Наука способна кардинальным образом изменить практически все сферы жизнедеятельности современного общества, особенно если речь идёт о нанотехнологиях. Не стала исключением и медицина, в которой сотрудничество двух наук направлено на изобретение кардинально новых smart-препаратов для максимально эффективного лечения. О том, что такое наномедицина и как наша жизнь изменится с её появлением, мы расспросили молодого украинского учёного Константина Турченюка. Наш собеседник — кандидат химических наук, окончивший химический факультет университета им. Т. Г. Шевченко, знает о наномедицине из собственного опыта: последние 3 года он работает с нанотехнологиями в научных лабораториях Франции и Израиля.
— Для начала, расскажите вкратце нашим читателям, что такое наномедицина и какие проблемы призвана решить эта область науки?
Наномедицина — это наука, которая занимается внедрением нанотехнологий для решения проблем современной медицины. Вопрос здоровья всегда был и остаётся актуальным. Наступила эра интеллектуальных решений, которые позволят с минимальным вредом решить медицинскую проблему или упростить решение какой-то из проблем. Создание материалов, которые позволят контролируемо и направленно влиять на человеческий организм, работая в нём только когда это нужно и только там, где это нужно, включаясь и выключаясь в определённый момент, — это то, что вкратце можно назвать задачами наномедицины.
— Это достаточно новое направление. Когда можно ожидать повсеместного внедрения наноразработок в медицине? Есть ли примеры уже внедрённых нанопродуктов или рабочие прототипы, которые пока проходят тестирование?
Действительно, этой науке всего около 20 лет. Возникла она из-за уникального открытия во время наблюдений за развитием опухолевых тканей. Оказалось, что размер наночастиц совпадает с размером в стенках сосудов вокруг тканей опухоли, что позволяет наночастицам пассивно оставаться в таких местах, путешествуя в потоке крови. После этого стало очевидным, что появление таких продуктов на полки аптек — это вопрос времени. За 20 лет мы на сегодня уже имеем 3 продукта, которые используются в медицинской практике. Это препараты Abraxane, Doxil, ThermoDox — они уже сейчас позволяют обеспечить лучшую реакцию на лечение пациентов, меньшую токсичность, а также более точное удерживание препарата на участке опухоли.
Наномедицина в действии: Abraxane представляет собой продукт конденсации белка человеческого альбумина и антиракового препарата таксол. Т.к. человеческий альбумин является основным питательным веществом для клеток опухоли, последние не распознают спрятанный в нём антираковый препарат. Таким образом, белковые комплексы с антираковым препаратом попадают прямо в «сердце» опухоли, где и происходит их воздействие. Doxil представляет из себя липосомальный комплекс, в который заключёно действующее вещество — антираковый препарат доксорубицин. А препарат ThermoDox позволяет контролируемо высвобождать доксорубицин только при повышении температуры тела локально до 40°С, при этом оставаясь малоактивным при 37°С.
Сейчас испытания проходят наночастицы железа, которые увеличивают контрастность МРТ, наночастицы золота, которые разогреваются под воздействием лазера внутри тела.
Наномедицина это решение не только онкологических проблем, она применима абсолютно ко всему спектру заболеваний. Например, диабет, когда важно разработать носитель для белка инсулина, позволяющий ему преодолевать деградацию в желудке и слабое всасывание в гастроинтестинальном тракте. Или решения, позволяющие пролонгировано высвобождать действующее вещество в такие органы как глаз, чтобы избежать еженедельных инъекций.
— Что изменится с повсеместным внедрением нанотехнологий в системе здравоохранения? Сократится ли период лечения болезней? Возможно, воплотится мечта человечества о «вечной жизни»?
Конечно, каждый пациент мечтает излечится, а каждый врач обязан предложить наилучший метод лечения. На сегодняшний день наномедицина очень медленно внедряется во врачебную практику. Это, в первую очередь, экспериментальная наука. Хотя уже сегодня следствием работы научных лабораторий стало 3 вышеупомянутых препарата. К сожалению, фармацевтическая промышленность – это большой бизнес. Поэтому логично, что средства на новые препараты и их внедрения выделяются весьма медленно, что вызвано конъюнктурой рынка. Препараты наномедицины должны заменить существующие действующие лекарственные вещества. А кто этим захочет заниматься, если существующий рынок — это многомиллиардные прибыли? Если говорить в общем, то это медленный процесс, который займёт не одно десятилетие. Но безусловно, за этим будущее. И я бы не стал спекулировать на тему «вечной жизни». Давайте пока сосредоточимся на более приземлённых целях.
