Этот научный форум утвержден в ноябре 2009 года, в 20-ю годовщину падения Берлинской стены. На него приезжают молодые инноваторы, представляющие науку, бизнес, искусство и т.д. В этом году на конкурс пришло 2400 заявок со всего мира. В финал вышли 100 участников из 50 стран, из которых авторитетное жюри определило трех победителей.
Заведующий лабораторией нанобиотехнологий МФТИ, кандидат физико-математических наук Максим Никитин, получил "серебро" за работу "Нанороботы для биомедицины". Речь идет о доставке лекарства прямо в очаг болезни. Оно не расходуется по пути, не наносит вред здоровым клеткам, что должно во много раз снизить дозы и побочные эффекты. Такой метод особенно актуален в онкологии, ведь химиотерапия "бьет" одинаково не только по опухоли, но и по нормальным тканям.
Конечно, это идеал, даже фантастика, реализовать которую стремятся ученые ведущих лабораторий мира. Создать наночастицы для транспорта лекарства к очагу болезни сегодня уже не такая большая проблема. Но вот как они могут распознать, что перед ними не здоровые клетки, а именно больные? Ответ подсказала сама природа: она "установила" на опухолевые клетки маркеры, своего рода маяки для поиска. А дальше, казалось бы, все просто. Надо создать наночастицу с каким-либо лекарством, навесить на нее антитела и запустить в кровь больного. Частица движется, отыскивает маркеры, связывается с ними и начинает бороться с опухолью. Однако на деле все происходит несколько иначе. Наночастицы нередко промахиваются, пролетают мимо и попадают в здоровые клетки. Почему?
- Как правило, маркеры не столь специфичны, они могут "сидеть" как на больной клетке, так и на здоровой, - объясняет Максим Никитин. - Но на больной клетке их гораздо больше. С другой стороны, здоровых клеток больше в организме, чем больных, и они берут количеством. Уводят лекарство от цели.
Никитин и его соавторы предложили вроде бы очевидный выход из ситуации: надо дать наночастице дополнительную информацию об опухоли или других очагах заболеваний, чтобы снизить вероятность промаха. И такая информация в организме есть - это сигналы, которые сообщают, что в таком-то месте что-то не в порядке. Такие сигналы тревоги SOS используются клетками - защитниками организма, чтобы найти зону бедствия. Ученые придумали, как научить наночастицы, несущие лекарства, распознавать и анализировать тревожные сигналы. Это позволит по наводке этих сигналов доставлять лекарство точно в цель, не расходуя его по пути.
- Наша наночастица - это своего рода наноробот, который сам может принять решение, надо ли ему взаимодействовать с клеткой или пройти мимо, - говорит Никитин. - У него своя логика, которая напоминает логику обычного компьютера с функциями "И", "ИЛИ", "ДА", "НЕТ". К примеру, наночастицы можно запрограммировать так, чтобы они начинали атаку на опухоль, только когда на входе одновременно фиксируется два тревожных сигнала. Если такого дуэта нет, наночастица не "выстрелит". В зависимости от того, что надо лечить, можно создать разные варианты логики.
Учеными уже проведены испытания наноробота на клеточных культурах, в перспективе - эксперименты на животных. На предложенные учеными новые методы получены патенты России, поданы заявки на международные. Эти исследования по созданию терапевтических нанороботов поддержаны грантом Российского научного фонда. Подобные исследования сегодня ведут всего в двух лабораториях мира - в Гарварде и в одном из университетов Израиля. Кроме нанороботов среди победителей конкурса Falling Walls Lab оказались разработки по получению топлива из кофейной гущи и пластиковых бутылок.