http://www.ras.ru/digest/showdnews.aspx?id=2c7646a9-1396-4cae-b63d-110d02dda3c7&print=1© 2024 Российская академия наук
XXI век нередко называют веком биотехнологий. Ожидается, что они улучшат качество жизни людей. В первую очередь речь идёт о медицинских приложениях биотеха. Но зачастую возникают сомнения — насколько велика отдача от всех тех разработок, которые объявлялись прорывными? Такой вопрос задают люди, не осведомлённые о сложности задач, решаемых учёными, и потому невольно находящиеся под влиянием завышенных ожиданий. В то же время в клинической практике для лечения тяжёлых болезней давно используются препараты, созданные с помощью биотехнологий. Эффективность их применения подтверждает статистика.
В России, где в силу понятных причин авторитет учёных упал очень низко, разочарование в возможностях науки закономерно привело к росту популярности проходимцев самых разных мастей. Достаточно упомянуть многочисленную рекламу лечения разных недугов с помощью стволовых клеток, создающую впечатление, что у нас эта область науки и технологий развивается на мировом уровне.
В остальном мире негативное отношение к новым биотехнологиям выражается и в попытках ограничить, а то и вовсе остановить научные исследования в некоторых областях наук о живом. Например, боязнь клонирования, не имеющая под собой практически никакой рациональной основы, привела к принятию во многих странах законодательства, запрещающего его, что серьезно осложнило исследования, связанные со стволовыми клетками, — одну из наиболее перспективных областей современной медицины. В Европе из-за необоснованных опасений потребителей, а также протекционистской политики ЕС в области сельского хозяйства, практически не продаются генетически модифицированные продукты, весьма популярные в США. Ряд африканских стран отказался от получения гуманитарной продовольственной помощи из-за надуманных опасений политиков Евросоюза, что генетически модифицированное зерно будет использовано для посевов и нанесёт вред ввозимым в страны ЕС продуктам.
Невозможно пустить научный процесс только по пути получения «хороших» знаний. И непонятно, что это такое: вряд ли кто-нибудь оспорит тезис, что одни и те же знания и технологии могут быть использованы как во благо, так и во зло. А отказ от новых научных разработок вообще лишает человечество шансов обеспечить себе достойный уровень жизни. Поэтому к опасениям по поводу рисков, которые несут новые технологии, следует относиться с пониманием — такова уж природа человека, с недоверием воспринимающего реалии очередного технологического уклада.
Но в то же время раздаются вопросы: насколько велика отдача от всех тех разработок, которые некогда преподносились как прорывные? Не уходят ли деньги налогоплательщиков в песок? Коль скоро биотехнологии называются важным элементом инновационного развития ведущих стран мира, то нет ли опасности надувания новых финансовых «мыльных пузырей», на сей раз в высокотехнологичном секторе экономики?
Генная инженерия, будучи основой современных биотехнологий, позволяет создавать новые лекарства для разных областей медицины
Сложность задач и сложность их понимания
В самом деле может показаться, что эффект от внедрения инноваций в биотехе не настолько велик, чтобы люди почувствовали их реальное влияние на свою жизнь. Поэтому уместен встречный вопрос: а с чем следует вести сравнение? Где критерии, по которым можно оценивать эффективность достижений мирового биотеха?
Наиболее часто упрёки со стороны обывателей касаются медицинских приложений биотехнологий: мол, учёные до сих пор не исцелили людей от рака, непобедимым остаётся СПИД! Расшифрован геном человека — но где практические результаты от этой работы? Упрёки можно понять, ведь именно медицина — основное приложение результатов деятельности биотехнологов.
К сожалению, подобные вопросы возникают из-за двух вещей: недостаточного понимания людьми сложности задач, которые решают учёные, и желания самих исследователей рассказать о чём-то необычном, что создано в их лаборатории. Но упрекнуть самих учёных здесь не в чем: надо же, в конце концов, демонстрировать товар лицом, чтобы получить финансирование работ. В результате реальные результаты деятельности учёных подменяются виртуальной картиной, у людей возникают завышенные ожидания — мол, ещё немного, и будут побеждены тяжёлые болезни, удастся продлять человеческую жизнь и т. д.
В действительности всё оказывается не так. В первую очередь это касается рака и СПИДа. Существовавшие представления учёных о механизме возникновения раковых опухолей на поверку оказались далеки от реальности. За прошедшие четыре десятка лет открыта масса факторов, влияющих на рост и развитие злокачественных опухолей, переписаны учебники по молекулярной биологии, но главное — стало ясно, что одного-единственного метода (или комбинации методов) для лечения рака найти невозможно. Проще говоря, панацеи от рака быть не может — каждый тип опухоли требует своего подхода к лечению; более того, очень многое зависит от конкретного организма, в котором происходит опухолевый рост. Естественно, что и условия, в которых ведутся поиск и тестирование новых химических соединений — кандидатов в лекарство, оказывают своё влияние на конечный эффект.
