Девятая радиобиологическая симфония
Первый день работы съезда прошел в Доме культуры «Мир». И начался он очень необычно — выступлением струнного квартета солистов Дубненского симфонического оркестра, исполнившего произведения Моцарта, Шумана, Элгара. Открыл съезд президент Радиобиологического общества РАН, председатель Научного совета по радиобиологии РАН академик РАН И. Б. Ушаков. Он заметил, что съезд собрал не только ученых, входящих в Радиобиологическое общество, но и исследователей из ОИЯИ, институтов ФМБА, Минздрава, Минобрнауки, российских университетов. «Я глубоко благодарен ОИЯИ и его директору Г. В. Трубникову за то, что в юбилейный для Института год вы взяли на себя ответственность провести такое крупное мероприятие, как съезд, — сказал сопредседатель программного комитета. — В нем участвуют представители 10 стран, 29 городов и более 100 научных организаций России». И. Б. Ушаков зачитал приветствие от руководителя ФМБА России В. И. Скворцовой. В нем говорится, что съезд проводится в 40-летнюю годовщину аварии на ЧАЭС, и вопросы радиационной безопасности остаются в центре внимания всего общества. Именно научное, особенно радиобиологическое сообщество, в полной мере осознает весь масштаб медико-биологических рисков, связанных с радиологическим и ядерным терроризмом. «Сфера применения ионизирующих излучений постоянно расширяется, они прочно вошли в практику медицины, активно используются в промышленности и сельском хозяйстве. Особенный класс задач связан с развитием пилотируемой космонавтики», — отмечено в приветствии. В. И. Скворцова пожелала съезду продуктивной работы. И. Б. Ушаков рассказал о выполненных решениях предыдущего съезда, прошедшего в 2021 году. Вспомнил он и о коллегах, ушедших из жизни за это время, среди которых и член-корреспондент РАН Е. А. Красавин.
Директор ОИЯИ академик РАН Г. В. Трубников отметил, что для ОИЯИ большая честь принимать столь значимое мероприятие. «В прошлом году на конференции по радиобиологии в Дубне мы с И. Б. Ушаковым обменялись мнениями о том, что можно было бы особого предложить сообществу радиобиологов, генетиков, биотехнологов, радиохимиков, чтобы привлечь их в Дубну, — вспомнил он. — Игорь Борисович предложил провести съезд. С точки зрения развития науки и в память о Евгении Александровиче Красавине — это стало бы незабываемым событием!» Г. В. Трубников выразил глубокую признательность Научному совету по радиобиологии, Российской академии наук за поддержку. «Я думаю, мы очень правильно делаем, объединяясь, поскольку задач много, — заметил директор ОИЯИ. — Россия — одно из немногих государств мира, которое делает ставку на технологический суверенитет, на новые технологии, на междисциплинарный подход во всех науках. И лучшее тому подтверждение — состав участников нашего съезда: здесь собрались не только радиобиологи и радиохимики, но и медики, генетики, специалисты, занимающиеся созданием и эксплуатацией источников ионизирующего излучения». Он подчеркнул, что за последние два года в Российской Федерации введены в эксплуатацию две уникальных установки — комплекс NICA и синхротронный источник поколения 4+ «СКИФ» в Новосибирске. В стране растет парк научных установок, успешно завершился эксперимент «БИОН‑М» № 2, строятся большие планы на проведение следующего эксперимента. «Я рад, что В. И. Скворцова, руководитель Роскосмоса Д. В. Баканов, президент РНЦ «Курчатовский институт» М. В. Ковальчук активно поддерживают наши общие усилия, стремление объединяться в постановке экспериментов. Всё это создает уникальную базу для моделирования на Земле условий, которые будут ждать космонавтов в космическом пространстве». Г. В. Трубников выразил глубокую благодарность организаторам съезда.
