От рубил до нанороботов. Мир на пути к эпохе самоуправляемых систем (История технологий и описание их будущего).
Глава 8. Медицина и медицинские технологии – прорыв к контролю над человеческим организмом*
8.4. ИЗМЕНЕНИЯ В ХОДЕ ЗАВЕРШАЮЩЕЙ ФАЗЫ КИБЕРНЕТИЧЕСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ
Важным направлением здесь явились моноклональные антитела. За их открытие в 1984 г. Цезарь Мильштейн и Георг Кёлер удостоились Нобелевской премии. Ученые вводили определенные чужеродные вещества в организм мыши и выделяли антитела из ее селезенки, в результате чего удалось получить отдельно выделенные антитела, которые клонировались, образуя многочисленные копии самих себя. Такие антитела назвали моноклональными. Выработанной методикой можно получить антитела к определенному веществу или микроорганизму (антигену), а после ввести их в организм пациента, где антитела будут активно бороться с антигеном, против которого их вырастили. Сейчас получают нужные антитела и другими способами (Schirhagl et al. 2012).
Антитела уже широко используются в лечении болезней, различных тестах, например на беременность, в диагностике многих заболеваний, лабораторных опытах.
Помимо этого, идут работы по созданию антител небиологического происхождения, например так называемых хеморецепторов – рецепторов, способных улавливать определенные химические соединения и выдавать специфический ответ на них (Dickert et al. 2001). Это еще один из множества примеров создания нового типа искусственных веществ и материалов. Мы предполагаем, что в ходе завершающей фазы кибернетической революции удастся добиться заметных успехов в создании искусственных антител и их приживления в организме. Безусловно, успех в создании искусственных антител приведет к прорыву в медицине. Их перспективы огромны – в профилактике и лечении многих тяжелых болезней, предотвращении отторжения пересаженных органов и др. В целом искусственный иммунитет позволит управляемо влиять на прежде недоступные контролируемому вмешательству процессы. Большие перспективы для искусственного иммунитета открывают нанотехнологии. Уже сейчас делают нанороботов, способных путешествовать по крови и отслеживать различные параметры (Cavalcanti et al. 2008). Нанороботы могут поглощать чужеродные организмы, переваривать их, а составляющие органические веществ (белки, жиры, углеводы) использовать для нужд человеческого организма.
Компания Google анонсировала на ближайшее десятилетие проект так называемых нанороботов Google X – это наноструктуры, которые функционируют в крови человека и отслеживают различные параметры: злокачественные клетки, бляшки в сосудах, уровень кальция и др. Нанороботы принимаются с таблеткой, и, поскольку обладают магнитными свойствами, могут в любой момент быть собраны вместе и выведены из организма (Barr, Winslow 2014). Но скорее всего, такие прогнозы на ближайшее десятилетие слишком оптимистичны, что-то подобное сможет реализоваться лишь существенно позже (и, возможно, совсем в ином виде).
Управление запрограммированной гибелью клеток – путь к самоуправляемым системам излечения? Иммунитет – орудие борьбы против чужеродных веществ и организмов, вид природной самоуправляемой подсистемы. Но что делать, если вред наносят собственные клетки организма? Иммунитет против них бессилен. Ответ на этот вопрос существует. В науке еще с 60-х гг. XX в. открыт механизм самоуничтожения клеток – апоптоз. Это один из очень перспективных способов победить сложные заболевания, в том числе, возможно, рак. При этом апоптоз – довольно частое явление в природе. Например, у микроскопического червя нематоды эмбрион перед рождением из яйца состоит из 1090 клеток, но затем часть из них погибает, оставляя взрослый организм ровно с 959 клетками (Raff 1998; Ridley 1996; Ридли 2011). Таким же механизмом редуцируется остаток хвоста у человека до его рождения. Механизм апоптоза связан с работой сигнальных молекул и специальных рецепторов, которые, принимая сигнал, запускают процессы морфологических и биохимических изменений, ведущих в итоге к гибели клетки. Главная роль процесса апоптоза в том, что он придает клетке способность к саморазрушению в тех случаях, когда она, «захваченная врагом», становится опасной для организма в целом, например, зараженная вирусом или ставшая злокачественной. Когда клетки иммунной системы обнаруживают такую клетку, они связываются с ее поверхностью, подавая сигнал митохондриям разрушить клетку. Сигнал к самоуничтожению (апоптозу) подается также в случае необходимости уничтожения лишних клеток, которые уже выполнили свою задачу и становятся не нужны. Таковы, например, большинство Т-лимфоцитов после того, как опасность инфекции миновала (см.: Грей, Рэй 2014: 82, 207 и др.).
