2.2. Процедура лечения старения в геронтологической клинике будущего
Принимая во внимание прогресс нанотехнологий, а также то, что для противодействия старению необходима системная, массовая коррекция структуры организма на молекулярном уровне, можно предположить как будет выглядеть процесс лечения старения через несколько десятилетий.
Основными составными частями геронтологической клиники будущего будут устройство для синтеза молекулярных роботов (см. Приложение 2,3), суперкомпьютеров, приборов для организации взаимодействия между роботами и суперкомпьютером (типа магнитно - резонансного томографа). Безусловно, для управления ими будет необходим высококвалифицированный персонал. Процесс лечения будет происходить примерно следующим образом. Пациенту вводится инъекция молекулярных роботов, затем он помещается в "томограф", и в суперкомпьютере запускается программа для диагностики и лечения. По окончании лечения молекулярные роботы инактивируются и выводятся из организма естественным путем. Пока трудно оценить длительность одной процедуры и их количество. Эти параметры будут зависеть от стадии процесса старения, от производительности и качества работы молекулярных роботов, от глубины познания механизмов старения и т.п.5(см. Приложение 4)
Во время лечения молекулярные роботы будут выполнять следующие операции: узнавание определенных фрагментов молекул и клеток, разрыв или соединение частей молекул, добавление или удаление молекулярных фрагментов, полная разборка и сборка молекул и клеточных структур по определенной программе. В результате этих операций будет осуществлено полное восстановление всех повреждений, произошедших в клетке в процессе старения. Например, будут разобраны молекулярные сшивки в липидных мембранах и белках, произведена их "декарамелизация" (удаление неспецифически присоединившихся к ним молекул глюкозы), удалены накопившиеся вредные продукты обмена, восстановлена правильная последовательность нуклеотидов в ядерной и митохондриальной ДНК, восстановлена структура хроматина, характерная для здорового состояния клетки.
Дополнительно к такой процедуре лечения старения (молекулярной хирургии) можно будет производить молекулярное протезирование – долговременный ввод в клетку автономно функционирующих молекулярных роботов, которые будут предотвращать молекулярные повреждения или лечить их сразу после возникновения (например, инактивировать ускользнувшие от естественных защитных систем свободные радикалы).
Также молекулярные робот могут участвовать (как наряду с генной инженерией, так и вместо нее) в перепроектировке генома клетки – в изменении генов или добавлении новых для усовершенствования функций клетки. Причем, в конечном счете может оказаться, что после такого усовершенствования старение замедлится настолько, что в его лечении уже не будет необходимости. Однако, значительная перепроектировка генома может привести к искусственной трансформации Homo sapiens в другой биологический вид, что может вызвать негативную общественную реакцию или оказаться нежелательным по иным причинам. В то время как описанное выше нанотехнологическое лечение старения не ведет к таким последствиям, и с этой стороны оно имеет преимущество перед генно-инженерными методами.
Помимо вышеописанных возможностей нанотехнология открывает еще один способ борьбы со старением. Если окажется, что по каким-либо причинам молекулярные роботы не смогут вылечить болезнь, связанную со старением (это достаточно вероятно на начальных этапах становления наногеронтологии), то тогда можно будет прибегнуть к анабиозу – обратимо заморозить человека для его длительного хранения при ультранизкой температуре с целью его лечения медицинскими методами еще более отдаленного будущего.
На сегодняшний день основная проблема здесь состоит в том, что существующие технологии замораживания позволяют осуществить полный цикл замораживания-размораживания только для биологических объектов небольших размеров (несколько миллиметров), так как их можно тщательно подготовить к замораживанию (в большинстве случаев такой подготовкой является перфузия раствором криопротектора). В более больших объектах качественную подготовку провести не удается (главным образом из-за неоднородности биологических тканей, входящих в состав организма), что ведет к неравномерным скоростям замерзания различных участков тканей и органов, к возникновению химических градиентов и механических напряжений. Результатом этого является образование многочисленных повреждений на клеточном (разрыв стенок клеток) и на тканевом (микротрещины) уровнях. Что делает простое размораживание, без предварительного исправления повреждений, невозможным.6
Эти повреждения, а также последствия частичного разрушения клеток во время нахождения пациента в терминальном состоянии могут быть ликвидированы посредством применения молекулярных роботов. Причем операции, производимые ими, будут примерно такими же как и для борьбы со старением. Помимо помощи в оживлении пациентов, замороженных сегодняшними методами, в будущем при использовании молекулярных роботов можно достичь и замораживания без повреждения организма за счет придания клетке свойств, делающих ее устойчивой к воздействию сверхнизких температур.
