<< Предыдущая

стр. 12
(из 19 стр.)

ОГЛАВЛЕНИЕ

Следующая >>

заболеваний. Впоследствии хеморецепто-
ры стали одними из видов мишеней для соединений стала не просто результатом творчества химиков, а итогом научных ис-
драг-дизайнов.
следований.

Прорыв в драг-дизайне был связан с развитием молекулярной биологии,
завершением проекта «геном человека», в результате которого была
Основные понятия, используемые
прочитана полная информация, содержащаяся в ДНК человека. После
в драг-дизайне — это мишень и лекарс-
этого появился совершенно новый подход к поиску новых терапевти-
тво. Мишень — это макромолекулярная
чески важных мишеней. Теперь их можно искать их непосредственно
биологическая структура. Предположи-
в нуклеотидном тексте генома.
тельно она связана с определенной функ-
цией организма, нарушение которой приво-
На сегодняшний момент в фармацевтической промышленности используется
дит к заболеванию. На мишень необходи-
не более 500 мишеней. А геном человека, как нам теперь известно, содержит порядка
мо совершить определенное воздействие.
Лекарство — это химическое соединение, 23000 генов. Как говорят современные исследования, многие заболевания являются
которое специфически взаимодействует
мультифакторными. То есть их причина – дисфункция не одного белка или гена, а сразу
с мишенью.
5-10, связанных между собой. Поэтому количество исследуемых мишеней должно увели-
читься как минимум в 5 раз. Сегодня ученые работают в этом направлении.
лекарства от старости 3



Генная инженерия Ранее инсулин получали из клеток

открывает перед медициной поджелудочной железы животных, поэ-
тому стоимость его была очень высока.

новые перспективы Для получения 100 г кристаллического ин-
сулина требуется 800-1000 кг поджелудоч-
ной железы коровы, а одна железа весит




Г
200-250 г. Это делало инсулин дорогим и
еНеТИчесКая инженерия – важная составная часть биотехно-
труднодоступным для широкого круга диа-
логии. Она зародилась в начале 70-х годов прошлого века и за не- бетиков. В 1978 году исследователи из
сколько десятилетий добилась заметных успехов. компании «Генентек» впервые получили
инсулин в специально сконструированном
В фармацевтике методы генной инженерии используются для преобразования
штамме кишечной палочки. С 1984 года
клеток бактерий, дрожжей и млекопитающих в «фабрики» для масштабного произ- начато промышленное производство инсу-
водства любого белка. Это дает возможность детально анализировать структуру и фун- лина и в СССР.
кции белков и использовать их в качестве лекарственных средств.
Соматотропин – гормон роста чело-
Благодаря генной инженерии удалось превратить кишечную палочку
века, секретируемый гипофизом. Недо-
в поставщика таких важных гормонов как инсулин и соматотропин.
статок этого гормона приводит к гипо-
Применяется генная инженерия и для лечения наследственных забо-
физарной карликовости. Если вводить
леваний.
соматотропин в дозах 10 мг на кг веса три
раза в неделю, то за год ребенок, страда-
Методика лечения заключается в следующем. Из клетки выделяют белок, кло-
ющий от его недостатка, может подрасти
нируют ген этого белка и изменяют его. Созданный мутантный ген вводят в клетку. на 6 см.
Если он начинает работать, несущая его клетка и ее потомки будут синтезировать Раньше соматотропин получали из
трупного материала. Поэтому доступные
измененный белок. Таким образом можно исправлять дефектные гены и лечить на-
количества гормона были ограничены.
следственные заболевания. Кроме того, гормон, получаемый этим спо-
С помощью генетической инженерии уже созданы линии животных, устойчивых собом, был неоднороден и мог содержать
медленно развивающиеся вирусы. Компа-
к вирусным заболеваниям, а также породы животных с полезными для человека при-
ния «Генентек» в 1980 году разработала
знаками. технологию производства соматотропина с
Сейчас даже трудно предсказать все возможности, которые будут реализованы с помощью бактерий. А в 1982 году гормон
роста человека был получен в институте
помощью генной инженерии в ближайшие несколько десятков лет. Перечислим только
Пастера во Франции.
некоторые из уже имеющихся достижений.

? Открыт ген человеческой памяти Для профилактики, диагностики и ле-
Осенью 2006 года в результате совместной работы ученые Translational Genomics чения генетических заболеваний ученые
научились изменять гены в определен-
Research Institute (г. Феникс, штат Аризона), университета Цюриха (Швейцария), уни-
ных тканях.
верситета штата Аризона и клиники Майо города Скоттсдейл (штат Аризона) выявили Создана генетическая карта болез-
ген, во многом обеспечивающий качество человеческой памяти. ней, позволяющая разрабатывать индиви-
дуальное лечение при генетических забо-
Ученые считают, что их открытие должно послужить основой для разработки
леваниях.
новых методов лечения потери памяти, а также, возможно, для улучшения состояния
Начата работа над полной генетичес-
пациентов с болезнью Альцгеймера. Уже начата работа по созданию препаратов для кой картой всех раковых заболеваний.
восстановления слабеющей в результате старения памяти и заболеваний, к симптомам
которых относится амнезия.
40 лекарства от старости


? Генная инженерия совершила прорыв в лечении рака
Доктор Стивен
Розенберг (Нацио-
В 2006 году стивен розенберг и его коллеги из американского Национального
нальный институт
института рака опробовали на ряде пациентов новый метод борьбы с опухолями, осно-
рака США) так гово-
рит о результате сво- ванный на введении в организм перепроектированных иммунных клеток.
их исследований: «Мы
В иммунные клетки, взятые у больных меланомой (злокачественной опухолью
теперь можем брать
кожи), были помещены растиражированные гены человека, который в силу своих при-
нормальные лимфо-
циты у пациентов и Стивен Розенберг родных особенностей, смог успешно победить болезнь. Через месяц в 15 пациентах из
модифицировать их
17 эти новые клетки не только выжили, но и составили от 9% до 56% всего «населения»
в лимфоциты, реагирующие на раковые
Т-лимфоцитов в организме.
клетки».
Через полтора года после лечения два пациента полностью избавились от рака. У
Учёный намерен продолжить исследо-
вание. Он хочет выяснить, как генетичес- одного пациента раковых образований было два. Одно из них исчезло полностью, а вто-
ки модифицированные клетки выживут в
рое — сократилось на 89%, после чего его удалили хирургическим путём. А у второго
организме в течение большего срока, как
пациента была одна опухоль, которая «рассеялась». Розенберг отмечает, что «впервые
будет работать эта терапия в комплексе с
другими методами лечения рака, как она генные манипуляции привели к регрессу опухоли у людей».
сможет помочь при борьбе с другими типа-
? ? Ученые считают, что ВИЧ можно «отключить»
ми раковых образований. В общем — воп-
росов ещё немало.
на генетическом уровне
Подбором определённых белков и ферментов можно заставить ВИЧ, заразивший
Между расшифровкой генома и
клетки иммунной системы, перейти в «спящий» режим. Таков основной вывод работы
рождением новых лекарств – немалая
Леора Вейнбергера и Томаса Шенка из университета Принстона.
дистанция. Стандартный срок создания
лекарства от идеи до аптеки – 10-12 лет. Ученые разобрались в цепочках биохимических реакций, влияющих на молекуляр-
И это в том случае, когда уже точно опре-
ные сигналы, заставляющие ВИЧ приступить к копированию самого себя. Они выявили
делена мишень фармакологического воз-
белок, который играет ключевую роль в запуске размножения вируса. Исследователи оп-
действия. Власти требуют от фармацевтов
проведения множества исследований по ределили участок генома вируса, ответственного за его синтез.
выявлению противопоказаний и побочных
Пока авторы работы не выяснили всех деталей этих химических цепочек и не опре-
эффектов, отдаленных последствий. Тем
делили всех их участников. Но они утверждают, что, разобравшись с этими взаимосвязя-
временем многие больные умирают, так и
ми, можно создать препарат, который будет держать переключатель запуска размноже-
не дождавшись необходимого лекарства.
ния вируса в положении «выключено», и ВИЧ останется пассивным.
По определению
Медицина будущего будет лечить
ведущего учёного
в данной области
людей на уровне молекул
Роберта Фрейта-
са: «Наномедици-




Г
на – это слежение,
рОМаДНый скачок в лечении заболеваний и остановке старения
исправление, конс-
труирование и кон- человеческого организма сможет совершить в будущем наномеди-
троль над биологи- Роберт Фрейтас
цина – часть новой области науки и техники, которая называется
ческими системами
нанотехнология. Она связана с разработкой устройств размером порядка нанометра
человека на молекулярном уровне, ис-
(10-9 метра). Эти устройства состоят из нескольких десятков – нескольких тысяч атомов и
пользуя разработанные наноустройства
и наноструктуры». способны работать с отдельными атомами и молекулами.
лекарства от старости 41


