Futuristika į mediciną po 100 metų

Kalbėti net ir apie netolimą ateitį – rizikinga, tačiau medicina yra toji sritis, kur kiekvienas naujas pasiekimas dažniausiai natūraliai kyla iš iki tol buvusių. Tad pabandykime pažvelgti į jos ateitį.

Galva – sena, kūnas – naujas

Niekas taip neaudrina skaitytojų ar žiūrovų vaizduotės, kaip saugomos gyvos ir funkcionuojančios ar persodinamos galvos. Pagal naudojimo kine dažnį šie kadrai nusileidžia nebent dirbtinio žmogaus kūrimo istorijoms. Nenuostabu, kad bet kokia žinia apie galvų persodinimo eksperimentus tampa sensacija.

Taip atsitiko ir 2015 m., kai italų neurochirurgas Serdžas Kanaveras pareiškė esąs pasirengęs atlikti žmogaus galvos transplantaciją. Atsirado net savanoris pacientas – iš Rusijos kilęs jaunas programuotojas, kurio dienos dėl progresuojančios raumenų atrofijos jau suskaičiuotos. Ir štai čia prasidėjo didžiausios įdomybės – operacijos laikas buvo atidėtas kelis kartus (kol kas pastarasis paskelbtas terminas – iki šių metų pabaigos), nuo projekto nusisuko stambūs rėmėjai iš Vakarų, o kai kurios valstybės, kuriose tokį eksperimentą techniškai įmanoma atlikti, pareiškė to neleisiančios. Tačiau čia į pagalbą atėjo kinai – jie ypač noriai kviečiasi eksperimentuojančius mokslininkus ir jiems visokeriopai padeda. Tad gali būti, jog galvos transplantacija bus atlikta.

Sunku patikėti, kad pirmasis bandymas prisiūti atskirtą šuns galvą prie kūno buvo atliktas dar 1908 m. Jungtinių Amerikos Valstijų fiziologas Čarlzas Gatris pastebėjo primityvius refleksus, atsiradusius po 20 minučių prijungus galvą prie kraujotakos sistemos, t. y. formaliai gyvūnas po galvos atskyrimo ir prisiuvimo liko gyvas. Šis eksperimentas nebuvo visiškai sėkmingas, gyvūnas nugaišo, bet tapo aišku, kad panaši medicininė procedūra gali būti sėkminga.

Apie 1950 m. galvų transplantavimo tema buvo plėtojama keliose šalyse. Tarybų Sąjungoje eksperimentavo transplantologas Vladimiras Demichovas: jaunų šunelių galvas jis persodindavo suaugusiems gyvūnams. Ir ne vien galvas, bet ir visą priekinę gyvūno dalį (su plaučiais ir letenomis) – tai kur kas sudėtingiau nei vien atkurti smegenų kraujotaką. Rezultatas buvo puikus. Ir nors daugelis gyvūnų išgyvendavo iki savaitės, vienam dvigalviam šuniui (su abiem funkcionuojančiomis galvomis) pavyko išgyventi net 29 dienas, ir tai įvyko dar 1952 m. Na, o 1959-aisiais apie sėkmingą šunų galvų transplantavimą paskelbė Kinija.

Plėtojant transplantologiją, širdies, kepenų ir inkstų persodinimą pavertus kone įprasta operacija, galvų persodinimo tema buvo kiek primiršta dėl menkos tokios procedūros paklausos ir neišspręstų techninių problemų. Visgi akivaizdu, kad daugiau nei prieš 100 metų pradėti žmonių galvų transplantacijos bandymai bus vainikuoti sėkme – jei ne S. Kanavero, tai jo sekėjų.

Išauginti kūną – įmanoma

Jau dabar norinčiųjų gauti naują širdį, kepenis, plaučius ar inkstus yra daugiau nei „laisvų“ organų. Vakaruose, kur nuolat vyksta donorystės skatinimo akcijos, organų stygius tik didėja. Vien Vokietijoje organų persodinimo laukia daugiau kaip 15 tūkst. pacientų. Be to, transplantacijos technologijos pasiekia vis daugiau valstybių ir pacientų, kuriems tokių organų reikia, skaičius auga. Neapsiribojama vien raginimu savanoriškai paaukoti savo organus po mirties, imamasi privalomų organų paėmimo procedūrų. Štai Velso gyventojai automatiškai tapo organų donorais, o jei dėl religinių ar kitokių motyvų jais būti nenori, apie tai turi pranešti patys. Tokių iš esmės prievartinę donorystę įteisinančių siūlymų pasigirsta šiuo metu net keliose Europos valstybėse. O ką gali mokslas?

