100 великих загадок современной медицины - Александр Викторович Волков
Сами ученые признают, что борьба за патенты мешает научной работе. Различные группы исследователей перестают обмениваться идеями и сделанными открытиями. «Ученые теперь превращаются из коллег в конкурентов, которые борются за прибыль, – пишет специалистка по биоэтике Ребекка Эйзенберг из Пенсильванского университета. – В ряде случаев мы уже имели возможность убедиться, что у них растет искушение скрыть полученные результаты или даже фальсифицировать их».
Страдают от этого пациенты. Они расплачиваются по громадным счетам, выставленным им коммерческими компаниями, и они же не получают нужной, квалифицированной помощи из-за «конкурентных войн», в которые втянулись медицинские фирмы.
В июне 2013 года Верховный суд США принял принципиально важное решение, запретив патентовать геном человека и отдельные его части. Но всегда ли и везде будет так?
Классификация молекулярных мишеней
Возможности генной инженерии
Оспа давно побеждена, случаи заболевания полиомиелитом встречаются крайне редко. В то же время в борьбе с «обычными» инфекционными болезнями медики снова и снова терпят обидные неудачи. Против многих подобных недугов у нас нет по-настоящему действенного оружия.
Каждый год во всем мире около 17 миллионов человек умирает от инфекционных заболеваний. Каждый четвертый случай смерти вызван этими болезнями.
Казалось бы, медицина добилась громадных успехов за последние два столетия. Появились многочисленные вакцины, защищающие нас от самых разных недугов, – от той же оспы до бешенства. Открытие антибиотиков, этого оружия массового поражения бактерий, обрекало их бессчетные армии на полное истребление.
Однако всё сложилось не так, как планировали полководцы науки. Естественный отбор среди бактерий привел к появлению совершенно новых штаммов микроорганизмов, которые устойчивы к действию любых лекарств. Кроме того, целый ряд вакцин, в том числе от малярии и туберкулеза, не дает надежной защиты от заболеваний. В наши дни особенно много людей во всем мире умирает от туберкулеза, который уже прозвали «белой чумой».
Наконец, из глухих областей Африки и Азии, от обитающих там диких животных, к людям переходят всё новые опасные возбудители заболеваний. В нашем глобализованном мире, где все части света, все страны соединены в единую транспортную сеть, эти болезни порой распространяются так же быстро, как огонь в степи. Вакцины против них пока нет. Врачи бессильны справиться, например, с эпидемией СПИДа. Создание любых вакцин – дело долгое, трудоемкое. Так, может быть, на помощь придут генетики? Можно ли – ввиду успехов генной инженерии – использовать ее методы и средства для конструирования таких вакцин?
При разработке новых вакцин и методов лечения ученые выискивают прежде всего молекулы-мишени. Эти молекулы (в основном, это протеины) участвуют в процессе обмена веществ, в характерных химических реакциях, протекающих в организме либо человека, либо возбудителя заболевания. И именно эти молекулы играют ключевую роль в развитии заболевания. Воздействуя на них, можно их блокировать и тем предупредить болезнь.
Можно сравнить эти молекулы с экстренным тормозом, которым останавливают разогнавшуюся машину. По идее, зная все экстренные тормоза, мы можем в любой момент «нажать на них», сдержать мчащуюся на нас болезнь. Вот почему выявление этих молекул, поиск средств, позволяющих их заблокировать, – это один из важных вызовов, стоящих перед современной медициной.
В идеальном случае активный компонент вакцины или лекарства должен соединиться с молекулой-мишенью и блокировать ее, «выключить из большой игры», которую возбудители заболеваний ведут против нас, людей. После такой процедуры, например, клетки нашей иммунной системы могут легко расправиться с проникшими в организм бактериями, потому что их «маскировка» теперь сброшена – на важнейшей ее молекуле оставлена «метка». Вирус же, к которому добавлен такой довесок, уже не может, как прежде, пробраться внутрь клетки и осесть там, как в крепости, чтобы вести атаку на остальной организм.
Расшифровка генома человека и геномов многих болезнетворных бактерий впервые дает ученым возможность воздействовать непосредственно на сами гены и кодируемые ими протеины. В то же время это позволяет понять всю громадность стоящей перед нами задачи. Ведь в организме человека содержатся многие тысячи протеинов – и любой из них может оказаться молекулой-мишенью в борьбе с тем или иным заболеванием. Вот только как отыскать нужную нам мишень из множества кандидатов на эту роль? Эта задача видится нам еще более трудной, чем было тогда, когда ученые только приступали к расшифровке генома.
Однако с выявлением возможных молекул-мишеней всё только начинается. Следующий шаг – разработка активных соединений, которые будут связывать эти молекулы и либо подавлять их функции, либо, наоборот, активизировать их, если это поможет справиться с болезнью или предотвратить ее. Эти соединения ищут в имеющихся у нас каталогах или конструируют при помощи компьютера.
Если это соединение будет найдено, то работа опять же лишь начинается. Теперь предстоит проверить, действует ли это соединение так, как показывают расчеты, и какие нежелательные эффекты оно может вызвать. В лабораторных условиях – образно говоря, в пробирке – оно может действовать великолепно, тогда как в живом организме вряд ли поможет или, наоборот, причинит вред. Чтобы выяснить это, нужны годы испытаний, опытов на животных, лабораторных, а потом и клинических тестов. Лишь немногие перспективные лекарства выдерживают эту тщательную проверку. От остальных приходится отказываться. Не случайно затраты фармацевтических фирм на разработку лекарств бывают так высоки.
Но даже когда клинические испытания закончены, всё еще только начинается. Предстоит проверить, во-первых, насколько эффективно эта вакцина защищает от заболевания, а во-вторых, не опасна ли она для здоровья. Лишь в 10 % случаев будущая вакцина выдерживает эту проверку.
Все используемые сегодня вакцины разработаны в прошлом веке. Большинство из них появились в 1950-х годах. Их создавали эмпирически, методом проб и ошибок, полагаясь на опыт и интуицию. Но всё имеет свои пределы. Этот метод давно исчерпан. Все вакцины, которые можно было создать по наитию, у нас уже имеются.
Новые вакцины теперь приходится конструировать, полагаясь на наши знания в области генетики, иммунологии, молекулярной и клеточной биологии. Эти вакцины сегодня жизненно нужны. Ведь такие возбудители заболеваний, как бациллы туберкулеза или вирусы ВИЧ-инфекции, отличаются удивительной изобретательностью. Они избегают ударов иммунной системы, прячась в самих иммунных клетках. Можно сказать, они находят убежище в домах своих киллеров. Бациллы туберкулеза, например, гостят у макрофагов – тех клеток, которые занимаются поимкой и уничтожением чужеродных бактерий. Они гнездятся в вакуолях – полостях клеток, заполненных жидкостью. Здесь они и живут, и размножаются. Их присутствие выдают только протеины, расположенные в их оболочке. Лишь когда эти протеины достигают поверхности клетки-хозяина, срабатывает
