生物物理学家 Alex Savtchenko 和 Elena Molokanova 需要做出决定。 他们可以继续在圣地亚哥的研发中心从事安全、报酬丰厚的工作，或者他们可以作为企业家独立创业，开发他们认为具有革命性的医疗技术。 他们的想法是否可行，或者是否存在他们没有看到的陷阱？ 某些风险值得不确定的回报吗？

这不是他们第一次做出艰难的决定。

从很小的时候起，Savtchenko 和 Molokanova 就自称是“书呆子和好奇心驱动”的孩子，对数学和物理有着浓厚的兴趣。 这些兴趣决定了他们对本科学习的选择：对于 Savtchenko，莫斯科物理与技术学院 (MIPT) 的物理和化学专业，这是一所由诺贝尔奖获得者彼得·卡皮察 (Peter Kapitsa) 创立的高等教育机构；

Molokanova，乌克兰国立大学物理学。 在研究生院，他们扩大了自己的领域，包括生物物理学和神经生物学。 虽然前苏联的技术教育以强大着称，但他们认为正规教育后的前途一片黯淡，尤其是对于有抱负的科学家而言。

在他们的祖国乌克兰基辅著名的 Bogomoletz 生理学研究所获得博士学位后，这对夫妇离开了挚爱的朋友和家人继续研究，先是在奥地利，然后在美国，他们认为在那里可以获得稳定的资金， 设备和基础设施将使他们能够扩大知识的范围。 带着年幼的儿子和三个手提箱降落在迈阿密，事实证明，他们在迈阿密大学担任研究人员的第一年既富有成果又充满挑战。

会议上的年轻夫妇

从他们的职业生涯开始，Molokanova 和 Savtchenko 就想运用科学知识让世界变得更美好。

虽然他们可以流利地阅读英文科技论文，但他们仍需要提高英语会话能力，适应欧美文化的差异。 虽然他们最初的职位产生了几篇备受瞩目的出版物，包括发表在《自然》和《美国国家科学院院刊》上，但他们发现他们缺乏美国的资历和人脉，这使得他们在学术界取得成功比预期的要困难得多。

但尽管如此，他们仍然坚持最初推动他们追求科学的想法：他们想应用科学知识让世界变得对每个人来说都更美好。

“我们是探险家，”Molokanova 说。

不寻常的广度

这一探索很快促使他们寻找现实世界中的问题，这些问题可能对人们的生活产生比基础科学更大的影响。 他们搬到了西海岸，在那里他们从事生物技术的研究和开发工作——包括在安进和 Invitrogen（被赛默飞世尔收购）——以及包括加州大学伯克利分校 (Molokanova)、加州大学圣地亚哥分校和斯坦福大学 (Savtchenko) )。

这些在物理学和生物学交叉领域工作的经验——加上数十年来在学术界和工业界多个场景的工作——让这对夫妇对神经科学和药物发现中许多最大的问题以及帮助或帮助的业务流程有了独特的视角。 阻碍了进步。

所以，当他们讨论是否要自己开公司时，他们并没有考虑很久。

Savtchenko 说：“我很清楚科学进展顺利，我们 [作为企业家] 的贡献将是严肃而有意义的。”

药物发现挑战

两人在生物技术行业观察到的一个主要挑战涉及对潜在药物化合物的初步测试——结果表明化合物是被追求还是被丢弃而不考虑进一步开发为药物。

Savtchenko 指出，生物技术和制药公司花费数十亿美元在体外（细胞培养）中筛选药物化合物的安全性和活性，但塑料细胞培养皿中的环境与人体截然不同，尤其是神经细胞（又名神经元） 和心脏细胞（又名心肌细胞）。

“大脑中的神经元和细胞培养皿中的神经元之间最大的区别在于它们是否接收外部输入，”Savtchenko 解释道。 “从我们存在的第一刻起，我们的大脑就受到各种信号（例如，来自视觉、听觉、感觉、味觉的刺激）的不断轰炸是正常的，事实上，这是必要的——结果决定了我们的发展，定义 我们的个性，并经常影响我们的健康。

他继续说道，“为了发现可以修复大脑活动异常并治愈患者的药物，必须测试药物对功能活跃、接收输入、产生动态反应的神经元的影响。 否则，人类患者的临床研究可能会产生与之前的体外研究截然不同的结果——导致项目失败、数十亿美元的投资损失以及数百万患者的失望。”

开发可能影响心脏的药物也面临着类似的挑战。 药物心脏毒性测试通常在高度人工条件下进行——在人类干细胞来源的心肌细胞电绝缘培养皿中，以单一频率自发收缩。 在现实生活中，成年人的心率在一天内会随着条件的变化而变化近两倍。

强调此类测试的重要性，近几十年来，由于与心律不齐有关，一些重磅炸弹药物已从市场上撤下，占所有批准后撤药的 30%。

利用新材料

Savtchenko 和 Molokanova 希望找到一种方法来安全可靠地刺激培养皿中的细胞，同时测试它们在药物化合物存在下的反应，以便这些筛选研究的结果能够更好地预测药物对人类的影响。 实现这一目标将意味着更少的药物在药物发现过程的最后阶段失败，从而产生更安全、更有效和更便宜的药物。

