Нанотехнологии. Правда и вымысел - Виктор Балабанов

По оценке основателя консалтинговой компании в области нанотехнологий CMP Cientifica Тима Харпера (Tim Xarper), уже к 2012 году общий оборот рынка нанотехнологической фармацевтики составит около 3,2 трлн долларов США.

В настоящее время ведутся достаточно интенсивные исследования по разработке методов доставки лекарственных наночастиц через волосяные фолликулы. Этот путь очень перспективен и эффективен, так как в области фолликулов находится не только скопление иммунных клеток, но и обнаружены стволовые клетки. Данный факт, возможно, позволит повысить эффективность лечебного воздействия наночастиц не только при кожной иммунизации, но и при направленной дерматотерапии и лечебном воздействии на весь организм.

Кстати, возникает вопрос: могут ли нанотехнологии стать альтернативой стволовым клеткам, применение которых столкнулось с вопросами этики?

Так вот, на мой взгляд, большинство противников исследований стволовых клеток лично никогда не сталкивались с проблемами, которые эти исследования могут в перспективе решить (или хотя бы позволить приблизиться к их решению), – наследственными и врожденными дефектами развития, а также многими неизлечимыми болезнями: детским церебральным параличом (ДЦП), болезнью Альцгеймера, болезнью Паркинсона и др. Зато политические противники – премьер-министр Великобритании Гордон Браун и лидер оппозиции Дэвид Камерон – согласованно высказались за продолжение исследований в этой области, потому что сами воспитывают тяжелобольных детей, и для них это не этический вопрос, а вопрос жизни или смерти. У нанотехнологий противников не меньше – в той же самой Англии, например принц Чарльз. Но оба этих направления не являются альтернативными. Скорее, они дополняют друг друга.

В средствах массовой информации было опубликовано печальное известие – умер тяжелобольной шестилетний сын Дэвида Камерона – Айван. Стоит надеяться, что взаимно дополняющее развитие медицинских нанотехнологий и совершенствование методик применения стволовых клеток может позволить в будущем дать таким же безнадежно больным детям и вообще людям шанс не только жить, но и стать полноценными членами человеческого общества.

Директор Лаборатории нанофотоники (Laboratory for Nanophotonics), профессор Университета Райса в Хьюстоне Наоми Халас (Naomi Halas) и Питер Нордлендер (Peter Nordlander) создали новый класс наночастиц с уникальными оптическими свойствами – наногильзы. Имея диаметр в 20 раз меньший, чем у красных кровяных телец (эритроцитов), они свободно перемещаются по кровеносной системе. К поверхности гильз особым образом прикрепляются специальные белки – антитела, поражающие раковые клетки. Через несколько часов после их введения организм облучают инфракрасным светом, который наногильзы преобразуют в тепловую энергию. Эта энергия и разрушает раковые клетки, причем соседние здоровые клетки при этом практически не повреждаются.

Уникальная нанотехнология была успешно протестирована на подопытных мышах с раковыми опухолями. Уже через 10 дней после облучения все больные животные полностью избавились от недуга. Причем, как отмечается, последующие анализы не выявили у них никаких очагов новых злокачественных образований.

Аналогичные исследования в данной области ведет австралийская фирма pSivida. Она изобрела новый способ точной дозированной поставки лекарства к раковой опухоли. Препарат BrachySil вводится в опухоль. Он содержит лекарство, убивающее раковые клетки. Однако самое сложное в подобных способах терапии – точная дозировка и постепенное (в течение многих дней) введение лекарства в организм. В противном случае эффект может быть обратным желаемому. BrachySil – это комплекс высокопористых кремниевых наночастиц (размер пор – 10 атомов). В его поры помещен действующий препарат, а также определенное количество изотопа фосфора-32 (период полураспада – 14 дней). Фосфор служит для регулировки разложения кремния, во время которого в опухоль и выпускается препарат. Вся технология базируется на том, что кремний в форме частиц нанометрового размера, в отличие от более крупных фрагментов, полностью перерабатывается организмом человека так же, как кремниевая кислота, содержащаяся в пище.

