10 проривних технологій 2020. Частина 1

Видання MIT Technology Review щорічно створює список технологічних досягнень, котрі, за думкою редакторів, суттєво вплинуть на вирішення важливих завдань у сфері фінансів, медицини, ІТ та інших індустрій. До списку не потраплять нові пристрої чи «одноразові» гучні події – там лише технологічні прориви, котрі можуть серйозно змінити життя та роботу людей. Розповімо про досягнення, які потрапили до списку в цьому році.

Інтернет, що не зломати

У 2020 році нідерландські дослідники закінчать будівництво квантової мережі між містами Гаага та Делфто.

Чому це важливо: інтернет стає все більше вразливим для характерних атак, а квантову мережу неможливо хакнути.
Ключові гравці: Делфтський технічний університет, Quantum Internet Alliance, Науково-технічний університет Китаю.
Доступність: протягом п’яти років.

Інтернет, заснований на квантовій фізиці, незабаром зможе забезпечити безпечний зв’язок. Команда під керівництвом Стефані Вехнер з Делфтського технологічного університету будує мережу, що з’єднує чотири міста Нідерландів за допомогою квантових технологій. Надіслані дані цією мережею неможливо зломати.

За останні декілька років вчені навчилися передавати пари фотонів по оптоволоконних кабелях таким чином, аби повністю захистити закодовану в них інформацію.

До прикладу, китайська команда використала технологію для будівництва 2 000 км мережевої магістралі між Пекіном та Шанхаєм. Проте цей проєкт частково використовує класичні компоненти мережі, котрими періодично розривається квантовий зв’язок, що створює ризик злому мережі. Тому Delft стане першою у світі мережею, що передасть інформацію за допомогою квантових технологій від початку і до кінця.

Технологія заснована на квантовій заплутаності – хаотичній поведінці частин атому. Заплутані фотони неможливо таємно проаналізувати, не порушивши їх склад.

Заплутані частинки складно створити, та ще складніше передати на великі відстані. Команда Вехнер продемонструвала, що може надіслати їх на відстань понад 1,5 км, та впевнена, що зможе встановити квантовий зв’язок між Делфтом та Гаагою до кінця 2020 року.

Для забезпечення безперервного з’єднання на такій великій відстані знадобляться квантові ретранслятори, що розширяють мережу. Подібні ретранслятори наразі розробляються у Делфті та інших лабораторіях.

За думкою Вехнер, перший масштабний проєкт квантової мережі буде закінчений протягом 5-6 років, а до кінця десятиліття вдасться розгорнути глобальну квантову мережу.

Гіперперсоналізована медицина

Розробляються нові ліки для лікування унікальних генетичних мутацій.

Чому це важливо: генетична медицина може вилікувати людей, чиї хвороби раніше були невиліковними.
Головні гравці: A-T Children’s Project, Бостонська дитяча лікарня, Ionis Pharmaceuticals, Управління по санітарному догляду за якістю харчових продуктів та медикаментів США.
Доступність: вже зараз.

До прикладу: безнадійне смертельне захворювання дитини, котре зустрічається настільки рідко, що його не лише не лікують, але й не вивчають. Існує навіть прислів’я: «Too rare to care» (надто рідко, аби про це думати).

Але ситуація може змінитися завдяки новим класам ліків, котрі можуть адаптуватись до людських генів. Якщо надто рідке захворювання викликано певною помилкою ДНК (котрих декілька тисяч), то тепер є хоча б шанс боротися за виправлення генетики.

Один з таких випадків – специфічна генетична мутація у дівчинки Міли Маковець, котра зустрілася лише у неї. З моменту визначення генетичної помилки до розробки ліків пройшов рік. Вони отримали назву «Міласен» на честь дівчинки.

Ліки не вилікували хворобу, але значно стабілізували стан дівчинки: зменшили судоми та дозволили їй майже самостійно стояти та ходити.

Міла Маковець

Нові ліки можуть замінювати та редагувати гени, а також проводити терапію, за допомогою якої стирається чи виправляється ряд генетичних помилок.

Загальна риса подібних ліків – можливість їх програмування для виправлення чи компенсації спадкових хвороб через переписування ДНК.

Поки таких успішних прикладів мало, але тенденція зростає: якщо раніше дослідники відмовлялись від пошуку лікування через складність хвороби, тепер вони бачать можливе рішення в ДНК та намагаються допомогти хворому.

Справжня проблема «індивідуального лікування» (n-of-1) в тому, що воно ігнорує всі загальноприйняті уявлення про розробку, тестування та продаж фармацевтичних препаратів.

«Хто буде платити за ліки, котрі допомагають одній людині, але потребують великої команди для розробки та виробництва?»

Цифрові гроші

Розробка цифрової валюти буде мати серйозні наслідки для фінансової конфіденційності.

Чому це має значення: оскільки використання готівки скорочується, зменшується свобода здійснення угод без посередників. Крім цього, технологія цифрових валют може бути використана для розколу глобальної фінансової системи.
Ключові гравці: Народний банк Китаю, Facebook.
Доступність: у 2020 році.

