Самые глубокие реки текут с наименьшим шумом — это изречение, пожалуй, целиком подходит к перспективам нанотехнологий — проникновений мельчайшего в материальный мир обычного, и впрямь способных изменить мир.
Особый прибой таких надежд связан с современными возможностями врачевания на основе физико-химических особенностей почти невидимых органических и неорганических частиц. Эта фантастика реальности сегодня пленила умы исследователей, западные компании вкладывают в ее развитие во всех отраслях индустрии и науки многомиллиардные финансовые средства.
А как обстоят дела у нас, движется ли украинская медицина в таком русле? Недавно эти вопросы и сенсационные возможности стали предметом внимания и обсуждения на заседании ученого совета Государственного фармакологического центра Минздрава Украины. Инициатором интереснейшего теоретического и практического прорыва в завтрашний день выступил председатель ученого совета МЗ Украины, вице-президент АМН Украины, член-корреспондент НАН и академик АМН Украины Леонид РОЗЕНФЕЛЬД. Дискуссии, собравшей ряд крупных ученых, он предпослал интригующий научный меморандум «Применение нанотехнологий в медицине и фармакологии. Современное состояние».
— Леонид Георгиевич, в вашем своеобразном послании будущему сразу же натыкаешься на новые термины, к примеру, наночипы и нанороботы. Что сулят такие микроманипуляторы?
— Давайте уточним сперва смысл слов и понятий. «Нанос» в переводе с греческого означает карлик. И вот оказывается, что такие карлики — как бы всемогущие властители-лилипуты во вселенной гулливеров. Каков их размер? Обычный метр, например, включает миллиард нанометров! Но как раз такие супермельчайшие частицы на орбитах нанотехнологий способны, очевидно, нащупывать и развязывать самые сложные узлы в диагностике и лечении наиболее тяжких недугов. Так, невидимый не вооруженным электронной микроскопией глазом биологический наночип, т.е. сверхминиатюрный датчик или даже набор датчиков, вмонтированный в кожный покров или, допустим, прикрепленный в нейтральной точке слизистой оболочки во рту (прибор, по сути, куда легче пушинки), сможет использоваться в качестве автоматического эксперта-диагноста, в том числе для видовой идентификации возбудителей особо опасных инфекций. Дело в том, что подобные возбудители — и старые, и новые — беспрепятственно мигрируют по планете. Тут и грипп в его вирусном разнообразии, и инфекционные лихорадки, и экспансия вирусных гепатитов. Следовательно, эпидемиологическая защита от лазутчиков болезней должна стать и впрямь опережающей. А если добавить, что наночипы остро нужны в онкологии, эндокринологии, кардиологии как совершенно новые разведчики природы недугов в этих областях, можно сказать, что мы, очевидно, на пороге совершенно новой медицины.
И несколько слов о нанороботах. Это могут, к примеру, быть саморазмножающиеся геномы определенных тканей и организмов, т.е. нанообразования, позволяющие моделировать на клеточном уровне патологический процесс, допустим, биохимический портрет сахарного диабета. А если заглянуть и дальше, как раз нанороботы могут почти непостижимым образом восполнять дефекты в организме, допустим, выход из строя инсулярных островков в поджелудочной железе.
— Все это обычному воображению и представить трудно. А вот липосомная медицина, лекарства в капсулах, отвечающих параметрам клеток — 5—10 нанометров, — впечатляющее украинское достижение. На заседании такие наноконтейнеры даже демонстрировались.
— Определение — липосомы, как и варианты их клинического использования, предложено киевскими учеными из Института фармакологии и токсикологии АМН Украины — академиком АМН Украины Александром Стефановым и профессором Анатолием Соловьевым. Липосома и сама по себе — мощный биологический фактор, а если она беспрепятственно доставляет лекарство точно по необходимым лечебным адресам, ей, как говорится, цены нет. Вы упомянули о демонстрации такого феномена. Действительно, на заседании был показан фильм, снятый на уровне молекул, когда липосомы потоком буквально врываются в сосуд через поры в совершенно целой его стенке.
— Да, эпизод вдруг как бы напомнил «голливудские войны», хотя это просто гигантское увеличение, показывающее, что происходит или может происходить в панорамах липосомной медицины. Но на заседании, Леонид Георгиевич, прозвучал и иной непривычный неологизм — синтекость. Насколько я знаю, это результат ваших совместных разработок с заведующим отделом радиоспектроскопии Института геохимии и минералогии НАН Украины профессором Александром Бриком?
— По основной многолетней научной и практической профилизации я — специалист в области лучевой диагностики и медицинской радиологии. Работал с такими корифеями медицины, как Н.М. Амосов, Б.В. Петровский, А.И. Коломийченко, и это выработало принцип — смотреть обычно, но видеть иначе. Применив совершенно новый феномен — исследование посредством парамагнитного резонанса, мы как бы проникли в святая святых — минеральную матрицу костной ткани, этот «вечный двигатель» живого, где на основе естественных молекулярных нанопроцессов тончайшим образом взаимодействуют различные биовещества, например, кальций и фосфор. И скопировав подобный, как бы сокровенный, наномеханизм, мы получили абсолютно новую разновидность дублеров костной ткани, открывающих, возможно, новые пути в эндопротезировании и способах восстановительных хирургических операций на костях и суставах, столь частых в ортопедии и травматологии. Важно, что на основе этих исследований разработаны и необходимые меры предотвращения резорбции костной ткани в состоянии невесомости, при осуществлении космических полетов.
