...І ліки ростимуть на полях

Хай цю статтю не читають ті, хто беззастережно вірить ворожкам, ясновидцям, екстрасенсам, астрологам тощо. Я говоритиму лише про наукові передбачення. На можливе запитання читача «А чи можна передбачити наукове відкриття?» - відповім негативно: ні, не можна. На те ж воно і відкриття! Тому зосереджуся на тих досягненнях останнього часу, котрі в науковому плані вже доопрацьовані і мають нинішнього або, можливо, наступного року перетворитися не просто в суспільно корисний продукт, а в продукт, який змінить характер життя багатьох громадян у найближчій перспективі.

Почну з найболючішого для нашої країни питання - енергетики. Проекти трубопроводів в обхід України з півночі й півдня з їх багатомільярдними витратами базуються на оцінках, що потреба Європи в нафті і газі як енергоносіях невпинно зростатиме, як і в попередні роки. Справді, ні ядерна енергетика, ні вітроенергетика їм великої конкуренції не складуть. Але вже створена і на старті впровадження нова технологія прямого перетворення сонячної енергії в електричну - фотовольтатика. У теперішніх сонячних елементах використовують кристалічний кремній високої чистоти, що дуже дорого. І ось з’являється новий матеріал. Це - багатошарова плівка, яку можна буде продавати в рулонах і, як рубероїдом, покривати нею дахи будівель. Виробленої при цьому електроенергії буде цілком достатньо не лише для освітлення та опалення помешкань, а й для зарядки електромобілів, у яких мешканці будинків їздитимуть на роботу.

У новому матеріалі задіяний той самий принцип, що й у фотосинтезі рослин, - фоторозділення зарядів під дією світла. Але тут світло поглинає молекула спеціально підібраного барвника, від якої відривається електрон і передається нанопористому напівпровідникові. Найкраще для цього підходить окис титану. Досягнуто 11% ефективності зазначеного процесу перетворення енергії, і це не межа. Вже є дослідні зразки такої продукції, і її масовий випуск не за горами.

А як же бути з автобусами та вантажівками? Невже вони й надалі заправлятимуться соляркою та чадітимуть на наших вулицях? А ось і ні! Готується до реалізації проект, де за пальне буде відомий усім школярам водень. У процесі його згоряння утворюється вода. Невже є щось екологічно чистіше за водяну пару з вихлопу двигуна? І тут читач може запитати: а чому водень як пальне не використовувався раніше? Річ у тому, що він дуже вибухонебезпечний, і його не можна використовувати так, як природний газ, у балонах. Потрібні нові технології для транспортування та використання водню. Вони вже є. Це - високоефективна адсорбція молекул водню на нанопористих матеріалах. І після вирішення технологічних задач, які ще залишаються, ми забудемо про нафту та газ (звісно, за винятком хімічної промисловості), як давно забули про паровози, що рухалися від спалювання вугілля.

Росія неодноразово дивувала світ своїми винаходами! У центрі Кремля лежить «царь-колокол», який ніколи не дзвонив, і стоїть «царь-пушка», що ніколи не стріляла. До цієї колекції можуть приєднатися дві порожні труби, закопані в обхід України.

А тепер повернімося до проблем сільського господарства. Очікується, що новий рік буде у світі роком кардинального повороту до тотального використання ГМО. Злякалися? Але ж учені говорять не лише про абсолютну безпеку ГМО, а й про можливості значного підвищення врожайності генетично модифікованих культур, спрощення і здешевлення їх вирощування та поліпшення споживчих властивостей. Мільярди людей, у тому числі й ми з вами, неодноразово куштували ГМО без жодних негативних наслідків для здоров’я. У США 80-90% кукурудзи і практично вся соя вже вирощуються із ГМО. Додайте сюди томати, перець, картоплю. Це - справжня технологічна революція у сільському господарстві, якої нікому не зупинити.

І тут слід зробити деякі пояснення. Термін «генетично модифіковані організми» (ГМО) - неправильний, бо всі рослини, тварини і навіть комахи (бджоли) - генетично модифіковані шляхом селекції, що тривала багато тисяч років. Тобто відбиралися зразки з поліпшеними властивостями, в яких були змінені гени. Інакше б ці властивості не передавалися спадково. Селекціонери навчилися прискорювати цей процес, індукуючи перетворення генів під впливом радіації чи хімічних чинників. При цьому зміни в генах відбуваються спонтанно і неконтрольовано, а ймовірність змін у потрібному напрямі - дуже мала. І ось з’явилася нова технологія, яка дозволила створювати нові сорти і породи з цілком прогнозованими властивостями шляхом контрольованого перенесення генів. Тому її правильна назва - «трансгенна технологія», а звідси - «трансгенні організми». Ви чули про «золотий» рис, який завдяки вбудованому гену дозволяє синтезувати й накопичувати у споживчому продукті бета-каротин? Це кардинально вирішує проблему авітамінозу А, на який страждають багато мільйонів жителів Південно-Східної Азії. Ви, мабуть, знаєте і про помідори, стійкі до вірусних хвороб? Мабуть, куштували картоплю, якої не уражує колорадський жук? А якщо ви полюбляєте ці продукти щедро обробленими отрутохімікатами - то для вас, може, і збережуться невеличкі крамнички «без ГМО».

Тим часом наука пішла далі. Якщо в рослину можна вбудувати додатковий ген, то чи не може така рослина виробляти лікарський препарат? Виявляється, може. І навіть такі препарати, які неможливо отримати штучним хімічним синтезом. Зокрема, великі протеїнові молекули - антитіла. Саме вони утворюються в організмі людини для боротьби з різними хворобами. А якщо утворюються в недостатній кількості, то людина гине. І уявіть собі - протеїни людського організму виростають у полі! З насіння рису чи квасолі виділяють ваші рідні антитіла проти підступної хвороби! Це не фантастика, наші клініки вже можуть їх замовити за каталогами ряду західних фірм.

