Основні сучасні напрямки розвитку біологічної зброї.

ОСНОВНІ СУЧАСНІ НАПРЯМКИ РОЗВИТКУ БІОЛОГІЧНОЇ ЗБРОЇ

Експерти доводять, що класичні чинники біологічної зброї становлять значну загрозу, але доцільність їх використання зменшується в міру посилення обороноздатності розвинених країн. Разом з тим, все більше занепокоєння викликають сучасні досяг­нення біо технології, передусім генноі інженерії, за допомогою яких можна суттєво удосконалити біологічну зброю для підвищення її вражаючої дії та запропонувати принципово нові види озброєння. Отже, можна стверджувати, що боєздатність біологічної зброї росте пропорційно вдосконаленню оборонної здатності передових країн. Ніхто не може стверджувати з достатньою долею вірогідності які саме дослідження проводятся в рамках секретних програм. Але основні сучасні напрямки розвитку біологічної зброї наступні:

— генетична зброя;

— функціональна геноміка;

— протеоміка;

— геноміка мікроорганізмів;

— модифікація інфекційних хвороб тварин та рослин;

— синтез,проектування та векторизація ліків.

Генетична зброя. Згідно із заявою Британської медичної асоціації, скоро стане можливою доставка збудників з такою точністю, що вони зможуть уразити конкретні цілі — людей з відпо­відними генами або генетичним набором. Інші ж залишаться неушкодженими. Буде створено етнічну (генетичну) зброю, яка діятиме проти певної раси або етнічної групи. Якщо вдасться виявити істотну генетичну різницю між популяціями, правдоподібно з’явиться можливість обмеження ефекту «бумерангу» зброї відносно власної популяції.

Підставу для такого твердження дали експерти ФБР. Вони натрапили на маркери, які можуть бути використані для виявлення представників різних етнічних груп. Встановлення особи людини за її волоссям або кров’ю стало можливим завдяки дослідженню молекул ДНК. До бази даних ФБР вже ввійшло близько 150 тис. взірців нуклеїнових кислот, які використовують для вивчення певних послідовностей нуклеотидів. Різниця в таких послідовнос­тях дозволяє ідентифікувати особу за зовнішніми ознаками. Знання генетичних маркерів дає змогу сказати, до якої етнічної групи належить підозрювана особа (афроамериканці, латиноамериканці, європеоїди, індіанці та ін.) (Federal Bureau of investigations, 2000).

Якщо зіставити певну кількість маркерів різних народностей, то можна виявити специфічні риси, притаманні їм. Наприклад, організми європейців і азіатів по-різному засвоюють лактозу; у різних народів домінують певні групи крові. Такі ж зіставлення можна зробити стосовно росту, кольору шкіри, волосся і т.д. Як наслідок, можна ідентифікувати певну популяцію.

Та зібрана інформація може бути використана і для створення біологічної зброї, спрямованої проти певної групи людей. Оскільки існують генетичні маркери, то теоретично можна створити віруси, які проникатимуть у тіло людини і шукатимуть ці маркери. Для цього вірус повинен сканувати ДНК у клітинах. І якщо буде знайдено запрограмовані маркери, вірус інтегрується в геном і розпочне реплікацію. Отже, уражатимуться тільки люди з певними генетичними маркерами. Ідея цієї зброї була започаткована у біологічних програмах, розроблених з метою боротьби між етнічними (расовими) групами, яка була особливо гострою в часи апартеїду на півдні Африки. Першою такою програмою став «Проект Coast». Багато подробиць цієї програми було висвітлено у праці Південно­африканської комісії Правди й Об’єднання. Один з керівників програми д-р Воутер Бассон зазначає, що лабораторії Roodeplaat Research намагалися отримати бактерії, які діяли б вибірково на основі особливостей пігментації, позбавляючи плідності тільки чорношкірих людей (CDC, 2000).

Методи генетичного вмонтовування вже розроблені. На щастя, вони з’явилися в галузі, яка переслідує винятково мирні цілі. Це пошуки засобу проти раку. Як відомо, одна з декоративних рослин — рицинове дерево — продукує смертельно небезпечний фітотоксин — рицин. Отрута діє дуже ефективно. Один листок цієї рослини смертельний для дорослої людини. Але той же рицин можна використовувати і для порятунку людей.

