Стимуляция мозга, супербактерии, биохакинг: как мы отредактируем свои организмы в будущем?

За рубежом биохакеры нередко ставят над собой настоящие эксперименты. В России из‑за ограниченного доступа к серьезным препаратам биохакинг больше про здоровый образ жизни и комбинации БАДов. Это не хорошо и не плохо — просто данность. Да и кто из наших биохакеров, будучи в здравом уме, проведет на себе экспериментЭксперимент Элизабет ПерришРечь идет о введении гена теломеразы hTERT для предотвращения старения фибробластов соединительных тканей и гена фоллистатина FSТ, предназначенного для поддержания хорошего тонуса мышечной ткани. в виде двух генных терапий на основе аденовирусных векторов?

Зато такой эксперимент ставит на себе Элизабет Пэрриш, СЕО биотехнологической компании BioViva Sciences Inc. Эту генную терапию она применила в 2015 году — такой опыт был первый в мире, и это было потрясающе. Обследование перед экспериментом показало, что Пэрриш имеет аномально короткие теломерыТеломерыКонцевые участки хромосом, сокращение длины которых связывают со старением., соответствующие 60-летнему возрасту, а не возрасту 44-летней женщины. Через три года после эксперимента, как заявляет сама Лиз, длина ее теломер увеличилась и соответствуют 30-летнему возрасту. Она также отмечает, что увеличилась и мышечная масса. А количество висцерального жира, напротив, уменьшилось. Сейчас она чувствует себя энергичной и здоровой, и у нее не обнаружено никаких признаков онкологии (которую, как многие опасались, могла спровоцировать активация фермента теломеразы). Ну а компания BioViva после окончания эксперимента написала в своем пресс-релизе: «BioViva лечит первого пациента с помощью генной терапии, чтобы обратить старение вспять».

Когда‑то мы с женой Аллой, разрабатывая SPRS-терапиюSPRS-терапиюМетод эстетической косметологии, основанный на инъекциях собственных фибробластов (клеток соединительных тканей, в том числе и кожи)., тоже начинали с введения аутологичных фибробластов себе, но нам было проще: на тот момент уже существовала мощная научно-клиническая база. Сейчас уже наша технология более десяти лет как на рынке эстетической медицины.

А Джосайя Зайнер, биофизик и бывший сотрудник NASA, ввел себе CRISPR, чтобы блокировать ген, подавляющий рост мышечной ткани. Кроме того, он и микроботу себе пересадил в домашних условиях. Об этом Neflix снял документальный фильм «Unnatural Selection» («Неестественный отбор»). Таких биохакеров у нас в стране нет. «Настоящих буйных мало — вот и нету вожаков», как пел Высоцкий.

Такие эксперименты — высший пилотаж, и человек должен четко представлять на что он идет и какие могут быть последствия. Да и стоимость разработок таких генно-инженерных конструкций очень немаленькая. Компании BioViva Sciences Inc. продукт обошелся в 1,5 миллиона долларов. Подобную генную терапию за 1 млн долларов теперь предлагает и компания Libella Gene Therapeutics: компания объявила рекрутинг пациентов от 45 лет, а проводить испытания будут вне юрисдикции США. Название клинических исследований звучит так: Evaluation of Safety and Tolerability of Libella Gene Therapy for the Treatment of Aging: AAV-hTERT («Оценка безопасности и переносимости генной терапии Libella Gene Therapy для лечения старения»).

Важно отметить, что научное сообщество к таким экспериментам относится весьма скептически. Ведь любая новая терапия — а тем более генная — должна быть одобрена регуляторными органами и должна получить соответствующие разрешения для проведения исследований, проведя предварительные доклинические исследования на животных. Но первопроходцы были одинаковы во все времена: риск — благородное дело.

Будущее, безусловно, за генной инженерией и стволовыми клетками. Нобелевскую премию в 2012 году вручили за получение индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, а в 2020 году — за редактирование генома с помощью генетических ножниц CRISPR — Сas 9. Использование технологий геномного редактирования, которые позволяют включать и выключать работу нужных генов для получения желаемых результатов, — это одно из самых амбициозных направлений и в научных исследованиях.