Серед нових революційних технологій у лікуванні раніше невиліковних хвороб я назву лише дві: генна терапія і замісна терапія з допомогою стовбурових клітин. У світі живе чимало людей, народжених із різними генетичними вадами. Це - інваліди, яким медицина раніше не могла допомогти. То чи не можна в організм такої людини ввести ген, щоб компенсував нестачу або низьку активність наявного гена? У принципі, така можливість існувала давно, проте «втягти» ген у живу клітину дуже непросто. В лабораторних дослідах для цього використовують віруси. Але ж у клініці їх застосувати не можна. І ось учені запропонували цілу серію штучних не-вірусних носіїв для генів. Сподіваймося, що їх тестування буде успішним.

А якщо уражений весь орган, такий як печінка або нирки, коли існуючі клітини не в змозі підтримувати функцію цього органа? З’явилася надія і в таких хворих. Вона пов’язана з вивченням і перспективою впровадження стовбурових клітин. У живому організмі клітини кожного органа різні. Вони не можуть переключатися і змінюватися від одного до іншого типу. І є лише один тип клітин, що може перетворюватися в усі інші клітини. Це - стовбурові клітини. Раніше їх можна було виділити лише з ембріонів. Проте нещодавно було зроблено важливе відкриття: стовбурові клітини можна знайти серед клітин тканини шкіри - фібробластів. Учені навчилися виділяти такі клітини і працювати з ними, перетворюючи їх у клітини нервової тканини чи м’язів. Такі клітини були б готові для введення в організм людини. Проте виникла несподівана проблема - деякі зі стовбурових клітин можуть утворювати ракову пухлину. Заблокувати шлях такому перетворенню і намагаються тепер учені.

Останніми роками підготовлено умови для істотного прориву в діагностиці найпідступнішої хвороби - раку. Проблема в тому, що існує багато форм раку, і різняться вони не лише локалізацією, а й властивостями. Серед таких властивостей - виділення у кров протеїнів, що специфічні для певної форми раку, а це дозволяє за їх появою проводити діагностику на ранніх стадіях хвороби. Зокрема, для раку простати цей тест уже впроваджений у багатьох клініках світу. На черзі - створення універсального тесту, з допомогою якого одночасно могли б бути виявлені такі маркери до різних форм раку. Запровадження зазначених тестів на щорічних профілактичних оглядах дозволить зберегти життя і здоров’я багатьом людям.

Існують дві концепції у медицині - «лікування хворих» і «підтримання здоров’я». У багатьох країнах світу дедалі більша перевага надається другій. А це потребує нових і наукових, і технологічних рішень. Усі люди різні, тому знайти невелике відхилення від нормального стану важко, якщо не характеризувати показники цього стану індивідуально й не порівнювати в часі. Чи може людина сама аналізувати ці дані? Ні. Але вони можуть автоматично надходити до певного центру, який їх проаналізує й поверне назад із результатом аналізу. Ця процедура - не складна. Найскладніший - забір первинних даних, що має бути простим і неболісним. Правда ж, краще брати для аналізу не кров, а, наприклад, слину, або притиснути датчик до шкіри - й отримати мікроскопічну кількість поту? Все це тепер цілком можливе, але потребує технологічного доопрацювання. Єврокомісія щедро фінансує зазначені розробки, враховуючи їх соціальну значущість.

А в чому полягає значущість? Візьмімо, для прикладу, людину з пристрастю до паління. Останнім часом стало зрозуміло, наскільки згубна ця звичка: вона вкорочує людське життя. Можна на пачках сигарет малювати череп та кістки і робити відповідні написи, але багатьох курців це не зупинить. Чому? Бо кожен із них вважатиме, що паління - смертельна загроза для когось іншого, а не для нього. А ось спостереження зміни у часі показників свого власного здоров’я може дати ефект. Люди не лише питимуть «за здоров’я», а й більше дбатимуть про нього, займаючись фізкультурою та спортом, корисно і красиво відпочиваючи.

І тут на передній край суспільного інтересу вийде персональна геноміка. Читачі, мабуть, чули про повну розшифровку генома людини, що була завершена в 2003 році з витратами в 3 млрд. дол. Але ж це був геном однієї людини -анонімного громадянина США, а люди - всі різні, і їхні геноми різні. З розвитком технологій уже в 2009 році було розшифровано геноми майже 100 людей, проте коштувало це всього лише 48?тис. дол. А тим часом прогнозується, що цього року вартість персонального генома становитиме менш як тисяча доларів. Тобто багато хто вже сьогодні може замовити й отримати свій «генетичний паспорт». Завдяки цьому науковому досягненню практично унеможливиться народження дітей з природними вадами, а всі охочі отримають персональні застереження щодо розвитку різних хвороб. У проекти з персональної геноміки вже вкладають кошти американські страхові компанії. Як гадаєте, чому?

Кілька років тому важко вірилось у те, що Інтернет і мобільні телефони значно змінять поведінку людей. Сьогодні ми переконались у цьому. Тепер науковий і технічний прогрес пропонує нам ще більші зміни. Жаль лише, що внесок нашої країни у цей поступ стає дедалі меншим. Ми більше і більше користуватимемося готовими надбаннями, більше і більше за це платитимемо...

Від редакції. Вітаємо нашого постійного автора Олександра Демченка з обранням почесним академіком Угорської академії наук. Ця установа - одна з престижних наукових організацій Європи. Близько половини її почесних членів - нобелівські лауреати.