Так, цю отруту використовують у Науково-дослідному інституті Далласа (штат Техас, США) для знищення ракових клітин. Тут отримано такий різновид рицину, який знищує тільки ракові клітини, залишаючи неушкодженими здорові клітини. Це відбувається у зв’язку з тим, що отрута розпізнає генетичні маркери. Рицин прикріплено до антитіла, яке шукає рецептори на поверхні клітин. Внаслідок генетичної мутації рецептори ракових клітин не схожі на рецептори здорових клітин. Антитіла розпізнають ці антигени і прикріплюються до них. Тоді ж рицин активується і знищує ракову клітину.

Але ця ж технологія може бути використана для того, щоб інфікувати і знищувати певні групи людей. Уперше не буде ніякого ризику зараження своїх військ і мирного населення й зникне проблема з доставкою смертоносної речовини. На відміну від ядерної, генетична зброя не завдасть механічних пошкоджень, тому матеріальні цінності, будівлі та власні війська залишаться неураженими.

Завдяки новітнім технологіям нові віруси або бактерії з’являть­ся, ймовірно, протягом наступних 10 років. Обираючи жертву за критерієм расової належності, ця зброя стане першим у світі так званим засобом знищення етнічних груп. Нова зброя неминуче призведе до геноциду.

Щоправда, дані «Human Неnomе Project» свідчать про те, що генетичні відмінності в межах раси більші, ніж між расами. Раса є поняттям більше соціальним, ніж генетичним. Тож проектування расової зброї, як вважають деякі спеціалісти, — малоймовірне. Але навіть якщо вдасться не допустити створення нової генетичної зброї, нові технології все одно поширюватимуться по всьому світу і це ускладнить контроль за ними. Терористичні групи стають більш поінформованими щодо технології створення нових видів біологічної зброї. Ці групи та уряди деяких країн будуть намагатися утвердитися за допомогою цієї зброї.

Функціональна геноміка. Генетично ідентичні клітини можуть мати різний фенотип і функції, які є сферою функціональної геноміки. В останнє десятиріччя намітився дуже швидкий поступ у цій галузі. 1997 р. з’явилась можливість конструювання цілих геномів, а в 2001 p., раніше ніж прогнозувалося, було секвенціоновано людський геном. Дедалі більше даних, що стосуються секвенції люд­ського геному, стають загальнодоступними у базах «Human Неnomе Project»і іHuman Неnomе Diversity Project», а також Американського національного інституту здоров’я (American National Institute of Health) або в комерційній базі фірми «Celera». Багато методик, пов’язаних з ДНК (визначення генетичного профілю, налагодження порівняль­ного вивчення великих фрагментів чи цілих геномів — нанобіотехнологія, біороботика, біоінформатика), дешевшають і перестають бути таємницею, тобто невдовзі будуть доступні й країнам, що розви ваються. Розширення трансферту цих технологій може призвести и до того, що вони попадуть до тих, хто намагатиметься використати їх для створення покращеної біологічної зброї.

Протеоміка. ДНК, що входить до складу генів, функції яких відомі, становить менше ніж 2 % геному. Альтернативне вирізання (splicing) інтронів у процесі біосинтезу білка вказує на те, що протеом містить в багато разів більше інформації, ніж геном. Звичайно можна передбачити кінцевий продукт гена і вплив на функції білка, якщо він гомологічний з білками, функції і будова яких відомі. Разом з розвитком розрахункової можливості (біоінформатики) можна буде досліджувати функції білків — продуктів генів (протеоміка). З’явиться можливість одночасного вивчення всіх білків клітини в її природному стані — на одному «чіпі». Такі розробки дозволили б визначати біологічну активність малих часточок, а крім того, проектувати ліки на молекулярному рівні. Однак багато з цих хімічно синтезованих, резистентних до згубних факторів довкілля аналогів природних часточок (олігопептиди, олігонуклеотиди) можуть виявитись удосконаленими токсинами, придатними до ролі біологічної зброї. Актуальним викликом часу є створення геному організмів із заданим фенотипом (reverse phenomics). Розпочалося інтегроване вивчення людського протеому — Human Proteomics Initiative (1999 p.). Можливе комп’ютерне проектування (in silico) нових молекул з терапевтичними власти­востями — більшість з них буде інгібіторами окремих функцій клітини. Описи цих зв’язків і комп’ютерних програм доступні в літературі. Вони також можуть бути використані як зброя, наприклад летальні бінарні чинники — нешкідливі молекули, що вбивають клітину тільки у разі їх поєднання. Утворення синтетичних інфекційних чинників на теперішньому етапі радше неможливе. Виняток становлять нові, штучні види пріонів, «живих молекул», настільки простих, що їх можна синтезувати in vitro (К. Chomiczewski et al., 2002).

