуру ДГТУ, работает старшим преподавателем кафедры «Биоинженерия» факультета «Биоинженерия и ветеринарная медицина». В его карьере уже несколько серьёзных научных исследований, одним из которых он руководит – это проект по созданию ветеринарного фагового препарата.
Он знает, как вырастить мясо в пробирке и добыть коллаген из медуз. Ищет лекарство от рака и способ заставить искусственный интеллект выполнять рутинную работу, освободив от неё врачей.
Судьба привела в науку
В науку Сергея привела не жажда открытий. Он собирался стать военным врачом и после школы приехал в Ростов поступать на военное отделение медицинского университета. Оказалось, что там нужно сдавать физику, которую он к поступлению не готовил. Экзамен Сергей провалил.
«Чтобы не возвращаться домой с позором, решил всё-таки куда-то поступить. Моя мама работала врачом скорой помощи, и медицина был тот путь, который я видел. В буквальном смысле идя по улице, увидел вывеску «Медицинский колледж». Зашёл. Был уже август и, в колледже свободными оставались только два направления – зубоврачебное дело и медико-санитарное. На него я и поступил», –- вспоминает Сергей Николаевич.
Окончил колледж с отличием, получил распределение в научно-исследовательский противочумный институт в Ростове.
«Там я познакомился с наукой и загорелся ею. В небольшом городке в Кабардино-Балкарии, откуда я приехал, у меня такой возможности не было, – признаётся молодой учёный. –- Институт занимается изучением особо опасных инфекционных болезней: чумы, туляремии, холеры, сибирской язвы. Я работал там лаборантом, а когда окончил медицинский университет, научным сотрудником. И уже твёрдо знал, что мой путь – наука».
Учиться, учиться и учиться
В 2020 году Головин перешёл в ДГТУ. Там формировался факультет «Биоинженерия и ветеринарная медицина». В качестве эксперимента его основал учёный-ветеринар, профессор Алексей Ермаков. Эксперимент оказался удачным – на факультет стали стекаться молодые учёные из других институтов.
«Евгения Юрьевна Кириченко –- мой научный руководитель, заведующая кафедрой «Биоинженерии», на которой я работаю. Она создаёт свою научную школу. Мы занимаемся наукой и обучением будущих инженеров. Можно сказать, обучаем специалистов профессии будущего», –- рассказывает Сергей Головин.
Область его научных интересов: микробиология –- изучение бактериофагов и кишечной микробиоты, а также клеточная и тканевая инженерия (клеточные 3D-модели).
Современные учёные работают в команде: каждый выполняет свой участок задач, а научный руководитель держит генеральный план и взаимодействует с другими командами.
«Постоянное обучение — данность современной науки. Невозможно быть специалистом только в одной области, приходится переучиваться, переквалифицироваться, –- поясняет учёный. – Я по образованию врач, работал микробиологом. Для выполнения некоторых задач в наших проектах пришлось обучиться клеточным технологиям. Теперь я могу работать с клетками. Затем пришлось научиться работать ещё с вирусами и бактериями».
Бактериофаги вместо антибиотиков
Сергей Головин руководит проектом Российского научного фонда по созданию ветеринарного фагового препарата, разрабатывает новые методы диагностики и лечения сальмонеллёза у животных.
Фаги использовали в медицине до антибиотиков. С них начиналась антимикробная терапия. Со Средних веков страшные эпидемии буквально уничтожали население во всех странах. Средств лечения не было. И только в начале XX века француз Феликс Д'Эррель открыл бактериофаги – это стало сенсацией.
«Бактериофаги, или фаги — это вирусы, заражающие и уничтожающие бактериальные клетки. Когда появляются патогенные бактерии , неизбежно появляются и бактериофаги. Они начинают друг с другом взаимодействовать. Если прицельно выбрать наиболее успешно подавляющий бактерию бактериофаг и дать его пациенту, возбудитель инфекции будет нейтрализован. По сути, бактериофаг вылечит пациента, – говорит Головин. –- Я занимаюсь бактериофагами сальмонелл. Так как источником сальмонеллёза являются куры, то мы ищем бактериофаги в птицеводческих хозяйствах –- в фекалиях кур, в подстилочном материале, в почве и т.д.».
В советское время до середины XX века бактериофаги широко использовали для лечения ран и инфекций. А потом открыли и научились производить в промышленном масштабе антибиотики. Наступила эра антибиотиков, и во всём мире практически отказались от бактериофагов. Их сложно и дорого искать, сложно хранить и транспортировать. А главное – при введении в кровь они быстро блокируются сывороточными белками и перестают действовать.
Но тут человечество столкнулось с проблемой устойчивости антибиотиков. По прогнозу учёных, к 2050 году от устойчивых к антибиотикам бактерий будет умирать больше людей чем от всех видов рака. Так мы постепенно возвращаемся в точку до открытия антибиотиков. По сути – в Средние века. И тут вспомнили о фагах, интерес к ним снова повысился. Россия же, сохранив производство бактериофагов, оказалась лидером в этой отрасли.
«Бактериофаговые препараты используют для лечения человека. Но источник многих инфекций – животные. Наша задача перенести эти технологии в ветеринарию. Мы начали с сальмонеллёза, потому что с ним ситуация довольно тяжёлая. Минздрав России регистрирует более 30 000 случаев заболеваний в год. И, возможно, фаги (идея, которую мы хотим в них вложить) помогут бороться с сальмонеллёзом уже в очаге инфекции, –рассказывает молодой учёный. - А далее можно будет развивать фаготерапию мелких домашних животных – собак, кошек. Они тоже страдают от бактериальных инфекций, устойчивым к антибиотикам».
