Медико-биологические задачи

Совершенно особое гуманитарно-практическое значениеимеет биология как теоретическая основа медицины. Причины и механизмы большин­ства патологий (болезней) человека кроются либо в нарушениях рабо­ты генов и их продуктов – клеточных белков, либо в инфицировании организма человека паразитами – в основном бактериями и вирусами. Понять эти причины и механизмы – уже означает наполовину решить проблему их устранения или лечения больного человека. Среди наиболее актуальных проблем, решаемых сегодня медико-биологической нау­­кой, назовем такие, как: взаимодействие клеток с вирусами и бактериями, формирование иммунитета к новым анти­генам, механизмы подавления ракового роста клеток, регенерация тканей и органов на основе стволовых (неспециализированных) клеток, молекулярная природа памяти и сознания, развитие наркозависимости, причины старения.

Разрабатываются новые методы лечения, основанные на достиже­ни­ях современной биотехнологии. Например, стали обычными пересадки орга­нов и тканей человека при их травматическом или патологическом разрушении. Лечение гормональных нарушений удается с помощью трансплантации (пересадки) живых эндокринных клеток больному человеку от здорового донора. Изыскиваются генно-инженерные подходы к прео­до­лению иммунного барьера при пересадке человеку органов животных, например свиньи. Ведутся работы по выращиванию и консервированию “за­пас­ных” тканей и даже целых органов из стволовых кле­ток человека. Уже удается получать новые хрящи, зубы, кожу, мочевой пузырь и другие части тела.

Отдельной главой стоит производство современных лекарств и биологически активных веществ, в котором химики-фармацевты все более уступают место молекулярно-клеточным биологам.

Уже в середине XX века в медицине для лечения микробных инфекций стали использовать антибиотики – продукты жизнедеятельности микроорганизмов (бактерий и грибов), угнетающие рост их ближних конкурентов. Одним из первых был пенициллин, производимый плесневыми грибками. Современные генно-клеточные технологии способны дать экологически и генетически чистые лекарства и биологически активные вещества. Так, уже более 20 лет в культуре бактерий с пересаженными генами человека производят человеческие гормоны инсулин и соматотропин. Эти гормоны используются для поддержания жизнедеятельности больных сахарным диабетом и коррекции роста. В Институте биологии гена (Москва) путем интродукции и клонирования человеческих генов в бактериях получен белок, управляющий ростом кровеносных капилляров. С его помощью можно будет стимулировать регенерацию сердечной мышцы, коллатеральных сосудов конечностей, восстанавливать атрофированные структуры.

Новая глава в генно-инженерной фармакологии – получение трансгенных животных, продуцирующих и выде­ляющих с молоком лекарственные белки человека. Методики отра­батываются в основном на мышах, но некоторые иммунные белки, ферменты, факторы свертывания крови получены уже на кроликах, овцах, козах. В ближайшие годы появятся коровы-биореакторы, про­из­во­дящие лекарственные белки человека. Подсчитано, что одна животноводческая ферма в 500 трансгенных коров удовлетворит мировую потребность медицины в белках крови человека, используемых для регуляции свертывания крови, укрепления иммунитета. Для получения ключевых факторов свертывания крови, способных спасти жизни всех больных гемофилией, достаточно 15–20, а для некоторых факторов и 1–2 трансгенных коров.

Очень актуальна задача научиться пересаживать здоровые гены непосредственно больному человеку, что могло бы вообще устранить хроническую болезнь. В настоящее время, например, в США проходят клинические испытания сотни генотерапевтических разработок. С методами генной терапии связываются надежды на излечение больных от раковых заболеваний и СПИДа.

Для экспериментальной медицины важно иметь лабораторных животных, на которых отрабатывались бы новые методы лечения. Но далеко не все физиологические и генетические свойства животных соответствуют биологии человека. В целях преодоления этих различий в послед­ние годы созданы трансгенные линии мышей, “страдающих” наслед­ственными болезнями человека, такими как болезнь Альцгей­мера, хорея Гентингтона, губчатая энцефалопатия, гипертония, атеро­склероз, болезнь Дауна и др. Методы диагностики, лечения, дозировки лекарств и генов, разработанные на таких моделях, будут столь же успешно применяться и на человеке.

В последние годы возникли интересные новации в области репродукции человека. Искусственное оплодотворение (при необходимости преодолеть бесплодие) – давно и успешно решаемая задача. Но появилась принципиально новая технология зачатия и размно­жения путем клонирования потомства вообще без мужских половых клеток. Пока что это сделано на животных. В Великобритании в 1997 году полу­чена знаменитая овечка по кличке Долли, в России еще раньше клонирована мышка Машка. Теперь клонируют коров, обезьян, собак и других животных. Но и в отношении человека принципиальных методических препятствий для клонирования уже нет, и не исключено, что пока выходит в свет эта книга, где-нибудь появится первый клонированный человек. В связи с данной проблемой возникает масса чисто гумани­тарных, этических и даже юридических проблем, решать которые можно, имея хотя бы общее понимание биологического существа дела.