Геноміка мікроорганізмів. Досі вчені боролися з обмеженим колом хвороб, спричинених небезпечними збудниками. Але вони не мали ідеальних властивостей, якими повинна володіти біологічна зброя. Навпаки, такі біологічні агенти характеризу­валися великою кількістю «недоліків»: вони погано абсорбувалися, виживали переважно в ідеальних погодних умовах, були вимогли­вими для вирощування і зберігання.

Та розвиток генної інженерії повністю змінив ситуацію. Вона дозволила не тільки відібрати найбільш стійкі й вірулентні збудники, але й суттєво «удосконалити» їх. Такі мікроорганізми зможуть викликати принципово нові хвороби.

Властивості вірусів, рикетсій, хламідій, бактерій чи патогенних грибів зумовлені їх нуклеїновою кислотою. Зараз можна вмонтувати нові гени в структуру ДНК чи РНК і змінити природу мікроорганізму. Змішуючи й підбираючи гени, вчені можуть створити безліч НОВИХ хвороботворних збудників. Прорив у генній технології за останні 20 років відкрив шлях до нової ери мікроорганізмів. А це може вплинути на характер біологічної війни.

Одним з найзначніших досягнень медицини за останні 50 років стала перемога над натуральною віспою. Можливо, останні взірці вірусів, які спричиняють цю особливо небезпечну інфекцію, скоро будуть знищені.

Але в наші дні генна інженерія може сприяти повторенню сцен віспяного жаху. Відносно нескладні модифікації ДНК вірусу мавпячої віспи, 95 % ланцюжка якої ідентичні ДНК збудника натуральної віспи, могли б радикально змінити ступінь його стійкості й патогенності для людей. То ж існує небезпека використання зловмисниками мавпячого вірусу у біологічній війні (К. Chomiczewski et аl., 2002).

Та найбільше занепокоєння викликає повідомлення про створення нового покоління збудників невиліковних хвороб. Вдалось вивести генетично змінені мікроорганізми, здатні протистояти вакцині або лікуванню антибіотиками.

Відомий вчений-дисидент Лев Федоров про це зазначає: «… за допомогою методів генної інженерії російські творці біологічної зброї одержали найефективніші бойові штами найбільш небезпечних патогенних бактерій — чуми, сибірки, туляремії і сапу. Відомо, що на відміну від чуми, легеневої форми сибірки і сапу смертність людей від туляремії не досягала 100 відсотків. Цю «ваду» туляремії було виправлено, і штами усіх збудників тепер призводять до стопроцентної смертності. А щоб «ймовірний супротивник» не розраховував на майбутнє лікування, усім цим бойовим штамам генетично була прищеплена стійкість до антибіотиків. До того ж, щоб «супротивник» не розраховував на поголовні щеплення своїх військ і населення відомими вакцинами від сибірки, ці військові ‘‘учені” не забули попрацювати над створенням штаму сибірки, що переборює опір імунної системи.

Були розроблені ефективні й добре збережні рецептури зброї і типи боєприпасів — часи метушні із запасами комах пішли в минуле. Були перевірені варіанти комбінованої біологічної зброї (віруси і бактерії, різноманітні штами одного збудника й ін.) та відібрані найбільш ефективні комбінації. Знаючі люди запевняють, що були навіть проведені роботи для подолання захисту проти такого «неіснуючого» збудника, як натуральна віспа.

Найефективніші штами наступальної зброї були прийняті на озброєння і поставлені на виробничий потік. Уразі наказу вони можуть вироблятися в багатотонних кількостях. Випуск бойових рецептур туляремії, наприклад, був налагоджений в Омутнинську( Росія).

[…] Група радянських академіків запропонувала ЦК КПРС принципово змінений підхід до створення наступальної біологічної зброї: створювати нові засоби біологічного нападу за допомогою генної інженерії. І була почута. Так з’явилася секретна постанова ЦК КПРС і Ради Міністрів СРСР 1973р. про підготовку до тотальної біологічної війни на новій науковій основі — за допомогою молекулярної біології і генної інженерії» (Л. Фёдоров, 1998).