«Для меня быть в Дубне — всегда праздник, — сказал вице-президент РАН С. Н. Калмыков. — Здесь физики в полной гармонии живут с лириками, и я в этом убедился в очередной раз, когда Ю. Ц. Оганесян прочитал мне лекцию о творчестве П. Брейгеля-старшего. Широкие радиационные исследования, включающие радиобиологию, радиоэкологию, радиационную безопасность, всё, что связано с ядерной медициной, — крайне актуальны. Амбициозные задачи, которые сегодня стоят перед атомной энергетикой, это фактически Атомный проект 2.0, не будут реализованы, если мы не обеспечим безопасность. Задачи обращения с ядерными отходами, задачи, связанные с радиоэкологией, с выводом из эксплуатации ядерных объектов, я уже не говорю о ядерной медицине, — это часть вопросов, которые будут обсуждаться на съезде. Желаю вам формальных и неформальных бесед, новых контактов и успехов в каждодневных исследованиях».
«Я приехал сюда, как в Мекку ядерной физики для того, чтобы приветствовать участников IX Съезда, — сказал В. А. Ткачук, академик-секретарь Отделения физиологических и медико-биологических наук РАН. — Я вспоминаю Е. А. Красавина, он был членом нашего отделения РАН, он приблизил нас к этому Институту. И сегодня я привез письма от нашего отделения с предложением о сотрудничестве с ОИЯИ. Было бы естественно объединить усилия медиков, физиологов и ядерных физиков».
С. А. Иванов, директор Медицинского радиологического научного центра имени А. Ф. Цыба (Обнинск), передал приветствия от руководства Минздрава, генерального директора НМИЦ радиологии А. Д. Каприна, всего медицинского сообщества. «Этот съезд станет вехой, определяющей планы нашей будущей работы, — подчеркнул он. — Глобальные события, такие как пандемия ковида и другие, показали, что наша страна должна обладать собственным опытом внедрения самых передовых технологий, особенно в медицине. Сегодня наша задача — провести тонкую настройку связей, которую мы должны будем иметь в медицине, радиобиологии, физике в ближайшие годы. Я желаю вам на этом пути терпения, сил и, конечно же, здоровья!» Летчик-космонавт С. В. Авдеев, вспомнив о музыкальном начале дня, сравнил работу съезда с симфонией под названием «Радиобиология» и пригласил всех собравшихся получить от нее истинное научное удовольствие.
Пленарное заседание съезда открыл доклад Г. В. Трубникова «Объединенный институт ядерных исследований — 70 лет побед и открытий». Он напомнил, что ОИЯИ был организован для проведения фундаментальных исследований, что зафиксировано в его уставе. Рассказывая о работе лабораторий, он акцентировал внимание съезда на прикладных, междисциплинарных направлениях. Так, в коллаборации ARIADNA на комплексе NICA решается широкий круг прикладных задач от воздействия ионных пучков на лабораторных животных до исследования радиационно-индуцированной деградации тепловых свойств композитных клеев на основе эпоксидной смолы и алмазного порошка в целях решения космических задач. Эксперимент года сейчас ведется в ЛЯР, где пытаются синтезировать новый элемент. Самый красивый эксперимент Института выполняют в ЛЯП, в ходе реализации проекта «Baikal-GVD». В ЛНФ, помимо фундаментальных, решают задачи в области радиоэкологии, применяют микроорганизмы для ремедиации объектов окружающей среды, изучают процессы в литий-ионных аккумуляторах, с помощью рамановской спектроскопии проводят исследования в области материаловедения. Сотрудники ЛИТ разрабатывают математические модели, системы распознавания образов, тренируют нейронные сети для идентификации болезней сельскохозяйственных культур. Активно задействуются возможности вычислительного комплекса для автоматизации набора данных в экспериментах по исследованиям репараций ДНК в ядрах клеток, создан веб-сервис для изучения пространственного обучения мелких лабораторных животных, подвергшихся облучению. Вообще биоинформатика занимает большой объем задач информационно-вычислительного комплекса ЛИТ. О работе ЛРБ должен был подробно рассказать ее директор, поэтому Г. В. Трубников остановился лишь на некоторых моментах. Развивается инфраструктура лаборатории: был модернизирован виварий, вместе с партнерами приобретены несколько крупных рентгеновских установок для полного облучения лабораторных животных и других исследований. Он вспомнил основателя лаборатории Е. А. Красавина, его коллег академиков М. А. Островского и А. Ю. Розанова — выдающихся ученых, причастных к формированию научной программы лаборатории. Докладчик подчеркнул, что ЛРБ — самая молодая лаборатория и в ней больше всего в Институте работает женщин.
