Ştiinţă

articolul anterior articolul urmator

Daniela Wilson, o maestră a călătoriilor fantastice prin corpul omenesc cu nano-rachete

0
10 Nov 2014 19:40:05
Ad Astra

Transformând idei ştiinţifico-fantastice în realitate, cercetătorii au conceput rachete în miniatură (nano-rachete) care străbat corpul omenesc pentru de a transporta medicamente în diverse locaţii, în misiuni medicale care pot salva vieţi.

Daniela Wilson a studiat la Universitatea "Gh. Asachi" din Iaşi. În prezent, ca Assistant Professor la Radboud University din Nijmegen, Olanda, îsi urmează visurile formulând întrebări şi găsind răspunsuri legate de nano-rachete. Daniela a răspuns întrebărilor noastre cu ocazia decernării Premiului Ad Astra pentru Excelenţă în Cercetare.

1. Descrieţi domeniul în care activaţi în 3 fraze inteligibile oricărui om educat.

Obiectivul activităţii mele de cercetare recentă este de a dezvolta sisteme active pentru chemoterapie prin design inteligent, nano-motoare supramoleculare auto-alimentate, capabile să se autoghideze şi să localizeze boli ale ţesuturilor. În prezent, paradigmele bazate pe furnizarea medicamentelor prin nano-particule se bazează în mare parte pe fluxul de sânge pentru a furniza agenţii terapeutici. Eficienţa unor astfel de sisteme de furnizare a medicamentelor este încă foarte limitată pentru ca depind în mod aproape exclusiv de acumularea pasivă în tesuturile cu tumoare. Asta conduce la o limitare severă a eficienţei tratamentului şi la efecte secundare nedorite. Abordarea noastră este una macromoleculară, bazată pe crearea de mici elemente constituente inteligente, predispuse la auto-asociere în nano-containere, un fel de polimeri. Apoi, introducem în astfel de vehicule un motor ce conţine tratamentul dorit şi îl lăsăm să se deplaseze, dându-le în acelaşi timp abilitatea de a depăşi viteza de difuzie. Visul nostru este să transformăm această călătorie fantastică în realitate.

2. Cum aţi prins dragoste de ştiinţă? Care a fost momentul hotărâtor?

Întotdeauna am fost fascinată de modul în care se desfăşoară lucrurile în natură şi am avut tot timpul o înclinaţie înspre ştiinţă. De asemenea, îmi plac provocările iar în ştiinţă m-am întrebat întotdeauna dacă putem reproduce/imita natura prin construirea de structuri cu complexitate şi funcţionalitate similare cu cele ale sistemelor biologice. Chimia mi-a furnizat un instrument de cercetare minunat. Nu îmi amintesc cum a început totul. Provin dintr-o familie mare în care toţi membrii erau activi în stiinţă, astfel încât am fost întotdeauna înconjurată de întrebări precum: "Cum?" şi "Ce s-ar întâmpla dacă?".

3. Oameni providenţiali - au jucat ei vreun rol în cariera dumneavoastră? În ce masură sunteţi autodidact?

Doi oameni de ştiinţă români m-au inspirat şi mi-au modelat cariera în mod decisiv. Coordonatorul tezei mele de doctorat, Prof. Dan Scutaru a fost unul dintre oamenii care m-au inspirat cel mai mult în dezvoltarea carierei mele. Entuziasmul său constant cu care stimula studenţii în a căuta raspunsuri la întrebări de natură ştiinţifică şi în a folosi cunoştinţele pentru a formula întrebari noi, precum şi modul unic în care m-a sprijinit în dezvoltarea carierei internaţionale au reprezentat aspecte esenţiale în formarea omului de ştiinţă care sunt astăzi. Prof. Scutaru mi-a dat aripi să zbor, m-a sprijinit în ambiţia mea de a face investigaţii ştiinţifice în laboratoare internaţionale, astfel încât am putut să-mi finalizez doctoratul la instituţii de prestigiu din Japonia şi Marea Britanie. Am fost destul de norocoasă să-l întâlnesc pe Prof. Virgil Percec pe parcursul pregatirii mele în Marea Britanie, în timp ce participam la o conferinţă internaţională la Strasbourg. Prof. Percec, care este un fel de legendă în Universitatea în care mi-am obţinut doctoratul, m-a invitat să lucrez după finalizarea doctoratului în laboratorul său din SUA, unde mi-am completat abilităţile legate de investigarea problemelor ştiinţifice fundamentale. Aceste abilităţi mi-au permis să-mi concentrez curiozitatea ştiinţifică pe probleme semnificative pentru societate. Prof. Percec şi Prof. Scutaru au continuat să-mi fie mentori în diferite stadii ale carierei mele şi pe măsură ce mi-am construit grupul meu, au reprezentat surse de inspiraţie pentru dezvoltarea propriului stil şi pentru creşterea unei noi generaţii de cercetători. Sper să transfer către aceştia inspiraţia care mi-a fost transmisă mie. Desigur, un cercetător trebuie să fie autodidact. Aceasta este una dintre abilităţile cele mai importante ale unui om de ştiinţă. Imi place să învăţ lucruri noi şi să-mi asum provocări prin formularea de întrebări şi probleme noi.