Й досі у світі проводиться велика кількість досліджень з модифікації вірусів. Так, в останні роки австралійські вчені намагалися створити різновид вірусу, що діє на гризунів. Вчені провели просту генетичну мутацію вірусу «мишачої» віспи, для того щоб він викликав безплідність у гризунів. Вірус «мишачої» віспи звичайно викликає легкий перебіг хвороби. Яким же було здивування учених, коли через декілька днів усі тварини, що брали участь в експерименті, загинули (R.J. Jackson, 2001).

Це дослідження полягало в переносі, гена, що кодує IL-4, у генетичний код «мишачої» віспи. Ідея зводилася до того, щоб стимулювати імунну систему мишей, аби вона відривала яйцекліти­ни, але був досягнутий ефект повного пригнічення імунної системи, що призводило до уразливості організму стосовно будьякої інфекції.

Доктор Рон Джаксон, що проводив дослідження, сказав: «Жахливим є тільки одне припущення про те, що хтось міг помістити ген людського IL-4 у геном людської віспи. Наслідки цього були б дуже драматичні». Смертність при віспі досягає 30 %, ця цифра значмо зростає для нового варіанта вірусу, проте проблема не тільки в цьому. Існуючі вакцини не викликають стійкості організму до цього варіанта вірусу. Отже, генетичні зміни вірусів ведуть не тільки до зміни їхніх властивостей, але й роблять марним застосування раніше розроблених вакцин.

Можна виділити такі основні напрямки геноміки мікроорга­нізмів:

  • секвенціонування геномів, у тому числі мікроорганізмів, які можуть бути використані для біологічно» зброї;
  • дослідження в галузі порівняльної геноміки — диференці­ювання функції інфікованих і здорових клітин — з метою уточнення патогенезу інфекційних хвороб, розробки нових стратегій лікування (генної терапії), виявлення нових метабо­лічних шлаків;
  • розвиток молекулярної епідеміології завдяки дослідженню взаємозалежності «мікроорганізм — господар» на молекулярному рівні, здійснення горизонтального трансферу генів «бактерія- господар»;
  • молекулярні бази «відбитків пальців» мікроорганізмів при використанні різних технік (поліморфізм рестрикційних фрагментів — RFLP, чіпи ДНК/РНК/антитіла) (LA. Broussord, 2001).
Загроза, яку становить розвиток цієї галузі, випливає з можливості:
  • вирощування абсолютно нових, досі незнаних мікро­організмів;
  • виявлення нових факторів патогенності та опірності, ідентифікації ензимів, що відповідають за виживання в екстре­мальних умовах (наприклад, кислотофільні та термофільні бактерії);
  • ідентифікації нових продуктів метаболізму (наприклад, бактерії, що для свого росту потребують наявності антибіотиків) (United States Commission on National Security/21 st Century, 1999, 2000, 2001).

Модифікація інфекційних хвороб тварин і рослин. Домашні тварини і культурні рослини можуть підлягати великому ризику ураження як класичною, так і генетично зміненою біологіч­ною зброєю. Припускають, що ймовірність агротероризму та екотероризму більша, ніж «звичайний» тероризм, спрямований безпосередньо на людей. Застосування тактики агро- та екотеро­ризму може мати катастрофічні соціоекономічні наслідки. Про це свідчить недавня панєвропейська епідемія енцефалопатії великої рогатої худоби і ящуру. З мілітаристського погляду особливо привабливими є пріонові хвороби. Пріони надзвичайно стійкі до дії високих температур та ультрафіолету, стабільні в довкіллі, доступні у виробництві, а їх летальна доза становить всього декілька фентограм. Крім того, не існує достовірного тесту, який дозволив би прижиттєво діагностувати захворювання тварин і відрізнити обман від справжньої атаки.

Із давно відомих зоонозів існує найбільша ймовірність штучного поширення серед сільськогосподарських і промислових тварин сибірки, бруцельозу, гарячки Ку, ящуру, запалення головного і спинного мозку коней, сапу, чуми свиней, пулороз-тифу птиці, африканської чуми свиней, гарячки долини Рифт. Посіви цінних рослин можуть нищитись за допомогою різних грибів.

