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Motori di creazione. Capitolo 7: Motori di guarigione
Tecnoscienza - Nanotecnologie

Una delle cose che ci distingue dalle nostre precedenti generazioni è che abbiamo visto i nostri stessi atomi.
- Karl K. Darrow, The Renaissance of Physics
 

Useremo la tecnologia molecolare anche per aver cura della nostra salute, poiché il corpo umano è fatto di molecole. Malattia, vecchiaia e ferite, sono tutti danni causati da schemi erronei nella disposizione degli atomi, sia che queste disposizioni erronee siano causate da virus invasori, che dal trascorrere del tempo o da incidenti automobilistici. Se dei dispositivi sono in grado di modificare a piacimento le disposizioni di atomi, saranno anche capaci di modificarle secondo uno schema corretto. In medicina la nanotecnologia costituirà un passo avanti di importanza fondamentale.  

Per trattare una malattia, i medici attuali devono sostanzialmente fare affidamento su chirurgia e farmaci. I chirurghi hanno compiuto progressi significativi, per esempio passando dal suturare le ferite ed amputare membra, al riparare cuori e riconnettere membra recise. Utilizzando microscopi e fini strumenti, riescono a riconnettere canali sanguinei e nervi delicatissimi. Tuttavia, persino la migliore microchirurgia non può essere in grado né di tagliare né di suturare le strutture di tessuto più fini. I bisturi e gli attrezzi da sutura attuali sono semplicemente troppo rozzi per poter riparare capillari, cellule e molecole. Consideriamo la chirurgia "delicata" dalla prospettiva di una cellula: una immensa lama penetra rapidamente, e strada facendo attraversa una moltitudine di cellule, triturandone a migliaia e macellando ciecamente il loro macchinario molecolare. Successivamente, un grande obelisco si immerge nella ressa di cellule oramai separata in due distinti lembi di carne, e si trascina dietro un cavo lungo come un treno merci per legare assieme i due lembi. Dalla prospettiva di una cellula anche la chirurgia più delicata, eseguita con bisturi raffinati ed grande abilità, rimane ancora un lavoro da macellaio. Solo la capacità delle cellule di abbandonare i loro morti, raggrupparsi nuovamente e moltiplicarsi, rende possibile la guarigione.  

Tuttavia, come sanno fin troppo bene molte vittime paralizzate a causa di incidenti, non tutti i tessuti guariscono.  

La terapia farmacologica, a differenza della chirurgia, tratta con le strutture più fini interne alle cellule. Le molecole di un farmaco sono dei semplici dispositivi molecolari. Molti di essi, agiscono nelle cellule su molecole specifiche. Le molecole di morfina, per esempio, nelle cellule del cervello si legano a certi recettori molecolari e influenzano la recettività di tali cellule nei confronti degli impulsi neurali che segnalano il dolore. Insuline, beta-bloccanti ed altri farmaci, si adattano ad altri recettori. Ma le molecole farmaceutiche lavorano senza una precisa direzione. Una volta trasferite nel corpo esse vagano nella soluzione acquosa in cui si trovano, roteando su se stesse e rimbalzando del tutto a caso, fino a che riescono eventualmente a colpire una molecola bersaglio ed a farlo nella giusta orientazione per adattarsi ad essa, aderirvi, ed influire infine sul suo funzionamento.  

I chirurghi possono esaminare i problemi e pianificare azioni, ma usano ancora strumenti troppo rozzi; le molecole dei farmaci agiscono sui tessuti a livello molecolare, ma sono ancora troppo semplici per poter "sentire", "pianificare" ed "agire". Le macchine molecolari dirette da nanocomputer offriranno ai medici una possibilità di scelta alternativa. Esse combineranno sensori, programmi e strumenti molecolari in sistemi in grado di esaminare e riparare i componenti ultimi delle singole cellule. Ci doteranno del controllo chirurgico sul dominio molecolare.  

Ci vorranno anni perché questi dispositivi molecolari avanzati arrivino, ma alcuni ricercatori spronati da particolari necessità mediche sono già impegnati nello studio dell'ingegneria e delle macchine molecolari. I migliori farmaci sono quelli che influenzano macchine molecolari specifiche in modi specifici. La penicillina, per esempio, uccide certi batteri inceppando il funzionamento del nanomacchinario che essi usano per costruire le loro pareti cellulari, con scarso effetto collaterale sulle cellule umane.  