Рассказал Г. В. Трубников также о том, что произошло за последние два-три года в области прикладных исследований. «Мы запустили новый циклотрон ДЦ-140 для прикладных задач в области физики твердого тела, для производства трековых мембран, тестирования электронной компонентной базы для задач госкорпораций «Росатом» и «Роскосмос». Красивая межлабораторная работа на стыке биологии и ядерной физики — проект TARDISS. В нем осуществляется поиск новых защитных механизмов и технологий, «вдохновленных» экстремофилами: белок Dsup тихоходок — эффективный защитник ДНК, который мы наносим на сеть туннелей в трековых мембранах для успешного выделения ДНК. Будет реализован в ближайшие годы совместный с ФМБА РФ проект создания специализированного циклотрона для протонной терапии MSC-230 — первая в мире компактная машина со сверхпроводящими магнитами, которая будет работать в режиме обычного облучения и в режиме флэш-терапии.
Еще одна инициатива ОИЯИ, которую мы будем с вами обсуждать в эти дни, — новый радиохимический комплекс. Мы сейчас готовим несколько небольших проектов вместе с ФМБА, ФМБЦ, МГУ, Обнинском по созданию новых молекул и векторов для таргетной терапии, работы в области молекулярных, клеточных и иммунных сенсибилизаторов. В следующие пять лет планируем создание нового специализированного циклотрона для эффективной генерации новых радионуклидов», — поделился планами директор Института и сообщил, что в следующем году очень рассчитывает на открытие в дубненском филиале МГУ кафедры радиобиологии и радиохимии.
С докладом «Космическая радиобиология и межпланетные полеты» выступил академик РАН И. Б. Ушаков.
«Космическая радиобиология отвечает на вопрос: сможет ли человечество жить не только на Земле, но и в космосе? — начал он свой доклад. — В будущих длительных космических полетах экипаж будет подвергаться одновременно воздействию многочисленных факторов: это фактор замкнутой среды обитания и психофизиологические факторы; физические факторы межпланетного пространства; динамические факторы полета; условия пребывания на Луне и Марсе; радиационные факторы присутствуют практически во всех этих группах. И общее число факторов достигает 70». Он выделил пять главных, которые могут стать непреодолимым барьером из-за их неблагоприятного влияния на человека. Это радиационный, гипогравитационный, пылевой, гипомагнитный и психофизиологический. «Можно утверждать, что все мы стоим на пороге новой космической биомедицины — биомедицины межпланетных полетов, главными научными разделами которой будут космическая радиобиология и психофизиология», — заметил докладчик. Первым серьезным барьером он назвал радиацию, источниками которой являются радиационные пояса Земли; галактическое космическое излучение; стохастические источники — солнечные протонные события, которые предсказывать практически невозможно; вторичные нейтронное и гамма-излучение. Такой «радиационный коктейль» смоделировать в одном эксперименте практически невозможно, заметил И. Б. Ушаков. Причем усиление защиты космического аппарата дает ослабление воздействия солнечных космических лучей, а для галактического космического излучения — этого практически нет.