4. Cum arată o zi din viaţa dumneavoastră de cercetător? Care vă sunt grijile/satisfacţiile zilnice?

De obicei, ziua mea începe la ora 8 şi sunt întotdeauna curioasă să văd cum progresează experimentele studenţilor mei. Astfel, primul lucru pe care îl fac este să discut rezultatele şi problemele apărute. Eram obişnuită sa petrec mult timp în laborator, însă acum timpul disponibil este limitat de sarcini didactice şi administrative. Totuşi, acum entuziasmul şi inspiraţia derivă din discuţiile cu studenţii doctoranzi şi cu cei ce au finalizat deja doctoratul din grupul meu, în legătură cu întrebările apărute din investigaţiile lor si de posibilitatea de a le oferi noi provocări. Cea mai mare satisfacţie este să observ entuziasmul pe feţele lor atunci când încearcă lucruri noi şi când rezultatele sunt pozitive. Îngrijorarea din mintea mea este legată întotdeauna de sursele din care vor proveni finanţările cercetărilor viitoare … câţi bani mai sunt disponibili şi unde pot aplica pentru alte resurse financiare. Cercetarea nu este niciodată ieftină, iar investiţia în studenţi este importantă. De aceea, încerc întotdeauna să-i încurajez să participe la multe conferinţe, mai ales în străinătate. În acest mediu competitiv de finanţare este important să combinăm rezolvarea problemelor fundamentale cu menţinerea concentrării pe mediul academic tradiţional, pentru a face paşi semnificativi înspre extinderea cunoştinţelor colective dintr-un anumit domeniu. Cercetarea aplicativă şi cea fundamentală nu mai pot evolua separate una de alta în domeniile industriale. Pentru a avea success, trebuie să combinăm aceste două aspecte într-un nou mod de a face ştiinţă. 

5. Care sunt pe scurt cele mai mari probleme practice de care vă împiedicaţi?

Am petrecut 3 ani în SUA, iar când am venit în Europa am observant că birocraţia din spatele cercetării este imensă în comparaţie cu cea din Statele Unite, ceea ce îngreunează lucrurile în mod considerabil. Când a pornit grantul meu ERC, am avut nevoie de ceva timp pentru a selecta oamenii potriviţi pentru echipa mea. Interviurile, actele şi raportările care trebuie făcute la Uniunea Europeană au necesitat un volum de timp semnificativ. Cred că lucrurile ar putea şi ar trebui să decurgă mai eficient. Îmi amintesc că acasă birocraţia era şi mai mare şi că pentru primul stagiu în străinătate ca student doctorand a trebuit să completez o pagină A4 plină cu semnături. Desi chiar în SUA, Europa este bine cunoscută ca fondatoarea inovaţiei, am putea învăţa de la verişorii noştri mai tineri de peste ocean să micşorăm birocraţia astfel încât să ne eliberăm din timp pentru al dedica cercetării.

6. Cum arată coşmarul vs. victoria în profesia pe care o practicaţi?

Coşmarul este legat de pierderea abilităţii de a avea idei şi rezultate importante. De aceea, cel mai important este să fii înconjurat de oameni care te inspiră. Cea mai mare frică a cercetătorilor este să nu mai aibă idei, pierzând astfel şansele de a obţine bani pentru noi cercetări prin care îţi poţi realiza visurile. Desigur, succesul este reprezentat de obţinerea de rezultate deosebite generate de oameni tineri care nu numai că inspiră, însă sunt şi entuziasmaţi de ştiinţă. Cea mai mare recompensă este să inspiri oameni, iar pentru cercetătorii tineri, să fie inspiraţi de munca ta.