По заявлению ученых из университета штата Миссури (Колумбия, США), так как все человеческие болезни возникают на уровне клетки, «биологически совместимые зеленые и золотые наночастицы могут использоваться при диагностировании и даже лечении раковых и офтальмологических заболеваний».

Марк Гринстафф (Mark Greenstaff) из Бостонского университета доложил о весьма успешных работах по созданию наноразмерных разветвленных полимеров для лечения глазных ран.

Исследователи из Гонконгского университета – профессора Ратледж Эллис-Бенке (Rutledge Ellis-Behnke) и Геральд Шнайдер (Gerald Schneider) дополнительно проинформировали научную общественность, что в ближайшее время приступят к клиническому апробированию технологии под названием «нанонейровязание разорванного глазного тракта с восстановлением его функций». Данная методика фактически является технологией завтрашнего дня и позволит решить ряд серьезных медицинских задач в области офтальмологии.

«Наша технология позволяет соорудить над разорванным глазным трактом нановолоконный мост, иногда мы можем с таким же успехом воздвигнуть строительные леса, состоящие из самособирающихся нановолоконных пептидов», – заявил профессор Эллис-Бенке.

Встающие перед человечеством глобальные проблемы требуют незамедлительных и порой кардинальных действий. В решении многих из них именно нанотехнологии могут оказать значительную помощь. Так, за последние 20 лет было выявлено не менее 30 инфекционных заболеваний (СПИД, вирус Эбола, «птичий грипп» и др.), смертность от которых составляет 30 % от общего числа смертей во всем мире. Ежегодно только в США диагностируется 1,5 млн новых случаев онкологических заболеваний. Смертность от них составляет не менее 500 тыс. человек в год. Согласно прогнозам, к 2020 году количество онкобольных в мире может возрасти на 50 % и составить 15 млн человек в год.

Другой из важнейших задач остается увеличение продолжительности жизни. В настоящее время средняя продолжительность жизни в Европе составляет 74 года у мужчин и 80 лет у женщин. В России эти показатели значительно ниже, особенно у мужчин, продолжительность жизни которых, по некоторым данным, – всего 57 лет. Эти показатели можно значительно повысить при условии применения прогрессивных средств против старения.

Как отмечают средства массовой информации, особенно электронные, в Америке с помощью нанотехнологий удалось вылечить инфаркт у мышей и кроликов. Такие исследования ведутся под руководством доктора Сэмюеля Стаппа (Samuel Stupp) и его коллеги из Северо-Западного университета (Northwestern University) в Эванстоне (Иллинойс, США). Ученые вызвали сердечный приступ и инфарктное повреждение сердца у мышей. После чего все подопытные были разбиты на три контрольные группы. Первой группе через полчаса после инфаркта ввели препарат на основе веществ, способных к самоорганизации в длинные и тонкие нановолокна, которые и заполняют рану в сердечной мышце. Одновременно они обладают свойством связываться с гепарином тканей, который аккумулирует на себе так называемые факторы роста, также способствующие заживлению поврежденных тканей сердца.

Вторая группа мышей получала только препараты с выделенными факторами роста. Третья группа оставалась контрольной, и препараты ей не вводили. Через месяц после лечения было установлено, что у мышей первой группы сердце восстановилось практически полностью и функционировало так же, как у здоровых мышей. Мыши второй и третьей групп выздоравливали значительно хуже, не помогли даже факторы роста. Подобные исследования было проведены и подтверждены на подопытных кроликах.

В настоящее время для развития и коммерциализации своего изобретения доктор Стапп создал компанию Nanotope.

Преимущества медицинской нанотехнологии над обычной терапией, заключающейся в химическом воздействии на заболевание посредством введения лекарственных препаратов, состоит в том, что она обеспечивает создание в организме необходимой среды, в которой происходит процесс заживления.

Для подтверждения эффективности метода участникам конгресса Ассоциации исследований в области зрения и офтальмологии (ARVO) была продемонстрирована видеозапись процесса эффективного заживления рассеченной мышиной печени. На видеозаписи было ясно заметно, как моментально произошла остановка крови и немедленно начался процесс восстановления рассеченного органа. По мнению Эллис-Бенке, применение этой медицинской нанотехнологии может иметь неоценимое значение в нейрохирургии, так как позволит минимизировать отрицательный эффект от операций на мозге.