Наполовину мертвый кот, или Чем нам грозят нанотехнологии
Шрифт:
Нанотехнологии дают основание предполагать скорое появление следующего поколения биочипов: нанобиочипов — электронных биочипов, на которых можно быстро и дешево проанализировать наличие или отсутствие огромного количества различных белков в капельке крови.
Наши гены, данные нам от рождения, вовсе не гарантируют наличие или отсутствие достаточного количества того или иного белка, «закодированного» этим геномом. Как говорят ученые, гены обладают различной экспрессией, что попросту означает, работают они или «ленятся». А эти белки важны для организма. Среди них, например, ферменты, запускающие или тормозящие
Совокупность белков организма, можно сказать белковый портрет, называют протеомом. При этом любые молекулярно-биологические процессы, происходящие в живых организмах, отражаются в протеоме. Протеом организма — величина не постоянная: экспрессия генов может меняться под воздействием множества факторов внешней среды, а также изменений внутри организма, связанных, например, с возрастом, болезнью или другими причинами.
Масштаб протеома — несколько миллионов белков, различающихся по своей структуре, хотя закодирован он только 22 000 генами. И чип, необходимый для мгновенного анализа протеома в целом, перестает быть похожим на тот, который представлен на рис. 4.5. Это наноструктура.
Зачем все это нужно? Зачем нужен столь сложный анализ, кроме как из-за здорового научного любопытства? На это отвечает стартовавший 23 сентября 2010 г. международный проект «Протеом человека».
Проект «Протеом человека» — крупная международная научная инициатива, направленная на идентификацию всех белков человека. В результате выполнения проекта будут созданы дешевые и доступные каждому методы медицинской диагностики, позволяющие определять самые ранние стадии развития заболеваний, индивидуальные методы лечения заболеваний, включая те, которые в настоящее время считаются неизлечимыми.
Цель российской части проекта — определение протеома 18-й хромосомы человека, выяснение путей взаимодействия белков 18-й хромосомы человека со всеми остальными белками этих клеток. На рис. 4.6 видны масштабы этой части проекта и основные заболевания, которые предполагается победить.
Спектр заболеваний чрезвычайно широк: от шизофрении и болезни Альцгеймера до ревматоидного артрита. Среди них и диабет, и некоторые виды рака, а также ряд наследственных заболеваний, таких как болезнь Ниманна — Пика.
Так вот, вернемся к нашему наночипу. Пришли вы в медицинскую лабораторию. Сдали кровь. Заплатили 300 рублей. На следующий день вам объявили результат: вероятность заболевания (далее наименование) — 70 %. Вам необходимо принимать превентивныемеры, чтобы не заболеть.
Иными словами, чаще будут предотвращатьболезнь, чем ее лечить. Здорово?
Может оказаться, что вовсе и нет! Среди рисков, связанных с нанотехнологиями, есть очень странные риски. Например, такие как риск не воспользоваться открывающимися возможностями. Если сомневаетесь, задумайтесь: почему зубы до сих пор сверлят? И захотят ли стоматологи отказаться от своей — вполне доходной — деятельности?
Устойчивые структуры современной экономики, ориентированной на «эффективность», под которой понимается возможность извлечения максимально большого дохода с максимально низкими издержками, могут оказаться несовместимыми с теми возможностями, которые предоставляют нанотехнологии. Как возможный результат — смена технологического уклада в целом, чему посвящена третья часть книги.
Но, кроме этого, вполне возможны процессы торможения технологического развития как несовместимого с институтами современности и далеко не только в медицине.
Риск не воспользоваться открывающимися возможностями.
Риск торможения технологического развития как несовместимого с институтами современности.
4.3. Невинные липосомы
И почему разнообразие видов, — это, собственно, условие какое-то, которое должно непременно исполняться? Ну, останется на Земле три вида — Homo sapiens, корова и собака, и будет хорошо, и питаться будем, и забавляться.
Изменения, которые могут вызвать нанотехнологии в медицине, многообразны и принципиальны. Не будет преувеличением сказать, что нанотехнологии могут изменить лицо медицины кардинальным образом. И эти изменения — не технологические.
Развитие нанотехнологий привело к появлению новой медицинской возможности — адресной доставки лекарственных препаратов в организм человека. Одним из наноинструментов такой доставки являются липосомы — наноразмерные «мыльные» пузыри с лекарством внутри.
< image l:href="#" />Как правило, заболевания поражают не весь организм, а развиваются в отдельных органах и тканях. Разные заболевания — разные органы и ткани. Даже разные группы клеток. Например, ишемическая болезнь сердца — патологическое состояние, характеризующееся абсолютным или относительным нарушением кровоснабжения миокарда (мышечного слоя сердца) вследствие поражения коронарных артерий сердца. Стенокардия и инфаркт миокарда — следствия ишемической болезни. Тем самым болезнь поражает (сначала) ткани коронарных артерий, затем миокард. И лечить надо именно их, а не клетки печени.
Лечение пойдет быстрее и успешнее, если лекарства будут действовать непосредственно в очаге заболевания. Особенно это важно в тех случаях, когда приходится иметь дело с весьма ядовитыми препаратами, которые хорошо лечат саму болезнь, но при этом плохо влияют на другие системы организма. Часто это заставляет отказываться от использования подобных веществ и применять менее эффективные.
Создать нужную концентрацию лекарственных веществ в пораженных болезнью местах, не затрагивая остальные, — задача непростая. Липосомы решают эту проблему. Их главная особенность — способность проникновения внутрь клетки сквозь клеточную мембрану. Такой процесс «заглатывания» клеткой липосомы называется эндоцитозом. А проникает липосома внутрь вместе с содержимым — тем, которым мы ее «зарядили».