Новые технологии

 

До недавнего времени не существовало способа обмануть смерть, и наши философы объясняли это тем, что смерть – по сути, хорошая штука. «Смерть придает жизни смысл» – гласит древняя поговорка, но, на наш взгляд, смерть делает прямо противоположное. Она ворует отношения, знания, мудрость и мастерство – вещи, которые делают жизнь достойной того, чтобы жить. Авторы этой книги считают, что сама жизнь – и все, что мы можем сделать в ней, – придает бытию смысл. 

 

Хотя еще не настал тот час, когда мы сможем утвердить конкретную программу бесконечной профилактики смерти, прямо сейчас есть возможность существенно замедлить развитие болезней и старение, чтобы даже старшее, послевоенное поколение, к которому относятся авторы этой книги, могло не только выжить, но и получить при этом знания и методы, которые позволят остановить и даже повернуть вспять процессы, вызывающие болезни и смерть. Мы твердо верим, что такая возможность появится через несколько десятилетий и мы сможем буквально создавать резервные копии информации, которая хранится в наших телах и мозгах и делает нас теми, кто мы есть. И тогда, если мы будем часто резервировать данные, все будет нипочем. 

 

Читатель: «То есть если я просто сделаю все девять шагов, из которых состоит ваша программа “Преодоление”, я правда смогу жить вечно?» 

Рэй-и-Терри 2023: «Мы по-прежнему живы и прекрасно себя чувствуем». 

Рэй-и-Терри 2034: «Мы тоже живы, и дела у нас идут еще лучше. Никогда раньше перспективы человеческого бессмертия не были столь радужными». 

Терри: «Да, а теперь вспомните один из девяти шагов программы “Преодоление” – и это “Новые технологии”». 

Читатель: «Так что конкретно мне нужно предпринять, чтобы сделать этот шаг?» 

Рэй-и-Терри 2023: «Вы делаете его, оставаясь здоровым до тех пор, пока в недалеком будущем в вашем распоряжении не окажутся новые технологии, о которых мы говорим в этой книге». 

Читатель: «Я знал, что есть какая-то загвоздка». 

Терри: «Единственная загвоздка состоит в том, что придется сохранять свое здоровье, пока вы будете ждать». 

Читатель: «И это то, для чего нужны остальные восемь шагов». 

Терри 2034: «Именно так, но мы хотели, чтобы вы узнали, что вас ждет и ради чего еще какое-то время стоит поддерживать свое здоровье старомодными способами». 

Рэй 2034: «А из-за взрывной природы экспоненциального роста “еще какое-то время” окажется намного более коротким периодом, чем предполагает большинство людей». 

 

 

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. 

 

 

Тело и мозг человека рассчитаны на старение и смерть в молодом возрасте – такое положение дел соответствовало интересам человеческого вида и стало результатом эволюции, происходившей в условиях весьма длительной борьбы за пропитание. Но сегодня мы можем перепрограммировать эти процессы благодаря подходу, который Обри ди Грей, инженер по образованию, ведущий геронтолог от биомедицины и один из ярых сторонников инженерного подхода к прекращению старения и обращению его вспять, называет «стратегиями достижения пренебрежимого старения инженерными методами» (SENS). По его мнению, нам не нужно полностью избавляться от последствий ущерба, нанесенного старением; достаточно исправить лишь то, что даст возможность прожить больше времени, чем дано сейчас. А поскольку прогресс не стоит на месте, позже можно будет усовершенствовать эти методики омоложения. Он называет такую судьбоносную перспективу «космической скоростью достижения долголетия» и верит, что для этого при надлежащем финансировании человечеству понадобится всего пара десятилетий. 

 

Основанный ди Греем «Фонд Мафусаила» работает над доказательством достижения космической скорости долголетия на примере мышей. Ди Грей (как и мы, авторы) считает, что благодаря демонстрации этой возможности у млекопитающих, чьи гены на 99 % повторяют наши, общественность сможет признать потенциал инженерных методов в области значительного увеличения продолжительности жизни у таких сложных животных, как люди. Он предсказывает, что, вероятно, средняя продолжительность жизни людей, которые родятся в конце этого века, составит как минимум 5000 лет. 

Ди Грей выделяет семь основных процессов старения, которые можно изменить, чтобы дожить до того момента, когда долголетие достигнет космической скорости. Свои стратегии он формулирует на основе того, что мы уже знаем о старении человека и других высокоразвитых видов. Сегодня благодаря генетическим методам уже можно увеличивать продолжительность жизни некоторых видов, таких как черви и дрозофилы, в четыре-пять раз. Некоторые из стратегий ди Грея включают исправление следующих нарушений. 

 

• Хромосомные мутации. Мы можем удалять гены, отвечающие за производство теломеразы и других ферментов, без которых раковые клетки не смогут нас убивать. 

• Токсичные клетки. Мы можем устранять клетки, которые стали токсичными, заставляя иммунную систему рассматривать их как нежелательные и атаковать, а также с помощью направленной «терапии суицидальными генами», заставляющей их умирать самостоятельно. 

• Мутации в митохондриях. Мы можем применять генотерапию для перемещения генов из митохондрий в ядро, где они будут в большей безопасности. Эволюция уже сделала это с большинством митохондриальных генов, так что фактически мы можем завершить ее работу, переместив и оставшиеся в митохондриях гены в ядро. 

• Потеря и атрофия клеток. Мы можем использовать стволовые клетки, чтобы заменять изношенные или отмершие клетки жизненно важных органов и систем, чья способность к обновлению с возрастом снижается. 