У червні 2019 року Facebook презентував «глобальну цифрову валюту» Libra. Ідея викликала зворотну реакцію, тепер Libra може ніколи не запуститися, чи, принаймні використовуватися не так, як це було заплановано раніше.

Але Libra все ще має значення: через декілька днів після анонсу Facebook представник Народного банку Китаю натякнув, що у відповідь країна пришвидшить розробку власної цифрової валюти.

Зараз Китай готовий стати першою країною з великою економікою, котра випустить цифрову версію своїх грошей та надалі замінить нею готівку.

Китайські лідери бачать загрозу в Libra, через те, що її резерв буде з доларів та зможе збільшити вплив США на світову фінансову систему. Видання вважає, що Китай має намір просувати «цифровий юань» на міжнародному рівні, щоб протистояти ролі долара, як світової резервної валюти.

Libra може стати геополітичною подією та почати війну за цифрові гроші: у жовтні 2019 року голова Facebook Марк Цукерберг пообіцяв Конгресу, що Libra «розширить фінансове лідерство Америки, а також демократичні цінності та контроль по всьому світові».

Противікові препарати

Препарати, котрі намагаються лікувати хвороби, націлюючись на природний процес старіння в організмі, показали себе багатонадійними.

Чому це важливо: список різних захворювань, включаючи рак, хвороби серця та деменцію, потенційно можна вилікувати шляхом сповільнення процесу старіння.
Ключові гравці: Unity Biotechnology, Alkahest, Mayo Clinic, Oisín Biotechnologies, Siwa Therapeutics.
Доступність: менше, ніж через 5 років.

На людях почали випробувати першу хвилю нового класу антивікових препаратів. Вони поки не дозволяють прожити довше, а направлені на лікування специфічних хвороб за допомогою сповільнення чи зміни процесу старіння на фундаментальному рівні.

Клас препаратів називаються сенолітиками. Вони видаляють певні клітини, котрі накопичуються з віком та можуть створювати запалення, пригнічувати механізми відновлення клітин та створюють токсичне середовище для сусідніх клітин.

У червні 2019 року компанія Unity Biotechnology з Сан-Франциско розповіла про перші результати лікування пацієнтів з легким та тяжким остеоартрозом колінного суглоба, а результати більш масштабного клінічного випробування очікуються у другій половині 2020 року. Компанія також розробляє аналогічні препарати для лікування вікових захворювань очей та легень.

Сенолітики проходять випробування на людях одночасно поруч з іншими багатонадійними підходами, направленими на біологічні процеси, що лежать в основі старіння та різноманітних вікових захворювань.

До прикладу, компанія Alkahest вводить пацієнтам складові, унікальні для крові молодих людей. На думку компанії, це може зупинити когнітивний та функціональний спад у пацієнтів, що хворіють на хворобу Альцгеймера легкої чи середнього ступеня тяжкості. Також Alkahest тестує на пацієнтах ліки проти хвороби Паркінсона та деменції.

У грудні 2019 року дослідники медичного коледжу Дрексельського університету намагалися з’ясувати, чи може крем з імунодепресантом рапаміцином сповільнити старіння людської шкіри.

Експериментів стає все більше, а це значить, дослідники докладають все більше зусиль, аби пояснити, чи можна «зламати» хвороби, пов’язані зі старінням та сповільнити їх появу – від рака та артриту до деменції та хвороб серця.

Використання штучного інтелекту для пошуку ліків

За допомогою штучного інтелекту вчені відкривають перспективні лікарняні з’єднання.

Чому це важливо: вартість розробки нового препарату вартує від $2,5 млрд. Одна з причин – складність пошуку перспективних молекул.
Ключові гравці: Insilico Medicine, Kebotix, Atomwise, Торонтський університет, BenevolentAI, Vector Institute.
Доступність: 3-5 років.

За оцінкою дослідників існує біля одного дециліону молекул, котрі можуть бути використані для створення ліків. Це більше, ніж усі атоми в Сонячній системі, що передбачає практично необмежені можливості для хіміків – тільки серед молекул потрібно знайти ті, які потрібні.

У цьому хімікам допомагають інструменти машинного навчання, котрі аналізують бази даних наявних молекул та їх властивостей та пропонують нові варіанти комбінацій. Так машинне навчання пришвидшує та здешевшує пошук нових молекул-кандидатів на створення ліків.

У вересні команда дослідників з гонконгівської компанії Insilico Medicine та Університету Торонто продемонструвала роботу технологій машинного навчання – вони синтезували декілька потенційних ліків, що були знайдені за допомогою алгоритмів.

Використовуючи глибоке навчання і генеративні моделі, дослідники виявили біля 30 тис. нових молекул з бажаними властивостями та обрали шість для синтезу та тестування. Одне з них опинилося багатонадійним після успішних тестів на тваринах.

Продовження статті читайте у другій частині.

БІЛЬШЕ ЦІКАВОГО:

Джерело: MIT Technology Review