Рэй Курцвейл - Transcend: девять шагов на пути к вечной жизни
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.
Космическая скорость долголетия
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.
Мосты будущего
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.
