Д-р Мерилин Ал Шариф: Знанието, науката, културата и съединението правят силата на една нация


Безплатна доставка за Канчета с Научни картинки:

***

Кратка информация за изследователя: име, степен, звание, месторабота

Аз съм Мерилин Ал Шариф – главен асистент в Института по биофизика и биомедицинско инженерство (ИБФБМИ) на БАН (http://biomed.bas.bg/bg/). През 2012 г. се дипломирах като магистър по „Биохимия“ под ръководството на проф. Мариела Оджакова в Катедра „Биохимия“, Лаборатория по молекулярна биология на растителната клетка, Биологически факултет, СУ „Св. Климент Охридски“. След това издържах конкурс и станах редовен докторант в ИБФБМИ към секция „QSAR и молекулно моделиране“. През 2016 г. защитих дисертация на тема „Изследване на лиганд-зависимата дисрегулация на PPARγ: описване на пътища, водещи до нежелан изход и молекулно моделиране” под ръководството на доц. Иванка Цаковска и чл.-кор. проф. дбн Илза Пъжева. Научното изследване беше проведено в рамките на мащабен международен проект, финансиран по 7-ма рамкова програма на Европейската общност („Интегрирани in silico модели за предсказване на хронична токсичност на козметични продукти за оптимизиране на безопасността (COSMOS)“), в който нашата секция участваше като партньор.

С какво се занимавате на работното си място? (Ежедневието на един учен) – проекти, изследвания, …

Ежедневието на един учен е водовъртеж от административно-бюрократични и чисто изследователски перипетии. Те понякога ни затрудняват, но пък винаги са източник на ново познание и ценен опит, които ни правят по-устойчиви и последователни в научните ни търсения.
Научният аспект на нашата работа следва хронологията на подготовката, провеждането и анализа на in silico (компютърно-подпомогнати) симулации. Тя зависи пряко от наличната информация: за химични съединения с тяхната структура и определен начин на действие и количествените данни за биологичната им активност; за техните прицелни биомакромолекули в организма, които са обект на химичното въздействие; и за връзката между модулирането на функцията на дадена прицелна биомакромолекула и крайният ефект от това въздействие на организмово ниво.
Отправни точки в нашата работа могат да бъдат конкретна биомакромолекула (в моя случай протеин), която има отношене към дадено заболяване и модулирането на нейната активност с малки химични структури (лиганди). Това въздействие може да породи токсични ефекти или обратно да допринесе за превенцията и лечението на дадено патологично състояние чрез терапевтични ефекти. В първия случай говорим за предсказваща (изчислителна) токсикология, с която идентифицираме потенциално опасни структури, а във втория – за компютърно-подпомогнато откриване или дизайн на лекарства.
Тъй като ние работим с експериментални данни за биологична активност на различни химични структури, изследвани от други научни екипи и докладвани в научната литература, сред най-отговорните и времеемки задачи от всяко наше изследване се нареждат критичният подбор на данни, тяхното куриране и организиране във виртуални библиотеки.
Следва задълбочен анализ на данните, установяване на взаимовръзките между разликите в структурите на изследваните химични съединения и вариациите в типа или силата на предизвиканите от тях биологични ефекти.
При известен начин на действие на едно или на група съединения ние можем с in silico подходи да разработим компютърни модели, които на базата на наличното знание да предсказват въздействието на неизследвано химично съединение върху функцията на прицелна биомакромолекула или върху проявата на определен биологичен ефект. Преди това да се случи обаче има поредица от стриктни и продължителни компютърно-подпомогнати тествания на достоверността на разработените модели. Така подбираме този модел, който едновременно да описва връзката между вариациите в структурите на съединенията и разликите в техните известни биологични ефекти и да предсказва потенциала на химична структура с неизследвано действие да прояви такъв биологичен ефект.
Едва след валидирането и избора на модел със задоволителни статистически параметри за достоверност и висока предсказваща способност можем да го приложим в различни процедури за виртуален скрининг. Именно това е и най-вълнуващото в нашата работа. С помощта на in silico подходи можем да си позволим да изследваме много по-детайлно механизмите, определящи биологичните ефекти и да проверим различни научни хипотези за относително кратко време. Понякога могат да бъдат извършени изследвания, за които все още не съществува разработена експериментална постановка, позволяваща реалното наблюдение на даден ефект или пък да бъде ускорен многократно процесът на получаване на задоволителен резултат в комбинация с налични експериментални методи било то in vitro или in vivo.
С in silico методите могат да бъдат анализирани за кратко време и ефективно десетки-хиляди до милиони съединения, без да се изразходват реактиви и без да се провеждат излишни тествания върху животни. Тези подходи в никакъв случай не заменят необходимостта от експериемнтално тестване, но могат доста ефективно да стеснят „кръга на заподозрените“ химични структури до онези, които ние наричаме „попадения“. Това са структури, които би следвало да бъдат ескпериментално изследвани с прироритет спрямо онези структури, отпаднали при скрининга. Така насочваме вниманието на екпериментаторите или на регулаторните органи към потенциално токсични съединения, които приоритетно изискват допълнителни детайлни анализи или към обещаващи съединения, които имат потенциал да бъдат „водещи структури“. Последните могат да бъдат подложени на оптимизиране (допълнително модифициране) и потенциално да се превърнат в биоактивни съединения за превенция/терапия на заболяване или за влагане в иновативни функционални храни.
Към днешна дата най-активна е дейността ми в рамките на Постдокторантура в ИБФБМИ-БАН, финансирана по Националната програма „Млади учени и постдокторанти“ на МОН. Под ръководството на чл.-кор. проф. дбн И. Пъжева от тази година имам възможност да работя по изключително значима и актуална тематика, развивайки идеи и умения, които надграждат досегашните ми научни интереси и са тясно свързани с обекти от голямо значение за човешкото здраве.
Нямам представа какво точно е ежедневието на колегите изследователи по света, но знам със сигурност какво е на българските всеотдайни изследователи. Работната ни седмица много често е повече от пет дни, работният ден – повече от осем часа, а работното място го носим навсякъде със себе си. Това е така, но не защото някой го изисква от нас. При изследователите обикновено една конкретна научна идея поражда още няколко производни. Вглъбеният в научния проблем изследовател не може да спре мисълта си по график. Тази продължителна ангажираност е най-осезаема при колегите експериментатори, чиито „биоритми“ често са подчинени на биообектите, които отглеждат и изучават.