I biochimici studiano le macchine molecolari sia per imparare come costruirle che per imparare a demolirle. In giro per il mondo (e soprattutto per il terzo mondo) una disgustosa varietà di virus, batteri, protozoi funghi e vermi, parassitizzano la carne umana. Come per la penicillina, farmaci sicuri ed efficaci per questi malesseri dovrebbero bloccare il macchinario molecolare parassita, e nel contempo lasciare intatto quello umano. Il Dottor Seymour Cohen (1), professore di scienza della farmacologia al SUNY (Stony Brook, New York) afferma che i biochimici dovrebbero studiare in maniera sistematica il macchinario molecolare di questi parassiti. Una volta che i biochimici abbiano determinato la forma e la funzione di una macchina proteica già esistente nel regno della vita, spesso potrebbero anche scoprirsi capaci di progettare una molecola appositamente conformata per bloccarla e distruggerla. Tali farmaci potrebbero liberare l'umanità da orrori antichi come la schistosomiasi, e da quelli nuovi come l'AIDS.  

Le compagnie farmaceutiche stanno già riprogettando alcune molecole, basandosi sulla conoscenza delle loro modalità di funzionamento. I ricercatori della Upjohn Company(2) hanno progettato e realizzato molecole modificate di vasopressina, un ormone costituito da una breve catena di aminoacidi. La vasopressina incrementa il ritmo di lavoro del cuore e riduce il tasso con il quale i reni producono urina; tutto ciò aumenta la pressione sanguinea. I ricercatori hanno progettato molecole di vasopressina modificata che influenzano i recettori molecolari nei reni più di quanto facciano con quelli del cuore, dotando così la vasopressina di effetti medicali più specifici e controllabili. In tempi più recenti hanno progettato una molecola modificata di vasopressina che si lega ai recettori renali senza un reale effetto diretto, e tuttavia bloccando ed inibendo l'azione della vasopressina naturale.  

Le necessità della medicina sproneranno ulteriormente questi studi, incoraggiando i ricercatori a muovere passi ulteriori verso la progettazione di proteine e verso l'ingegneria molecolare. Pressioni mediche, militari ed economiche, spingeranno tutte assieme nella stessa direzione. La tecnologia molecolare realizzerà progressi impressionanti persino prima del passo avanti tecnologico degli assemblatori; le attuali tendenze nella biotecnologia ce lo confermano. Tuttavia, questi progressi saranno di solito graduali e difficili da prevedere, in quanto ognuno di essi sfrutterà qualche dettaglio specifico della biochimica. In seguito, quando applicheremo alla medicina gli assemblatori ed i sistemi di IA tecnica, raggiungeremo abilità più estese e ben più facili da prevedere.  

Per comprendere queste abilità, prendiamo in considerazione le cellule ed i loro meccanismi di auto-riparazione. Radioattività naturale e composti chimici nocivi scindono le molecole delle cellule del vostro corpo, producendo frammenti molecolari reattivi. Questi possono andarsi a legare in modo erroneo ad altre molecole, in un processo denominato cross-linking, [NdT- un processo che crea legami chimici fra due catene molecolari separate, come ribadito nel glossario]. Un po' come fossero pallottole e grumi di colla, radioattività e frammenti chimici reattivi danneggiano le cellule, sia perché spezzano i legami chimici delle loro macchine molecolari, sia perché incollano arbitrariamente assieme queste macchine.  

Se le vostre cellule riparassero se stesse, il danno le ucciderebbe rapidamente oppure accelererebbe all'impazzata il loro funzionamento fino a danneggiare i loro sistemi di controllo. Ma l'evoluzione ha favorito organismi con macchinario capace di porre qualche rimedio a questo problema. Il sistema industriale auto-replicante descritto nel capitolo 4 sa riparare se stesso sostituendo le parti danneggiate; le cellule fanno la stessa cosa. Finché il DNA di una cellula resta intatto, esso può produrre "nastri" di istruzioni scevri da errori ed utilizzarli per dirigere i ribosomi nell'assemblaggio di nuove macchine proteiche.  

Sfortunatamente per noi, il DNA stesso subisce dei danni, ed il risultato di tali danni sono le mutazioni. Gli enzimi di riparazione, in qualche misura, compensano il problema individuando e riparando certi tipi di danni del DNA. Queste riparazioni aiutano le cellule a sopravvivere, ma i meccanismi di riparazione esistenti sono troppo semplici per correggere tutti i problemi, nel DNA come altrove. Gli errori si accumulano contribuendo, col tempo, all'invecchiamento e alla morte delle cellule, e della persone stesse.  