— Поскольку наш ресурс пишет о технологиях, в первую очередь, нас интересуют технические аспекты работы наномедицины. По опыту Ваших проектов, расскажите, с какими современными IT-инструментами тесно работаете в лабораториях?
Технический аспект наномедицины заключается в создании контролируемых по поведению и воздействию на организм объектов, которые по размеру в 1 тыс. раз меньше, чем обычная человеческая клетка. Механика этого процесса такова: через инъекцию в тело внедряется наночастица, в которую помещаются биодеградируемые полимеры. Так обеспечивается беспрепятственное передвижение наночастиц по человеческому телу с пассивным аккумулированием на участке опухоли. Антитела, специфические к рецепторам на поверхности раковых клеток способствуют процессу проглатывания наночастиц внутрь клетки. Контролируемое выделение антиракового препарата достигается за счёт экзогенных факторов, таких как свет, тепло, ультразвук, магнитное поле или с помощью рН внутри клетки. Это и есть технические аспекты работы наномедицины на молекулярном уровне.
Как правило, для контроля данных процессов нужны лаборатории с таким оборудованием как микроскопы, биологические модули для работы с клетками и животными, химические лаборатории для синтеза и выявления наночастиц. Всё это должны быть инструменты из области передовых технологий, способные заглянуть внутрь клетки и молекул.
— Не можем не спросить о шансах украинской науки и медицины на внедрение нанотехнологий в обозримом будущем. Есть ли в Украине программы, которые работают в этом направлении?
Я хочу с оптимизмом смотреть в будущее на тему наномедицины в Украине. На сегодняшний день это — малоисследованная область. Ещё много предстоит открыть и разработать. Я не осведомлён в полной мере о наличии таких групп, работающих в Украине. Но я могу точно сказать, что я не видел в научных журналах сильных работ, которые были бы подготовлены в Украине. Поэтому я предполагаю, что эта наука практически не развита здесь. Шансы есть, конечно, — но нужно начинать уже прямо сейчас.
— Возможно, есть каналы выхода украинских учёных на заграничные гранты или зарубежные проекты? Как считаете, могли бы украинские учёные после участия в заграничных разработках внедрять наномедицину здесь, на основе полученного там опыта?
Это — то, чем я собираюсь заниматься здесь. Искать помощи от инвесторов для открытия лабораторий в области нанотехнологий и медицины. У меня есть друзья за границей, которых я собираюсь привлекать для работы в этих проектах. Главная цель — это организация госпиталя с научной лабораторией при нём, которая будет способна решать актуальные для украинской медицины проблемы. Это должно быть максимальное взаимодействие между практикующими врачами и учёными.
— Значит, у наномедицины есть коммерческий путь развития в Украине? Когда украинские учёные придут к инвесторам с идеей создания продукта для наномедицины?
Коммерческий путь — это тоже незанятая ниша. Здесь есть над чем подумать и что развивать. Но, опять таки, это — годы усилий со стороны учёных и терпение и финансирование со стороны инвесторов. Результат придёт нескоро, это — вложение в будущее и в экономику.
— К слову, о будущем. Каков Ваш прогноз: когда можно ожидать массового внедрения наномедицины и будет ли она доступна всем и каждому?
О массовости я бы пока не стал говорить. Внедрение одного препарата на рынок — это десятки лет и много миллиардов долларов. От момента, когда совершается открытие, до момента его максимального внедрения в технологии и реальную жизнь может пройти 50-60 лет. Посмотрите на кремниевые транзисторы, которые были разработаны в 1930 году. Только сейчас мы выходим на пик возможности этих технологий.
Я искренне надеюсь, что фармацевтический бизнес будет способствовать массовому внедрению этих разработок, руководствуясь благими целями, а не меркантильными интересами.
Фото: «Часопис»