Всемогутні «карлики»

Найглибші ріки течуть із найменшим шумом — цей вислів, мабуть, цілком підходить до перспектив нанотехнологій, проникнень найдрібнішого в матеріальний світ звичайного, що дійсно здатні змінити світ.

Особливий приплив таких сподівань пов’язаний із сучасними можливостями лікування на основі фізико- хімічних особливостей майже невидимих органічних і неорганічних частинок. Ця фантастика реальності сьогодні заполонила голови дослідників, західні компанії вкладають у її розвиток в усіх галузях індустрії та науки багатомільярдні кошти.

А як йдуть справи у нас, чи рухається українська медицина в такому руслі? Нещодавно ці сенсаційні питання й можливості стали предметом уваги й обговорення на засіданні вченої ради Державного фармакологічного центру МОЗ України. Ініціатором найцікавішого теоретичного й практичного прориву в завтрашній день виступив голова вченої ради МОЗ України, віце-президент АМН України, член-кореспондент НАН і академік АМН України Леонід РОЗЕНФЕЛЬД. Дискусії, що зібрала ряд великих вчених, передував інтригуючий науковий меморандум «Застосування нанотехнологій у медицині та фармакології. Сучасний стан».

— Леоніде Георгійовичу, у вашому своєрідному посланні майбутньому одразу натикаєшся на нові терміни, наприклад, наночіпи й нанороботи. Що обіцяють такі мікроманіпулятори?

— Давайте уточнимо спершу значення слів і понять. «Нанос» у перекладі з грецької означає «карлик». І от виявляється, що такі карлики наче всемогутні володарі-ліліпути у всесвіті гулліверів. Які вони мають розміри? Звичайний метр, наприклад, включає мільярд нанометрів! Але саме такі супердрібні частинки на орбітах нанотехнологій здатні, очевидно, намацувати й розв’язувати найскладніші вузли в діагностиці й лікуванні найтяжчих захворювань. Наприклад, невидимий неозброєним електронною мікроскопією оком біологічний наночіп, тобто надмініатюрний датчик або навіть набір датчиків, вмонтований у шкіру або, припустімо, прикріплений у нейтральній точці слизової оболонки в роті, прилад, по суті, набагато легший за пір’їнку, зможе використовуватися як автоматичний експерт-діагност, зокрема й для видової ідентифікації збудників особливо небезпечних інфекцій. Річ у тім, що подібні збудники, і старі, й нові, безперешкодно мігрують по планеті. Тут і грип у його вірусному розмаїтті, й інфекційні лихоманки, й експансія вірусних гепатитів. Отже, епідеміологічний захист від збудників хвороб має стати справді випереджальним. А якщо додати, що наночіпи вкрай потрібні в онкології, ендокринології, кардіології як абсолютно нові розвідники природи недуг у цих сферах, можна сказати, що ми очевидно на порозі абсолютно нової медицини.

І декілька слів про нанороботів. Це, наприклад, можуть бути саморозмножувані геноми певних тканин і організмів, тобто наноутворення, що дозволяють моделювати на клітинному рівні патологічний процес, припустімо біохімічний портрет цукрового діабету. А якщо зазирнути далі, саме нанороботи можуть майже незбагненним чином заповнювати дефекти в організмі, допустімо вихід з ладу інсулярних острівців у підшлунковій залозі.

— Усе це навіть уявити важко. А от ліпосомна медицина, ліки в капсулах, що відповідають параметрам клітин — 5—10 нанометрів — вражаюче українське досягнення. На засіданні такі наноконтейнери навіть демонструвалися.

— Визначення «ліпосоми», як і варіанти їхнього клінічного використання, запропонували київські вчені з Інституту фармакології та токсикології АМН України академік АМН України Олександр Стефанов і професор Анатолій Соловйов. Ліпосома й сама по собі — потужний біологічний чинник, а якщо вона безперешкодно доставляє ліки точно за необхідними лікувальними адресами, їй, як то кажуть, ціни немає. Ви згадали про демонстрування такого феномену. Дійсно, на засіданні було показано фільм, знятий на рівні молекул, коли ліпосоми потоком буквально проникають у судину через пори в абсолютно цілій її стінці.

— Так, епізод раптом ніби нагадав «голлівудські війни», хоча це просто гігантське збільшення, яке показує, що відбувається або може відбуватися в панорамах ліпосомної медицини. Але на засіданні, Леоніде Георгійовичу, прозвучав й інший незвичний неологізм — синтекістка. Наскільки я знаю, це результат ваших спільних розробок із завідувачем відділу радіоспектроскопії Інституту геохімії та мінералогії НАН України професором Олександром Бріком?

— За основною багаторічною науковою й практичною профілізацією я фахівець у галузі променевої діагностики та медичної радіології. Працював з такими корифеями медицини як М.М. Амосов, Б.В. Петровський, А.І. Коломийченко, й це виробило принцип — дивитися звичайно, але бачити інакше. Застосувавши абсолютно новий феномен — дослідження за допомогою парамагнітного резонансу, ми ніби проникли у «свята святих» — мінеральну матрицю кісткової тканини, цей «вічний двигун» живого, де на основі природних молекулярних нанопроцесів найтоншим чином взаємодіють різні біоречовини, наприклад, кальцій і фосфор. І скопіювавши подібний, ніби прихований наномеханізм, ми отримали абсолютно новий різновид дублерів кісткової тканини, що відкривають, можливо, нові шляхи в ендопротезуванні й способах відновлювальних хірургічних операцій на кістках і суглобах, дуже поширених в ортопедії й травматології. Важливо, що на основі цих досліджень розроблено й необхідні захисні заходи запобігання резорбції кісткової тканині в стані невагомості, при здійсненні космічних польотів.