Vita, mente e macchine    

Ha senso descrivere le cellule come "macchinario", siano esse autoriparanti o meno? Potrebbe sembrare, poiché siamo fatti di cellule, che questa terminologia riduca gli esseri umani a "semplici macchine", in conflitto con una comprensione olistica della vita.  

Ma una definizione da dizionario di olismo(3) è: "la teoria che la realtà sia fatta di interi organici o unificati, più grandi della semplice somma delle loro parti.". Ciò è senza dubbio applicabile alle persone: una semplice somma delle nostre parti potrebbe somigliare ad un hamburger, essendo infatti priva sia di mente che di vita.  

Il corpo umano contiene alcune decine di migliaia di miliardi di miliardi di parti proteiche, e nessuna macchina complessa fino a questo punto può meritarsi di essere etichettata come "semplice" macchina. Qualunque sintetica descrizione di un sistema tanto complesso non può evitare di risultare grossolanamente incompleta, e tuttavia a livello molecolare una descrizione in termini di macchinario ha perfettamente senso. Le molecole possiedono delle semplici parti mobili, e molte di tali parti mobili agiscono come tipologie di macchine piuttosto familiari. Considerate nel complesso le cellule possono senz'altro apparire meno meccaniche di quel che sono, e tuttavia i biologi trovano molto utile descriverle in termini di macchinario molecolare.  

I biochimici hanno svelato quelli che una volta erano i misteri centrali della vita, ed hanno cominciato a corredare di dettagli le spiegazioni di questi misteri. Hanno indagato su come le macchine molecolari demoliscano le molecole di cibo nei loro blocchi di costruzione costituenti, e come poi riassemblino queste parti per costruire un tessuto rinnovato. Molti dettagli della struttura di una cellula umana restano ancora sconosciuti (in una singola cellula si possono trovare anche miliardi di grandi molecole e in migliaia di tipi differenti), ma per alcuni virus i biochimici hanno già completato la redazione di una mappa di ogni loro parte costituente. I laboratori biochimici espongono spesso un grande diagramma a muro che mostra come si svolgano i principali flussi dei blocchi di costruzione molecolari all'interno di un qualche batterio. I biochimici comprendono in dettaglio molti dei processi della vita, e quello che ancora non comprendono sembra comunque funzionare in base agli stessi principi. Il mistero dell'ereditarietà è diventato l'industria dell'ingegneria genetica. Persino lo sviluppo embrionale e la memoria sono stati spiegati in termini di trasformazioni biochimiche e strutturali della cellula.  

Nelle ultime decadi, la reale essenza della nostra ignoranza residua è cambiata totalmente. Un tempo i biologi guardavano al processo della vita e si domandavano: "Come può accadere?". Ma oggi comprendono i principi generali della vita stessa, e studiando uno specifico processo vivente di solito si domandano: "Fra i molti modi in cui questo può accadere, qual'è quello che la natura ha scelto?". In molte occasioni i loro studi hanno ristretto le spiegazioni possibili ad una sola. Certi processi biologici, come per esempio la coordinazione delle cellule appartenenti ad embrioni in via di sviluppo, oppure i processi di un cervello capace di apprendimento, o quelli dei sistemi di reazione immunologica, rappresentano tuttora una vera sfida all'immaginazione. E tuttavia questo non accade perché ci sia qualche profondo mistero ancora da svelare riguardo il modo in cui funzionano le parti coinvolte in questi processi, ma solo a causa della immensa complessità delle interazioni fra le parti che contribuiscono al processo globale.  

Le cellule obbediscono alle stesse leggi naturali che descrivono il resto del mondo. Le macchine proteiche, se poste in appropriati ambienti molecolari, funzioneranno allo stesso modo sia quando si trovino in una cellula funzionante che quando il resto della cellula sia stato distrutto e sciacquato via giorni prima. Le macchine molecolari non conoscono nulla sulla "vita" o sulla "morte".  