Важно не забывать и про социальные и этические проблемы, связанные с применением таких технологий. Что разрешать, что запрещать и кто это должен решать? Достаточно ли будет только добровольного согласия на участие в таких клинических исследованиях и будет ли это безопасно? Кому это будет финансово доступно? Если только богатым, то не приведет ли такое выборочное лечение к социальным потрясениям? Вопросов много, и решать эти вопросы должны экспертные советы и государство.

Самые ожидаемые прорывы в медицине, на мой взгляд, это иммунотерапия рака, лечение моногенных и наследственных заболеваний. Очень перспективной мне кажется 3D-печать человеческих органов. Начнут, думаю, с печатания костей прямо в месте повреждения или перелома. А потом, может, доберутся и до сложных органов: cердца, печени, почек. Или, например, получение натурального грудного молока в специальных реакторах, в которых культивируются эпителиальные клетки молочной железы. Отличная замена сложным искусственным молочным смесям. При лечении раковых заболеваний очень перспективно использование методов генной терапии, модифицирующей клетки иммунной системы человека так, чтобы они стали высоко специфичны к опухолевым клеткам. И такие препараты уже применяются.  

Также уже становится реальностью ускорение селекционных процессов в агросекторе, что позволяет выводить новые сорта сельхозкультур. Теперь выведение нового сорта сократилось с десяти до трех-четырех лет. Ну и, конечно, клонирование. С животными все понятно, здесь вопросов не возникает: домашних любимцев в некоторых странах уже можно воспроизводить. Что же касается человека, то и терапевтическое (получение человеческих эмбрионов для применения их клеток для лечения), и репродуктивное (создание человеческих клонов) клонирование в настоящее время запрещены. Но, может быть, на Марсе (где будут свои этические правила), как подумывает Илон Маск, этим и займутся. Создадут искусственные или живые субстанции, которые смогут интегрироваться с человеческим телом. Или с роботами, создавая совершенные формы жизни или продлевая ее на неограниченное время. Кто знает!

Такие продвинутые биохакеры, как Лиз Пэрриш, будут всегда, и ряды их будут пополняться. В этом сомнений у меня нет. И чем более впечатляющими будут научные достижения, тем более рискованными будут эксперименты по улучшению себя. Метод проб и ошибок был всегда двигателем прогресса. Мозг этих людей, если хотите, требует выделяться, им рутинные подходы и походы к врачам не интересны. И это нормально, так уж они устроены. И радикальность экспериментов над собой будет зависеть от того, сколько человек может инвестировать в свой апгрейд. Я думаю, это будет умный и точный расчет с привлечением искусственного интеллекта.

Но ведь и самообучающийся искусственный интеллект может ошибаться или завести в неизведанные дали. Вообще, наступает очень интересное время — время биотехнологий. Это будоражит умы инвесторов, ведь новый тренд точно изменит экономику и жизнь людей в ближайшие десять-пятнадцать лет. А пандемия COVID-19 еще сильнее подогрела интерес к биотеху. Появились, например, совершенно новые вакцины, про которые раньше и не мечтали. И те биотех-компании, в которые венчурные фонды и частные инвесторы вкладывают деньги, позволяют с большой уверенностью глядеть в обозримое будущее.

Искать секреты долголетия, какое‑то уникальное знание — это значимая часть человеческой природы. Нам хочется списать неудачные попытки продлить жизнь на внешние обстоятельства. Будто есть какой‑то секрет, которого мы просто не знаем — а когда узнаем, что‑то поменяется. Поэтому мы продолжаем искать все эти рецепты здоровья и вечной жизни — в этом есть большое зерно надежды. Это важная история, она мотивирует людей. И, с одной стороны, понятно, что никаких секретов нет. Все люди, которые считали, что обладают уникальным знанием, уже умерли. Даосы, философы и алхимики все равно прошли стандартный жизненный путь. С другой стороны, именно из‑за их целеустремленного, даже иногда маниакального стремления достичь долголетия у нас есть медицина и наука.

