Приехал на месяц, остался на годы
Как бразильский инженер стал частью биомедицинской науки Сеченовского Университета
Фредерико Давид Аленкар де Сена Переира — старший научный сотрудник дизайн-центра «Биофабрика» Сеченовского университета. Сегодня его разработки находятся на передовой науки и медицины, открывая новые горизонты в регенеративной медицине и биотехнологиях. Как тяга к экспериментам привела ученого в Россию, над какими проектами он работает сейчас, что самое главное в науке и как удержать баланс между работой и жизнью?
Старший научный сотрудник дизайн-центра «Биофабрика» Сеченовского университета Фредерико Давид Аленкар де Сена Переира
Фото: Сеченовский университет
Старший научный сотрудник дизайн-центра «Биофабрика» Сеченовского университета Фредерико Давид Аленкар де Сена Переира
Фото: Сеченовский университет
Первые шаги в мир инноваций
Фредерико Переира родился и вырос в Бразилии. В Университете Кампинаса, одном из ведущих технических вузов страны, он изучал компьютерную инженерию и получил степень магистра в области машиностроения. Еще во время учебы он начал работать в Центре информационных технологий имени Ренату Арчера — научно-исследовательском и опытно-конструкторском подразделении Министерства науки и технологий Бразилии.
В 2009 году истек срок действия ключевых патентов на FDM-печать (Fused Deposition Modeling — технология послойного наплавления пластика) — самый простой и недорогой способ 3D-печати. Так перед исследователями открылись новые возможности в этой области.
«Мой коллега участвовал в международном open-source к проекту Fab@Home, который позволял создавать доступные 3D-принтеры. И он сконструировал такой принтер. Моей же задачей было разработать головку для печати поликапролактоном. На тот момент еще не было технологий, которые позволяли бы с ним работать»,— вспоминает Переира.
Так молодой ученый погрузился в мир аддитивных технологий и работал над проектами, связанными с 3D-печатью полимеров и композитных материалов. Этим, впрочем, его область научных интересов не ограничивалась. Он помогал в исследованиях многим аспирантам, в том числе занимавшимся цифровой реконструкцией лиц для задач судебной медицины. Сам Переира провел первую цифровую реконструкцию лица на основе системы, предложенной Фернандесом, в Бразилии, используя изображения, полученные при помощи компьютерной томографии черепов, и разработал специализированный протокол для точного размещения ключевых точек на черепе.
«Меня привлекают вызовы»
В 2014 году в центр приехал российский ученый Владимир Миронов, один из пионеров биопечати. Работа с живыми клетками тогда уже не казалась фантастикой, но все еще была новаторским направлением, технологии которого пока оставались на стадии лабораторных исследований. Миронов был в первую очередь биологом, и ему требовалась помощь инженеров.
«Мой руководитель знал, что я не тот сотрудник, который просто нажимает на кнопки. Я люблю экспериментировать, меня привлекают разные вызовы. Он предложил мне помочь Миронову, и мы отлично сработались»,— говорит Переира.
Вместе с Мироновым и другими коллегами Переира разработал и запатентовал 3D-микроопоры для фиксации клеточных сфероидов, которые назвал «Lockyballs». Используя лазерные технологии, он разработал структуры размером всего 200 микрон, напоминающие застежку-липучку Velcro: их микроскопические «крючки» надежно удерживали сфероиды и способствовали их слиянию. Такой подход позволил создавать более стабильные и жизнеспособные ткани, что приблизило технологии к их применению в регенеративной медицине.
Эта разработка открыла перед Переирой двери в мир биомедицинской инженерии. Разработкой микроопор сотрудничество с Мироновым не ограничилось: в 2016 году ученый пригласил молодого и перспективного коллегу в Россию.