Kai tapo aišku, kad iš kamieninių ląstelių galima išauginti bet kokį audinį, iki viso organo dirbtinio auginimo teliko vienas žingsnis. Bent jau taip teigė šios technologijos entuziastai, kai 1999 m. šių ląstelių atradimas žurnalo „Science“ buvo pripažintas vienu iš trijų didžiausių atradimų biologijos srityje per visą žmonijos istoriją. Tačiau ne visada mokslininkų kelias rožėmis klotas. Šiandien, praėjus beveik 30 metų, akivaizdu, kad dar toli iki viso organo išauginimo.

Šiaip ar taip, tai, apie ką jau pasakojome, yra niekis, palyginti su dar viena kryptimi – pakaitinių kūnų auginimu. 1996 m. Teksaso universiteto Onkologijos centro mokslininkas Ričardas Beringeris, blokuodamas vieną iš genų, sukūrė 125 pelių embrionus be galvų. Tiesa, gimė tik keturios, bet ir jos iškart pastipo, nes negalėjo nei kvėpuoti, nei misti. Tačiau prielaida, jog įmanomas organizmo išsivystymas be galvos smegenų (tiksliau, be galvos), buvo patvirtinta su kaupu. Mintis, kad kiekvienam žmogui būtų galima sukurti biologinį dvynį, kuris neturėtų sąmonės ir būtų tik idealiai tinkančių atsarginių organų šaltinis, nėra nauja, bet ji buvo labiau bioetikos specialistų teorinių ginčų objektas nei realus klausimas. Visgi, jei atsižvelgsime į tai, kad pasaulyje yra turtingų žmonių, galėsiančių susimokėti ne tik už organo, bet ir už viso atsarginio organizmo sukūrimą, galime drąsiai teigti, jog jau per artimiausius keliasdešimt metų su šia technologija taip pat susidursime.

Nanotechnologijos atveria neribotas tiek ligų diagnostikos, tiek gydymo galimybes.

Gydys mikroskopiniai robotai

Kur kas mažiau ginčų kelia nanorobotų naudojimas medicinoje. Tiesa, ir čia kiek nustebinsime priminę, kad mikroskopinių mašinų naudojimas buvo išpranašautas ne šiandien ir ne vakar, o 1959 m., kai fizikas Ričardas Fainmenas aprašė ypač mažų mechanizmų panaudojimo galimybes. Jau iš pat pradžių tapo aišku, kad mechanizmų, galinčių veikti su molekulės, o gal net ir atomo dydžio dalelėmis, atsiradimas iš esmės pakeis daugelį žmogaus gyvenimo sričių, taip pat ir mediciną. Vien tai, kad dėl tokių įrenginių vaistai galės atsidurti iškart reikiamoje organizmo vietoje, bus didelis žingsnis į priekį. Mokslininkai mano, kad tokios mažosios mašinos galės sunaikinti navikus ar, atvirkščiai, kamieninėmis ląstelėmis „užlopyti“ pažeistus organus. Be to, atsiveria neribotos ligų diagnostikos galimybės.

Tiesa, didžiausia problema yra ne sukurti nanomechanizmus, o išmokti gaminti daug mechanizmų su visiškai vienodomis funkcijomis, kad jie būtų veiksmingi. Ir štai čia gimsta būtinybė paleisti į aplinką mašinas, kurios mokės gaminti savo pačių kopijas, kaip panašiai tai daro bakterijos ar virusai. Tokia perspektyva kelia tam tikrą nerimą – tereikia vos vienos technologinės klaidos, ir nanorobotų „populiacija“ gali tapti nekontroliuojama.