Користуючись сучасними методами, можна вивести такі штами збудників цих інфекційних хвороб тварин і рослин, які володітимуть у багато разів більшою вірулентністю, ніж природні збудники, а також повною резистентністю до хімічних і біологічних засобів захисту.

Як відомо, до насіння, саджанців та іншого матеріалу додають суміш корисних мікроорганізмів або біологічно активних речовин, щоб пришвидшити ріст і підвищити опірність культурних рослин, а також щоб протидіяти їх хворобам, бур’янам і тваринним шкідникам. Але це може мати непередбачувані наслідки. Поява в природному середовищі генетично змінених організмів (Genetically modified organisms- GMO) може мати катастрофічні наслідки.

Свідченням про таку небезпеку може бути використання австралійського вірусного штаму для боротьби проти гризунів, який вчені отримали шляхом вмонтування гену IL-6 у вірус віспи мишей.

Однак зовсім неочікувано модифікований вірус почав вбивати навіть опірних мишей. Це грізний прецедент у світлі можливої модифікації вірусу натуральної віспи. Ця галузь в останні роки швидко розвивається, однак вимагає пильного нагляду, бо дуже цікавить потенційних розробників біологічної зброї (Center for Strategic and International Studies, 2000).

До речі, вже є розробки нових типів біологічної зброї, спрямо­ваної навіть проти військового спорядження (бактерії, що викли­кають корозію металу), комп’ютерної техніки (мікроорганізми, здатні руйнувати пластик, що використовується як діелектрик у мікросхемах), а також пально-мастильних матеріалів (бактерії, що метаболізують нафтопродукти).

Синтез, проектування і векторизація ліків. В останні 20 ро­ків проблема полірезистентності патогенних бактерій набула глобального значення. Виробництво ліків з використанням генетично модифікованих мікроорганізмів стало нормою і скоро може замінити хімічний синтез. Загальний продаж фармацевтичної продукції щороку приносить 290 млрд американських доларів зиску. 10-25 % з цієї суми виділяється на вивчення і виробництво нових ліків, що служить потужним стимулом. Новітні методи вивчення за чимраз більшої ролі інформатики пришвидшують синтез нових ліків, але етап клінічного випробування залишається «вузьким місцем», тим більше, що тваринна модель не придатна для деяких сучасних ліків (наприклад, цитокінів). Методики in vitro, такі як токсикогеноміка/токсикопротеоміка, можуть скоротити період клінічних випробувань.

У контексті перспектив біологічної зброї етап проектування медикаменту у високоспеціалізованих фармацевтичних осередках може бути використаний для виробництва такої зброї, як це було, наприклад, з радянською програмою «Біопрепарат». Найбільш правдоподібно, що в ролі біологічної зброї будуть використані мікроорганізми, хоча деякі види малих часточок (наприклад, нейропептиди) також можуть стати новим видом зброї. У нервовій системі біорегулятори беруть участь в усіх процесах життя (мислення, контроль настрою, свідомості, сон, емоції, вегетативні процеси). Мають вплив навіть невеликі дози, такі що практично не підлягають виявленню. Порушення їх рівноваги може мати тяжкі наслідки. Наприклад, токсичність субстанції Р у 100-1000 разів більша від традиційних середників хімічної зброї (зарин, зоман, УХ). У зв’язку з цим держава має дбати про те, щоб ці речовини були надійно захищені від потрапляння до осіб, які могли б використати їх для виробництва зброї.

Отримання своєрідних (на органному чи клітинному рівні) властивостей ліків може бути досягнуте при використанні фізичних (ліпосоми, наносфери, нанокапсули) або генетичних методів (вірусні вектори). У генетично змінених вірусів (найчастіше аденовірусів і альфавірусів) на місце більшої частини їх генетичного матеріалу вставлена секвенція, експресія якої бажана в тканинах пацієнта або яка повинна пригнітити експресію певних генів у клітині господаря. На жаль, ці методи досі не виправдали покладених на них медичних надій. Існує й небезпека, що терапевтичні гени з часом будуть використані на шкоду людству (К. СІтотісгеууБкі еі: аі., 2002).

Джерело:  Андрейчин М., Копча В. Біотероризм. Медична протидія. – Тернопіль: Укрмедкнига, 2005. – 300 с.

Читайте також:

Історія розвитку біологічної зброї з глибокої давнини до наших часів.
Вимоги до вибору активного чинника біологічної зброї.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *