Научные достижения в медицине 21 века

   Мир вокруг нас меняется стремительными темпами. То, что казалось не возможным несколько лет назад, сегодня получает реальное воплощение в жизнь. По мнению учёных, в сфере научных, фундаментальных, технических и в том числе медицинских открытий, человечество находится на витке ускорения. Странные фантазмы выдумщиков нашего мира оказываются возможными и, более того, в полной мере служат улучшению и облегчению жизни всего человечества. Современная медицина, технический прогресс, фармакологические исследования, прорывы в области генетики, нанотехнологиях и исследовании микромира человеческого организма - все это инструменты, без которых существование человека в настоящее время кажется уже немыслимым. И пусть многое еще только предстоит разузнать и тщательно изучить, мы уже сейчас можем утверждать, что возможности медицинской науки практически безграничны, а прогресс человечества остановится еще совсем не скоро. Вот лишь 5 основных направлений, по которым сегодня стремительно движется передовая медицина.

НАНОМЕДИЦИНА

   Слова с приставкой «нано» прочно вошли в наш лексикон с тех пор, как в России нано-технологии были объявлены крайне перспективными. Нано-медицина, как междисциплинарное направление медицинской науки, в настоящее время находится в стадии становления. Ее методы только выходят из лабораторий, а большая их часть пока существует только в виде проектов. Однако большинство экспертов считает, что именно эти методы станут основополагающими в XXI веке. Для примера: Национальный институт рака США в самое ближайшее время собирается применять достижения нано-медицины при лечении рака. Ряд зарубежных научных центров уже продемонстрировал опытные образцы в областях диагностики, лечения, протезирования и имплантирования.

   Нано-медицина по своей сути - это специальное лечение при помощи микро-устройств - нано-роботов, или, иначе, машин ремонта клеток. Медицинские нано-роботы должны уметь диагностировать болезни, циркулируя в кровеносных и лимфатических системах человека и внутренних органов, доставлять лекарства и даже делать хирургические операции. Пока это кажется научной фантастикой. По некоторым оценкам, достижения нано-медицины станут широко доступны только через 40-50 лет. Однако целый ряд последних открытий, разработок и инвестиций в нано-отрасли привел к тому, что все больше аналитиков сдвигают эту дату на 10-15 лет в сторону уменьшения. Кроме того, уже сейчас в мире уже создан ряд технологий для нано-медицинской отрасли. К ним относятся: адресная доставка лекарств к больным клеткам, лаборатории на чипе, новые бактерицидные средства.

   Адресная доставка лекарств к больным клеткам позволяет медикаментам попадать только в больные органы, избегая здоровые, которым эти лекарства могут нанести вред. Например, лучевая терапия и химиотерапевтическое лечение, уничтожая больные клетки, губит и здоровые. Решение этой проблемы подразумевает создание некоторого «транспорта» для лекарств, варианты которого уже предложены целым рядом институтов и научных организаций.

   Лаборатории на чипе, разработанные рядом компаний, позволяют очень быстро проводить сложнейшие анализы и получать результаты, что крайне необходимо в критических для пациента ситуациях. Эти лаборатории, производимые ведущими компаниями мира, позволяют анализировать состав крови, устанавливать по ДНК родство человека, определять ядовитые вещества. Технологии создания подобных чипов родственны тем, что используются при производстве микросхем, с поправкой на трехмерность.

   Конструкции нано-роботов еще не разработаны и находятся в стадии проектирования. Их использование, порядок, время работы и вывода из организма будут зависеть от конкретных задач. Проблема биосовместимости решается за счет выбора оптимального материала и размеров нано-робота. В качестве основных источников энергии предполагается использовать локальные запасы глюкозы и аминокислот в теле человека. Лечение будет заключаться во введении нано-роботов в человеческое тело для дальнейшего анализа ситуации и принятия решения о выборе метода лечения

   Кстати, пример простейшего нано-робота - это респироцит: резервуар размером в 1 микрон, то есть примерно с обычную бактерию. Этот резервуар свободно перемещается в капиллярах человеческого организма и доставляет кислород и углекислый газ от легких к тканям, и наоборот.

ГЕНОМ И БИОТЕХНОЛОГИИ

Секвенирование генома человека -- одно из самых значительных прорывов человечества в области медицины. Сам проект расшифровки генома, главной причиной которого было определить последовательность нуклеотидов, которые составляют ДНК и распознать 25 000 генов в человеческом геноме, стартовал еще в 90-х годах. Расшифровка генома -- это, пожалуй, кратчайший путь к новым успехам в медицине и биотехнологии. Уже в 2003 году учеными было объявлено о распознании всей структуры генома, однако и сегодня дополнительный анализ некоторых участков ДНК еще не закончен.

   Уже сейчас некоторые компании начали предлагать простые способы проведения генетических тестов, которые могут показать предрасположенность к различным заболеваниям, включая рак груди, нарушения свертываемости крови, кистозный фиброз, заболевания печени и многие другие. Также ожидается, что информация о геноме человека поможет поиску причин возникновения рака, болезни Альцгеймера и другим областям клинического значения и, вероятно, в будущем может привести к значительным успехам в их лечении. Кроме очевидной фундаментальной значимости, определение структуры человеческих генов является важным шагом для разработки новых медикаментов и развития других аспектов здравоохранения. Так, ожидается множество полезных для биологов результатов. Например, исследователь, изучающий определенную форму рака, может сузить свой поиск до одного гена. Посетив базу данных человеческого генома в сети, этот исследователь может проверить, что другие ученые написали об этом гене, включая (потенциально) трехмерную структуру его производного белка, его функции, его эволюционную связь с другими человеческими генами или с генами в мышах, или дрожжах, или дрозофиле, возможные пагубные мутации, взаимосвязь с другими генами, тканями тела, в которых ген активируется, заболеваниями, связанными с этим геном, или другие данные.

   Анализ сходства в последовательностях ДНК различных организмов также открывает новые пути в исследовании теории эволюции. Во многих случаях вопросы эволюции теперь можно ставить в терминах молекулярной биологии. И в самом деле, многие важнейшие вехи в истории эволюции можно проследить на молекулярном уровне.

КИБОРГИЗАЦИЯ И ТРАНСГУМАНИЗМ.

   Это уже даже не научная фантастика, а реальность, с которой мы живем давно. А кроме того, по существу, самый гуманный способ продлить человеку полноценную здоровую жизнь, заменив ему природные ткани, органы или даже части тела на искусственные. И хотя термин этот имеет несколько пугающее название -- «киборгизация», все-таки эта сфера медицины давно стоит на служении человечеству. Речь идет и о первом, придуманном более 70 лет назад и пересаженном несколько позже искусственном сердце, и о пресловутой силиконовой груди, использование которой приобрело массовый характер среди женщин всего мира. Сегодня еще более высокими темпами разрабатываются другие искусственные органы. Это, прежде всего, механические аналоги клапанов сердца. Недавно американец Теджал Десаи испытал на крысах искусственную поджелудочную железу. Сегодня более 100 000 глухих людей вернулись к нормальной жизни, благодаря так называемым кохлеарным имплантатам - приборам, преобразующим звук в электрические импульсы и отправляющие их непосредственно к мозгу глухого человека.

   Стоит упомянуть первых в мире людей, которые использовали бионические протезы, исправно служащие своим владельцам. Так, Тумми Олафсон из Исландии стал первым обладателем «интеллектуальной» ноги Proprio Foot. Этот протез делает походку инвалида и его ощущения неотличимыми от нормы. Он анализирует рельеф местности, выбирает положение стопы, например, при подъеме по лестнице, подстраивается под особенности походки своего владельца и может даже исправить ее дефекты. Американка Клаудиа Митчелл потеряла руку в ДТП и получила взамен «умный» протез, который управляется силой мысли. Компьютер распознает сигналы мозга и с помощью шести сервомоторов приводит протез в действие. Действие протеза настолько точны, что Клаудиа может, например, быстро нашинковать овощи или почистить банан.

   Развитие этого направления медицины не стоит на месте. Сегодня ученые уже приблизились к порогу создания и успешного использования синтетических мышц, которые не только сравнятся с человеческими по своим характеристикам, но и превзойдут их. То же самое можно сказать о различного рода протезировании и успешной замене органов, что для наших правнуков станет настолько же обыденным делом, насколько привычна для наших бабушек покупка обычных очков или слухового аппарата.

   Прорыв в технической и протезной медицине стал серьезной основой для такого философского и мировоззренческого течения, как трансгуманизм. В основе этого культурологического движения лежит предположение, что человек не является последним звеном эволюции, а значит, может совершенствоваться до бесконечности. Это и является его главной целью, а именно - бесконечное совершенствование человека с использованием всех возможных для этого способов, таких, как технический прогресс, достижения науки, техники и медицины. Трансгуманисты поддерживают разработку новых технологий; особенно перспективными они считают нано-технологию, биотехнологию, информационные технологии, разработки в области искусственного интеллекта, загрузки сознания в память компьютера и крионику.