Kol realiai susidursime su tokiu iššūkiu, jei iš viso susidursime, praeis keli dešimtmečiai, tačiau mažųjų, nors ir ne nano - dydžio, mašinų poveikį mūsų kūnui galime pajusti gerokai greičiau. Štai bent kelios šių mašinų naudojimos sritys: aterosklerozinių plokštelių šalinimas, parazitų naikinimas, kraujagyslių pralaidumo užtikrinimas, inkstų akmenų skaldymas. Iki viso to jau esame per žingsnį ir galime drąsiai teigti, jog tokios medicininės procedūros tikrai atsiras.

Gal patys tapsime mašinomis?

Jei širdis – tik pompa, pūslė – šlapimo talpykla, o plaučiai – deguonies įsisavinimo mechanizmas, gal tiesiog pakeiskime dalį organų dirbtiniais? Pirmą kartą idėja pakeisti širdį mechaniniu įrenginiu nuskambėjo 1812 m. Visai neseniai būtent dirbtinius, mechaninius, organus futurologai pavadino neišvengiama medicinos ateitimi, nes pasiekimai juos kuriant – gana ryškūs.

Šiuo metu sėkmingomis yra laikomos odos atkūrimo technologijos, kai, pavyzdžiui, ant stipriai nudegusios kūno vietos purškiamas tirpalas, kuriame yra aktyvių kamieninių ląstelių, suformuojančių naują odą. Taip pat smarkiai pasistūmėta atkuriant kaulus ar kremzles. Jau galima išauginti kraujagysles, trachėją, ir tai yra daugiausia, ko gali tikėtis net ir civilizuotoje valstybėje gyvenantis pacientas.

Vis dėlto tik laiko klausimas, kada pamatysime pirmą veikiančią dirbtinai išaugintą žmogaus širdį ar kepenis. Tereikia sulaukti dar vienos technologijos, vadinamos trimate biospauda, tobulėjimo. Šis spausdinimo būdas primena trimačio spausdintuvo veikimą, tik vietoj plastiko naudojamos gyvos ląstelės – iš jų ir „surenkamas“ organas. Atrodo, nesudėtinga, bet reikia prisiminti, jog organą dažniausiai sudaro kelių tipų ląstelės ir, kad jis būtų visavertis, reikia pasitelkti visus tuos tipus. Todėl šioje srityje dirbantys specialistai net ir pirmojo atspausdinto inksto pristatymą prognozuoja ne anksčiau kaip 2030 m.

Kitas variantas – tai gyvūnų, kurių organai galėtų tapti žmonių organais, auginimas. Ir nors ši mintis gyvūnų teisių aktyvistams ar pernelyg religingiems žmonėms kelia siaubą, toks būdas ne tik leistų išauginti reikiamus organus, bet ir būtų kur kas pigesnis nei biospauda. Be to, reikiamų organų būtų galima išauginti beveik neribotą skaičių. Tačiau, kad toks organų auginimas taptų galimas, reikia, jog žmogaus organizmas neatmestų gyvūno organo. Akivaizdžiausia galimybė tai padaryti – sukurti gyvūnų ir žmonių hibridus. Dar toliau pasistūmėjus būtų galima sukurti gyvūną, genetiškai artimą konkrečiam pacientui, tada organo atmetimo tikimybė bus beveik nulinė. Tiesa, visi panašūs eksperimentai susiduria su dideliu pasipriešinimu, nes mokslininkai žada pernelyg radikalius pokyčius.

1970-aisiais laboratoriniai gyvūnai su dirbtinėmis širdimis pasiekė 100 valandų išgyvenimo ribą. Vėliau širdies veiklą pakeičiantys įrenginiai pradėti naudoti žmonėms, laukiantiems širdies persodinimo. Be to, pastebėta, kad mechaninė pompa leidžia paciento širdžiai pailsėti ir jos veikla atsigauna. Vis dėlto tikrosios dirbtinės širdies teko laukti dar 30 metų. Pirmoji visavertė mechaninė širdis implantuota tik 2001-aisiais. Dar prasčiau sekėsi norint pakeisti inkstą mechaniniu įrenginiu. Tai, ką vadiname dirbtiniu inkstu, yra įrenginys su daugiapakope filtrų sistema, jis netgi nemobilus ir tuo labiau negali būti naudojamas kaip inksto pakaitalas.