在使用包括半导体量子点在内的不同材料来刺激培养细胞的行业经验之后，Molokanova 萌生了利用新型二维碳同素异形体石墨烯的独特特性的想法。

安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫（巧合的是 Savtchenko 母校 MIPT 的校友）发现了石墨烯，他们因此获得了 2010 年诺贝尔物理学奖。 在诺贝尔奖公告中，瑞典皇家科学院将石墨烯描述为“一层普通碳的薄片，只有一个原子厚…… [具有] 源自非凡的量子物理学世界的非凡特性。”

石墨烯的特性特别引起 Molokanova 和 Savtchenko 的兴趣，包括出色的导电性、非凡的强度、生物相容性，以及最重要的是，它能够将光转化为电能——这可能会被用来刺激细胞。

两人于 2016 年创立了 Nanotools Bioscience，Savtchenko 目前担任该公司的首席执行官。 Nanotools Bioscience 将探索石墨烯介导的光刺激技术在药物发现和药物安全性研究中的可能性，以及光学心脏起搏器和更好的干细胞衍生神经元和心肌细胞的创建。

大小事项

虽然这对夫妇专注于让 Nanotools Bioscience 起步，但 Molokanova 和 Savtchenko 还认为他们可能有解决药物开发中一个完全不同的问题的方法。

在 Sanford Burnham Prebys 医学发现研究所，Molokanova 是 Del E. Webb 神经科学、衰老和干细胞研究中心的一部分，同事们在那里思考如何为阿尔茨海默氏症和其他神经系统疾病制造更好的药物。

美金刚（Namenda®、NamendaXR®、Namzaric®）是为数不多的可用于阿尔茨海默病患者的药物之一。 美金刚通过阻断由谷氨酸激活的 NMDA 受体起作用，谷氨酸是大脑中最丰富的兴奋性神经递质。 “美金刚胺仅被批准用于中度至重度阿尔茨海默氏症，而且其有效性被发现是有限的，”Molokanova 说。 “有很大的改进空间。”

严酷的现实是，虽然 NMDA 受体是经过临床验证的药物靶点，但针对 NMDA 受体的药物在许多临床试验中都失败了。 “原因在于人脑无与伦比的复杂性，”Molokanova 说，“它可能会使用相同的系统来执行任务，但结果却相反。”

在神经系统中，神经元通过将包括谷氨酸在内的神经递质释放到称为突触的细胞之间紧密包含且严格控制的小连接中来相互交流。 在正常情况下，谷氨酸介导关键的生理过程，如呼吸、思考、学习、说话、行走。 为了确保一个人随时准备好接收来自外部世界的新信号，谷氨酸会通过专门的细胞内机制迅速从突触间隙中清除，因此谷氨酸在突触间隙中的存在及其对大脑的影响是短暂的。

然而，Molokanova 解释说，如果疾病或外伤导致细胞损伤或死亡，受损细胞可能会将其内容物（包括谷氨酸）溢出到大脑中。 热能性脑损伤、自闭症谱系障碍和物质使用障碍。

问题是：如何选择性地禁用突触外的流氓谷氨酸活动，同时在突触间隙内保持完整的正常神经递质活动？

当许多科学家试图使用化学方法来解决这个问题时，Molokanova 从纳米科学家的角度出发，找到了一个非正统的解决方案。 她想象开发一种纳米药物候选物，它大到足以从狭窄的突触间隙偏转，因此谷氨酸的正常生理活动可以继续，但又小到足以通过大脑扩散，通过阻断 NMDAR 来禁用流氓谷氨酸的病理活动。

Molokanova 于 2019 年创立了 NeurANO Bioscience，并以首席执行官的身份领导该公司开展这一研究，并探索哪些神经系统疾病可能从这些纳米疗法中受益。

更多决定

随着初创公司的成立，Savtchenko 和 Molokanova 需要做出更重要的决定，首先是如何为这些公司提供资金。 他们可以吸引风险资本家——他们需要关注、管理投入和一定比例的企业所有权，作为金融投资和专业知识的回报——或者他们可以尝试通过联邦、州和非营利机构的奖励来拼凑赠款。

“关于如何推动公司发展，这是一个艰难的决定，”Savtchenko 说。 “风险投资是一种很好的方式——大多数新公司都是这样做的。 但它会占用你 200% 的时间，而且对于早期的初创公司来说，成功的可能性很小，尤其是在药物发现领域。 从本质上讲，我们的决定是继续进行赠款。 虽然困难重重，但我认为这是正确的决定，主要是因为我们仍然专注于科学。”

Molokanova 补充说，女性领导的公司特别难以从风险资本家那里获得投资：统计数据显示，在所有由风险资本家资助的公司中，只有约 1.9% 由女性经营。 “这是选择赠款的另一个原因，”她说。