I biologi, quando proprio se ne preoccupano, talvolta definiscono la "vita" come la capacità di crescere, replicarsi e rispondere agli stimoli. Ma sulla base di questi standard un sistema di fabbriche di replicazione privo di mente potrebbe egualmente definirsi vivo, mentre non potrebbe definirsi tale una intelligenza artificiale cosciente e modellata sulla mente umana. I virus sono vivi oppure sono "semplicemente" delle ingegnose macchine molecolari? Nessun esperimento può dirlo perché la natura non ha tracciato linee di demarcazione precise fra il vivente ed il non vivente. I biologi che lavorano con i virus, piuttosto, si domandano molto più pragmaticamente: "Un virus con questa specifica funzionalità virale, ha qualche possibilità?". In medicina, le etichette di "vita" e "morte" dipendono dalle capacità mediche: i medici si chiedono "Considerata questa specifica funzione del paziente, abbiamo fatto il nostro meglio?". I medici, quando passano essi stessi al ruolo di pazienti, muoiono esattamente come questi, se il cuore si ferma. I medici attuali decretano la morte del paziente quando disperano di ripristinare una attività cerebrale. I progressi della medicina cardiaca modificheranno questa definizione; i progressi della medicina cerebrale la modificheranno ancora una volta.  

Proprio come alcune persone non si sentono a proprio agio con l'idea di macchine pensanti, così ci saranno persone a disagio con l'idea di macchine che giacciono alle fondamenta del nostro stesso processo di pensiero. Ancora una volta è la parola "macchina" che sembra congiurare per proporre l'immagine sbagliata, una sorta di visione di metallo ottuso e sferragliante, piuttosto che di guizzanti segnali lungo un intreccio di fibre neurali connesse in un arazzo vivente più intricato di quanto la stessa mente che esso incorpora possa pienamente comprendere. Le uniche macchine cerebrali autenticamente simili a "macchine", sono di dimensioni molecolari, più piccole delle fibre più fini.  

Un intero non somiglia necessariamente alle sue parti. Una protuberanza solida difficilmente assomiglia ad una fontana danzante, e tuttavia un insieme di aggregati molecolari solidi formano l'acqua fluida. Analogamente, miliardi di macchine molecolari formano fibre neurali e sinapsi, migliaia di fibre e sinapsi formano una cellula neurale, e miliardi di cellule neurali formano il cervello che incorpora la fluidità del pensiero.  

Dire che la mente è "soltanto un insieme di macchine molecolari" è come dire che Mona Lisa è "soltanto un insieme di spennellate di vernice". Affermazioni di questo tipo confondono le parti con l'intero, e confondono la materia con gli schemi che essa incorpora. Non siamo meno umani per il solo fatto d'essere costituiti da molecole.  

Dai farmaci alle macchine per la riparazione cellulare    

Essendo fatti di molecole ed essendo al tempo stesso umanamente preoccupati della nostra salute, applicheremo le macchine molecolari alla tecnologia biomedica. I biologi già utilizzano antibiotici per marcare le proteine, enzimi per separare e congiungere frammenti di DNA, e siringhe virali (come il batteriofago T4) per iniettare in batteri del DNA modificato. In futuro essi utilizzeranno le nanomacchine costruite dagli assemblatori per esaminare e modificare le cellule.  

Con strumenti come i disassemblatori, i biologi saranno in grado di studiare le strutture cellulari fino agli ultimi dettagli molecolari. Essi potranno catalogare le centinaia di migliaia di tipi diversi di molecole nel corpo e redigere una mappa della struttura delle centinaia di tipi diversi di cellule. I biologi potranno descrivere le parti e le strutture di un tessuto in modo non dissimile rispetto a ingegneri che compilino una lista di parti costituenti e disegnino i progetti di una automobile. E per allora, potranno anche farsi aiutare da sofisticati sistemi di IA tecnica(4).  

Lo scopo dei medici è la salute dei tessuti, ma con i farmaci e la chirurgia possono soltanto incoraggiare i tessuti affinché si riparino da soli. Le macchine molecolari permetteranno una riparazione più diretta, portandoci in una nuova era della medicina.  

Per riparare un'automobile, un meccanico anzitutto raggiunge il complesso di parti che non funziona, poi identifica i singoli pezzi guasti, ed infine ricostruisce o sostituisce questi ultimi. La riparazione cellulare coinvolge gli stessi compiti di base e, come già dimostrano i sistemi viventi, si tratta di compiti che è realmente possibile eseguire.  

Accesso:  

I globuli bianchi del sangue abbandonano il flusso sanguineo e si muovono attraverso i tessuti. I virus entrano nelle cellule. Anche i biologi riescono a penetrare le cellule senza ucciderle. Questi esempi mostrano che le macchine molecolari possono raggiungere le cellule e riuscire a penetrarle.  

Riconoscimento:  

Gli anticorpi e le fibre di coda del batteriofago T4 dimostrano che, come d'altronde accade in tutte le specifiche interazioni biochimiche, il sistema molecolare può riconoscere altre molecole grazie al tocco.  