Надежда на оживление будущими медицинскими технологиями привела к экспериментам по замораживанию терминальных пациентов, проводимых рядом частных американских клиник (на сегодняшний день заморожено и хранится около ста человек). Причем если до недавнего времени общественное отношение к такой практике было скорее ироничным, то после обоснования реальности оживления замороженных пациентов при помощи нанотехнологии это отношение стало меняться к серьезному. В этом смысле показательна статья в известном американском журнале "Тайм" посвященном проблеме достижения "вечной молодости". В ней медицинский анабиоз (называемый в Америке крионика) и нанотехнология названы наиболее перспективными средствами продления жизни ближайшего будущего. Стоит заметить, что ведущие американские специалисты по молекулярной нанотехнологии имеют контракт на замораживание и участвуют в исследованиях по этой проблеме.7
Тут может возникнуть закономерный вопрос: будет ли лечение в геронтологической клинике будущего доступно для любого человека? Для ответа на этот вопрос нужно рассмотреть прогнозы относительно немедицинских аспектов применения нанотехнологии. Предполагается, что нанотехнологические устройства смогут полностью заменить существующие промышленные и сельскохозяйственные технологии, во много раз увеличив их производительность и снизив затраты. Все операции будут сведены к перестройке расположения атомов в исходных материалах, получаемых из воды, воздуха и песка. Причем поскольку молекулярные роботы, производящие эти операции, будут использовать солнечную энергию и изготовлять самих себя, затраты на обеспечение всех людей пищей, одеждой, жильем, средствами передвижения и энергией (топливом) будут ничтожными. Среди всего прочего это будет означать дешевизну медицинского оборудования и легкость организации его массового производства. Это позволяет предположить, что и в целом стоимость медицинского обслуживания будет невелика, и оно будет доступно практически каждому человеку. Следует также отметить, что применение нанотехнологии в космонавтике и планетной инженерии позволит решить проблему перенаселения Земли, которая часто приводится в качестве аргумента против исследований по проблеме продления жизни.8
Помимо общего интереса, знание возможных перспектив развития геронтологии может быть полезным в учебном процессе – ведь весьма вероятно, что разработкой и внедрением методов молекулярной хирургии и протезирования, основанных на достижениях нанотехнологии, будут заниматься сегодняшние студенты. В частности, это означает, что значительное внимание при подготовке специалистов в областях, связанных с возможными клиническими применениями геронтологии, следует уделять молекулярной биологии и информатике. Это может оказаться тем более актуальным, если учесть, что при благоприятном развитии событий отдельные элементы описанной здесь процедуры лечения старения могут начать внедряться в практику уже в конце следующего десятилетия. Например, это может быть противодействие какой-либо одной причине старения посредством простых, автономно функционирующих молекулярных роботов, конструкция которых не сильно отличается от таковой обычных белков. В отличие от более сложных, универсальных роботов их разработка (по крайней мере, в принципе) может быть проведена без больших вычислительных затрат – сочетанием компьютерной "искусственной эволюции" и биохимической "эволюции в пробирке".9
В дополнение к этому важно понимать, что знание перспектив может оказаться весьма существенным моментом в приближении самих перспектив – главным образом через влияние на общественное сознание (как в научной среде, так и в других слоях общества), что в конечном счете может привести к существенному увеличению ресурсов, выделяемых на развитие геронтологии.
Основные проблемы применения нанотехнологий:
Выход из строя нанороботов в организме человека, может привести к катастрофическому нарушению регуляции, появлению системных болезней человека.(см. Приложение 6)
Отторжение организмом наноробота.
Доступность каждому человеку (цена)
Перенаселение земли.
Дальнейшее увеличение длительности жизни будет зависеть от состояния общества и настроения каждого человека.