Какви са научните ви постижения (приноси) и каква е тяхната полза за обществото и икономиката?


Разбери повече за БГ Наука:

***

Моите изследователски усилия досега бяха насочени към in silico проучвания на потенциални токсични и фармакологични начини на действие на химични съединения с природен и синтетичен произход с акцент върху механистичната обосновка на предсказаните ефекти в контекста на метаболитни нарушения с висока социална значимост по отношение на човешкото здраве. Във фокуса на изследователските ми интереси бе химичното модулиране на активността на пероксизомения пролифератор-активиран рецептор гама (PPARγ) при различни болестни състояния, напр. метаболитен синдром, неалкохолно затлъстяване на черния дроб (НЗЧД) и диабет тип 2. Този протеин е ключов регулатор на въглехидратния и липидния метаболизъм, а изброените патологични състояния са пряко свързани с риска от развитие на сърдечно-съдови заболявания. Последните пък са причина за над 60% от смъртните случаи в България според Световната здравна организация.
В рамките на моята докторантура имах възможност да проведа in silico изследване на химикали, участващи в дисрегулацията на PPARγ като възможно молекулно иницииращо събитие за неблагоприятни чернодробни ефекти. Разработихме два тъканно-специфични метаболитни пътя (в черния дроб и в мастната тъкан), обясняващи неблагоприятните ефекти при дисрегулацията на PPARγ с химични съединения. Имам съществен принос в разработването на протокол за скрининг на химични съединения, предсказващ потенциални пълни агонисти на PPARγ (т.е. негови силни активатори) и свързания с тях риск от развитие на НЗЧД.
По време на докторантурата си посветих много време и усилия за разработването на виртуална библиотека с набор от структурни и биологични данни за повече от 400 агониста на PPARγ. По данни на нашата секция „QSAR и молекулно моделиране“, тази библиотека е най-голямата в момента свободно достъпна, проверена база данни от лиганди на PPARγ. Тя може да послужи за нуждите на всички, които биха искали да провеждат in silico изследвания на химични модулатори на този протеин.
След защитата на докторската теза задълбочих изследванията си върху PPARγ, във връзка с потенциалните терапевтични молекулни начини на действие на частични агонисти на протеина. Това са съединения, които активират PPARγ умерено или слабо и не водят до нежеланите ефекти, свързани с пълния агонизъм.
Като ръководител на младежки проект, финансиран от „Фонд научни изследвания“ на България (14.12.2016 г. – 14.12.2018 г.), имах възможността да фокусирам проучванията си върху терапевтичните аспекти на модулацията на PPARγ в контекста на метаболитния синдром и по-специално по отношение на диабет тип 2. В рамките на този силно интердисциплинарен проект (с партньори от Фармацевтичен факултет на МУ-София и Факултет по ветеринарна медицина на ЛТУ-София) бяха комбинирани in silico и in vivo подходи за изследване на пречистени сапонинови смеси (ПСС) и сапогенини от лечебните растения Astragalus corniculatus и Astragalus glycyphylloides като ценни природни ресурси за модулацията на метаболитния синдром. Разработихме два фармакофорни модела на силни и на слаби PPARγ частични агонисти. Беше проведен скрининг на събрани в рамките на проекта виртуални библиотеки със съединения (PPARγ частични агонисти и сапонини / сапогенини, свързани с метаболитния синдром). Чрез компютърни симулации с основните сапогенини, установени в ПСС бе предсказан потенциален PPARγ-опосредстван механизъм на действие като молекулярна основа на експериментално наблюдаваните in vivo ефекти (анти-диабетни и понижаващи оксидативния стрес) на ПСС. Комбинирайки in silico и in vivo проучвания очертахме изследваните ПСС от A. corniculatus и A. glycyphylloides като източници на потенциални водещи структури за PPARγ-опосредствана модулация на метаболитния синдром.