— Показово, що на засіданні, яке відбувалося на базі Інституту фармакології та токсикології, деяких подробиць якого ми торкаємося, в наукових повідомленнях сусідили вчені двох державних академій — Національної академії наук і Академії медичних наук України. У цьому, як то кажуть, щось є?

— Дійсно, тут швидше закономірність, ніж випадковий союз. Провести спільне обговорення нинішнього стану й майбутнього нанотехнологій як моста в зціляючу медицину запропонували президент НАНУ Борис Євгенович Патон і президент АМНУ Олександр Федорович Возіанов. І з вступною концептуальною доповіддю на медичному форумі виступив директор Міжнародного центру електронно-променевих технологій у складі Інституту електрозварювання імені Є. О. Патона академік Борис Олексійович Мовчан. Адже цей центр, по суті, є українською колискою нанотехнологій. Б. Мовчан продемонстрував нанорідину — оригінальний еліксир, принадний для використання як у техніці, так і в медицині. Додам до цього, що з наночастками, в співдружності з академіком Б. Мовчаном, плідно працює завідувач кафедри фармакології з курсом клінічної фармакології Національного медичного університету імені О.О. Богомольця член-кореспондент НАН і АМН України Іван Сергійович Чекман. Тут у рамках спрямованості кафедри створена лабораторія по нанотехнологиям. Використання нанодисперсного кремнезему дозволяє значно зменшувати токсичні вияви при використанні хіміопрепаратів для лікування онкологічних захворювань, що дуже важливо для клініки. У плані поєднання з традиційними ліками перспективним є й наноструктуроване срібло.

— Однією з нагальних проблем є підвищення ефективності лікування при професійних захворюваннях, скажімо у шахтарів або металургів. Здається, й тут нанотехнології поспішають на допомогу?

— Інститут хімії поверхні імені О.О. Чуйка НАН України отримав наноструктурований сорбент «Силікс» на основі кремнезему. І от в Інституті медицини праці АМНУ з ініціативи академіка Юрія Ілліча Кундієва ця розробка не так давно увійшла в арсенал клініки професійних захворювань цього інституту. Та й взагалі, «Силікс», з мого погляду, є одним з найкращих сучасних сорбентів.

— Напевно, нанотехнології тільки починають свій похід, але доказів їхніх медичних перспектив дедалі більше. Скажімо, як бар’єрів проти інфекційних чинників трансфузіології, як її новий щит. АМН України й на цьому напрямку розгорнула досить дієвий пошук.

— Доказовий приклад — використання нанодисперсних фільтрів для гарантованого очищення донорської крові й препаратів з неї від можливої присутності тих або інших мікроорганізмів, припустімо ВІЛ-інфекції або вірусів гепатитів. Це ніби стерилізація без температурного впливу. Такі роботи ведуться в Інституті гематології та трансфузіології АМНУ. На засіданні навіть були показані відповідні відеосхеми.

— Нанотехнологіям ще нема й півстоліття. Адже гіпотеза про великі можливості надмікроскопічних пристроїв і матеріалів була висловлена 1959 року американським фізиком-теоретиком Річардом Фейнманом. А яким, на вашу думку, виглядає майбутнє на новій вертикалі медичної науки?

— Позначу лише головні точки. Це використання наноструктурованих матеріалів, зокрема поверхонь з нанорельєфом, мембран з наноотворами. Для хірургії тут широке поле. Наприклад, мембрани з нанопорами здатні полегшувати фіксування ліків в раніше недоступних зонах. З такими новинками працює при проведенні дуже важких онкоурологічних операцій академік О.Ф. Возіанов — провідний хірург у сфері урології. До речі, з його ініціативи 37 академічним інститутам запропоновано розглянути питання про планування з 2008 року науково-дослідних робіт із застосуванням нанотехнологій. Таким чином, на підмурівку таких досліджень можна з повним правом чекати каскаду нових істотних медичних досягнень. Причому перед нами лише початок. Якщо торкнутися коротко деяких інших перспектив, це використання фулеренів — дуже дрібних наносфер з упорядковано розташованими на них хімічними групами. У США зараз з фулеренами працюють потужні фірми. Але не можна не згадати, що герой України академік АМН України Любов Трохимівна Мала, чиє ім’я зараз носить створений цим чудовим лікарем сучасності академічний інститут терапії в Харкові, ще декілька років тому ввела фулерени в клініку.

Уже з’явилися зондові скануючі мікроскопи, що наочно переставляють атоми й молекули. Отже, можливим є складання й монтаж будь-яких наноструктур — як нових ліків або біологічних перетворювачів.

— Наша розмова, шановний Леоніде Георгійовичу, склалася несподівано вельми складно в плані наукоємності. Але ж це погляд за горизонти, причому з несподіваним наближенням?

— Що ж, це так. Нанотехнології — реальний факт часу. Отже, тут і абсолютно нова ера в медицині. Але дозвольте завершити цю подорож сентенцією: те, що ми знаємо, — лише крапля, чого не знаємо — море. Отже, море відкриттів попереду.