 

Сейчас, когда здравоохранение и медицина стали информационными технологиями, эти стратегии будут развиваться по закону ускорения отдачи вложений, сформулированному Рэем, – а он, как известно, постулирует ежегодное удвоение производительности. Несмотря на то что сегодня эти технологии находятся на ранней стадии развития, через 20 лет они станут в миллион раз мощнее. И это будет совершенно иное время. 

 

 

Новая эра станет временем расцвета биотехнологической революции – это наш Второй мост. Однако в конечном счете даже перепрограммированная и оптимизированная биология будет иметь массу ограничений по сравнению с тем, что мы можем создать, выйдя за рамки биологии. На Третьем мосту нас ждут нанотехнологии, которые можно считать и информационными. Нанотехнологии используют автоматизированные процессы с массовым параллелизмом в реорганизацию материи и энергии на молекулярном уровне для создания новых материалов и механизмов, гораздо более сложных и мощных, чем биологические. 

 

Нанотехнологическая революция еще только начинается, но и она будет развиваться в экспоненциальном темпе. Уже сегодня проводятся десятки экспериментов по исследованию наноинженерных устройств размером с клетку крови, выполняющих терапевтические функции в кровотоках животных. Уже разработаны первые наноустройства, известные как BioMEMS (биологические микроэлектромеханические системы), предназначенные для выполнения широкого спектра диагностических и терапевтических задач, требующих высокой точности. Современные BioMEMS впрыскивают факторы свертывания крови пациентам с гемофилией, контролируют уровень инсулина в крови у больных диабетом, вводят дофамин в мозг пациентов с болезнью Паркинсона, отслеживают электрическую активность у пациентов с неврологическими заболеваниями, а также прицельно воздействуют на злокачественные образования противоопухолевыми препаратами. Группа ученых из Национальных лабораторий Сандиа создала микроустройство, которое может захватывать своими «челюстями» отдельные клетки и имплантировать в них ДНК, лекарства, белки и другие терапевтические вещества. Уже существуют концептуальные проекты нанороботов, которые смогут заменить эритроциты, лейкоциты, а также тромбоциты, и будут выполнять свои функции в тысячи раз эффективнее, чем собственные клетки. 

 

Получается, в наших кровотоках будут циркулировать миллиарды нанороботов, улучшающих и заменяющих наши биологические кровяные тельца; они будут поддерживать в крови идеальные уровни питательных веществ, гормонов и других веществ. Помимо этого, будут выводить токсины, уничтожать патогенные микроорганизмы, такие как бактерии, вирусы, раковые клетки и прионы, и в целом поддерживать жизнеспособность и крепкое здоровье каждой клетки. 

 

В конечном счете нанороботы будут изнутри выполнять целый ряд хирургических операций без разрезов и шрамов. Миллионы вводимых в организм пациента помощников будут действовать синергетически, и каждый из этих нанохирургов будет выполнять свою работу поклеточно, удаляя раковые опухоли, восстанавливая сломанные кости и устраняя холестериновые бляшки из артерий с такой высокой точностью, о которой любой настоящий хирург может только мечтать. Новые разработки в области искусственного интеллекта позволят отдельным членам таких «нанохирургических бригад» поддерживать связь и координировать свои действия. Нанороботы смогут даже работать внутри клеток, восстанавливая или заменяя поврежденные и дефектные структуры, например, ДНК митохондрий или ядра. 

 

А еще нанороботы будут непрерывно отслеживать состояние различных систем организма, что позволит быстро корректировать схемы лечения в соответствии с изменениями в состоянии организма и даст возможность узнавать об угрожающих ситуациях до того, как они разовьются. Такие сенсорные устройства будут патрулировать наши организмы изнутри и при обнаружении угрозы начнут лечить, вводя лекарства и выполняя микроскопические хирургические операции. Группа ученых из Гарварда уже разрабатывает наносенсоры, способные проводить анализ любой физиологической жидкости (будь то кровь, слюна или моча) для обнаружения таких проблем, как вирусные инфекции, рак, генетические дефекты, а также нежелательное взаимодействие лекарств. Исследователи из Эдинбургского университета разрабатывают распыляемые нанорегистраторы, призванные сочетать в себе компьютер, беспроводную связь, а также датчики температуры, давления, света, магнитных полей и электрических токов. Группа ученых научно-исследовательского института Аллегейни Зингер в Питтсбурге разрабатывает сенсорных роботов, которые, функционируя в организме, смогут обнаруживать инфекцию, определять ее источник и вводить антибиотик, необходимый для борьбы с конкретным патогенным микроорганизмом. 

 

И вместо того чтобы ремонтировать гены, мы наконец сможем полностью замещать свою ДНК микроскопическими компьютерами, чей программный код можно перепрограммировать по беспроводной связи, а значит быстро реагировать на такие угрозы здоровью, как вирусные инфекции и рак. В нескольких университетах ученые уже модифицировали клетки для выполнения ряда основных компьютерных функций и получили возможность поддерживать беспроводную связь со встроенными в них компьютерами. В конце концов подобные разработки приведут к возможности контролировать экспрессию генов с пульта дистанционного управления. 

 

Читатель: «Получается, если все эти штуки окажутся в наших телах, мы перестанем быть людьми». 

Рэй2034: «Честно говоря, в 2034 году почти все мы – киборги». 

Терри: «Уже сейчас, в 2009 году, среди нас есть киборги – например, люди с болезнью Паркинсона, использующие нейроимплантаты, а также диабетики с искусственной поджелудочной железой». 

Рэй: «При этом мы все равно считаем их людьми». 

Терри2034: «И мы с нашими миллиардами нанобиотных имплантатов по-прежнему считаем себя людьми. Наши технологии всегда были частью нас самих».