В момента в секцията работим по Националната научна програма (ННП) „Здравословни храни за силна биоикономика и качество на живот“ на Министерството на образованието и науката на България. В рамките на тази ННП бе разработен комбиниран in silico протокол за (i) предсказване на възможни метаболитни трансформации на перорално прилагано химично съединение, (ii) оценка на потенциалните токсични ефекти на предсказаните метаболити и (iii) изследване на потенциални PPARγ-опосредствани терапевтични начини на действие и приоритизация на обещаващи химични структури с природен произход, при откриването на нови лекарства или компоненти на иновативни функционални храни.
В рамките на Кост Акция 1407, която имаше за цел да свърже химията на природните продукти с откриването на лекарства, в нашата секция разработихме фармакологична мрежа, описваща терапевтичния начин на действие на природни съеднинения при лечението на НЗЧД. Така бяха очертани терапевтично значими прицелни биомолекули и сигнални пътища в подкрепа на съвременните тенденции за многоприцелна терапия и/или за дизайн на лечебни стратегии, основаващи се на синергично действие на комбинация от лекарства.
Научните ни постижения бяха високо оценени на редица международни и национални научни форуми с 5 отличия за най-добри представяния, както на доклади, така и на постерни презентации. Публиквани са в престижни международни издания като International Journal of Molecular Sciences (MDPI), Toxicology (Elsevier), Food and Chemical Toxicology (Elsevier), PPAR Research (Hindawi) и са цитирани от множество колективи по цял свят. Ценно признание за стойността на получените в секция „QSAR и молекулно моделиране“ научни резултати бе и номинирането им през 2015 г. и през 2017 г. сред най-значимите научни приноси на ИБФБМИ в съответните годишни отчети на БАН. Разработката по младежкия проект към ФНИ, беше отразена и в Юбилейната брошура на БАН (150 години БАН) по повод Европейска нощ на учените – 2019 г., редом с други две значими постижения на научни екипи от ИБФБМИ.

Какво ви мотивира да изберете професията на изследовател?

Интересът към науката изобщо, и по-специално обичта към природата и изследването на живота във всички негови форми, или с други думи – биологията, се формират още в най-ранна детска възраст. За този процес оказват голямо влияние както семейната и училищна среда, така и способността на човека да проявява последователност, постоянство и целеустременост. За мен изборът на тази професия беше естествено продължение на моите научни интереси. Научните изследвания предоставят възможност за пряк досег с необятния и интригуващ свят на познанието, което изгражда широк светоглед и е извор на разностранни интереси и вдъхновения. Когато подготвях документите си за докторантура, в областта на in silico моделирането на биологични обекти имаше обявени позиции във Фармацевтичен факултет на МУ-София, в Техническия Университет и в ИБФБМИ-БАН. Съвсем съзнателно избрах да се явя на конкурса в БАН, защото знаех, че тук акцентът е върху научните изследвания, за разлика от ВУЗ-овете, в които приоритетът е преподавателската дейност.

