Geum.ru

Что есть нанотехнологии в жизни человека?

Вид материалаДокументы
Подобный материал:
Что есть нанотехнологии в жизни человека?

««Нано» было всегда и повсюду. Действительно, в каждой клетке нашего организма работают удивительные биологические наномоторы, например кинезин, умеющий «шагать» по микротрубочкам. А фуллерен, рожденный четверть века назад, теперь находят по всей Вселенной, и даже считают его возможным прародителем жизни на Земле. Но и «технологии» на уровне «нано», тоже родились не после лекции Р.Фейнмана «Там внизу много места» в 1959 г. Первобытные люди знали, насколько острыми могут быть орудия из кремня, живописцы умели делать краски с наночастицами, а кузнецы ковали крепчайшую сталь, изменяя ее наноструктуру. Может быть, тогда и нет такой науки нанотехнологии? А может быть, нанотехнологии — это основа основ?»

Так думал один мальчик — фантазер, глядя на своего брата. Братишка родился с синдромом Дауна – распространенным умственным заболеванием. У людей с этим заболеванием имеется лишняя 21-я хромосома, поэтому есть лишние копии сотен генов. По какой-то причине такая аномалия в хромосомном наборе приводит к проблемам с обучением и запоминанием.



Этот фантазер, учившийся в девятом классе, решил помочь своему брату и попытаться вылечить его от этого заболевания и ударился в генную инженерию. Мальчик просматривал новости, искал информацию в Интернете, и однажды наткнулся на сайт ссылка скрыта , где была выложена такая информация:

«Чтобы понять, что ненормально в мозгу больных синдромом Дауна, группа ученых под руководством нейробиолога Ахмада Салехи из Станфордского Университета в Сан Паоло, Калифорния, с помощью методов генной инженерии создала линию мышей, у которой было три копии по более, чем 100 генам из хромосомы 21 (вместо двух, как обычно), эту линию назвали Ts65Dn. У таких мышей возникли трудности с обучением и нарушение памяти, что происходит также и у людей с синдромом Дауна. Когда Салехи и его коллеги изучили мозг таких мышей, они обнаружили у них зону дегенерации в основании мозга.

Ученые предположили, что отмирание нервных клеток в области locus coeruleus приводит к нарушению памяти и плохой обучаемости за счет снижения норефинефрина в гиппокампе, поэтому ученые дали мышам лекарства, которое повышает уровень этого нейромедиатора. Через несколько часов после приема лекарства ученые попытались выяснить, насколько хорошо мыши запоминают события, ассоциированные с электрошоком.

Если мыши линии Ts65Dn не принимали лекарства, то они проваливали тест на память, а вот те, которым давали лекарство, выполняли тест также хорошо, как и нормальные здоровые мыши. «Такой тип памяти зависит от гиппокампа, и, получается, что повышение норефинефрина ведет к коррекции»,- говорит Салехи. «Повышение уровня определенных веществ в мозге привело к улучшению способностей моделирующих синдром Дауна мышей к обучению», - сообщают ученые. Открытие дает надежду на то, что однажды будут изобретены лекарства, облегчающие жизнь больным синдромом Дауна людям. «Это положительный результат», - считает Роджер Риверс, генетик из Университета Джон Хопкинса в Балтиморе. Кроме того, напоминает он, были проведены исследования, доказывающие, что гамма-аминокислоуксусная кислота тоже может привести к улучшению памяти у больных синдромом Дауна. Ученый считает, что пока рано говорить о терапии синдрома Дауна. Однако, за последние 5 лет в этом направлении достигнут немалый прогресс. Несколько лекарств, повышающих уровень норефинефрина, уже разрешены для лечения людей, поэтому легче будет получить разрешение использовать их на больных синдромом Дауна.»

«Но почему, почему этого нельзя избежать? — думал наш фантазер. — Почему у меня не случилось лишнего копирования двадцать первой хромосомы, а у моего брата эта лишняя хромосома есть? Родители-то у нас одинаковые!» И тут мальчик наткнулся на такую статью на сайте ссылка скрыта:

«Уже сейчас будущая мать может узнать о том, что её ребёнок родится с синдромом Дауна. Часто такое «открытие» приводит к аборту. Однако учёные из американского Национального института здравоохранения (National Institutes of Health) рапортуют о том, что приблизились к лечению симптомов болезни, когда плод ещё находится в чреве.

