Руслан Сайгитов, главный научный сотрудник Лаборатории исследований науки и технологий НИУ ВШЭ, провел лекцию на тему «Перспективные биомедицинские технологии: медицина будущего или будущее медицины». Он рассказал не только о таких перспективных медицинских технологиях, как редактирование генома или имплантируемые системы, но и обрисовал безрадостную картину стагнации в области инноваций. «Лента.ру» записала основные тезисы лекции.

Биомедицина, без преувеличения, является доминирующим сектором исследований и разработок. Если еще недавно можно было говорить об общем настрое человечества на здоровый образ жизни, то в последние 5-7 лет вновь начали говорить об ожирении, диабете, депрессиях и так далее. Структура факторов риска сильно изменилась, и в научной среде говорят, что это определит лицо будущего здравоохранения, по крайней мере на ближайшие 10-15 лет. С этим связан рост распространенности хронических заболеваний, в том числе сердечно-сосудистых и онкологических. Россия, например, переживает пик сердечно-сосудистых заболеваний. Это глобальная тенденция, типичная, в том числе, и для развитых стран.

Происходит старение населения. Ожидается, что к 2030 году в России доля пожилых людей увеличится на 30 процентов от всего населения страны по сравнению с тем, что мы имеем сегодня. Это увеличит нагрузку на систему здравоохранения, на государство, ибо поддержание здоровья у пожилых — основная статья расходов в развитых и развивающихся странах по всему миру. Учащаются вспышки инфекционных заболеваний, остро стоит проблема сопротивления антибиотикам болезнетворных бактерий. Изменяются условия окружающей среды.

Важно отметить, что в последнее время биомедицинские технологии становятся предметом дискуссий о национальной безопасности. Если помните, при возникновении вспышки атипичной пневмонии государства были готовы платить любые деньги за средства от нее, ведь она распространялась неконтролируемо, а компании, которые производили якобы эффективные средства от этого заболевания, ловко воспользовались ситуацией.

Развитие биомедицины в обозначенных выше условиях проходит по нескольким ключевым направлениям. Это и биотехнологии, и биоинженерия, и нейротехнологии. Более миллиона научных работ в этих и других биомедицинских областях только за 2014 год указывают на многообразие разрабатываемых технологий. Некоторые из них хотелось бы отметить особенно.

Редактирование генома

Медицина будущего — какой только ее ни представляют, и каждое такое представление зависит от психологического портрета исследователя, который говорит об этом будущем. На мой взгляд, наиболее перспективной технологией обозримого будущего является редактирование генома. В течение пяти последних лет произошел колоссальный взрыв интереса к этой области, написано множество научных работ. Этот факт говорит о том, что, с одной стороны, проблематикой активно занималось большое количество исследовательских групп, с другой — что эта технология относительно просто воспроизводится.

Очередной шаг в развитии технологии редактирования генома сделали китайские исследователи, опубликовавшие данные по редактированию генома мартышек. Речь при этом шла не о редактировании отдельных клеток, которые потом трансплантируются в организм. Исследователям удалось «отредактировать» геном на уровне зиготы — зародышевой клетки. Без преувеличения, можно говорить о настоящем прорыве, ведь здесь мы говорим о возможности менять геном, начиная с генома ребенка. С практической точки зрения это важно потому, что большое количество людей рождается с наследственными моногенными заболеваниями. Для их семей это настоящая трагедия, не говоря уже о затратах как на уровне отдельных семей, так и в системе здравоохранения. Способов лечения таких болезней до сих пор нет, и с редактированием генома связаны ожидания по созданию эффективных способов коррекции врожденных дефектов.

Вместе с тем существуют опасения, что развитие этой технологии приведет к неконтролируемым результатам, этичность которых еще только предстоит оценить. Эта проблематика начала активно обсуждаться в научной среде. Не исключено, что технология редактирования генома может быть запрещена, как в свое время было запрещено клонирование, до тех пор пока этические вопросы не будут решены.

Оптогенетика

Суть этой технологии заключается в том, что в геном встраивают фрагмент ДНК, который кодирует особые мембранные белки. Эти белки под действием света (из источника, непосредственно подведенного к ткани мозга, либо путем чрезкостного свечения) могут открываться, создавая ток ионов внутрь клетки. Это ведет к ее активации.

Если использовать эти трансмембранные белки на уровне клеток центральной нервной системы, то таким образом можно менять активность клеток головного мозга и в целом поведение экспериментального животного (на людях технологию пока еще не опробовали). Подобные разработки выполнены, в том числе, и отечественными учеными, демонстрировавшими свои достижения на одной из недавно завершившихся конференций (Moscow Science Week).

Какое же практическое значение у этой технологии? Это лечение психических и нейродегенеративных заболеваний, нарушений ритма сердца, нарушений свето- и цветовосприятия.