Какво допринесе за развитието ви като изследовател? (обучение, ръководител, работа в индустрията, стипендия в чужбина, екип, …)

При мен се открояват няколко етапа в този процес, като основният и най-определящ, според мен, беше ранното ми обучение в тази насока. От най-ранна детска възраст любимата ми настолна книга беше „Запознаване с природата“, а за първи клас заедно с новото букварче получих като подарък и Периодичната система на Менделеев. Бях толкова малка, че дори не можех да произнасям правилно името ѝ. Доста дълго я наричах не „Менделеева“, а „Пантелеева“, но с голям интерес научих символите на много химични елементи, като първи бяха водорода и кислорода. Още в 6-ти клас реших, че цялото ми усърдие ще бъде насочено към изучаване на природни науки и по-точно биология. Възможност за това получих в прекрасния замък на знанието – Биологически факултет на СУ „Св. Климент Охридски“. В него имах щастието да бъда обучавана от изключително ерудирани и всеотдайни към науката преподаватели, както в бакалавърската програма по Биотехнологии, така и в магистратура „Биохимия“. Общуването с преподавателите, отдадени на образованието и науката, с ясно съзнание за дълг към обещството, въпреки натиска на битовизма, и с откровена загриженост и внимание към своите възпитаници, остави силен отпечатък в мен. Възможността да си партнирам с моите състуденти и колеги и да се конкурираме надграждайки себе си всеки следващ ден пък ми помогна да разбера стойността на екипната работа и радостта от обмена на научни идеи и опит. Много от тези мои състуденти сега прославят България с високите си постижения в реномирани Университети в цял свят. Не са малко и онези, които са активни изследователи и преподаватели на родна земя и са носители на престижни научни отличия.
През цялото време в ученическите и студентските години бях подкрепяна от държавата със стипендии за отличен успех и за приноса ми в областта на екологичното образование в училищна среда.
Следващият етап беше постъпването ми в Института като редовен докторант. Тук не просто се сблъсках с едно необятно, вълнуващо и до голяма степен непознато научно поле, но получих възможност да се уча в движение и да попивам опит и знания в силно интердисциплинарната и динамична среда, създадена от изключителните експерти в нашата секция. Видях как профилът на нашия български екип по отношение на научно оборудване, знания и опит не само е сравним с този на нашите чуждестранни колеги, но се оказа решаващ за успеха при изпълнението на много от задачите в международния проект, в който участвах през докторантурата си. Също така, заедно с други колеги докторанти от Института бяхме целева целева група в проект за изграждане на интердисциплинарни екипи от млади изследователи в областта на фундаменталните и приложни научни изследвания от значение за медицинската практика, с финансовата подкрепа на ОП РЧР и ЕСФ. Не по-малко мотивираща беше и безрезервната подкрепата на Ръководството на Института, която винаги е съпътствала кариерното ми развитие, както и вдъхновяващият устрем към научни постижения на колегите от нашата и от другите секции в ИБФБМИ. И тъй като примерът възпитава, това ми даде увереност да продължа изследванията си в България като ръководител на младежки научен проект по двугодишен договор с „Фонд научни изследвания“. С натрупания опит в работата по този проект, за успеха на който имат голям принос и редица утвърдени учени, както от ИБФБМИ-БАН, така и от МУ-София и ЛТУ-София, добих увереност в правотата на избора си да бъда изследовател. От научна гледна точка грантът на ФНИ ми позволи да повиша квалификацията си в областта на in silico моделирането и по-специално в компютърно-подпомогнатото идентифициране на лекарства и анализа на фармакологични начини на действие.

Какви проблеми срещат учените във вашата област (за професионалното си развитие и в работата си)?

Да, срещат се понякога абсурдни проблеми, които аз и моите колеги от БАН и от различни ВУЗ-ове се опитваме ежедневно да преодоляваме със здрава логика, но за съжаление тази битка се води с променлив успех. Понякога те са отвъд многократно засяганите теми за общото финансово изражение на оценката за труда. За тяхното преодоляване се предприемат много стъпки в правилна посока, но пътят е дълъг. Тогава се появява рискът изследователят да загуби отправната точка в изследванията си и напълно да се отдалечи от крайната цел, на която посвещава дни и нощи неуморен труд. Все още сме много далече от западния и далекоизточния модел на пълно потапяне единствено в научната проблематика без обременяване с дейности, непряко свързани с научните задачи. В това отношение има много какво да се направи, изучавайки и прилагайки техните добри практики.
Има случаи, в които самоотвержени научни екипи са стигали до финалната права на важна за обществото разработка и някаква бюрократична спънка или влияния на чужди интереси са обръщали хода на събитията. Така се оказваме лишени от привилегията да внедрим разработката и биваме поставени в позицията на купувачи на същото това изобретение или продукт, но вече с печат различен от „Made in Bulgaria“. И ако доскоро това се описваше простичко с безобидното прилагателно „тъжно“, днес няма да сбъркаме, ако използваме и по-тревожна дума …

Какво, според Вас, трябва коренно да се промени в България по отношение на науката?