То, что ученый мир уже знает о теле и мозге, говорит нам, что все очень сложно. Простых махинаций, с помощью которых можно что‑то улучшить, нет. И эти манипуляции с введением CRISPR в домашних условиях напоминают мне желание починить сложнейший квантовый компьютер паяльником в гараже. Я в такое в целом поверить не могу: мне кажется, это вряд ли правильно сработает. С другой стороны, эти энтузиасты тоже наверняка двигают вперед часть нашего мира — пусть и странноватую. Я не рекомендую примыкать к их числу и не стал бы использовать такие вещи для себя, но понимаю, почему они существуют. И вполне возможно, что кто‑то из биохакеров выиграет в эту лотерею. Первым себе какой‑нибудь ген заблокирует (или, наоборот, присвоит), и все будет замечательно.

Я думаю, что, как и вся медицина, биохакинг станет еще более персонализированным, еще более направленным на точечные вещи. И биохакинг будущего точно включает в себя определенные интервенции, связанные с Brain-computer interfaceНейрокомпьютерный интерфейсСистема, созданная для обмена информацией напрямую между мозгом и компьютером., например. При этом я надеюсь, что в нем больше внимания будет уделено ментальному здоровью. Ведь где‑то на стыке психологии и нейробиологии лежат очень важные для нас ответы. Все темы, связанные с нейронным кодом, разрывом в объяснении, — это большая зона, в которой биохакинг будущего сможет развернуться. Но как это будет выглядеть, сейчас сложно предположить. Я верю в связывание мозга с интерфейсами, на которых мы могли бы увидеть, понять, услышать, как происходят процессы на нейронном уровне. И каким‑то образом на это повлиять. Думаю, эти методы станут менее грубыми и более тонкими.

Я особенно слежу за стартапами и исследованиями в области нейростимуляции: неинвазивными методами, которые позволяют воздействовать на определенные части мозга. Например, ингибировать определенные участки или каналы сообщений с помощью стимуляции мозга слабым электрическим током. В этой технологии, на мой взгляд, просто бездна недоэксплуатированного. Так как неинвазивные методы достаточно безопасны, просты в применении, полностью обратимы и не имеют синдрома отмены, потенциал для научных прорывов там огромный. Мы в Центре нейронаук НИУ ВШЭ совместно с Алексеем Гориным и командой сейчас как раз тестируем протоколы, в которых ищем методы воздействия на состояние человека путем стимуляции его мозга. Там есть многообещающие решения — может, скоро из них тоже вырастет биотех-стартап.

Мне очень нравится концепция Даниеля Канемана, который предлагает рассматривать внимание как некий ограниченный ресурс. Каждый раз, когда перед нами встает определенная задача, мы прикладываем усилия и выделяем на ее выполнение некоторый объем внимания. Если мы выделяем достаточное количество внимания на задачу, то выполняем ее хорошо, если недостаточно — то плохо. Кроме того, у внимания есть неприятная особенность: мы очень легко отвлекаемся — например, на уведомления на телефоне. Даже если телефон просто лежит на столе и на экране что‑то всплывает, наша зрительная система воспринимает это как движение, и мы отвлекаемся. Срабатывает зашитый на уровне подкорковых мозговых структур ориентировочный рефлекс. Мы всегда реагируем на неожиданные звуки и движения — иначе мы вряд ли бы выжили. Есть даже любопытное исследование, которое показывает, что если у человека просто лежит телефон на столе, это уже снижает его продуктивность.​​

Мне кажется, большая переключаемость внимания становится повсеместной именно за счет того, что у всех нас есть телефоны, включены уведомления. Нам действительно становится сложнее концентрироваться на одной задаче — именно поэтому таким популярным становится тот же самый TikTok. И мне кажется, что у нас произойдет довольно четкое расслоение. Появятся люди, которые научатся прилагать волевые усилия и концентрировать внимание на одной задаче на протяжении хотя бы двадцати пяти минут. И будут те, кто будет продолжать постоянно переключаться. Кстати, на каких‑то позициях это может быть даже полезно.

