В ноябре издательство «Альпина нон-фикшн» выпустит книгу всемирно известного нейробиолога Сьюзан Хокфилд «Время живых машин. Биологическая революция в технологиях». По словам автора, мы находимся на пороге новой революции, когда в результате соединения открытий в области биологии с инженерным искусством появится множество поистине фантастических технологий следующего поколения.
«Время живых машин» выходит в серии «Книги Политеха» (проект Политехнического музея с ведущими издательствами России). С разрешения издательства журнал «Будущее» публикует сокращенный вариант главы о наночастицах, способных обнаружить рак.
В 1971 г. США объявили войну раку, запланировав на следующие восемь лет мероприятия стоимостью $100 млн. Сегодня, когда позади осталось более 45 лет и $100 млрд, мы можем объявить о своем успехе в диагностике и лечении некоторых видов рака, но до победы в войне нам все еще далеко. Ежегодно почти 600 000 американцев и более 8 млн людей по всему миру умирают от онкологических заболеваний.
Самая эффективная стратегия борьбы с раком – это, конечно, его предупреждение. И с 1971 г. мы добились на этом поприще значительных успехов отчасти благодаря тому, что определили причины онкологических заболеваний и сократили использование канцерогенов. Но несмотря на то, чему мы научились, мы все еще подвергаем себя воздействию опасных веществ и отказываемся от вакцинации от вирусных инфекций. Согласно некоторым оценкам, более трети случаев онкологических заболеваний сегодня можно предотвратить. Но рак все равно каждый год будет угрожать миллионам людей. Мы все еще не знаем причин многих онкологических заболеваний, поэтому одна только профилактика не сможет уничтожить угрозу, которую они несут.
Следующая наилучшая стратегия борьбы с раком – это его ранняя диагностика, за которой следует эффективное лечение. Здесь мы также добились впечатляющих успехов. В последние десятилетия были разработаны новые, мощные методы визуализации и исследования крови, которые могут выявить онкологические заболевания на более ранних стадиях. Например, используя маммографию и колоноскопию, сегодня врачи могут обнаружить рак груди или рак толстой кишки гораздо раньше, чем это происходило в 1971 г. И такие скрининги в сочетании с последующим хирургическим вмешательством, химиотерапией и лучевой терапией значительно повысили выживаемость пациентов. За последние 40 лет пятилетняя выживаемость пациентов с раком груди выросла с 75 до более чем 90%, а у пациентов с раком прямой кишки – с менее 50 до более 65%.
Эти технические достижения представляют собой значительные победы, но большинство видов рака по-прежнему не удается обнаружить достаточно рано. Хотя различные онкологические заболевания ведут себя по-разному, современные методы визуализации при обследованиях обычно могут обнаружить скопления клеток, только когда они разрастаются до нескольких миллиметров или даже сантиметров в диаметре, и даже тогда изображения не могут дать информацию о том, является опухоль злокачественной или доброкачественной. Требуется подтверждение, и для этого применяются инвазивные методы биопсии и другие исследования. А все это стоит денег, время идет, и раковые клетки продолжают расти.
Методы визуализации и исследования крови, имеющиеся в нашем распоряжении сегодня, значительно более точны, чем 10 или 20 лет назад, но у них есть одни и те же ограничения: им не хватает чувствительности, чтобы определить раковую опухоль на самой ранней стадии, когда она представляет собой крошечное скопление клеток. Они недостаточно избирательны, чтобы выяснить, является ли найденное скопление злокачественным или доброкачественным, поэтому для подтверждения онкологического диагноза часто требуются инвазивные процедуры. Также эти методы дороги. Вместе все факторы серьезно ослабляют возможность бороться с раком наиболее эффективным образом, и в результате каждый год от него умирают миллионы людей. Чтобы перевести войну с раком на новый уровень, нам нужны более точные, безопасные, быстрые и дешевые способы ранней диагностики заболевания.
Благодаря недавнему открытию Сангиты Бхатии, биоинженера и врача по образованию, которая стала первооткрывателем в удивительном мире применения наночастиц в медицине, возможно, скоро у нас будут такие методы.