Коллаген из медузы и другие проекты
Сергей Головин участвует в нескольких проектах. Один из них посвящён изучению коллагена медуз. Обычно коллаген добывают из отходов мясного производства. Это кожа, рога и копыта скота. Но коллаген можно делать и из медуз. Ведь 95% медузы — это вода, 4% — коллаген.
Для Азовского моря медузы стали экологическим бедствием: их численность из-за повышения солёности воды с каждым годом растёт. Они загрязняют акваторию и пляжи, наносят ущерб рыбному хозяйству.
«Мы изучили наших азовских медуз и доказали, что их коллаген не хуже, чем коллаген других типов. И что его можно использовать в биомедицинских целях, – поясняет Сергей Николаевич. –- Рекомендованный Министерством природных ресурсов объём вылова медуз в Азовском море – 100 тысяч тонн в год. Из этого, по нашим расчётам, можно получать до 3000 тонн коллагена в год. А главное, производить, его используя мощности местных рыбоперерабатывающих предприятий».
Ещё один проект финансируется Министерством образования и науки. Учёные с помощью искусственного интеллекта создают платформу, которая поможет врачам выполнять цитологические исследования: исследовать мазки крови, спинномозговой жидкости и так далее. Цитологов сегодня очень мало и не везде они есть, в том числе в военных госпиталях.
«Наша идея в том, чтобы у врача был цифровой помощник. Положил он под камеру микроскопа препарат, подключился к цифровой платформе, которую мы создаём, а она при помощи искусственного интеллекта показала, что за клетки в этом препарате. И предположила какой-то диагностический вариант, - рассказывает Головин. –- Над этим сейчас работаем не только мы, но и несколько команд в России и во всём мире».
Биоинженерия — это создание новых организмов, новых продуктов путём изменения свойства известных. Взять, к примеру, создание клеточного мяса.
«Мы попробовали эту технологию первыми в России. Взяли кролика, его стволовые клетки, нарастили три вида клеток в лаборатории, а потом с помощью 3D - принтера напечатали из этого котлету. Она немножко доросла в инкубаторе, чтобы количество клеток увеличилось, и они друг с другом соединились, –- поясняет учёный. –- Такую котлету впервые попробовал наш ректор».
Ещё один проект, которым руководит Евгения Кириченко, посвящен проблеме глиальных опухолей головного мозга. От них умерли, например, такие известные люди как Ив Сен Лоран, Дмитрий Хворостовский, Анастасия Заворотнюк, Валерий Золотухин, Жанна Фриске и много других знаменитых и простых людей.
«Мы научились лечить практически все виды опухолей, кроме глиальных. На поздних стадиях они неизлечимы. Евгения Юрьевна в этой области совершила настоящее открытие, –уверен Головин. – Почти все клетки образуют между собой щелевые контакты. Это белки, с помощью которых соседние клетки могут обмениваются ионами и небольшими молекулами. В норме они есть в любых клетках в небольшом количестве, но в злокачественных клетках глиомы их почему-то очень много – для чего-то они нужны этой опухоли, значит, это может оказаться перспективной терапевтической мишенью, если мы сможем эти контакты заблокировать, что станет большим шагом в возможностях лечения таких больных».
Время учёных пришло
Все эти проекты одновременно являются базой для обучения специалистов. Потому что невозможно продолжение науки без кадров, их нужно готовить.
По мнению молодого учёного, главная задача науки – рано или поздно привести теорию к практике. Он говорит: «До нас много учёных прошли большой путь, создали фундаментальные основы. Наша задача соединить их в какой-то препарат, решить какую-то проблему. В конце концов, наука спонсируется государством из налогов граждан. И она должна вернуть людям технологии, применимые в жизни, за которые они заплатили свои налоги».
Ещё пять лет назад появление факультета «Биоинженерия и ветеринарная медицина» многими воспринималось скептически: как это в техническом вузе ветеринарный факультет? Да ещё какая-то непонятная биоинженерия.
«Но мы пришли и стали довольно сильной командой. И ДГТУ нас очень поддерживает, например, нам приобрели микроскоп стоимостью 70 млн рублей – практически ни один грант не сможет обеспечить такую покупку, –- рассказывает Сергей Головин. –- Раньше мало что мотивировало молодёжь идти в науку. Когда я только начинал свой путь в науке в 2011 году, у учёных были небольшие зарплаты и довольно пессимистичный настрой. Сейчас многое изменилось, есть возможность участвовать в конкурсах, получать гранты и пользоваться господдержкой. Благодаря грантовому финансированию, мы можем даже финансово поддерживать студентов, что мотивирует их идти в науку».
Кафедра «Биоинженерии» молодая и активно развивается.
«Хотелось бы, чтобы студенты, которых мы сейчас учим, не останавливались, не уходили в другие отрасли и сферы деятельности, а оставались в науке. И не уезжали из страны – они нужны здесь. «Это будет означать, что те усилия, которые мы тратим на их обучение создание этих лабораторий, были не зря», – говорит молодой преподаватель. –- Наша мечта, чтобы ученики остались в Ростовской области. Чтобы на Дону появились новые научные институты и звучали новые имена учёных».