Грядущая биовласть. Научно-фантастический роман

– Очень просто. Устройство отслеживает уровень кислорода в соседних с опухолью тканях и определяет рост образования.

– Как мне кажется, наиболее близким к идее нашего шефа является то, что уже разработаны дистанционно управляемые микрочипы для введения жизненно необходимых лекарственных препаратов. Это может знаменовать появление в медицине новых терапевтических средств и подходов к лечению. – Сказал Саид.

– А практическая апробация была?

– В ходе клинического испытания ученые использовали программируемые имплантаты для инъекций лекарства от остеопороза – гормонального препарата терипаратид.

– Я как-то обратил внимание на статью с громким названием «Контрацептивы в виде таблеток, аборты – это уже вчерашний день». И знаешь о чем там говориться?

– И о чем же?

– Оказываются, уже разрабатываются управляемый беспроводным методом подкожный микрочип-резервуар, содержащий необходимое вещество.

– Надо же. Значит, женщинам репродуктивного возраста отныне не следует беспокоиться, что забеременеют нежелательной беременностью? Так, сказать микрочипы не позволят. Чем не революционный метод контроля рождаемости?! – воскликнул Саид.

– Как мне кажется, прямыми прототипами планируемого нами нанобиочипа являются все методы дистанционного контроля показателей состояния организма и регуляции подачи гормонов в любое время дня и ночи вне зависимости от желания и участия пациентов. – Высказал свое видение Адыл.

– Да, действительно, создание подкожного микрочипа, содержащего лекарство и управляемого дистанционно – это вторая революция в медицине. – Признавался Саид. – Значит, новая разработка будет выступать в качестве альтернативы посещению врача, анализам крови, МРТ и компьютерной томографии.

– Есть уже новые «интеллектуальные таблетки» размером с песчинку.

– Право, о них я не слышал. – Признался Адыл.

– Изобретение представляет собой крошечный электронный анализатор, способный передавать информацию о состоянии твоего организма на чип, который крепится к коже пластырем. Тот, в свою очередь, направит данные на твой компьютер или смартфон.

– И каковы возможности такой таблетки?

– «Умная» таблетка способна следить за частотой сердцебиения и дыхания пациента, фиксировать температуру его тела, а также вовремя напоминать о приеме лекарств.

– Надо же, действительно умная таблетка.

– Важная особенность изобретения состоит в том, что теперь врачи смогут получать информацию о реакции организма на различные препараты практически в режиме реального времени и столь же быстро реагировать на изменения.

В этот день, не только Адыл и Саид, но и все сотрудники лаборатории, наверняка, думали о том, что же будет дальше? Если однажды возникшая мысль не забудется в течение ближайших двух-трех недель, то она приведет к новым совещаниям, диспутам, дискуссиям. Идея отшлифуется, примет надлежащий вид и тогда она примет под свое покровительство всех – и молодых и старых сотрудников, даруя им творческую свободу, ставя перед ними конкретные и посильные задания. Вот тогда снова равновесие в лаборатории восстанавливается, каждый – старый и молодой исследователь впрягается в общую упряжку. Вот так осуществляется любая научная идея. Так было и с разработкой нанобиочипа-гомеорегулятора.

***

Бишкек. 2015 год. Лаборатория медико-биологических исследований. Среда, первая половина дня. В зале собралось человек пятьдесят. В основном сотрудник лаборатории, студенты кружковцы, аспиранты и соискатели. Семинар, посвященный технологии создания нанобиочипов, вел профессор Серегин. Вначале, как пожелали молодые сотрудники, он рассказал о сути биочипов.

– Несколько десятилетий назад были созданы электронные микросхемы, или микрочипы, которые позволили построить первые персональные компьютеры, совершившие настоящий переворот в науке. И вот нечто подобное происходит сейчас в биологии и медицине с появлением биочипов – крохотных пластинок с множеством индикаторов из молекул ДНК, белков и других веществ, которые открывают фантастические возможности для развития различных отраслей науки и практики.

– Аркадий Николаевич. Если можно поясните, что изображено на этом слайде. Я, например, вижу включение, напоминающую мышь. Это и есть биочип? – спросила Айгуль – младший научный сотрудник.

Серегин внимательно посмотрел на слайд. – Да, действительно, биочип представлен на рисунке в виде мыши. Но это так, образно. – Сказал он. – Биочип представляет собой набор фиксированных на стеклянной пластинке сотен и тысяч «микропробирок», точнее гелевых капель, объемом в одну миллионную миллилитра. Каждая из них заполнена своим реактивом-анализатором. На биочип наносят исследуемый материал. В тех пробирках, где произошло взаимодействие реактива с препаратом, возникает специфическое свечение.

– А теперь прошу обратить внимание на этот этап. – Сказал Серегин, указывая на слайд, где отражено компьютерное звено. – Итак, свечения обрабатывается компьютером. По расположению светящихся ячеек и можно судить о том, что представляет собой исследуемый препарат. Это дает в руки врачей быстрый, надежный и дешевый способ диагностики и обследования больного, позволяет им практически безошибочно прогнозировать результаты лечения.

– Какова общемировая тенденция в развитии биочипов? – спросила Айгуль.