Учёным удалось значительно улучшить состояние новорождённых мышей с отклонениями, похожими на человеческие. И хотя это достижение пока ещё не гарантирует положительных результатов у людей, надежда на повышение качества жизни ребёнка и значительное облегчение родительского бремени всё же есть.

Группа Кэтрин Спун (Catherine Spong) попыталась лечить симптомы болезни уже тогда, когда потомство мышей находилось в утробе матери. Для этого они ввели беременным мышам (середина срока) части белков, которые вырабатываются нейроглиальными клетками для регулирования развития нейронов. Отметим, что отклонения в функциональном развитии человека и животных обусловлены малой выработкой в «сломанном» организме именно этих веществ.

Рождённые после такого «лечения» подопытные мышата обладали некоторыми способностями вполне здорового потомства. По крайней мере, учёные смогли значительно укоротить задержку в их развитии.

Мозг больных мышей, выращенных после терапии их матерей, также был тщательно обследован. Установлено, что у животных вырабатывается достаточное количество белка ADNP (одного из важных регуляторов) и ещё одного вещества, свидетельствующего о том, что нейроглиальные клетки работают почти так же, как у здоровых мышей.

Все данные говорят, что часть негативных эффектов вследствие генетического нарушения уходит. Сейчас Спун и её коллеги выясняют, насколько лучше обучаются мыши, пролеченные таким необычным способом.

Можно ли автоматически перенести все полученные результаты на людей и утверждать, что им данная терапия тоже поможет? Нельзя, утверждают учёные, так как были прецеденты, когда «лекарства» работали в лабораториях даже с человеческими клетками, но при полноценном тестировании на людях не давали никакого результата.

Тем не менее, исследователи не теряют надежды и продолжают свою работу ради тех семей, что даже не рассматривают аборт как вероятный исход.»

На этом же сайте мальчик увидел статью, которая дала ему пищу для размышлений. Вот она:

«Чипы-имплантаты с 1520 микрофотодиодами позволили ослепшим пациентам различать повседневные объекты и читать крупные надписи. О впечатляющем успехе сообщили доктор Эберхарт Цреннер (Eberhart Zrenner) из университета Тюбингена (Universität Tübingen) и возглавляемая им немецкая компания Retina Implant.

Прибор размещается позади сетчатки. Он использует свет, проходящий через глаз (в противовес альтернативным схемам с внешней камерой), чтобы формировать изображение 38 х 40 пикселей. Электрические сигналы через электроды подаются в зрительный нерв.



Аппарат прошёл многолетние клинические испытания на 11 пациентах с дегенерацией клеток в сетчатке. Теперь пришла пора подвести итоги. Действенность имплантата отличалась у разных людей, но большинство оказались в состоянии выделять яркие объекты в поле зрения.

Наилучший результат показал 46-летний финн Мийкка Терхо (Miikka Terho). Он различал вилку, нож и кружку на столе, циферблат часов и геометрические узоры, разные фрукты и мог даже различить семь оттенков серого. Мийкка также оказался в состоянии самостоятельно передвигаться по комнате и подходить к людям.

Самым же ярким испытанием стало чтение. Мийкка различал слова, написанные крупными буквами. Для проверки ему показали его собственное имя, намеренно написанное с ошибкой, на которую Терхо и указал. Ныне имплантат удалён, но Мийкке пообещали вскоре поставить более совершенную модель. Испытанные прототипы обладают простым внешним питанием – провод выходит через кожу за ухом. Но сейчас компания готовит усовершенствованный вариант, в котором энергия будет передаваться от внешней батареи к чипу при помощи электромагнитных передатчика и приёмника.

Перед выходом своей новинки на рынок Европы Retina Implant намерена провести новый цикл клинических тестов. В Германии они уже начались, а в Британии и Италии – планируются.

«Нанотехнологии даже зрение могут вернуть, — удивился фантазер, — а с синдромом Дауна справиться не могут до конца...» И решил мальчик сам изобрести способ для лечения своего братика, но это уже совсем другая история…