7. Care este cea mai grea problemă de cercetare pe care a trebuit să o rezolvaţi?

Cea mai mare problemă cu care m-am confruntat recent a fost să caracterizez nano-maşini care sunt mai mici decat rezoluţia microscopiei optice. Am simţit cu putere că teoria şi evidenţa indirectă nu sunt suficiente pentru a arăta că aceste motoare chiar funcţionează. Am petrecut multe ore căutând o metodă de vizualizare a mişcărilor acestor nano-maşini. Doar după căutări îndelungate am intrat în contact cu "NanoSight", care a dezvoltat o tehnică revoluţionară care îmi permite să vizualizez la microscop lumina împrăştiată de obiecte de nano-dimensiuni. Odată ce am găsit această metodă, problema a fost să completez echipamentul de laborator cu dispozitive în valoare de 100.000 euro care deja au devenit calul de povara în grupul meu de cercetare. Când am vizualizat pentru prima data motoarele cu ajutorul acestei metode, nimeni nu-şi putea crede ochilor. Am repetat măsurătorile de mai multe ori şi de fiecare dată am vazut acelaşi lucru. A fost extraordinar să fim capabili să vizualizăm aceste nano-motoare, astfel încât nici mie nu-mi venea să cred. Ca o consecinţă, am zburat la un producător în Marea Britanie şi am petrecut multe ore într-un laborator în care experţii din domeniu au verificat rezultatele, imaginând mai multe teste pentru a verifica ipoteza. După multe săptămâni, am fost convinşi că acestă descoperire minunată este reală. Aceasta a reprezentat una dintre cele mai mari provocări şi recompense din cariera mea.  

8. Ce vă dă energie să staţi ascunsă ore întregi în laborator sau în faţa articolelor ce trebuie citite? Ce vă motivează?

După cum am menţionat anterior, curiozitatea şi neîncrederea legate de modul în care natura continuă să ridice noi întrebări şi modul prin care cu cât împingem spre limite materialele şi construim sisteme mai complexe alcătuite din componente simple care interacţionează, cu atât învăţăm mai mult despre utilitatea acestora. Visul meu nu este să înlocuiesc natura, ci să folosesc aceste instrumente supramoleculare pentru a crea arhitecturi macromoleculare care se formează spontan, din structuri cu funcţii predefinite. A vedea naşterea şi funcţionarea acestor noi sisteme mi se pare fascinant. Fiecare experienţă şi fiecare nivel de concepţie ne aduc mai aproape de maşini care pot furniza funcţii multiple şi pot rezolva probleme la dimensiuni nano, folosind principii de concepţie la dimensiuni mari.

9. Aţi avut vreodată sentimentul că ar trebui sa faceţi altceva?

Nu, niciodată. Am trei copii, Gabriel, Alexander şi “Science”! Când închid ochii şi mă imaginez în viitor, întodeauna fac ştiinţă.

10. Daca aţi fi să menţionati una sau două idei sau rezultate, ce vi se pare ca aţi adus nou în ştiinţă ("Care este ideea dumneavoastră?" - Noica)? 

Cred că aşa cum în natură de multe ori 1 + 1 = 4, pentru un om de ştiinţă descoperirile pe care le facem reprezintă suma oamenilor care ne-au inspirat şi ceva in plus. Este un clişeu, însă noi stăm pe umerii unor giganţi. Ca student doctorand în Iaşi, am învăţat două lecţii importante. Prima a fost că atunci când nu ai instrumente avansate în laborator, trebuie să fii creativ pentru a înţelege atât tehnicile moderne, cât şi testele simple şi să combini multiple teste pentru a susţine o ipoteză, ceea ce te face să gândeşti mai profund în procesul rezolvării problemelor. A doua lecţie, învăţată de la Prof. Scutaru a fost că niciodată nu trebuie să stabileşti limite minţii şi visurilor tale, că trebuie să ai obiective mari şi să nu fii niciodată satisfăcut cu soluţii complicate când există ceva mai elegant şi mai entuziasmant. Pe parcursul stagiului meu post-doctoral în SUA am învăţat cum să combin cunoştinţele despre experimentele fizice cu cele despre structurile şi funcţiile biologice, împreună, cu abilitatea de a concepe metode sintetice pentru a elabora structuri simple, care se asociază şi combină în mod spontan în forme şi arhitecturi. Combinând aceste experienţe, am facut un pas înapoi în activitatea mea de cercetare pentru a combina materiale simple cum sunt co-polimerii bloc, cu cunoştiinţe avansate despre proprietăţile lor fizice, pentru a concepe sisteme şi arhitecturi complexe din elemente simple. Aşa au apărut nano-motoarele. Am vrut să combin un fenomen care a fost observat în laboratorul nostru, cu sisteme simple catalitice pentru a genera un dispozitiv care poate funcţiona într-un mod în care nu se aştepta nimeni.

