Nastoletnie badaczki z Polski, które zmieniają leczenie złamań

„Od początku chciałyśmy robić coś, co może coś zmienić, ułatwić komuś życie" – mówi z uśmiechem Dominika Bakalarz, która wraz z 300 tysiącami innych 18-latków kilka miesięcy temu zaczęła studia. Spośród tego zastępu wyróżnia ją to, że już teraz – wspólnie ze swoją rówieśniczką Joanną Jurek – małymi krokami zmienia przyszłość medycyny.

Jeżeli nigdy niczego sobie nie złamałeś, możesz uznać się za szczęściarza. Według badań, prawie połowa kobiet i 25% mężczyzn na jakimś etapie swojego życia doświadczy złamania kości. Chociaż dla większości będzie się to wiązało tylko z parotygodniowym dyskomfortem i, być może, okazją do zbierania śmiesznych podpisów na gipsie, to coraz częstsze złamania osteoporotyczne stanowią za każdym razem osobistą tragedię – nie zrastają się one ani szybko, ani zdrowo, nie są też wbrew pozorom jedynie problemem osób starszych. Niektórzy naukowcy posuwają się do stwierdzenia, że możemy już mówić o epidemii takich złamań – nie pozostającej bez wpływu na odwiecznie przeciążone budżety służby zdrowia (w Unii Europejskie wydatki na leczenie złamań szacuje się na ok. 100 mld złotych rocznie).

Wynalazek pary młodych naukowczyń z Polski – inspirowany japońską sztuką składania papieru implant Origami BioBandage, który przy użyciu komórek macierzystych ma pozwolić na szybsze gojenie się kości – co może zrewolucjonizować podejście do złamań. Z Dominiką, entuzjastką programowania i biomatematyki, która odpowiada za mechanikę i komputerowe modelowanie pracy implantu, spotkałem się na Uniwersytecie Warszawskim w kilka dni po tym, jak przeprowadziła się do miasta z rodzinnego Opola.

„Jestem przyzwyczajona do bycia na walizkach. Spędziłam tak całe liceum, rodzice pogodzili się z tym, że więcej mnie nie ma w domu, niż jestem. Wiele jeździłam na warsztaty i staże – choć dopiero teraz uczę się żyć na własną rękę, wszystko organizować. Zaczęłam gotować i bardzo mi się to podoba, niedawno zrobiłam spaghetti i lasgne" – powiedziała mi na początku naszej rozmowy. Świadomość, że w kwestii sosu do makaronu stoimy z tą młodą, ale już nagradzaną matematyczką na co najmniej równych pozycjach, dodała mi trochę życiowej otuchy.

Dominika podkreśla, jak dużą rolę w jej sukcesie odegrała pomoc innych ludzi. „Pierwszy był inspirujący nauczyciel matematyki w moim gimnazjum, który dał mi zadania z olimpiady matematycznej do przemyślenia w domu. Myślałam nad nimi kilka dni, przynosiłam swoje rozwiązania nauczycielowi. Niektóre były od razu do wyrzucenia do kosza, ale niektóre dobre. To było zarodkiem. Wcześniej równie mocno interesowała mnie i historia, i przyroda, ale to nauczyciele odkryli, że z matematyką radzę sobie trochę lepiej, podpowiadali lektury" – mówi.

Jednak osobą, która odcisnęła największe piętno na jej sukcesie, jest Joanna Jurek – młoda biolożka z Piotrkowa Trybunalskiego, z którą wspólnie wpadły na pomysł i konsekwentnie realizowały projekt BioBandage. Obie badaczki podkreślają, że zamysł implantu jest ich zespołowym pomysłem i proszą, by nie przedstawiać go jako indywidualnego sukcesu poszczególnej z nich. „W świecie naukowym panuje pogląd, że samemu nie można już nic zrobić. Kluczem do sukcesu są zespoły interdyscyplinarne, dziedziny trzeba łączyć. Mnie lepiej pracuje się wspólnie – jest ktoś, kto cię zmotywuje, czasem pogoni, udzieli wsparcia, podniesie z kryzysu. To daje siły napędowej" – mówi Dominika.

Badaczki poznały się na wyjeździe organizowanym przez Fundusz na Rzecz Dzieci, którego obydwie są stypendystkami. „Na takich wyjazdach można uczestniczyć w zajęciach z dziedzin (matematycznej, biologicznej, humanistycznej…), w których nie jest się wyspecjalizowanym; pozwala to poznać i zainteresować się zupełnie nowymi dziedzinami" – mówi Bakalarz. Powołany w 1981 r. Fundusz jest organizacją pozarządową, która umożliwia obiecującym uczniom szkół kontakty z doświadczonymi naukowcami i uczestniczenie w zajęciach na uniwersyteckim poziomie. Dominika dostała się pod jego opiekę w wieku 14 lat. „Kiedy mówię o nim na międzynarodowych konferencjach, zagraniczni goście dziwią się, że istnieje u nas taka dobrze funkcjonująca struktura, która sprzyja młodym naukowcom" – dodaje badaczka.