Имплантируемые системы

Это еще одна история с практическим назначением, которая реализуется уже не только в экспериментальных моделях, но и в экспериментах с людьми (законными, разумеется, с согласия испытуемых). Микрочипы, микрорезервуары, микронасосы — основа микроимплантируемых устройств, управляемых по протоколам беспроводной связи из внешних устройств. Основное назначение таких устройств — длительное микродозирование лекарственных средств у людей с хроническим болезнями (в том числе с ВИЧ-инфекцией) с низкой приверженностью к лечению. Ожидается, что решение этой проблемы позволит добиться снижения риска смерти и возникновения жизнеугрожающих осложнений у большего числа людей.

Первые экспериментальные данные показали, что имплантируемые устройства позволят решить проблему приверженности больных рекомендованному лечению. Они небольшие и вживляются, скажем, в нижнюю часть живота под пупком на достаточно длительный срок — пока это около трех месяцев. Когда будет найдено средство для продолжительного обеспечения этих устройств электроэнергией, длительность их практического применения будет ограничена лишь желанием пациента.

Конечно, могут возникать и трудности, например, при травме. Представьте, в устройство закачан большой объем лекарственного препарата, и в результате травмы весь он может попасть в кровь. Впрочем, подобные риски есть и при традиционном приеме лекарств.

«Лаборатории в кармане»

«Лаборатории в кармане» получили распространение с конца 80-х годов, но это были примитивные устройства — тесты на беременность. Сейчас микролаборатории представляют собой предмет размером с кредитную карту. Современные принтеры позволяют печатать микролаборатории на бумаге, обеспечивая послойную «упаковку» необходимых реагентов.

Эта технология сильно упрощает вопрос диагностики. Не нужно стоять в очереди в лабораторию, все можно будет сделать дома. Надо сказать, что за этим направлением стоят большие деньги. Представьте, сейчас у нас в стране несколько тысяч диагностических лабораторий, а будут миллионы карманных, которые можно продавать конечному потребителю.

Конечно, это не манна небесная. Это отличный «повод» для расширения рынка фармацевтических компаний, так как не исключено, что пойдет волна неконтролируемого использования лекарственных средств для коррекции всего на свете, от антибиотиков до средств от головной боли. Определенно, можно будет констатировать, что медицинские технологии настолько продвинулись, что уже, буквально, невозможно найти здорового человека.

Компьютер вместо врача

Ожидается, что информационные технологии и суперкомпьютеры, созданные на их основе, найдут широкое применение в медицине. Уже не вызывает сомнений, что суперкомпьютеры станут важным инструментом-помощником практикующего врача или даже, по самым смелым предположениям, смогут заменить его. Для этого компьютеру достаточно будет продемонстрировать результаты, например, диагностики болезни выше «среднего» врача. Не исключено, что уже лет через 20-30 мы можем остаться без врачей в привычном понимании.

Любопытно, что в американское управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов был подан запрос на использование мощностей суперкомпьютера IBM Watson в медицинских целях. Именно эта технология уже продемонстрировала феноменальные возможности в диагностике редкого заболевания легких.

Великая технологическая стагнация

А теперь о грустном. Число научных публикаций в сфере биомедицинских технологий действительно растет, но инновационный потенциал в современном мире пошел на спад. Количество опубликованных работ связано не с какими-то прорывами, а с увеличением работающих в отрасли ученых. При этом производительность научных работников за последние десятилетия не только не увеличилась, но даже снизилась.

Еще каких-нибудь 50 лет назад более 80 процентов статей публиковались за авторством одного исследователя, теперь же — вдвое меньше. Наверно, это не было проблемой (часто предпочитают говорить о росте числа междисциплинарных исследований), если бы не отмечалось постоянное увеличение возраста научных сотрудников. В США, например, с 1980-х годов средний возраст ученых, работающих в секторе биомедицинских исследований, вырос на десять лет. Похожая проблема существует и в России. О необходимости увеличения числа молодых научных кадров говорят на самом высоком уровне. Однако результата пока нет. Нет притока молодежи, нет новаторского потенциала.

Другая проблема заключается в сокращении расходов развитых стран на исследования и разработку. Со стороны фармакологических компаний (США, Канада) расходы вообще сокращаются катастрофическими темпами (в течение последних пяти лет почти на 15 процентов). Если бы не Китай и в целом страны Азиатско-Тихоокеанского региона, мы бы получили в области биомедицинских технологий настоящую финансовую стагнацию.

Следует добавить, что стоимость разработки каждого нового препарата растет экспоненциально. На сегодняшний день разработка зарегистрированного препарата обходится примерно 1,5-1,9 миллиарда долларов, а с учетом провальных разработок стоимость затрат на R&D (Research and Development, научно-исследовательские и опытно-конструкторские разработки — прим. «Ленты.ру») превышает 3 миллиарда. В России госбюджет науки в сфере медицины составляет около 1,2 миллиарда долларов — то есть по меркам развитых стран хватит на разработку в лучшем случае одного инновационного препарата.