Отдаленные последствия полетов в дальний космос — радиационный канцерогенез, поражение центральной нервной системы, катарактогенез, поражение репродуктивной функции и усиление процессов старения. Приматы — наиболее адекватные объекты исследования высшей нервной деятельности в лабораторных условиях, что обусловлено наибольшей близостью к человеку по основным характеристикам. Он рассказал о проведенном в ИМБП 15 лет назад эксперименте на приматах. «Мозг обладает безусловной чувствительностью к радиационному фактору, — подчеркнул он. — Нарушения от тяжелых ионов, которые наиболее детально изучались в ЛРБ под руководством Е. А. Красавина и продолжаются ныне, развиваются во времени. Причем наиболее чувствительными к ним оказываются когнитивные структуры мозга». Радиационная индукция и восстановление двунитевых разрывов ДНК в гиппокампе после воздействия криптона-78 изучались в ЛРБ, после воздействия тяжелых заряженных частиц в различных структурах гиппокампа обнаруживались сложные скопления двунитевых разрывов. «Е. А. Красавин незадолго до своего ухода просил меня чаще обращать внимание научной аудитории на эти уникальные данные: прохождение тяжелых заряженных частиц через генетический аппарат клетки вызывает повреждение с высокой степенью кластеризации. Они же, по-видимому, определяют последующие когнитивные расстройства», — сказал Игорь Борисович.
Он упомянул данные разных авторов за последние годы по относительной биологической эффективности заряженных частиц, которые приводят к необходимости пересмотреть разные биологические пределы и пределы доз для космических излучений, тем более что для межпланетных полетов такие дозовые пределы пока не разрабатывались. Пока довольно неопределенны перспективы средств физической защиты, здесь вопросов больше, чем ответов. Не созданы пока эффективные средства лечения и профилактики возможных нарушений центральной нервной системы и профилактики опухолей. «Можно констатировать, что вредных излучений в космосе так много, что единого эффективного радиозащитного средства не существует, — отметил докладчик. — В экипаже длительного полета обязательно должен быть врач-радиобиолог, а в бортовой аптечке — все реальные на тот момент средства защиты. Нет пока особых надежд, что мы найдем протектор от тяжелых заряженных частиц».
Он кратко остановился на других барьерах для дальних космических полетов. Прежде всего, это токсико-пылевой барьер, который в ходе миссии «Аполлон» оказался неприятной неожиданностью для астронавтов на Луне. Лунная пыль имеет повышенную химическую реактивность, вызывающую у человека эффекты от местного раздражения легких до рака легкого. Одним из наименее изученных барьеров остается гипомагнитный. Проведенные в СССР эксперименты показали, что особенно страдает нервная система. Перспективным способом преодоления различных барьеров является искусственная гибернация или гипобиоз (режим искусственного или естественного энергосбережения, например зимняя спячка у некоторых животных). Поражают в этом плане медведи — обилием и эффективностью защитных механизмов всех систем организма.
«Продолжим многоплановое изучение барьеров дальнего космоса на основе достигнутого нашими учителями-радиобиологами, — призвал он. — У нас всех — серьезный радиобиологический фундамент, наши учителя и предшественники сделали очень много ценного для межпланетной и космической радиобиологии. Космическую радиацию можно, наверное, охарактеризовать двумя функциями — информационной и защитной. Первая — получение данных из других участков Вселенной. Вторая — карантинная, чтобы не допускать иные формы жизни в другие участки Вселенной. Вывод — космическая радиационная биомедицина в обозримом будущем даст ответ на глобальный вопрос: насколько оправданы амбиции человека продвигаться дальше в космическое пространство. Будет ли человек на Марсе? Думаю, реализация этой мечты — не близкая перспектива, но она вполне возможна, если мы будем активно работать и двигаться в направлении, заданном нашими учителями-радиобиологами. Успешной работы нашему съезду и новых идей в области радиобиологии!»