Do znajomości, która przerodziło się w wielomiesięczną pracę nad zdobywającym kolejne wyróżnienia wynalazkiem, doszło trochę przypadkiem. „Poznałyśmy się na jednym z wyjazdów, a na kolejnym zostałyśmy razem zakwaterowane w pokoju. Siłą rzeczy dużo rozmawiałyśmy – postanowiłyśmy razem pojechać na staż związany z fizyką kwantową w Wiedniu (mimo, że to ani moja działka, ani Joanny). To właśnie tam, wracając zmęczone metrem, rozmawiałyśmy o prezentacjach TED, które nas zainteresowały. Wspomniałam wtedy o wystąpieniu Roberta Langa na temat zastosowania origami w inżynierii z wykorzystaniem nowych narzędzi matematycznych. Origami było moją największą pasją w dzieciństwie – byłam małą artystką, uwielbiałam malować, wycinać, wyszywać, wszystko to mnie kręciło".

Joanna miała z kolei doświadczenie związane z bioinżynierią, zdobyte w jej wcześniejszym projekcie związanym z terapią przeciwnowotworową. Dziewczynom udało się w ten sposób połączyć swoje pasje – natychmiast postanowiły przekuć to w działanie. „Pobiegłyśmy do hotelu i napisałyśmy do Roberta Langa, by powiedział nam więcej o zastosowaniu origami w inżynierii medycznej, gdyż podczas TED Talk jedynie rzucił takie hasło. Gdy obudziłyśmy się rano, w skrzynce już miałyśmy od niego odpowiedź. Byłyśmy bardzo szczęśliwe! Polecił nam badanie japońskich naukowców dotyczące cell origami [origami komórkowym], które dostępne było w internecie. Co nas zaskoczyło to to, że badania zostały porzucone, nikt ich nie rozwijał – nam wydawało się wyjątkowe, że przy użyciu komórek można ułożyć coś z materii".

Duet postanowił zaaplikować to rozwiązanie w postaci bioimplantu. „Naukowcy nam trochę nie wierzyli. Mówili, że to science-fiction, ale postanowiłyśmy brnąć dalej". Joanna wzięła udział w kolejnym stażu, podczas którego wykonała eksperymenty in vitro z matą (która stanowi część implantu) oraz komórkami macierzystymi. Dominika w tym czasie na Politechnice Warszawskiej znalazła opiekuna, który wprowadził ją w świat modelowania komputerowego – dzięki czemu większość eksperymentów nad implantem można było przeprowadzić in silico, czyli w modelu komputerowym, bez konieczności wykorzystywania żywych tkanek. Jak tłumaczy, „bardzo ciężko dostać pozwolenie na takie eksperymenty, a modele komputerowe można robić bez ograniczeń".

„Docelowo chcemy, żeby finalny produkt był jak najbardziej intuicyjny – pomyśl o Facebooku: czymś bardzo skomplikowanym wewnątrz, ale niezmiernie prostym w obsłudze. W ten sposób będzie mógł znaleźć jak najszersze zastosowanie" – tłumaczy mi przez Skype współautorka projektu, Joanna, która na studia wyjechała do Wielkiej Brytanii, kiedy pytam ją, czy implant pomoże komuś więcej, niż tylko bogatym pacjentom w rozwiniętej części świata. „Zdecydowałyśmy się skupić na osteoporozie, gdyż to najtrudniejszy do leczenia przypadek – zazwyczaj jest tu uszkodzony metabolizm kości, może brakować składnika pozwalającego naprawić kość. Jednak w leczeniu innych złamań, np. tych w powstałych w wyniku upadku, też będzie można zastosować implant".

Zobacz nasz dokument o opiece psychiatrycznej w Meksyku:

„To, że projekt może coś zmienić, było dużą motywacją. Byłoby wspaniale dołożyć małą cegiełkę w rozwoju ludzkości" – przyznaje Dominika. „Ważne było też to, że robimy coś swojego" – dodaje, mówiąc że chciałyby same poprawiać i rozwijać produkt, a nie przekazywać go w cudze ręce. Jej partnerka Joanna dopiero od niedawna zaczęła myśleć o konkretnej przyszłości projektu – jak mówi, chce go kontynuować z Dominiką zarówno jeśli uda się go skomercjalizować (także na poziomie modelu in silico, w którym można by testować również inne medyczne rozwiązania), jak i wtedy, kiedy będzie to projekt realizowany po godzinach w domu. W tej chwili badaczki rozpoczynają współpracę ze szpitalami, aby móc testować implant na podstawie danych klinicznych.