Развитие биотехнологий вызывает споры в обществе. Но уровень понимания таких технологий в мире невысок, что невольно приводит к подмене понятий: вместо обсуждения действительно заслуживающих внимания проблем участники дискуссий повторяют свои иррациональные убеждения
Так, если какое-то химическое соединение уничтожает раковые клетки в пробирке, то это вовсе не означает, что оно будет столь же эффективно работать в организме, например, подопытной мыши. А если состояние грызуна улучшается, то опухоли в организме человека вполне могут быть устойчивыми к новому лекарству. Вот почему происходят периодические всплески и угасание надежд: cтоит получить in vitro — в пробирке — какой-нибудь сильный эффект, например, уничтожение раковых клеток новым химическим соединением, как объявляется о прорыве в лечении рака. Но по прошествии времени эта новость забывается — потому что в организме подопытных животных новое лекарство может вообще не действовать.
Сказанное относится и к СПИДу. За время открытия вируса иммунодефицита человека в 1983 году он стал наиболее изученным вирусом в истории молекулярной биологии. Опять-таки, непосвящённому человеку может показаться, что гигантское количество накопленной информации должно привести к победе над этим вирусом. Но увы. Вирус иммунодефицита обладает поистине дьявольскими свойствами, возникшими в ходе эволюции, которые не позволяют надеяться на полное удаление вируса из организма больного и даже на создание в ближайшем будущем вакцины против ВИЧ. Не будет преувеличением сказать, что человечество столкнулось с совершенно уникальным механизмом вирусной инфекции. Соответственно, для её лечения нужны принципиально новые подходы. При этом провалы в испытаниях инновационных лекарств и вакцин, проводимых, в частности, крупными фармацевтическими компаниями, зачастую приводят к появлению утверждений, что транснациональные корпорации не заинтересованы в излечении СПИДа. На первый взгляд — это фразы из арсенала любителей теории заговоров, но в большинстве случаев они отражают непонимание сути ВИЧ-инфекции.
Статистика — за учёных
«Если смерть нашла одни ворота закрытыми, она обязательно найдёт другие» — эта фраза как нельзя лучше подходит для описания проблем, связанных с поиском средств лечения онкологических и СПИД-ассоциированных заболеваний. Сказанное, впрочем, вовсе не означает, что учёные лишь накапливают информацию и что нет довольно эффективных лекарств против этих болезней. Существующие методы (так называемая антиретровирусная терапия) позволяют продлять жизнь пациентов, и тому подтверждение — статистика.
Например, при реализации программы антиретровирусной терапии (основанной практически целиком на достижениях биотехнологов) для ВИЧ-инфицированных Эфиопии число смертей от СПИДа снизилось на 50 процентов в течение пяти лет — с 2004 по 2009 годы. А когда в Бразилии ввели программу универсального бесплатного лечения ВИЧ, то число смертей от СПИДа снизилось на 65 процентов с 1995 по 2002 годы. Наконец, в Нью-Йорке с появлением антиретровирусной терапии число смертей от СПИДа уменьшилось на 63 процента за два года. Неслучайно СПИД в ряде развитых стран уже принято относить к хроническим заболеваниям.
Обыватели не знают о нюансах работы учёных, поэтому у людей возникают завышенные ожидания чудесных результатов. Но действительность часто оказывается разочаровывающей
Да и для лечения некоторых форм рака используются подходы, позволяющие продлить жизнь больным. Причём речь идёт об использовании точечных воздействий на раковые клетки — такая возможность появилась только благодаря успехам биотехнологов. Особо следует выделить технологию создания противораковых препаратов на основе так называемых моноклональных антител. Идея применения в качестве противораковых средств антител издавна, с момента их открытия, представлялась учёным очень заманчивой. Ведь, образно говоря, антитело можно уподобить самонаводящейся ракете, которая либо нейтрализует нарушителя — чужеродный агент, либо, если она оснащена «боеголовкой», разрушает специфическую клетку-мишень, в том числе и опухолевую. В качестве такой «боеголовки» можно использовать радиоактивный изотоп или мощный токсин. И уж совсем замечательным было бы научиться получать в больших количествах так называемые моноклональные антитела — только одного вида, против одной-единственной мишени.
Но только в 1975 году американцам Г. Келеру и С. Мильштейну удалось создать основы такой технологии: они слили воедино клетки мышиных лимфоцитов, нарабатывающих антитела, и опухолевые клетки миеломы. Полученная в результате гибридная клетка могла нарабатывать лишь определённый вид антител. Казалось, вот оно — решение проблемы: нарабатывай антитела против нужных мишеней да используй для лечения. Однако действительность остудила первоначальный энтузиазм. Быстро выяснилось, что мышиные антитела обладают рядом существенных недостатков: плохо связываются с мишенями, не способны запускать иммунный ответ, быстро выводятся из организма, не успев проявить лечебный эффект. Но самое опасное — они вызывали на себя сильный иммунный ответ со стороны организма пациента. Начался поиск путём проб и ошибок. В результате с помощью генной инженерии были созданы такие моноклональные антитела, в которых некоторые «мышиные» участки заменены на фрагменты антител человека. И такой подход позволил существенно снизить побочные эффекты от применения этих препаратов. Более того, с течением времени стало ясно, что конкретные случаи клинического применения требуют видоизменения молекул моноклональных антител. Это стимулировало работы учёных, и сейчас они могут создавать антитела из разных молекулярных «блоков» наподобие конструктора LEGO. Успехи биоинформатики позволяют проводить моделирование антител с заранее заданными свойствами, а прогресс в технологиях генетической и клеточной инженерии — создавать новые методы наработки терапевтических препаратов.
Благодаря работам биотехнологов созданы современные методы лечения тяжёлых заболеваний, таких как рак и СПИД. Они позволяют продлить жизнь пациентов, что подтверждают статистические данные
Сейчас в мире продаётся несколько противораковых препаратов на основе моноклональных антител: «Герцептин» — для лечения одной из наиболее агрессивных форм рака молочной железы, «Ритуксан» и «Бексар» — для терапии неходжкинской лимфомы, «Авастин» — средство против рака толстой кишки. На сегодняшний день девять десятых всех препаратов на основе моноклональных антител предназначено для онкологического применения, но помимо онкологии антитела используют также в трансплантологии, для лечения сердечно-сосудистых, аутоиммунных и инфекционных заболеваний. На мировом фармацевтическом рынке антитела занимают второе место по объёму производства после вакцин, и к 2011 году прогнозируется увеличение продаж терапевтических препаратов антител до 21 миллиарда долларов.
Александр Габибов: «Те страны, в которых отсуствуют современные биотехнологии, обречены на прогрессирующее отставание от современного магистрального пути развития промышленности»
Мишени биотеха: не только рак и СПИД
Генная инженерия, будучи основой современных биотехнологий, конечно же, позволяет создавать и новые лекарства для других областей медицины. Вот какие примеры в качестве комментария привёл один из ведущих российских биотехнологов, чл.-корр. РАН, заведующий лабораторией биокатализа Института биоорганической химии им. академиков М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН Александр Габибов:
«Конечно, и онкологические заболевания, и СПИД — горячие точки современного медицинского биотеха. Но биотехнологические разработки очень востребованы, например, в гематологии, в которой необходимы препараты для борьбы с кровопотерями — как при травмах, так и при кровотечениях, например, после хирургических операций. Речь идёт о препаратах, способствующих свёртыванию крови. В последние годы в терапии тяжёлых состояний успешно применяется зарубежный рекомбинантный лекарственный препарат NovoSeven, представляющий собой активированный фактор VII свертывания крови. Это белок, который активирует свертывающую систему крови непосредственно в месте кровотечения, что уменьшает риск развития тромбообразования. Фактор свертывания крови VII, вообще говоря, стратегический продукт, потому что быстрое свертывание крови, купирование кровотечений критически важно при ранениях в условиях техногенных катастроф или боевых действий. Без этого препарата нельзя проводить мероприятия экстренной помощи.
Второй пример применения биотехнологических разработок в гематологии — лечение гемофилии. Сейчас в мире насчитывается несколько сотен тысяч больных этим недугом. Для них опасны любые травмы, в результате которых начинается кровотечение, а также медицинские процедуры, например, стоматологические вмешательства. В лечении гемофилии и профилактике кровотечений применяется другой белок — фактор свёртывания VIII. Он уже в течение 20 лет успешно применяется для лечения гемофилии.
Преимущества генно-инженерного пути наработки нужных терапевтических белков очевидны. Ведь в чём главный недостаток традиционного пути получения факторов свёртывания из плазмы крови? Если они недостаточно очищены, то могут содержать вирусы иммунодефицита человека, а также гепатитов В и С. А существующие биотехнологические методы получения рекомбинантных факторов свертывания крови в принципе исключают такую возможность. Кроме того, с помощью методов генной инженерии можно целенаправленно улучшать свойства белков, и не только факторов свёртывания крови. Скажу также о необходимости новых препаратов для лечения аутоиммунных патологий и нейродегенеративных заболеваний. Это также горячая точка современной биофармы и подобные разработки есть в портфеле и российских исследователей.
Создание излишней рекламы новым открытиям не способствует объективному восприятию результатов работ учёных. Если сами специалисты смогут разъяснять, с какими проблемами они сталкиваются, то и недопонимания будет меньше
Cовременная биотехнология в приложении к биофарме не может существовать без продвинутой промышленной технологии получения рекомбинантных белков. Те страны, в которых подобные технологии отсутствуют, обречены на прогрессирующее отставание от современного магистрального пути развития промышленности».
Можно приводить и другие примеры реальных достижений биотехнологов в мире. Они, что бы ни говорили скептики, работают. Новые лекарства выходят на рынок. Конечно, они недёшевы — но тут уж учёные не виноваты. Понятно, что людям хочется получить эффективную пилюлю против какого-нибудь недуга побыстрее да подешевле. Но чудес-то не бывает. Поэтому будет гораздо лучше, если сами учёные не станут порождать ложных надежд, создавая излишний шум вокруг очередных открытий, которые на поверку не будут плодотворными. Пусть вместо этого постараются разъяснить, над чем работают и с какими проблемами сталкиваются, — тогда и недопонимания будет меньше.