Сергей Тараненко - Наполовину мертвый кот, или Чем нам грозят нанотехнологии

• Название: Наполовину мертвый кот, или Чем нам грозят нанотехнологии
• Автор: Сергей Тараненко
• Издательство: БИНОМ. Лаборатория знаний
• Жанр: Научпоп
• Год: 2013
• ISBN: 978-5-9963-1516-1

В книге в легкой и непринужденной форме рассказывается о совсем непростых и серьезных вещах — о рисках нанотехнологий. Серая слизь и боевые нанороботы — вот всё, что знает рядовой потребитель об угрозах, связанных с нанотехнологиями. Но это лишь капля в море.

Велик разрыв между миром «нано» и миром «макро», поэтому понять характер угроз, исходящих от этого мира, очень сложно. Но именно от этого понимания зависит, насколько человек сможет овладеть нанотехнологиями, научиться безопасно обращаться с наноматериалами, контролировать распространение нанопродуктов, не допускать использования результатов научно-технического прогресса во вред себе и окружающей среде.

Возрастные ограничения: 18+

---

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.

Рис. 4.6 «Карта» заболеваний, связанных с 18-й хромосомой человека

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 превентивные меры, чтобы не заболеть.

Иными словами, чаще будут предотвращать болезнь, 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? А здесь речь идет о глобальном фармацевтическом рынке с объемом продаж до 600 миллиардов долларов в год.

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.

Краткая таблица рисков

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.

А. Г. Гордон, ведущий телепрограммы

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.

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».

Сегодня в практическом использовании липосом открываются различные перспективы. Кроме медицины они могут быть полезны в сельском хозяйстве, уже сейчас они находят применение в генной инженерии: с их помощью можно более эффективно, чем обычным путем, вводить генетическую информацию внутрь клеток.

Но наш рассказ не о липосомах. Мы научились — неважно как — легко, например инъекцией, простым уколом, и не дорого вводить внутрь клеток (минуя защитные барьеры организма) различные агенты. Сегодня это, как правило, разнообразные «яды», убивающие больную клетку, например раковую. Но возможны и другие агенты — вплоть до генетической информации. Приготовление липосом, их «зарядка» имеет свои сложности. Но применение относительно просто: обычный укол.

Вот здесь и скрыт серьезный риск. Уколы делает средний медицинский персонал, а применение таких препаратов требует серьезных медицинских знаний. Вот и получится, что лечить нас будут не высокообразованные врачи, а специалисты по уколам. Этот процесс в практической медицине уже идет. Нанотехнологии его значительно ускорят. Специалист-диагностик будет заменен прибором, хирург и терапевт — прибором. Будут востребованы новые специалисты, знающие, как устроен тот или иной прибор, как его применять. И уйдут в прошлое специалисты традиционные — те, которых мы когда-то называли врачами.

Описанный выше пример адресной доставки лекарств таит в себе опасности и иного рода. Когда мы болеем и принимаем лекарства, наш организм реагирует. Медики называют такую реакцию симптомами, имея в виду признаки (что и означает слово «симптом» по-гречески), на которые они ориентируются в ходе лечения. А при применении липосом соответствующих своевременных симптомов может не быть — человека отравили, а его даже не рвало.

Все это — лишь некоторые из возможных, но не всегда видимых нами аргументов в пользу следующего тезиса. Применение нанотехнологий в медицине потребует кардинального пересмотра принятых процедур и сложившихся подходов. Когда-то с появлением анестезии (наркоза) родилась специальность анестезиолога. И сегодня она не менее значима, чем специальность хирурга. Быть может, такой «анестезиолог» станет главным действующим лицом будущей медицины? Но готова ли медицина — как институт — к этому? Медицина консервативна, и это правильно. Но консервативность медицины при одновременном внедрении принципиально новых методов — методов воздействия непосредственно на клетки организма — источник серьезных рисков.

Заметим — и вовсе не на полях, это важно, — риски нанотехнологий часто связаны не с ними самими, а с организацией тех или иных институтов, не готовых к изменениям, вносимых нано. И институт медицины — лишь один среди прочих.

Липосомы, описанные выше, — не единственный нанотехнологический способ адресной доставки биологически активных агентов, таких как лекарства, в организм человека или животного. Есть и другие, причем список их «клиентов» шире — включает и растения, для которых липосомная техника неприменима. Среди них — нанороботы, вирусы и модифицированные бактерии.

Перенос активных агентов с помощью бактерий наиболее схож с липосомной техникой. Известно, что бактерии способны реагировать на специфические биохимические сигналы. Это позволяет направлять бактерии в желаемые ткани или части организма, где бактерия, по другому биохимическому сигналу, остановится и «разгрузится», т. е. освободится от прикрепленной к ней наноразмерной молекулы-устройства — здесь помогут знакомые нам дендримеры — с различными полезными свойствами: оптическими, электрическими, магнитными или медицинскими.

Но в случае бактерий есть существенное отличие. По-видимому, чтобы сделать бактерии эффективными переносчиками, необходимо вывести их новые «породы», как это мы делали с домашними животными. Правда, речь идет не о селекции, а о направленной генной инженерии.

Бактерии, безъядерные микроорганизмы — довольно живучие создания и обитают в различных средах. Для ряда бактерий такой средой являемся мы с вами, и не потому что болеем. Многие бактерии находятся в симбиотических, в том числе в мутуалистических, отношениях с другими организмами. Под словом «мутуализм» скрывается очень важное — мы не можем жить друг без друга. В буквальном смысле слова «жить». По существу, бактерии — пусть обособленная, но жизненно необходимая часть нашего организма. Конечно, речь идет именно о тех бактериях, которые установили с нами симбиотические отношения. Мы хорошо знаем, что бактерии населяют желудочно-кишечный тракт животных и человека и необходимы для нормального пищеварения. Так, в кишечнике человека в норме обитает от 300 до 1000 видов бактерий общей массой до килограмма, а численность их клеток в 10 раз превосходит численность клеток человеческого организма. Микрофлора — а именно так называют совокупность симбиотических бактерий организма — по существу является дополнительным «органом», который отвечает за пищеварение и защиту организма от инфекций. Таким образом, переделывая бактерии, мы рискуем переделать самих себя!