С точки зрения работы головного мозга умение контролировать свое поведение зависит по большей части от префронтальной коры. И если мы посмотрим, что происходит с человеком при СДВГ (синдроме дефицита внимания и гиперактивности), станет понятно, что там идет постоянная битва между префронтальной корой и лимбической системой. Лимбическая система как бы говорит «Ой, давай сюда посмотрим. Или вот это сделаем. Нет, вот это сделаем». А префронтальная кора отвечает: «Давай на чем‑нибудь одном сосредоточимся, пожалуйста?» Самая лучшая техника для того, чтобы на чем‑то сосредоточиться, — это действительно прилагать усилия, отключить все уведомления. И использовать технику помидоркиТехника PomodoroТехника управления временем, которая предполагает периоды глубокой концентрации, чередующиеся с короткими перерывами. Обычно отрезки времени, «помидоры», длятся полчаса: 25 минут работы и 5 минут отдыха. — причем по-честному ее использовать, стараясь не отвлекаться ни на что вот эти 25 минут.

Главная проблема на данный момент заключается в том, что мы не знаем до конца, почему возникают основные нейродегенеративные заболевания: болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона. И поэтому можем только немного тормозить развитие симптомов, но не можем вылечить человека.

Лично мне кажется, что есть потенциал у инвазивных электродов. Например, болезнь Паркинсона сейчас успешно лечат с помощью Deep Brain Stimulation: электроды вживляются прямо в мозг и позволяют контролировать движения. Кто знает, может, в не очень далеком будущем у нас получится разработать технологию, которая позволит значительно снизить выраженность симптомов при нейродегенеративных заболеваниях. Но однозначные прогнозы тут давать сложно.

Я, к сожалению, прихожу к выводу, что человеческая жизнь в сегодняшнем ее виде в принципе неэтична. Нас просто слишком много. Если посмотреть на распределение биомассы по организмам планеты, то все понятно: больше всего растений, бактерий, архей и грибов, огромное количество всякой травоядной мелюзги, куча рыб, и пара редких крупинок наземных позвоночных. Позвоночные — это навороченные, дорогостоящие костяные небоскребы, по размерам, энергозатратам и системным требованиям ни в какие рамки животного царства не влезающие. Их, по логике природы, должно быть мало. А нас, в совокупности с нашим позвоночным скотом, раз в двадцать больше, чем всех остальных наземных позвоночных.

Как из этого выбираться? Конечно, можно представить себе массу научно-фантастических сценариев, при которых мы переселяемся в воздушные города, питаемые ядерным синтезом, производим еду из углекислого газа и оставляем природу в покое. Но при таких опциях нам уже, наверное, будет все равно, что там с этой природой происходит. Пока такого не предвидится, мне кажется наиболее этичным и очевидным подходом постепенное сокращение населения. Конечно, население планеты просто так взять и безболезненно сократить невозможно — например, китайский опыт показывает, что политика одного ребенка влечет за собой старение населения и целый каскад демографических и экономических проблем. Но все это проблемы краткосрочные, проблемы десятилетий. Меня больше волнуют проблемы векового масштаба. Поэтому, на мой взгляд, самое главное, что можно сделать для снижения ресурсозависимости человечества, — это рожать как можно меньше детей.

Эпидемии случаются, когда происходит что‑то новое. В масштабах эволюции — сотни тысяч, миллионы лет — все организмы рано или поздно приходят в равновесие друг с другом. Столько‑то хищников, столько‑то травоядных и точно так же — столько‑то паразитов и их хозяев. Эти количества могут варьироваться от года к году или в зависимости от сезона, но в долгосрочном интервале они стабильны. Эпидемия — это внезапная вспышка на фоне этой стабильности. Происходит что‑то новое, и система выходит из равновесия. Например, вирус находит нового хозяина. Обычно он циркулирует в пределах вида, и в клетки других ему не пролезть. Но периодически какому‑нибудь удачливому мутанту это удается, и он открывает дверь в целый новый вид — в нашем случае это миллиарды потенциальных носителей, чья иммунная система об этом вирусе до сих пор не подозревала.