Disassemblaggio:  

Gli enzimi digestivi (ed altri agenti chimici, ben più feroci) dimostrano che il sistema molecolare può disassemblare le molecole danneggiate.  

Ricostruzione:  

Replicandosi, le cellule dimostrano che il sistema molecolare può costruire o ricostruire ogni tipo di molecola contenuta nelle cellule.  

Reassemblaggio:  

La natura dimostra anche che molecole separate possono essere nuovamente ricongiunte(5). Ad esempio, il macchinario del batteriofago T4 si autoassembla(6) dalla soluzione liquida con l'aiuto, a quanto pare, di un solo enzima. La replicazione delle cellule dimostra che i sistemi molecolari possono assemblare ogni sistema contenuto nelle cellule.  

Quindi, la natura mostra di fare uso di tutte le operazioni di base che sono necessarie per effettuare riparazioni cellulari di livello molecolare. Inoltre, come ho descritto nel capitolo 1, i sistemi basati sulle nanomacchine saranno generalmente più compatti e più capaci di quelli che si trovano in natura. I sistemi naturali ci mostrano soltanto i limiti inferiori al possibile, nella riparazione di cellule come in qualunque altra cosa.  

Macchine di riparazione cellulare    

Riassumendo, con la tecnologia molecolare e con l'IA tecnica compileremo una completa descrizione a livello molecolare dei tessuti sani, e costruiremo macchine capaci di entrare nelle cellule e percepire e modificare le loro strutture.  

Le macchine ripara-cellule saranno di dimensioni comparabili a quelle di batteri e virus, ma la maggiore compattezza delle loro parti permetterà a queste macchine di essere più complesse. Viaggeranno attraverso i tessuti come fanno i globuli bianchi del sangue, ed entreranno nelle cellule come fanno i virus, potendo persino aprire e chiudere le membrane cellulari con l'attenzione di un chirurgo. All'interno di una cellula, una macchina riparatrice per prima cosa valuterà la situazione esaminando contenuto e attività della cellula, quindi intraprenderà azioni adeguate. Le prime macchine ripara-cellule saranno altamente specializzate, in grado di riconoscere e correggere solo un singolo tipo di disordine molecolare, ad esempio la deficienza di un enzima o una qualche specifica forma di danno sul DNA. Le macchine successive (non molto più tardive, grazie al lavoro di progettazione compiuto da avanzati sistemi di IA tecnica) saranno invece programmate per possedere abilità più generali.  

Complesse macchine riparatrici avranno bisogno di essere guidate da nanocomputer. Un computer meccanico di un micrometro cubo come quello che ho descritto nel capitolo 1, occuperà un millesimo del volume di una tipica cellula, pur contenendo più informazioni di quante ne contenga il DNA delle cellule. In un sistema riparatore tali computer dirigeranno altri computer più piccoli e più semplici, che a loro volta dirigeranno la macchine perché esaminino, scartino e ricostruiscano, strutture molecolari danneggiate.  

Lavorando molecola dopo molecola, struttura dopo struttura, le macchine riparatrici saranno capaci di riparare intere cellule. Lavorando cellula dopo cellula, e tessuto dopo tessuto (aiutate, dove sia necessario, da dispositivi più grandi) esse saranno in grado di riparare interi organi. Lavorando in lungo ed in largo su una persona, organo dopo organo, ripristineranno interamente la sua salute. Poiché le macchine molecolari saranno capaci di costruire da zero molecole e cellule, saranno anche in grado di riparare ogni danno di una cellula che sia causa di una sua completa inattività. Per cui, le macchine ripara-cellule determineranno un passo avanti tecnologico fondamentale: esse libereranno la medicina dal dover affidarsi alla auto-riparazione in quanto unica strada percorribile verso la guarigione.  

Per riuscire a raffigurarci una avanzata macchina ripara-cellule, immaginiamola, assieme con tutta la cellula, ingrandita fino a che i suoi atomi abbiano le dimensioni di piccole biglie. Su questa scala, gli strumenti più piccoli della macchina riparatrice montano sulle loro estremità dei puntali grandi all'incirca quanto le dita della vostra mano; una proteina di dimensioni medie, come l'emoglobina, avrebbe la dimensione di una macchina da scrivere, ed un ribosoma sarebbe grande quanto una lavatrice. Un singolo dispositivo di riparazione conterrebbe un semplice computer dalla dimensione di un piccolo camion, ricoperto da molti sensori delle stesse dimensioni della proteina, con svariati manipolatori delle stesse dimensioni di un ribosoma. Il dispositivo di riparazione è inoltre dotato di memoria nonché di dispositivi per fornire energia motoria. Un volume totale di dieci metri di lato, ossia la dimensione di un edificio grosso come un piccolo albergo, contiene tutte queste parti e molte altre. Poiché tutto questo volume è riempito da parti della dimensione di biglie, la macchina riparatrice può essere capace di fare cose molto complesse.  

