Что случится после спагетти на стене
В начале этой книги мы отметили, что ключевым аспектом, связанным с новыми технологиями, можно считать текущее превращение здравоохранения и медицины из череды случайных достижений (подобных тому, как бросают спагетти в стену, чтобы полюбопытствовать – прилипнет или нет) в информационные технологии. Главная особенность информационных технологий – их неизменная экспоненциальная скорость. Это великое превращение стало возможным благодаря нескольким изменениям, произошедшим в одно и то же время.
В 2003 году завершилась сборка генома человека. Как мы уже рассказывали во введении, генетическое секвенирование представляет собой выдающийся пример плавного экспоненциального роста, в процессе которого каждый год количество собранных генетических данных удваивалось и почти вдвое снижались затраты.
Мы умеем выключать гены с помощью РНК-интерференции, метода, который вскоре после своего открытия удостоился Нобелевской премии. Многочисленные гены провоцируют заболевания, старение, увеличение веса и другие нежелательные эффекты, от которых мы хотели бы избавиться, и сегодня разрабатывается и тестируется более 1000 препаратов, действие которых основано на РНК-интерференции.
Также у нас есть эффективные методы внедрения генов с использованием новых форм генотерапии. Например, можно взять из организма клетку и внедрить в нее новый ген, затем размножить, чтобы получились миллионы таких же клеток, и ввести эти генетически улучшенные варианты обратно в организм. При использовании подобных технологий не возникает проблем, свойственных более ранним формам генотерапии, а именно нежелательных реакций иммунной системы или попадания нового гена в неправильное место. Таким образом, в будущем нас ожидают не только «дизайнерские дети», но и потомки генетически «усовершенствованных» людей, потому что мы сможем существенным образом изменять гены взрослых, чтобы укрепить здоровье и замедлить старение.
Уже есть новые способы перепрограммирования информационных процессов, лежащих в основе биологии, за счет включения и выключения белков и ферментов и изменения биохимических процессов. Сегодня эти методы (например, разработку новых препаратов) можно моделировать на компьютере, а раньше приходилось тратить много времени на эксперименты с отдельно взятыми существующими или новыми химическими веществами.
Теперь лекарственные и другие методы лечения можно тестировать на биологических моделях, сложность которых увеличивается с экспоненциальной скоростью. Тестирование новых препаратов пойдет гораздо быстрее, когда мы сможем использовать надежные модели, работающие гораздо быстрее реальных биологических систем. Мы уже можем превращать клетки одного типа в клетки другого. Недавно обнаружилось, что, внедряя четыре гена в обычные клетки кожи, можно превратить их в полипотентные стволовые клетки, которые затем могут становиться клетками многих других типов. Уже существуют экспериментальные методы лечения, позволяющие омолаживать различные ткани организма, например ткани сердца, с помощью стволовых клеток взрослых, которые мы в конечном счете сможем создать из клеток собственной кожи. В перспективе это направление исследований даст возможность омолаживать все клетки наших тел с помощью клеток, включающих собственную ДНК. И даже ДНК этих клеток можно будет исправить.
Помимо этого, новые клетки, используемые для омоложения тканей, можно использовать для расширения или удлинения теломер (повторяющихся последовательностей ДНК на концах хромосом, которые служат индикатором старения). Недавно произошел прорыв в понимании природы теломер. К примеру, было обнаружено, что как раковые клетки, так и клетки зародышевой линии (такие, как сперматозоиды и яйцеклетки) производят теломеразу – фермент, восстанавливающий теломеры после каждого деления клетки, позволяя ей самовоспроизводиться бесконечно. Исследование функций теломер и теломеразы дает большую надежду на создание терапевтических методов, способных останавливать старение, тем самым продлевая жизнь. Поскольку раковые клетки тоже производят теломеразу, усилия были сосредоточены на блокировании производства теломеразы для прекращения роста злокачественных клеток.