Такое случается спонтанно, изредка, по стечению обстоятельств, и может произойти без всякого вмешательства в природу. Но такое вмешательство, разумеется, многократно повышает вероятность подобных случайностей. Виды, которые никогда раньше не встречались, теперь существуют в разнообразных комбинациях. В места, куда сто лет назад не ступала нога человека, теперь летают самолеты и ходят толпы туристов. Если долго трясти дерево с дикими животными, то рано или поздно с этого дерева что‑нибудь упадет.

Не хочется совсем уж ругать медицину, все-таки технологический прогресс дал нам возможность жить дольше и счастливей, чем когда‑либо в истории, и продолжает нашу жизнь улучшать. Но взять, например, кризис устойчивости к антибиотикам. Антибиотики по всему миру перестают работать, потому что бактерии эволюционируют, а у нас нет особо новых идей, чем их теперь травить. Ну и может так оказаться, что лет через двадцать мы вернемся к состоянию медицины до открытия пенициллина — то есть к реальному шансу умереть от царапины. Можно ли избежать этой ситуации? Вряд ли. Рано или поздно бактерии эволюционируют так, чтобы решить любую проблему, поэтому новые антибиотики нужно придумывать бесконечно.

Это стало очевидно еще в середине прошлого века, и, в принципе, если бы население планеты вдруг решило навалиться на глобальную проблему, устойчивость можно было бы замедлить, а антибиотиков напроизводить больше. Но мы не бактерии: когда у нас болит живот, мы думаем в первую очередь о себе и пьем таблетку, которую можно купить в аптеке. А что там происходит со стафилококком в Африке — это куда более абстрактный вопрос. Фармацевтическим компаниям же заниматься антибиотиками ни к чему — хронические болезни выгоднее. Так что все всё понимают, но ничего с этим не поделать. Не знаю, антропоцентризм это или потребительское отношение. Скорее несоответствие между масштабом отдельно взятой человеческой жизни и масштабом влияния человечества на природу. Индивидуализм на фоне глобальных антропогенных проблем.

Мне кажется, что приличным ученым о венце творения рассуждать некрасиво уже по крайней мере лет пятьдесят. Это не столько парадигма, сколько подсознательный след, оставленный в уме современного человека древними греками, схоластиками и гуманистами. Дело не в том, что мы из‑за этого убеждения делаем что‑то иначе, а в том, что нам кажется, что мир нам по умолчанию должен, что наше существование гарантированно, что у человека особое предназначение по сравнению с остальным населением планеты. Всякое бывает, конечно, посмотрим через миллион лет. Но пока, по-моему, повода для такого оптимизма немного. Если отказаться от этой идеи, то, может быть, от страха что‑нибудь зашевелится.

С другой стороны, есть и оборотная сторона идеи о «венце творения». Это часть древнего представления о мире, при котором Вселенная представляет собой целостную схему, лестницу совершенства, scala naturae: боги, человек, животные, растения, минералы. На протяжении многих веков все знание было организовано по такой схеме: вплоть до XV века энциклопедии, например, писались не в алфавитном порядке, а в «правильном» — сначала теология, потом медицина, а потом зоология с ботаникой, сначала короли, потом слуги и так далее. Мне кажется, сама идея венца творения — это часть такого целостного представления о природе. С потерей влияния религии на мировую мысль эта идея тоже растворилась. Мне бы хотелось, чтобы в будущем у нас появилось нечто похожее, некая объединяющая идея, в которую людям бы хотелось верить, только основанная на современных представлениях о Вселенной. По которым мы не венец, а одно из действующих лиц, пусть и очень важное. Хотелось бы, чтобы мир был организован не в алфавитном порядке, а как правильно.