Твърде кратък е академичният ми път за да дефинирам неотложните промени по отношение на науката в България. Точната формула за това могат да дадат утвърдените учени, посветили целия си съзнателен живот на научни изследвания. И все пак, преди да започнем да мислим какво трябва да се промени в България по отношение на науката, трябва да се обърнем към народопсихологията си и да се освободим от негативните и деструктивни унаследености в социално-икономическото си развитие. Само когато направим тази промяна в мисленето си и дадем път единствено на креативните процеси в обществото ни, можем да очакваме положителен развой. Също така, трябва да имаме самочувствието, че сме потомци на бележити български учени с приноси от Световен мащаб и да осъзнаем, че сме призвани да градим чрез знание. Никога да не забравяме Златните векове на българските царе, защото при други исторически обстоятелства българската наука щеше да празнува не 150-годишна дейност, а 1150-годишна.
Всъщност, заниманията ни са толкова тясно профилирани, че не всеки може да разбере на мига какво би било чисто прагматичното, материално изражение на труда ни. С други думи плодовете в нашата градина се берат поколения напред и не винаги можеш да благодариш на един конкретен човек за сладостта им, а често тези хора не могат вече и да се зарадват на тази благодарност …
Напоследък в България бе направено много за иновациите в медицината, образованието и науката. За да има, обаче, траен научен подем, който да обслужва интересите и нуждите на обществото, остава да се надяваме, че изявени български учени ще се нагърбят с тежката задача да преведат на икономически и прагматичен език смисъла на инвестирането в родната наука.

Трябва ли да се говори за наука и защо?

Да, за наука трябва да се говори, разбира се! Най-вече защото богатата духовност и високите технологии могат да въздигнат икономически една нация и да я превърнат в лидер в региона и в Света, а за това има хиляди примери. Само че, голямата наука се прави с много солидно финансово обезпечаване и с адекватна оценка на труда на учените. Всички знаем, че България прелива от даровити и будни умове. Някои съзнават дълга си да развиват тези таланти в полза на родината, други нямат самочувствие, все още не са се преоткрили или просто нямат голям избор за хода на живота си. За да може повече хора да се самоосъзнаят като творци на нов свят, основаващ се на разумно и оригинално справяне с предизвикателствата, трябва се говори за наука. Ние трябва да разказваме за прекрасния свят на науката на висок глас.
Винаги е имало научно-популярни издания и предавания, които са увличали любознателния човек в изумителния свят на науката. Най-радостното за всички нас е, че през последните години медиите все по-често насочват прожекторите си към науката. Има много рубрики, които ни запознават детайлно с академичния път на именити и вдъхновяващи български учени от миналото и настоящето с приноси в световен план.
Само говоренето за наука обаче не е достатъчно. Необходима е дейност в посока на това историята на българската наука да бъде събрана на едно място. Имаме една прекрасна сграда (бившето Народно събрание), която за щастие се намира точно между СУ „Св. Климент Охридски“ и Централно управление на БАН. Ако родолюбиви българи подемат инициативата надписът на тази сграда да бъде надграден със „Знанието, науката, културата и съединението правят силата“ ще можем да създадем нашия музеен храм на науката. Ако в него бъде подредена хронологията на българските книжовност и наука, това ще допринесе още повече за осъзнаване на националната ни значимост. Един народ, който е създал, съхранил и разпространил уникална писменост, заслужава да има музей представящ историята на неговия значим културен и научно-технически възход, постигнат въпреки вековете в робство. През последните десетилетия много български дечица се родиха и растат в „другата България“. Нека, когато си идват на гости в отечеството и посетят такъв храм на знанието, да се изпълват със самочувствие, гордост и вдъхновение за себеопределяне като потомци на прогресивна нация. С най-новите технологични похвати и с дигитализацията на такъв музей въздействието му върху всеки българин, независимо в коя точка на Света живее, ще е животворен лъч светлина. Може би някой ще каже „Имаме си много и прекрасно уредени музеи.“. Да, така е, но те са по региони и са тематично профилирани. Систематичното и хронологично представяне на историята на Българското образователно, научно и културно развитие и въздействието им в международен план би подчертало Българския принос към Европейската и Световната цивилизации.


Включи се в списъка ни с имейли – получаваш броеве, статии, видеа и всичко, което правим за популяризирането на науката в България.