Нанороботы будут иметь вычислительные устройства, сенсоры для определения В 1982 году Гей-
молекул в окружающей среде и манипуляторы для работы с ними. Они должны уметь нрих Рорер и Герд
Бинниг из исследо-
перемещаться в пространстве, а также перемещать молекулы и изменять их структуру.
вательской лабора-
Планируется использовать нанороботов в самых различных областях.
тории фирмы ИБМ
в Цюрихе (Швейца-
что изменится в медицине с появлением нанороботов?
рия) создали при-
? С помощью нанороботов будет возможно полное обследование пациента. бор для изучения
отдельных атомов
? От операций на органах медицина перейдёт к операциям на молекулах.
на поверхности. Гейнрих Рорер
? Нанороботы будут способны ремонтировать клетки. Снабжённые полным опи- Прибор был назван
санием человеческого тела с точностью до атома они смогут устранять изменения в орга- сканирующим туннельным микроскопом,
за который в 1986
низме, ведущие к старению.
году была присужде-
? Раковые клетки будут эффективно распознаваться нанороботами и убиваться
на Нобелевская пре-
сильными препаратами. Аналогично будет уничтожаться различная инфекция. мия.
? Воздействие лекарств на организм станет намного эффективнее. Поскольку на- В 1986 году Бин-
ниг разработал дру-
нороботы будут находить соответствующие клетки и доставлять лекарство непосредс-
гой прибор, который,
твенно к ним. в отличие от пре-
? Эти крошечные механизмы смогут взять на себя некоторые функции организма. дыдущего, мог ис-
следовать не только
Например, нанороботы смогут участвовать в транспорте кислорода и углекислого газа, Герд Биннинг
электропроводящие
свертывании крови, создании кровеносной системы и т.д.
поверхности. Он получил название атом-
Сегодня это звучит фантастически. Но ведь когда-то не менее фантастической каза- но-силовой микроскоп.
Эти открытия послужили толчком к раз-
лась мечта человека о полете в космос. В начале прошлого века великий Циолковский впер-
витию нанотехнологии.
вые разработал модель ракеты для космического полета И большинство современников
назвали его сказочником. Но не прошло и 60 лет, как эта сказка воплотилась в жизнь…
Сегодня исследования в области нанотехнологий уже идут полным ходом. Раз- Доктор Кимун
работан проект микрофагоцита, который сможет поглощать вредные микроорганизмы и Ким из универси-
тета науки и тех-
переваривать их, нейтрализуя вредные вещества. Создан проект наноробота хроматоци-
нологии Поханга
та, который сумеет внедрить любую ДНК в ядро любой клетки...
предложил для
производства нано-
сфер использовать
? Разработан метод сборки медицинских набор молекул в
нанокапсул из молекул форме диска с уг-
Кимун Ким
лублением в цен-
тре, похожих на пустотелые тыквы. На
В начале 2007 года исследователи из Кореи разработали простой способ производс-
поверхности молекул находятся «крючки»,
тва полимерных нанокапсул (искусственно созданных контейнеров размером от 20 до
которыми диски соединяются друг с дру-
100 нанометров), которые можно применять в медицине. Чтобы продемонстрировать гом под воздействием ультрафиолетового
пригодность нанокапсул для медицинского использования в области доставки лекарств излучения. В итоге, шарообразная нано-
капсула собирается из частей, как голо-
в организм, исследователи нанесли на поверхность капсулы различные биомолекулы.
воломка. Контролируя процесс с помощью
Они разместились в полостях молекулярных дисков, образующих капсулу. Как говорят излучения, ученые получили пустотелые
ученые, капсулу можно «сориентировать» на распознание только раковых клеток, чтобы нанокапсулы диаметром от 150 до 600 на-
нометров.
более эффективно проводить химиотерапию.
42 лекарства от старости


? В Японии сконструированы первые
Как говорит
молекулярные ножницы
профессор химии и
биотехнологии Та-
Весной 2007 года исследователи из университета Токио сконструировали модель
кузо Айда – один
из создателей «мо- молекулярной машины, внешне похожей на ножницы. Под действием света эта сложная
лекулярных нож-
молекула может «открываться» или «закрываться».
ниц» – молекула
Химики и биохимики могут использовать молекулярные ножницы для точного ис-
размерами всего
три нанометра так- следования активности белков. Дело в том, что инфракрасное излучение, управляющее
же может достав-
Такузо Айда «ножницами», проникает глубоко внутрь человеческого тела, поэтому биохимики смо-
лять лекарства
гут управлять наномашиной даже в кровеносной системе человека. Для доставки генов в

<< Предыдущая

стр. 12
(из 19 стр.)

ОГЛАВЛЕНИЕ

Следующая >>