100 великих тайн медицины

«Я пришел к химикам с идеей делать тончайшие полимерные пленки, похожие на слоеное тесто, – вспоминает Сухоруков. – Сейчас мы знаем, что свойства таких пленок программируются: если пленка толще, то ее проницаемость будет меньше, и наоборот. А добавив в нее природные вещества – белки, ферменты, можно создать крошечный прибор самого разного применения»…

Однако, как известно, скоро только сказки сказываются. Химики тогда объяснили молодому человеку, что слоеные тончайшие полимерные пленки построить нельзя. И теоретически они до сих пор правы. В равновесной системе таких пленок быть действительно не должно. «Но на практике мы всегда оперируем неравновесными, метастабильными системами, – подчеркивает Сухоруков. – А потому на практике все получилось, согласно известной поговорке: “Если нельзя, но очень хочется, то можно”…»

Лет пятнадцать тому назад все тому же Сухорукову пришла в голову идея создавать на основе таких пленок медикаментозные капсулы. «Мы с коллегами уже умели делать эти пленки на плоской поверхности, но пока не думали об их прикладном применении, – продолжает рассказ Сухоруков. – Однажды просто решили собрать их в шарики и обнаружили, что трехмерные поверхности дают возможность запускать что-нибудь внутрь, выпускать наружу, вновь сжиматься. Так впервые забрезжила идея управляемой таблетки»…

Претворить идею на практике удалость в 2005 году. Первые капсулы решено было вводить в раковые опухоли. Они очень быстро растут, и фактически все, что есть рядом с ними или на их поверхности, тут же оказывается внутри них. Так выяснилось, что капсулы способны попадать внутрь клетки.

Позднее исследователи использовали во благо такую же «прожорливость» иммунных клеток, макрофагов. Оказалось также, что многого можно добиться, помещая в капсулу наночастицы. Допустим, толщина оболочки капсулы 50 нанометров, так что магнитные наночастицы размером 10–20 нанометров прекрасно там помещаются. Если капсулу с большим количеством таких наночастиц поместить в магнитное поле, она начнет двигаться и ее движением можно управлять. Так можно выводить из тканей организма лекарства, которые уже не нужны.

Аналогичные исследования активно ведутся за рубежом. Так, сотрудники нидерландской компании Philips Research разработали методику прицельного введения лекарств под действием ультразвука. Она называется сонофорез. Для них разработано два вида «троянских пилюль». Первые представляют собой совсем крошечные, диаметром от 100 до 2000 нанометров, полые шарики, начиненные лекарством. Они такие маленькие, что свободно могут перемещаться по организму вместе с током крови. А как только капсулы попадут в нужный орган, скажем, в легкие или в печень, их можно вскрыть с помощью ультразвука.

Второй вид пилюль размером побольше – до 4 микрометров. В них помещается не только лекарство, но и нейтральный газ, например, азот или гелий. Когда капсула достигает нужного органа, под действием того же ультразвука она «взрывается» и давление газа «проталкивает» лекарство внутрь клеточных оболочек.

На очереди – нанолекари?

«Нано» в переводе с греческого – «карлик». Стало быть, «нанотехнология» – отрасль знания, имеющая дело с чем-то очень крошечным. Так с недавних пор стали называть ту отрасль микроэлектроники, которая занимается объектами, которые даже по ее меркам являются совсем уж небольшими.

А недавно Эрик Дрекслер – один из основателей нанотехнологии – ввел в обиход еще одно понятие – наномедицина. «Такой отрасли знания пока не существует, – честно признается он в недавно вышедшей книге «Расковывая будущее». – Но лет через 30 она станет привычным явлением».

Технической базой для наномедицины станут микромашины, похожие на часовые механизмы, скоро начнут изготовлять еще меньшие, еле видимые устройства. Ну, а те, в свою очередь, станут собирать наималейшие, различимые разве что в сильный микроскоп. Величина их будет не больше живой клетки, а возможно, и меньше – всего несколько десятков молекул.

О том, что сборка на молекулярном или даже атомном уровне вполне возможна, уже продемонстрировали коллеги Дрекслера. Так, Роберт Баррет – студент Станфордского университета, работая над дипломом по нанотехнологии, ухитрился записать аналогичным образом весь текст американской конституции на площади размером с поперечное сечение человеческого волоса.

Кроме того, можно ведь создавать наномашины, используя методы биотехнологии. То есть, говоря иначе, стоит микробиологам подменить какому-либо микробу генетический код, и он начнет воспроизводить нужные нам микромеханизмы, используя проверенные временем патенты природы. Да и сам готовый наноробот будет действовать теми же методами. Вот, скажем, ему нужно уничтожить ДНК какого-либо вируса. Что он – разрежет ее на куски? Да, но при этом скальпелем ему послужит один из ферментов, с помощью которых исследователи уже сегодня разрезают и сшивают фрагменты ДНК подобно тому, как это делает сама природа.