Visgi po truputį tampame kiborgais. Šiuolaikinė medicina puikiai moka implantuoti dirbtinius sąnarius, akių lęšius, klausos protezus, dirbtinius kaukolės kaulus, širdies vožtuvus ir daug kitų gyvybę gelbėjančių ar net grąžinančių visavertį gyvenimą prietaisų. Pacientai gali džiaugtis ir tokiais išradimais kaip bioniniai kojų ar rankų protezai, valdomi lyg tikros kojos ar rankos. Maža to, pacientai gali valdyti mechanines rankas net tada, kai dėl ligos ar traumos yra visiškai nutraukti nervai tarp galūnių ir smegenų – bioninę ranką impulsai pasiekia laidais.

Artima mokslo sritis yra žmogaus galimybių gerinimas naudojant mechaninius ir elektroninius įrenginius. Pripratome, kad regėjimui pagerinti turime nešioti akinius, tačiau nėra esminių techninių kliūčių siųsti vaizdinę informaciją į smegenis iš vaizdo kamerų, ir ties tuo mokslininkai aktyviai dirba. Tiesioginis garso perdavimas iš mikrofono į paciento smegenis jau tapo realybe, pirmieji tokie aparatai jau naudojami. Šios technologijos yra įdomios ir medikams, ir kariškiams. Geriausias pavyzdys – egzoskeletai, t. y. įrenginiai, atkartojantys ir žmogaus kaulų ir raumenų sistemos funkcijas. Medicininės paskirties egzoskeletų kūrėjų tikslas buvo pastatyti ant kojų paralyžiuotus pacientus ar naudoti egzoskeletus reabilitacijos tikslais iš naujo mokant pacientus vaikščioti. Tačiau kiek sustiprinus konstrukciją ir sumontavus galingesnius variklius tapo aišku, jog žmogus, dėvintis išorinį skeletą, gali nešti didelio svorio nešulius ir keliauti daug greičiau ir ilgiau. Būtent šių savybių reikia kariškiams, todėl išradimas rado vietą ir civilinėje, ir karinėje srityse. Galima drąsiai prognozuoti, kad judėjimą lengvinančių įrenginių naudojimas po kelių dešimtmečių taps visuotinis.

Ko tikrai neįvyks?

Kelias nuo idėjos iki pirmųjų praktinių bandymų – ilgas, kartais prireikia kelių dešimtmečių ar net šimtmečių, tad ir XXII a. greičiausiai naudosimės tomis technologijomis, kurių užuomazgas matome jau dabar. Be abejo, niekur nedingo amžinas žmonių tikėjimas, esą egzistuoja stebuklingas vaistas, gydantis visas ligas, sustabdantis senatvę ar net grąžinantis iš anapilio. Jeigu ne šis tikėjimas, nebūtų pasaulyje tūkstančių sukčių, „gydančių“ paprastu vandeniu, rankų prisilietimais ar smilkalais. Nuo šiuolaikinių „šamanų“ civilizuotas žmogus dažniausiai dar geba apsiginti, o prisidengiantiesiems mokslu atsispirti kur kas sunkiau.

Juk nedažnas gali suprasti, kad nežinia kur surinkta dėžė su keliomis šviečiančiomis lemputėmis neskleidžia jokių mistinių bangų ar energijos. Dažniausiai tereikia paklausti autoriaus, koks prietaiso veikimo principas, ir jis paaiškins, esą tai „slapta karinė technologija“ ir apskritai to neva stebuklingo įrenginio neleidžia naudoti „farmacininkų ir medikų mafija“. O juk viskas paprasta: bet kokia tikrai veiksminga technologija medicinos srityje tapo žinoma ne čia pat ir dabar. Iki tol buvo virtinė atradimų ir technologijų tobulinimo, ir kuo sudėtingesnė toji technologija, tuo daugiau žmonijos žinių yra panaudota. Ir tos žinios yra aprašytos, tad galima suprasti, kuria linkme juda medicinos ir karo technologijų kūrėjai.

Vitalijus BALKUS