С докладом «Развитие радиобиологии плотноионизирующих излучений: опыт ОИЯИ и ведущих ускорительных центров мира» выступил директор ЛРБ А. Н. Бугай. «Можно пересчитать по пальцам крупные центры по радиобиологии тяжелых заряженных частиц, — сказал он. — Это США, ФРГ, Франция, Япония, Китай и ОИЯИ. География медицинских центров, в которых работают ионные или протонные ускорители, гораздо шире, но, как правило, на науку там остается мало времени. Можно сказать, что такой наукой заниматься сейчас достаточно непросто, поскольку доступной инфраструктуры и пучкового времени мало. Проблемы, стоящие сейчас перед радиобиологией плотноионизирующих излучений, — вечные. Это фундаментальные исследования, в которых много внимания сегодня уделяется энергетическому спектру излучения, а также такому параметру, как мощность доз, особенно в радиационной медицине, флэш-терапии. Большое внимание в случае космической радиобиологии и медицины уделяется сочетанным факторам».
А. Н. Бугай познакомил съезд с инфраструктурой ОИЯИ: «Мы обладаем практически всеми возможными источниками ионизирующих излучений — это не только ускорители, это реактор, и мы надеемся на появление нового радиохимического комплекса, который позволит работать с изотопными источниками. Такие широкие возможности создают достаточно комфортные условия в плане выбора излучений».
Александр Николаевич напомнил историю развития радиобиологии почти с момента создания ОИЯИ — первые биологические эксперименты были проведены в 1959 году — и историю создания ЛРБ. Сейчас лаборатория обладает развитой инфраструктурой: различные микроскопы, виварий, системы для исследования поведения, гистологии, томографии — как рентгеновской, так и оптической, аналитических исследований. «Такой серьезный набор инструментов был бы невозможен, если бы не опирался на многолетнюю практику и серьезную исследовательскую школу, — подчеркнул он. — Основоположником радиобиологии тяжелых заряженных частиц в ОИЯИ и СССР был Евгений Александрович Красавин, оставивший после себя богатое научное наследие. Труды, выполненные им в различные годы, позволили решить проблему относительной биологической эффективности, выявить закономерности и механизмы радиационного онтогенеза. Позднее им была выдвинута новая концепция рисков для пилотируемой космонавтики, в которую включены факторы действия космических лучей на организм космонавта, ведущие к нарушению функций центральной нервной системы. Последние годы он занимался приложением своих ранних работ по радиомодификаторам к разработке новых современных подходов в лучевой и радионуклидной терапии. Его наследие стало основой для новых исследований ЛРБ. Выполнен целый ряд фундаментальных работ, изучающих действие радиации на различном уровне, в различных приложениях, в частности в радиационной медицине, космической радиобиологии, нейрофизиологии и других проблемах. Они поддерживаются серьезной школой математического моделирования. Перед ЛРБ стоят практические задачи мирового уровня — исследование радиационных рисков, особенно действие космических видов излучения при планировании полетов в дальний космос, исследование побочных эффектов различных видов радиации и, конечно же, разработка новых подходов для диагностики терапии рака с использованием не только различных видов излучений, но и с эксплуатацией возможных механизмов повышения радиочувствительности опухоли и исследования новых путей адресной доставки соединений». Далее докладчик остановился подробнее на отдельных направлениях научной программы лаборатории.
О космической радиобиологии и межпланетных полетах рассказал И. Б. Ушаков, эволюции противолучевых средств и перспективах их развития на современном этапе — А. Н. Гребенюк (Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, Пущино), современных технологиях лечения острых радиационных поражений — А. Ю. Бушманов (ФМБЦ имени А. И. Бурназяна), прозвучали другие выступления, из доклада А. С. Штемберга (ИМБП РАН) участники съезда узнали об интереснейшей биографии основоположника радиационной нейрофизиологии И. Р. Тарханова.
Первый день работы съезда завершился выборами президента и вице-президентов Радиобиологического общества РАН. Новым президентом стал профессор А. Н. Гребенюк, а вице-президентами — директор ЛРБ А. Н. Бугай и профессор РАН А. Н. Осипов (ФМБЦ имени А. И. Бурназяна).
Ольга Тарантина, фото Елены Пузыниной