– Сейчас в мире биочипами занимается более пятидесяти фирм. Одна из них – транснациональная научная компания «Нанобиотехтраст», созданная братьями Темировыми. Кстати, они наши земляки. – Упомянул Серегин и продолжил:

– Эта техника стремительно развивается, и рынок биочипов оценивается в десятки миллиардов долларов. Создание биочипов и на их базе биологических компьютеров позволит биологам не только обрабатывать имеющуюся информацию, но и получать совершенно новую. Например, сейчас фирма «Affymetrix» создала биочипы, которые позволяют изучать активность всех генов человека. То есть, создав генетический портрет индивида, можно понять, какой ген на что влияет.

– Недавно в журнале «Roche» прочитал о том, что одноименный швейцарский фармакологический концерн начал поставку первого в мире биочипа, с помощью которого врач может заранее определить, насколько эффективным будет тот или иной препарат для данного пациента. – Сказал Касымов.

– Как вы знаете, до сих пор при назначении лекарств, врачи вынуждены были действовать практически вслепую, методом проб и ошибок. Я считаю, что использование биочипов значительно снизит этот печальный итог. – Сказал он.

Серегин с пафосом сказал: – Техника биочипов развивается экспоненциально. Эта золотая жила! Наша задача – сделать совершенно новый нанобиочип в задачу которого входит регуляция параметров гомеостаза.

Не менее интересным было сообщение Рахимова. – Сейчас в мире разработаны различные методики проведения анализа на биочипах на основе нанотехнологии и наноматериалов. Одним из таких приборов является Evidence в различных проекциях – автоматические и полуавтоматические анализаторы.

– А такие анализаторы у нас будут? – не то с иронией, не то с сомнением спросил Касымов.

– Не сомневайтесь! Будут! – категорично ответил Серегин вместо него.

Рахимов продолжил: – Вы только подумайте, на этих анализаторах осуществляется возможность проведения анализов до 3600 тестов за 1 час, при программном обеспечении, контролирующем работу всей системы от обслуживания и оценки достоверности калибровки до определения профиля тестируемых образцов. С этой целью разработаны мультианалитные калибраторы, мультиконтрольные наборы и реагенты. В связи с этим, у меня возник вопрос: сумеем ли мы достать такие приборы и реактивы? – спросил он, обращаясь к Серегину.

– Сумеем! – сказал Серегин и пояснил. – Составлен многомиллионный контракт с «Нанобиотехтраст». В договоре указано, что необходимое оборудование и материалы входят в план материально-технического обеспечения.

– Я бы хотел обратить ваше внимание на то, что панели определения аналитов для всех приборов достаточно широки: от гормонов до молекул цитокинов, которые, кстати, функционируют как сигнальные молекулы, регулирующие клетки иммунной системы, обладают аутокринной, эндокринной и паракринной функциями, – пояснил Салимов, перечислив и преимущества биочиповой технологии, – во-первых, одна система детекции для чипов определения белков и ДНК; во-вторых, мультиплексное исследование: один образец – множество результатов; в-третьих, широкий выбор панелей; в-четвертых, бар-код калибраторов и качественный контрольный материал.

– Таким образом, для количественного определения сигнала используют процесс визуализации, управляемый специализированной программой. – Сказал Серегин. – Регистрируемые данные сохраняются в компьютере, а именно: изображение и цифровые показатели биопробы, и наряду с этим, данные контроля качества и данные калибровки для каждого аналита.

– Для каждого? – спросил Касымов.

– Да! Для каждого! – подтвердил Серегин. – Следует отметить, что калибровочные наборы являются мультианалитными для получения достоверных концентраций калибровочных кривых, которые хранятся в программном обеспечении и используются для расчета концентрации анализируемых веществ в контрольных образцах и в образцах пациентов.

– То есть, анализаторы, использующие биочиповую технологию, определяют, как одна система – множество результатов плюс множество приложений? – спросил Рахимов.

– Да. Вы совершенно правы, – сказал Серегин, – хранение информации с изображением основано на хранении данных в компьютере в двоичном формате. Система Evidence сохраняет изображения в виде битовых массивов, которые представляют изображение в виде набора пикселей, и которые соответствуют конкретным точкам на изображении.

– А как с программным обеспечением? – спросил Салимов.

– Программное обеспечение для обработки изображения использует способы математической обработки. – Пояснил Серегин. – Каждый биочип должен пройти несколько тестов для гарантии того, получены ли достоверные результаты. В компьютере сохраняются изображение и цифровые данные, наряду с контролем качества и данными калибровки, полученными в результате анализа контрольных образцов.

Серегин вновь подчеркнул, – программа компьютера позволяет выбрать тест для тех анализируемых веществ, для которых имеются достоверные калибровочные кривые, которые хранятся в базе программного обеспечения.

– Итак, получается, что каждый биочип служит в качестве реакционной платформы для определения множества параметров в образце одного пациента. Так? – спросил Салимов.

– Да! – ответил Серегин.

Салимов, пользуясь тем, что явился сам Митин, адресовал ему несколько вопросов.

– Олег Иванович. У вас есть какие-либо предварительные идеи о будущем универсальном нанобиочипе?

– Разумеется! – Ответил Митин. – Как же без этого? Мы провели предварительный анализ проблемы, составили соответствующую программу исследования. Разработка будет относится к аналитической химии, точнее к устройству и технологии изготовления биочипов на основе монолитного макропористого полимера, предназначенных для анализа белков.

– Только белков?