Ma questo dispositivo riparatore non lavora da solo. Esso, come i suoi innumerevoli fratelli, è connesso a computer più grandi tramite collegamenti meccanici per trasmissione dati aventi diametro pari a quello del vostro braccio. Su questa scala, un computer di un micrometro cubo, dotato di una grande memoria, riempie un volume di tre piani in altezza e trenta volte campi di calcio in area. Il dispositivo riparatore passa informazioni al computer, e da esso riceve in risposta istruzioni generali. Oggetti così grandi e complessi sono pur sempre ancora sufficientemente piccoli: su questa scala, la cellula stessa si estende per un chilometro, e basterebbe perciò per contenere mille volte il volume di un computer di un micrometro cubo, o un milione di volte il volume di un singolo dispositivo riparatore. Le cellule sono spaziose.  

Queste macchine saranno in grado di fare tutto ciò che deve essere fatto per riuscire a riparare le cellule? L'esistenza delle macchine molecolari dimostra la possibilità di viaggiare lungo i tessuti, entrare nelle cellule, riconoscere le strutture molecolari, e così via. Ma anche altri requisiti sono importanti. Le macchine riparatrici lavoreranno abbastanza velocemente? E se saranno in grado di farlo, non potrebbero forse dissipare talmente tanta energia da arrostire il paziente?  

Le riparazioni più intensive non possono richiedere moli di lavoro immensamente maggiori di quelle necessarie per costruire una cellula da zero. Eppure, le macchine molecolari che lavorano all'interno del limitato volume di una cellula fanno, di routine, proprio questo, riuscendo infatti a costruire una nuova cellula in soli dieci minuti (nei batteri) o al più poche ore (nei mammiferi). Ciò implica che delle macchine riparatrici occupino solo poche unità percentuali del volume di una cellula, saranno in grado di completare anche riparazioni molto estese in tempi ragionevoli di giorni o al massimo settimane. Le cellule possono ben tollerare questa occupazione abusiva del loro volume. Persino le cellule cerebrali continuano ancora a funzionare quando un inoperoso rifiuto denominato lipofucsina (7) (il prodotto di qualche forma di danneggiamento molecolare, a quanto pare) arriva a riempire oltre il dieci per cento del loro volume.  

Rifornire energia ai dispositivi di riparazione sarà facile: le cellule contengono, per loro stessa natura, dei carburanti chimici per le nanomacchine. La natura dimostra anche che è possibile raffreddare le macchine riparatrici: le cellule nel vostro corpo si rinnovano incessantemente, e gli animali più giovani crescono rapidamente senza arrostirsi. La gestione del calore prodotto da un simile livello di attività delle macchine riparatrici non provocherà neanche il sudore o per lo meno non farà poi sudare granché, visto e considerato che una lieve sudorazione è il prezzo da pagare per mantenersi in salute.  

Tutti questi paralleli fra macchine di riparazione artificiali e meccanismi biologici esistenti in natura sollevano la questione riguardo la fondatezza dell'idea che le macchine riparatrici possano davvero riuscire a migliorare la natura. A questo proposito, la riparazione del DNA costituisce un nitido esempio chiarificatore.  

Proprio come una illetterata "macchina ripara-libri" potrebbe riconoscere e riparare una pagina strappata, così un enzima di riparazione del DNA può riconoscere in esso, nonché riparare, sia i suoi legami spezzati che gli erronei legami del DNA con catene e frammenti molecolari estranei (cross-links). Tuttavia, la correzione degli errori ortografici (o mutazioni), richiederebbe la capacità di leggere. La natura manca di macchine di riparazione di questo tipo, che pure sarebbero di facile costruzione. Immaginiamo tre molecole di DNA identiche, ognuna con la stessa sequenza di nucleotidi. Ora immaginiamo che ogni filamento sia mutato, a seguito del cambiamento di soltanto pochi sparuti nucleotidi. Ogni filamento, preso di per se, sembra ancora normale. Ciò nonostante, una macchina riparatrice potrebbe confrontare ogni filamento con agli altri, un segmento alla volta, riuscendo così ad individuare un nucleotide che non corrisponda ai suoi omologhi negli altri filamenti. Modificando i nucleotidi sospetti in modo che corrispondano a quelli degli altri due filamenti di DNA, il danno sarà quindi riparato.  