«Главное — это люди»
В то время Миронов был научным руководителем лаборатории 3D Bioprinting Solutions и работал в том числе над созданием первого в стране 3D-биопринтера FABION. К разработке и улучшению устройства, а также многим другим проектам лаборатории приложил руку и Переира. Какое-то время он работал удаленно, а затем его пригласили посетить лабораторию лично: узнать, как там устроена работа, какие есть инструменты. Ждали лета, чтобы не напугать бразильца российскими морозами.
«Изначально я собирался приехать всего на месяц, но впечатления были отличные, и мы продлили визит еще на два месяца. Затем появились новые проекты, и я остался еще на месяц, и еще, и еще... И вот уже почти 10 лет я живу и работаю в России»,— говорит Переира»
В 2022 году 3D Bioprinting Solutions претерпела структурные изменения. Многие сотрудники перешли в МИСИС. Переира же вернулся на родину, но ненадолго: Миронов стал сотрудничать с Сеченовским университетом и предложил для проекта по созданию портативного биопринтера «Биоган» кандидатуру бразильского коллеги. Нашлись для него и другие интересные задачи, включая разработку тканеинженерного биореактора для мегапроекта «Орган-на-заказ» — высокотехнологичной системы, способной воспроизводить условия in vivo для выращивания клеточных конструктов. Основной инженерной задачей стало создание автоматизированной платформы, которая обеспечивает точный контроль параметров среды (температура, pH, концентрация газов и питательных веществ), а также механическую стимуляцию тканей для улучшения их функциональных свойств.
«Биореакторы с подобным функционалом есть за рубежом, но покупать их — для нас это не вариант. Доставка расходных материалов, техподдержка, если что-то сломается,— все это может занимать месяцы. Собственный биореактор мы можем модифицировать под необходимые нам задачи буквально за несколько дней, а в науке время — это критический ресурс»,— подчеркивает Переира.
На мировой арене Россия в области биопечати не отстает от других стран, уверен Переира, и главную роль в этом играют ученые, увлеченные своим делом.
«Биопринтеры — это просто инструменты, как шприц или пинцет. Главное — люди, которые с ними работают: их знания, командная работа и способность решать нестандартные задачи. Без грамотных специалистов даже самая продвинутая техника бесполезна»,— уверен он. Еще одним проектом, которым гордится Фредерико Переира, стал созданный в 2018 году во время работы в 3D Bioprinting Solutions космический биопринтер Organ.Aut. «Работа над ним напоминала научно-фантастический фильм. Только у нас все было реально, значимо и сопряжено с высокими рисками»,— вспоминает инженер. По его словам, ключевой идеей проекта стало использование микрогравитации для оптимизации печати органов, а также исследование воздействия радиации на человеческий организм во время длительных космических миссий.
В 2019 году один из биопринтеров Organ.Aut занял место в постоянной экспозиции Музея космонавтики — такая же модель отправилась на МКС, и с ее помощью в начале декабря 2018 года космонавт Роскосмоса Олег Кононенко впервые в мире напечатал органные конструкты и живые ткани. Так Organ.Aut вошел в историю освоения космоса.
Новые горизонты
Россияне, вопреки всем стереотипам, оказались очень приятными людьми — с ними комфортно общаться и работать, признается Переира. Да и зима, как выяснилось, не так страшна и даже красива — в Бразилии снег обычно можно встретить только в горах.
Несмотря на плотный график, Фредерико находит время для хобби — например, скейтбординга. Также важной частью его жизни в Москве стала капоэйра.
«Я практиковал капоэйру в Бразилии, когда мне было 14 лет. В свои первые выходные в Москве в 2016 году я, бродя в одиночестве по парку Горького, увидел, как люди собрались позаниматься. Это было мое возвращение к этому мощному бразильскому боевому искусству. Это не только физическая нагрузка, но и социальная сторона жизни. Жизнь ведь — это не только работа. Если у тебя есть баланс, ты будешь делать все лучше. Я искал этот баланс — и я его нашел»,— улыбается он.