Molokanova 承担了资助写作的重任，团队最终成功获得了国家转化科学推进中心 (NCATS)、国家药物滥用研究所 (NIDA)、国家心理健康研究所 (NIMH)、 国家神经疾病和中风研究所 (NINDS)、国家衰老研究所 (NIA) 和加州再生医学研究所 (CIRM)。

与此同时，这对夫妇需要一个有形的家来进行他们的努力。 他们听说了位于加州大学圣地亚哥分校的创业孵化器高通研究所 (QI) 创新空间。 他们申请并被接受进入该计划。

找家

在 QI 创新空间，他们找到了一个热情和支持的环境。 Savtchenko 说：“我们得到了空间和设施的使用——用于我们需要细胞培养和化学通风橱的工作，而且 Ramesh Rao 教授了解我们正在尝试做什么，并帮助我们解决了问题。”

但更重要的是，QI 创新空间使他们能够建立在加州大学圣地亚哥分校的智力资本之上，包括该大学所属的桑福德再生医学联盟。

Savtchenko 说：“除了优秀的科学发展设施外，这里还有可以交流思想和与人交谈的环境。” “有可能以多学科的方式进行合作。 虽然不完全是独一无二的，但加州大学圣地亚哥分校可能是全国 10 个这样的地方之一。”

在加州大学圣地亚哥分校，该团队与跨学科的教职员工培养并建立了联系。

加州大学圣地亚哥分校鸟瞰图

Nanotools 首席执行官 Alex Savtchenko 在谈到该团队在加州大学圣地亚哥校区的位置时说：“除了用于科学发展的一流设施外，这里还有您可以交流想法和与人交谈的环境。”

校园合作者包括雅各布斯工程学院纳米技术教员 Oscar Vazquez Mena，他的研究重点是石墨烯和纳米级材料； Byungkook Lim，在药物成瘾和抑郁症领域工作的生物科学副教授； 和 Alysson Muotri，医学院儿科学系和细胞与分子医学系教授，从进化和发育生理学以及显微镜学研究大脑。 他们非常专业和富有创造力，总是在我们项目的最终故障排除过程中提出新颖的解决方案。 两人都有很强的创业倾向，我发现这在我们的合作中非常有用。”

NeurANO 的另一个重要科学联盟是 Albert La Spada，他以前在加州大学圣地亚哥分校工作，现在是加州大学欧文分校神经治疗研究所的杰出教授和主任。 La Spada 因其在涉及三核苷酸重复的基因突变引起的疾病方面的开创性工作而闻名，他加入 Molokanova 并获得了两项成功的资助申请。 林加入了另一对。

智力奖励

在高通研究所和加州大学圣地亚哥分校的中心，该团队的势头持续增长。

一个里程碑是 2018 年发表在《科学进展》(Science Advances) 上的一篇论文，该论文表明石墨烯可以与光结合使用，以提高或降低心脏细胞在培养皿中的跳动速度。 该技术也适用于活生物体（斑马鱼胚胎）。

在描述这一成就时，今日加州大学圣地亚哥分校的一篇文章引用了 Savtchenko 的话说：“当我们第一次在我们的实验室中使用它时，突然间我们周围聚集了大约 20 个人，大喊‘不可能！’之类的话，并指责我恶作剧他们 . 我们以前从未见过这样的事情。”

该技术允许对细胞活动进行严格且几乎瞬时的控制，其潜在用途远远超出心脏细胞。

Savtchenko 说：“石墨烯的发电完全由光量控制，并在飞秒时间尺度上进行和关闭。” “所以现在你有一种方法可以发光并调节细胞培养物中或可能出现故障的大脑部分神经元的活动。”

更多的出版物正在制作中。

加州大学圣地亚哥分校的学生与 Savtchenko、Molokanova 和教职同事一起参与了这些开创性的发现，他们被聘为 Nanotools 和 NeurANO 实习生。

Savtchenko 以深思熟虑和热情对待他作为导师的角色。 “我希望我们认真地为 UCSD 教育做出贡献，”他说。 “一旦我们的实习生得到他们的第一个结果，那真是令人兴奋。 他们看到了科学是什么。”

他自豪地指出，该团队的学生已经继续在加州大学圣地亚哥分校和斯坦福大学、哈佛大学和康奈尔大学等机构攻读博士学位。 两家公司都欢迎有兴趣从事尖端跨学科科学项目的学生。

品味过程

成功的合作、突破性的发现、学生研究人员——这一切听起来就像 Savtchenko 和 Molokanova 最初决定来美国时想要的科学生活。

Molokanova 承认，虽然财务上的成功很重要，但她作为企业家的主要目标是智力和社会影响。 谈到他们在加州大学圣地亚哥分校校园的位置，她说，“我喜欢呆在这里。 我觉得我在学术界。”

对 Savtchenko 来说，他的创业精神最好的部分是科学自由：“对于科学和科学家来说，能够解决一个简单、重大、严肃的问题是一种奢侈，比如如何防止自己患阿尔茨海默氏症等疾病的几率下降从科学上讲，这是非常令人满意的。”

注：本文由院校官方新闻直译，仅供参考，不代表指南者留学态度观点。