Questo metodo però, non può che fallire se due filamenti mutano nella stessa posizione. Immaginiamo che, dopo migliaia di mutazioni, il DNA di ognuna di tre distinte cellule umane, sia stato seriamente danneggiato; ogni cellula ha un nucleotide modificato su un milione. La procedura per individuare le correzioni da apportare ai nostri tre filamenti fallirà, secondo un criterio statistico, grosso modo per una specifica posizione su ogni milione di milioni di posizioni esaminate. Ma se confrontiamo cinque filamenti per volta, i nucleotidi dubbi diventano circa uno su un milione di milioni di milioni (8), e così via. Un dispositivo che confronti molti filamenti avrà, di fatto, una probabilità praticamente nulla di non riuscire a correggere un qualsiasi errore presente.  

In pratica, le macchine riparatrici confronteranno molecole di DNA di cellule diverse, ne produrranno copie corrette(9) e utilizzeranno le copie come riferimento per correggere e riparare il DNA lungo l'intera estensione di un tessuto. Confrontando filamenti diversi, le macchine riparatrici miglioreranno drasticamente le loro prestazioni rispetto ai nostri enzimi di riparazione.  

Altre riparazioni richiederanno altri tipi di informazioni sulle caratteristiche distintive delle cellule sane e su come una particolare cellula danneggiata differisca dalla norma. Gli anticorpi sanno identificare le proteine tramite il tocco, e anticorpi scelti in modo appropriato sanno, di solito, distinguere fra due qualsiasi proteine tramite la rilevazione delle loro differenze nella forma e nelle proprietà di superficie. Le macchine riparatrici identificheranno le molecole in modo analogo(10). Con un computer adatto, ed un apposito database, saranno in grado di svolgere l'identificazione delle proteine tramite la lettura delle loro sequenze di aminoacidi.  

Consideriamo un sistema di riparazione complesso e molto capace(11). Un volume di due micrometri cubici, circa due millesimi del volume di una tipica cellula, sarà sufficiente a contenere un centralizzato sistema di base dati in grado di:  

1. Identificare rapidamente, dall'esame di una breve sequenza di aminoacidi, una qualunque fra centinaia di migliaia di proteine umane.  

2. Identificare tutte le altre molecole complesse che normalmente si trovano in una cellula.  

3. Registrare tipo e posizione di ogni grossa molecola riscontrata nella cellula.  

Ognuno dei più piccoli fra dispositivi di riparazione (o forse anche qualche migliaio fra quelli presenti in una cellula) includerà un computer di minori capacità. Ognuno di questi computer sarà in grado di effettuare oltre mille passi computazionali nello stesso tempo impiegato da un tipico enzima per modificare un singolo legame molecolare, sicché la velocità di elaborazione potenziale sarà più che adeguata. Poiché ogni computer sarà in comunicazione con un computer più grande(12), nonché con la base di dati centrale, sembra che la memoria disponibile sarà anch'essa adeguata. Le macchine ripara-cellule avranno perciò sia gli strumenti molecolari di cui necessitano, che sufficiente "cervello" per decidere come utilizzarli.  

Una tale sofisticazione potrebbe super-uccidere (super-curare?) molti problemi di salute. Dei dispositivi che siano capaci semplicemente di riconoscere e distruggere tipi specifici di cellule, per esempio, saranno sufficienti per curare il cancro. Disporre una rete di computer in ogni cellula sarebbe come tagliare il burro con una sega elettrica, sebbene avere a disposizione una sega elettrica ci assicura di poter tagliare anche il burro più duro. Pare che sia meglio mostrare troppo, piuttosto che troppo poco, se lo scopo è quello di descrivere i limiti del possibile in medicina.  

Esempi di cure 

Le più semplici applicazioni mediche delle nanomacchine riguarderanno non la riparazione ma la distruzione selettiva. Il cancro ne costituisce un esempio; le malattie infettive ne forniscono un'altro. Lo scopo è semplice: l'unica cosa che è necessaria è riconoscere e distruggere i replicatori dannosi, siano essi batteri, cellule cancerogene, virus, o vermi. Analogamente, crescite anormali delle arterie e depositi su pareti arteriose sono la causa della maggior parte delle malattie cardiache; macchine che riconoscano, distruggano e rimaneggino queste anomalie, puliranno le arterie per ottenere un flusso sanguineo più normale. La distruzione selettiva curerà anche malattie come l'herpes, dovuta ad un virus che inietta i suoi geni nel DNA di una cellula ospite. Un dispositivo di riparazione entrerà nella cellula, leggerà il suo DNA, e da esso rimuoverà il codice aggiunto che sta per "herpes."  