Dominika wielokrotnie podkreśla, że aby rozwijać projekt, cały czas uczy się nowych rzeczy, musi nadganiać stan wiedzy innych, aby móc w ogóle znaleźć z nimi wspólny język. Jak radzi sobie w tym pędzie za nowością? Z tego co mówi, „uczy się cały czas". „To nie jest tak, że uczysz się wyłącznie wtedy, gdy czytasz książkę – często rozmawiając z ludźmi, wymieniając się opowieściami, dowiaduję się nowych rzeczy, poznaję nowe dyscypliny. Idąc gdziekolwiek, a będąc otwartym na świat, dopytując się dlaczego?, po co?, jak to działa?, zawsze można się nauczyć czegoś ciekawego. Jest tyle rzeczy, o których chciałabym wiedzieć więcej, jednak brakuje na to czasu…"

Na rozwój artystyczny też niestety ma za mało czasu. Ożywia się mocniej (choć jest zasadniczo żywą osobą) wspominając, jak znosiła całe sterty swoich rysunków do domu i składała figurki origami w szkolnej świetlicy. „To moi rodzice zasugerowali, żebym odeszła od sztuki, a skupiła się na nauce" – mówi. „Chcieli, abym miała zapewnioną przyszłość – woleli, bym nie szła zawodowo w stronę sztuki" (ja – historyk sztuki i Oliwia – fotografka po ASP, nie możemy tutaj ukryć gorzkiego chichotu). „Jestem czasem na siebie zła, że nie mam czasu na to, co kocham robić – jednak czasem wracam do sztuki, szczególnie w wakacje, siadam przy płótnie i maluję".

„W geometrii przestrzennej, gdy musisz wyobrazić sobie bryły z różnych stron, takie artystyczne przygotowanie i wizualne podejście się bardzo przydaje. Na poziomie koncepcyjnym estetyczne nastawienie połączone z analitycznym myśleniem może dać nietypowe rezultaty – trudno mi w tej chwili wskazać moment, w którym przydało mi się bezpośrednio, ale na pewno coś takiego się wydarzy… chociaż może to właśnie stało w naszym obecnym projekcie?"

Kiedy zapytałem ją o ulubionych artystów, mając w pamięci XIX-wiecznych malarzy-optyków czy choćby polskiego multimedialnego rzeźbiarza wykładającego na technicznej uczelni MIT, Krzysztofa Wodiczkę, 18-letnia badaczka od razu wspomniała wystawę Marka Rothko, którą oglądała w wakacje. „Jego obrazy trudne do interpretacji. Trzy prostokąty, dwa czarny, jeden czerwony. Może się komuś wydawać, że każdy może to namalować – ale można też w tym szukać, i każdy znajdzie tam coś innego. Nawet ta sama osoba, patrząc na ten sam obraz innego dnia czy o innej porze, będzie miała inne przemyślenia. Bardzo cenię sobie biografie najróżniejszych artystów – zafascynowała mnie biografia Eminema [tu Dominika wybucha śmiechem], bardzo interesowało mnie to, jak przeszedł trudną drogę, jak wytrwał. Staram się czytać różne książki, nie interesuje mnie chyba tylko fantastyka naukowa". To ostatnie jest chyba całkiem uzasadnione, biorąc pod uwagę, że na co dzień zamienia swoje fantazje w naukową rzeczywistość.

Mimo sukcesu w młodym wieku, w słowach Dominiki pobrzmiewa dużo pokory i uznania dla pomocy, którą otrzymała od innych. Pogląd mówiący, że każdy z nas jest odpowiedzialny za swój sukces, a żeby go odnieść potrzebna jest wyłącznie ciężka praca, po raz kolejny okazuje się mitem. „Tak, samemu trzeba się starać. Jednak wsparcie jest niezastąpione, sama motywacja i sam zapał nie wystarczą. Trzeba znaleźć inspirujące i wspierające otoczenie, które pomoże – często choćby niewielką, choćby wskazówkę, informację. Samemu ciężko coś zwojować, pomoc jest niezbędnym elementem rozwoju" – mówi.

W tej chwili młode badaczki dzieli 1500 kilometrów, muszą więc nauczyć się pracować na odległość. Joanna zdecydowała na studia w Irlandii Północnej, Dominika po namyśle została w Polsce. „Warszawa ma wysoki poziom nauczania, nauki ścisłe stoją w czołówce światowego poziomu. Poza tym to dobre miejsce do życia, mam też tutaj wielu znajomych jeszcze z czasów wyjazdów z Opola na staże" – mówi. Również i ona planuje za jakiś czas wyjechać – jednak nie po to, by opuścić kraj, lecz by poznać metody pracy i badaczy z innych środowisk. Jakkolwiek się stanie – pełni talentu i zapału młodzi ludzie, tacy jak Domika i Joanna są świadectwem, że Polacy mogą dać światu o wiele więcej, niż tylko tanią siłę roboczą.