— Показательно, что на заседании, происходившем на базе Института фармакологии и токсикологии, некоторых подробностей которого мы касаемся, в научных сообщениях соседствовали ученые двух государственных академий — Национальной академии наук и Академии медицинских наук Украины. В этом, как говорится, что-то есть?
— Действительно, тут скорее закономерность, чем случайный союз. Провести совместное обсуждение настоящего и будущего нанотехнологий как моста в исцеляющую медицину предложили президент НАНУ Борис Евгеньевич Патон и президент АМНУ Александр Федорович Возианов. И с вводным концептуальным докладом на медицинском форуме выступил директор Международного центра электронно-лучевых технологий в составе Института электросварки имени Е.О. Патона академик Борис Алексеевич Мовчан. Ведь этот центр — в сущности, украинская колыбель нанотехнологий. Так, Б. Мовчан продемонстрировал наножидкость — оригинальный эликсир, заманчивый для использования как в технике, так и в медицине. Добавлю к этому, что с наночастицами в содружестве с академиком Б. Мовчаном плодотворно работает заведующий кафедрой фармакологии с курсом клинической фармакологии Национального медицинского университета имени А.А. Богомольца, член-корреспондент НАН и АМН Украины Иван Сергеевич Чекман. Тут в рамках направленности кафедры создана лаборатория по нанотехнологиям. Использование нанодисперсного кремнезема позволяет значительно уменьшать токсические проявления при использовании химиопрепаратов для лечения онкологических заболеваний, что очень важно для клиники. В плане сочетания с традиционными лекарствами перспективно и наноструктурированное серебро.
— Одной из жгучих проблем является повышение эффективности лечения при профессиональных заболеваниях, скажем, у шахтеров или металлургов. Кажется, и тут нанотехнологии спешат на подмогу?
— Институт химии поверхности имени А.А. Чуйко НАН Украины получил наноструктурированный сорбент «Силикс» на основе кремнезема. И вот в Институте медицины труда АМНУ по инициативе академика Юрия Ильича Кундиева данная разработка не так давно вошла в арсенал клиники профессиональных заболеваний этого института. Да и вообще «Силикс», с моей точки зрения, одни из лучших современных сорбентов.
— Видимо, нанотехнологии только начинают свой поход, но доказательств их медицинских перспектив все больше. Скажем, в качестве барьера против инфекционных факторов трансфузиологии, как ее новый щит. АМН Украины и на этом направлении развернула довольно действенный поиск.
— Доказательный пример — использование нанодисперсных фильтров для гарантированной очистки донорской крови и препаратов из нее от возможного присутствия тех или иных микроорганизмов, допустим, ВИЧ-инфекции или вирусов гепатитов. Это как бы стерилизация без температурного воздействия. Такие работы ведутся в Институте гематологии и трансфузиологии АМНУ. На заседании даже были показаны соответствующие видеосхемы.
— Нанотехнологиям еще нет и полувека. Ведь гипотеза о великих возможностях сверхмикроскопических устройств и материалов была выдвинута в 1959 году американским физиком-теоретиком Ричардом Фейнманом. А каким, по вашему мнению, видится будущее на новой вертикали медицинской науки?
— Обозначу лишь главные точки. Это использование наноструктирированных материалов, в том числе поверхностей с нанорельефом, мембран с наноотверстиями. Для хирургии здесь широкое поле. Так, мембраны с нанопорами способны облегчать фиксирование лекарств в ранее недоступных зонах. С такими новинками работает при осуществлении самых трудных онкоурологических операций академик А.Ф. Возианов — ведущий хирург в области урологии. Кстати, по его инициативе 37-ми академическим институтам предложено рассмотреть вопрос о планировании с 2008 года научно-исследовательских работ с применением нанотехнологий. Таким образом, на фундаменте таких исследований можно с полным правом ожидать каскада новых существенных медицинских достижений. Причем перед нами лишь начало. Если коснуться коротко некоторых иных перспектив, то это использование фуллеренов — мельчайших наносфер с упорядоченно расположенными на них химическими группами. В США сейчас с фуллеренами работают крупнейшие фирмы. Но нельзя не вспомнить, что Герой Украины академик АМН Украины Любовь Трофимовна Малая, чье имя сейчас носит созданный этим замечательным врачом нашего времени академический институт терапии в Харькове, еще несколько лет назад ввела фуллерены в клинику.
Уже появились зондовые сканирующие микроскопы, воочию переставляющие атомы и молекулы. Следовательно, возможны сборка и монтаж любых наноструктур — как новых лекарств или биологических преобразователей.
— Наш разговор, уважаемый Леонид Георгиевич, сложился неожиданно весьма сложным в плане наукоемкости. Но это ведь взгляд за горизонты, причем с неожиданным приближением?
— Что же, это так. Нанотехнологии — реальный факт времени. Следовательно, тут и совершенно новая эра в медицине. Но позвольте завершить это путешествие сентенцией: то, что мы знаем — лишь капля, чего не знаем — море. Так что море открытий впереди.
