Двуликий электронный Янус

Еще более впечатляет отечественная разработка. Не так давно специалисты Института проблем механики положили начало целому направлению в медицине. Речь – о микроскопических роботах-врачах. Коллектив под руководством академика Дмитрия Климова разработал «жучка» для лечения кровеносных сосудов. Механическое «насекомое» вводится в сосуд и ползет по нему, очищая и «латая» микротрещины. Создатели отечественного «жучка», возможно, сами того не подозревая, очень близко подошли к решению проблемы преодоления старости.

– Микроскопические роботы-врачи могут в буквальном смысле вылечивать от старости, – считает ученый-геронтолог из Санкт-Петербурга Михаил Соловьев. – Причины старения организма имеют молекулярную природу. Чтобы омолодиться, нужно прооперировать не орган, а каждую клетку, даже молекулу. Для этого сейчас и создаются так называемые молекулярные роботы. Это белковое или органическое микросущество, задача которого – восстанавливать разрушенные химические связи в человеческих клетках.

Нанотехнологи из Массачусетского технологического института (США) в 2009 году придумали микросканер, который можно вживлять в организм во время проведения стандартной биопсии. Это крошечный цилиндрик, похожий на таблетку, диаметром 5 мм. Сделан он из полиэтилена – материала, инертного для организма. Но внутрь «таблетки» помещены намагниченные мельчайшие частицы, на поверхность которых тонким слоем нанесены антитела к веществам, производимым раковыми клетками.

Полупроницаемая мембрана из поликарбоната пропускает молекулы этих веществ внутрь сканера, где антитела заставляют их собираться на поверхности частиц. «Преступные группировки» легко ловит затем ядерно-магнитный томограф. По количеству и характеру скоплений молекул врачи могут понять, как ведет себя опухоль: увеличивается в размерах или уменьшается, реагирует на лечение или нет и даже не начинается ли в ней процесс метастазирования.

В испытаниях на мышах микросканер исправно снабжал врачей информацией о «поднадзорном» в течение месяца и помогал корректировать лечение. Ведь в борьбе с раком одна из самых сложных проблем – своевременность и точность терапии. Каждый день брать биопсию у больного не будешь, а изменения в опухоли происходят очень быстро. Это устройство со временем позволит серьезно улучшить лечение рака: из непредсказуемого смертельно опасного недуга превратить его в управляемую хроническую болезнь.

Ученые полагают, что наночастицы внутри «таблетки» можно покрыть и другими антителами. И тогда можно будет прицельно лечить гормональные нарушения и многие другие болезни.

Медикам и биологам известно немало веществ, способных убить раковые клетки. Но просто выпить их раствор (ложечку-другую после обеда) – не получится. Или отравишь весь организм напрочь, или не получишь никакого лечебного эффекта. Проблема в «точечной» доставке препарата. Это вообще одна из самых сложных задач при разработке любых лекарств, а уж в случае с раком – в особенности.

В 2008 году американские ученые разработали и построили «корабли» с поперечником всего 50 нанометров, которые способны плавать по всему организму, ловко избегая уничтожения «сторожевыми катерами» (агентами иммунной системы), находить раковые клетки и доставлять в них одновременно несколько видов груза.

Сочетание в одном флаконе транспортной, целебной и диагностической функций – уникальная особенность сложных нанокомплексов. Исследователи называют их грузовыми кораблями, поскольку в основе проекта – прочный корпус, созданный в расчете на длительное плавание по кровотоку. Ученые получили корпуса своих нанопосудин из видоизмененных липидов, которые весьма точно подражают поверхности живых клеток. За счет этой маскировки им удается оставаться незаметными для иммунной системы.

Исследователи спроектировали молекулы таким образом, чтобы они могли спокойно плавать по всему телу в течение нескольких часов, прежде чем окажутся разрушенными. Но в этот момент практически все они уже доставят свой груз (или десант) к цели – внутрь раковой клетки. До того же времени прочные липидные стенки должны исключить случайное высвобождение токсичного (т. е. опасного для здоровых тканей) содержимого. В липидной нанокапсуле ученые ухитрились разместить еще несколько «пассажиров». Это наночастицы оксида железа и флуоресцентные квантовые точки. И те и другие предназначены для диагностики раковых образований.

Американские новаторы не считают, что уже достигли совершенства. Навигацию нанокапсул можно еще улучшить. В настоящее время ученые работают над созданием таких «химических кодов» или соединений-добавок к корпусам нанокораблей, которые позволили бы направлять лекарства к конкретным опухолям, в отдельные органы и вообще – в выбранные медиками точки в организме.