КЛЕТОЧНАЯ ТЕРАПИЯ

   Стволовые клетки - уже не новость для широкой мировой общественности. Для многих этот метод лечения стал настоящей сенсацией в борьбе со многими тяжелыми заболеваниями. Стволовые клетки - это первооснова, из которой растет наше тело. На ранних стадиях своего развития человеческий эмбрион состоит только из стволовых клеток, а из них потом формируются органы и ткани. Кстати, именно поэтому стволовые клетки могут быть использованы для получения тканей или целых органов, специально адаптированных под будущих реципиентов. Такие эксперименты уже успешно проводятся в некоторых исследовательских университетах. Например, недавно ученым из университета в Мэдисоне удалось из клеток кожи здорового пациента вырастить несколько клеток сетчатки глаза, которые способны воспринимать свет и преобразовывать в нервные импульсы, то есть клетки, выполняющие зрительную функцию. И это не единственный успешный случай подобного использования стволовых клеток.

   Так что уже сейчас ясно: клеточная терапия - это ближайшее будущее трансплантологии. Заместительная клеточная терапия при болезнях Альцгеймера и Паркинсона так же, как при многих формах паралича и ранее неизлечимых аутоиммунных заболеваниях, - наиболее актуальное направление исследований сегодня. Трансплантация стволовых клеток крови является альтернативой трансплантации костного мозга и в ряде случаев имеет перед ней преимущества.

   Но уже сейчас, предваряя будущий успех широкого применения пересадки органов, выращенных из стволовых клеток, они играют роль универсальной экстренной помощи: если где-то в организме неполадка, они направляются туда, трансформируются в клетки любого поврежденного органа и восстанавливают его. С возрастом количество стволовых клеток уменьшается, и наша способность к регенерации после болезни или травмы снижается. Но если человеку ввести порцию стволовых клеток, выращенных из его же живой ткани, его организм начнет энергично восстанавливаться. Именно поэтому омоложение с помощью стволовых клеток сейчас приняло невиданные масштабы.

   Но надо понимать, что клеточная терапия еще не до конца изучена. Никто пока еще не знает, как именно работают стволовые клетки, каков срок их действия и какими могут быть последствия их применения.

УВЕЛИЧЕНИЕ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ЖИЗНИ

   Отдельного внимания заслуживает геронтология как наука, исследующая механизмы старения и пытающаяся разрешить проблему увеличения продолжительности жизни.

   Одним ведущих специалистов в области геронтологи в России, пожалуй, следует назвать ученого-биолога, академика РАН Владимира Скулачева, который не первый год бьется над идеей создания препарата, значительно замедляющего и даже в некоторой степени останавливающего процессы старения человеческого организма. Как заявляет сам ученый, это ни в коем случае не будет лекарство от старости и тем более эликсир бессмертия. Речь скорее идет о том, чтобы избавить человека от одряхления, от мучительной и унизительной старости, которая запрограммирована в геноме. Попросту говоря, даже в случае максимального успеха речь будет идти не о значительном увеличении продолжительности жизни, а о «продлении молодости: мы будем умирать молодыми и совершенно внезапно». Несколько лет научная группа Скулачева в рамках проекта «Ионы Скулачева» создавала препарат, имеющий название SkQ1, продлевающий молодость. Эксперименты на мышах, крысах и кроликах показали, что он действительно работает. Животные фактически переставали стареть: мыши бодры, крысы избегают инфарктов и плодятся до самой смерти, а ослепшие кролики прозревают. Всего 21 патология, связанная со старостью, излечивается этим удивительным средством. Сейчас готовятся исследования на людях. Предполагается, что старение контролируется генетической программой, а те гены, которые отсчитывают время жизни человека и животных, функционируют где-то в головном мозге. Пока точное расположение «генетических часов» неизвестно, более того, многие биологи считают, что никакой программы старения нет, а есть лишь накопление многочисленных поломок, приводящее к болезням и смерти.

   Однако все ученые обычно согласны, что непосредственный «агент старения» - активные формы кислорода. Они вырабатываются в дыхательных и энергетических центрах всех клеток - митохондриях - и в небольших количествах даже необходимы. Но если их становится много, активный кислород начинает разрушать клетку. Фактически мы носим в своих митохондриях генератор сильнейшего яда, который легко может убить наши клетки и нас вместе с ними. Клетка приходит в негодность и включает программу самоубийства - апоптоз. При старении таких самоубийств происходит много, и в органах остается мало клеток. Это и есть старость.

   Cтарение запрограммировано. Есть конкретные старческие болезни, считающиеся неизлечимыми, а мы их лечим. Мы уже лечим 21 признак старения, и это только начало.