11. Cum vedeţi tendinţele de viitor în domeniul dumneavoastră? Unde va fi domeniul dumneavoastră in zece ani?

Toata lumea visează la nano-chirurgi şi la medicină personalizată, însă cred că în următorii 10 ani trebuie să ne concentrăm pe construirea unei armate de motoare care pot absorbi combustibili multipli din mediu pentru a se auto-propulsa către locaţia bolii şi pentru a-şi îndeplini sarcina adecvată bolii. Trebuie să dezvoltăm modalităţi noi de captare a sistemelor catalitice şi să descoperim metode de a pune împreună multiple sisteme autonome şi dispozitive cu sarcini specifice într-o singură maşină. Acesta este secolul nano-integrării. 


12. Unde credeţi că se află cercetarea românească în acest moment (ţară/străinatate)?

Pentru mine România înseamnă acasă, înainte de toate fiind româncă. Este trist însă că acum pot face mai mult în străinătate decât am visat vreodată să fac acasă. Însă, de fiecare dată când vin acasă observ progres şi o generaţie de oameni de ştiinţă care poate concura pe scena internaţională, care vrea să facă cercetare de vârf acasă pentru a reconstrui reputaţia României ca o mare maşinărie a ştiinţei. Sper ca într-o zi să văd o ţară şi o comunitate ştiinţifică în care studenţii îşi pot realiza visurile în ţara lor. Vreau să pot avea un flux de studenţi din si catre România şi să construiesc o legătură ştiinţifică puternica cu ţara mea.

13. Vă gândiţi să vă întoarceţi în tară? Cum vă poziţionati faţă de acest dualism: ţară/străinatate? 

Poate că am răspuns deja la o parte din această întrebare, însă sigur că mi-ar plăcea să mă întorc acasă. Vreau ca şi copiii mei să-şi cunoască ţările natale ale parinţilor. La urma urmei ei sunt şi români, şi britanici. Oriunde mă aflu vreau să am un grup internaţional de cercetători şi invit orice om de ştiinţă român, tânăr şi pasionat, să-mi viziteze laboratorul. Sunt atentă la pulsul ştiinţei de acasă prin literatura de specialitate şi prin intermediul surorilor mele care sunt si ele cercetători şi doctori, iar dacă apare o oportunitate potrivită mi-ar face mare plăcere să vin acasă.  

14. Cum credeţi că Ad Astra ar putea sa ajute domeniul în care activaţi? Cum vă relaţionaţi faţă de Ad Astra?

Încurajând câştigătorii premiilor din România şi din străinătate să-şi unească eforturile. Poate să aducă împreună câştigătorii din România şi din străinătate într-o conferinţă înternaţională şi să sponsorizeze studenţi şi persoane din mediul academic, să viziteze grupuri de cercetare, pentru a pune seminţele unor colaborări. Avem două lucruri în comun: cercetarea ştiinţifică şi faptul că suntem români. Dacă aceste aspecte de suflet sunt puse împreună, poate rezulta o efervescenta ştiinţifică extraordinară.

15. Care sunt sfaturile tale către un tânăr cercetător?

Continuă să visezi şi nu te opri niciodată. Pune-ţi întotdeauna întrebări şi gaseşte modalităţi să-ţi testezi ipotezele. Când eşti în competiţie cu tine însuţi poţi face lucruri incredibile.

(Pentru conformitate, Mihai Dima)*

Notă către cititor: Aceasta serie de portrete-interviu prezinta pe castigătorii primei ediţii a Premiilor Ad Astra (2014) pentru cercetare. Mai multe detalii despre premii şi câştigători puteţi afla la http://premii.ad-astra.ro

*Cu excepţia textelor semnate cu numele asociaţiei, articolele individuale nu reprezintă punctul de vedere al Ad Astra, ci reflectă opiniile personale ale bloggerului care semnează textul.

Adauga Comentariu

Pentru a comenta, alege una din optiunile de mai jos

Varianta 1

Autentificare cu contul adevarul.ro
Creeare cont

Varianta 2

Autentificare cu contul de Facebook
Logare cu pseudonim

0 Comentarii

Modifică Setările