Эрик Дрекслер - Безграничное будущее: нанотехнологическая революция

Новые болезни продолжают появляться в наше время, как это было на протяжении всей истории. Население сейчас намного больше, чем в любом предыдущем веке, что предоставляет огромную плодородную почву для их распространения.

Современные транспортные системы способны распространять вирусы с континента на континент за один день. Когда, в прежние времена, корабли совершали длительные путешествия и переплывали моря, инфицированный пассажир, скорее всего, успевал до прибытия в порт назначения проявить свое заболевание в полной мере, что позволяло объявить карантин. Но за часы полета самолета гарантированно поставить диагноз практически невозможно.

Как известно, каждый вид организма, от бактерии до кита, поражен вирусами. Они иногда «прыгают между видами», заражая других животных или людей. Большинство ученых считают, что предки вируса СПИДа до недавнего времени могли заражать только определенных африканских обезьян. Затем эти вирусы совершили межвидовой скачок. Подобный инцидент произошел в 1960-х годах, когда ученые из Западной Германии внезапно заболели, работая в Уганде с клетками обезьян. Десятки были инфицированы, а некоторые умерли от болезни, которая вызвала кровяные тромбы и кровотечение, вызванное тем, что сейчас называется вирусом Марбург. Что, если вирус Марбург распространяется воздушно-капельным путем, как грипп или простуда?

Мы думаем о людских болезнях как о проблеме со здоровьем, но когда они поражают наших младших собратьев, мы склонны рассматривать их с экологической точки зрения. В конце 1980-х годов более половины популяции морского котика в большей части Северного моря внезапно погибли, вначале многие стали винить в этом загрязнение окружающей среды. Но на самом деле, причиной, по-видимому, стал вирус чумы плотоядных, которым они заразились от собак. Биологи опасаются, что вирус может заразить виды тюленей по всему миру, поскольку вирус чумы плотоядных может распространяться воздушно-капельным путем, то есть при кашле, а тюлени живут в тесном физическом контакте. Пока что его смертность составляет от 60 до 70 процентов.

Что касается самого СПИДа: может ли он измениться и привести к появлению формы, способной распространяться, скажем, как простуда? Нобелевский лауреат Говард М. Темин сказал: «Я думаю, что мы можем с уверенностью сказать, что этого не может быть». Нобелевский лауреат Джошуа Ледерберг, президент Рокфеллеровского университета в Нью-Йорке, ответил: «Я не разделяю вашу уверенность в том, что может или не может произойти». Он указывает, что «нет причины, по которой великая чума не может повториться… Мы живем в эволюционной конкуренции с микробами, бактериями и вирусами. Нет никаких гарантий, что мы выживем».

Бактериальные заболевания сегодня в основном поддаются контролю. Санитария ограничивает пути распространения чумы. Эти меры достаточно хороши, чтобы заставить нас считать, что проблема решена.

Вирусы распространяются, вирусы мутируют; некоторые переносятся по воздуху, и многие из них смертельно опасны. Эпидемии чумы показывают, что быстро распространяющиеся заболевания могут быть смертельными, а эффективные противовирусные препараты все еще редки.

Единственные действительно эффективные методы лечения вирусных заболеваний — профилактические, а не лечебные. Они работают либо путем предотвращения воздействия, либо путем предварительного воздействия на организм мертвых, безвредных или фрагментарных форм вируса, чтобы подготовить иммунную систему к будущему воздействию. Как показывает длительная борьба за создание вакцины против СПИДа, современная медицина не может рассчитывать, что при выявлении нового вируса удастся создать эффективную вакцину в течение одного месяца или года, или даже одного десятилетия. Но эпидемии гриппа распространяются быстро, и Марбург II или СПИД II, или что-то совершенно новое и смертельное может сделать то же самое.

Смерть от следующей великой чумы могла начаться в деревне на прошлой неделе, или может начаться в следующем году, или за год до того, как мы научимся быстро и эффективно бороться с новыми вирусными заболеваниями. И только если повезет, чума проявится через год после получения лекарства.

А вот иммунные машины, можно будет использовать для уничтожения нового вируса сразу после того, как он будет идентифицирован. Инструменты, которые принесет нанотехнология, упростят идентификацию вирусов. Когда-нибудь появятся средства для защиты человеческой жизни от вирусной катастрофы.

Установление нашего контроля над молекулярным миром улучшит здравоохранение. От уничтожения вирусов до восстановления отдельных клеток. Иммунные машины, работающие в кровеносной системе, кажутся такими же сложными, как некоторые инженерные проекты, которые люди уже завершили — например, выведение на орбиту больших спутников. Другие медицинские нанотехнологии имеют более высокий уровень сложности.

Где-то в процессе перехода от относительно простых иммунных устройств к молекулярной хирургии мы пересекли нечеткую грань между системами, которые команды умных биомедицинских инженеров могли бы разработать за разумный промежуток времени, и системами, создание которых может оказаться невероятно сложным и занять десятилетия. Создание наномашины, способной проникать в клетку, считывать ее ДНК, находить и удалять смертельную вирусную последовательность ДНК, а затем восстанавливать клетку до нормального состояния, стало бы величайшей работой. Подобные задачи являются передовыми приложениями нанотехнологий, выходящими далеко за рамки простых компьютеров, производственного оборудования и нерешительных «умных материалов».

Чтобы добиться успеха за разумный промежуток времени, нам потребуется автоматизировать большую часть процесса исследования, включая разработку программного обеспечения. Лучшие на сегодняшний день экспертные системы еще недостаточно сложны. Программное обеспечение должно быть в состоянии применять физические принципы, инженерные правила и быстрые вычисления для создания и тестирования новых проектов. Назовите это автоматизированным проектированием.

Автоматизированное проектирование окажется полезным в развитой наномедицине из-за большого количества небольших проблем, которые необходимо решать. Организм человека содержит сотни видов клеток, образующих огромное количество тканей и органов. В целом (без учета иммунной системы), организм содержит сотни тысяч различных видов молекул. Комплексное молекулярное восстановление поврежденной клетки может потребовать решения миллионов отдельных повторяющихся проблем. Молекулярные механизмы в устройствах для клеточной хирургии должны будут управляться сложным программным обеспечением, и было бы лучше иметь возможность передать задачу написания этого программного обеспечения автоматизированной системе. До этого или пока не будет выполнено много более традиционных конструкторских работ, наномедицине придется сосредоточиться на более простых проблемах.