Riparare molecole danneggiate dai cross-links sarà piuttosto diretto. Una macchina ripara-cellule, di fronte ad una proteina alla quale si sono legati frammenti proteici estranei, anzitutto identificherà i danni grazie l'esame di brevi sequenze di aminoacidi, e poi leggerà lo schema corretto della proteina in un database. Sicché, la macchina confronterà la proteina con lo schema letto nel database, un amminoacido per volta. Come un correttore di bozze alla ricerca di significati sbagliati e caratteri anomali (per esempio: "char#tteri"), essa individuerà ogni aminoacido alterato, o impropriamente legato alla proteina. Una volta che abbia corretto questi difetti, la macchina si lascerà alle spalle una proteina normalizzata, pronta a compiere il suo lavoro per la cellula.  

Le macchine riparatrici possono anche aiutare la guarigione. Dopo un attacco di cuore, al posto dei muscoli morti ci saranno dei tessuti cicatrizzati. Le macchine riparatrici, andando a reimpostare i meccanismi di controllo cellulare, stimoleranno il cuore a sviluppare muscoli freschi. Rimuovendo i tessuti cicatrizzati e pilotando la crescita di muscoli freschi, esse guideranno il cuore verso la guarigione.  

Questa lista potrebbe continuare scorrendo un problema dopo l'altro (avvelenamento da metalli pesanti? Trovare e rimuovere tutti gli atomi di metallo) ma la conclusione è facile da riassumere. I disordini fisici sono dovuti ad atomi in disposizioni erronee; le macchine riparatrici saranno in grado di riportare tali disposizioni atomiche in un ordine funzionante, ripristinando la salute del corpo. Piuttosto che compilare una lista senza fine di malattie curabili (artrite, borsite, cancro, febbri innumerevoli che vanno da quella causata dal virus dengue fino alla febbre gialla, malaria, e così via), ha più senso proseguire il discorso rivolgendo lo sguardo verso i limiti di ciò che possono fare le macchine ripara-cellule. Limiti che, comunque, esistono.  

Consideriamo l'ictus, come esempio di uno dei problemi che apporta un danno cerebrale. La prevenzione è concettualmente abbastanza semplice: Un vaso sanguineo nel cervello si è indebolito, gonfiato, ed è predisposto all'esplosione? Lo si può stendere fino a fargli prendere la sua forma, guidando nel contempo la crescita di fibre di rinforzo. Coaguli anomali minacciano di bloccare la circolazione? Dissolvere i coaguli e normalizzare il sangue ed i rivestimenti interni dei vasi sanguinei per prevenire il ripresentarsi del problema. Anche i danni neurali moderati derivati da ictus saranno riparabili: se una ridotta circolazione ha pregiudicato la funzione ma ha lasciato le strutture cellulari intatte, si può ripristinare la circolazione e riparare le cellule, utilizzando la loro struttura come guida per il recupero del tessuto al suo stato precedente. Questo non solo ripristina ogni funzionalità cellulare, ma preserva inoltre la memoria e le abilità mentali che sono incorporate nello schema neurale di quella parte del cervello.  

Le macchine riparatrici saranno capaci di rigenerare tessuto cerebrale fresco persino quando il suo danneggiamento ha cancellato questi schemi. Ma il paziente perderebbe, in tal caso, quella parte delle precedenti memorie e abilità che in origine aveva sede in quella porzione di cervello. Se uno schema neurale unico è stato davvero cancellato, le macchine ripara-cellule non potrebbero fare nulla di più di quello che potrebbe fare un restauratore d'arte per ripristinare un arazzo a partire da un mucchietto di cenere. La perdita di informazione causata dalla cancellazione della struttura impone il più importante limite fondamentale alla riparazione dei tessuti.  

Altri compiti sono oltre la portata delle macchine ripara-cellule, per svariate ragioni: un esempio di tali compiti è quello del mantenimento della salute mentale. Le macchine ripara-cellule sapranno ovviamente correggere alcuni problemi. La pazzia talvolta ha cause biochimiche, come se il cervello si drogasse o avvelenasse da se, mentre altri problemi mentali derivano invece da danneggiamenti dei tessuti. Ma molti problemi hanno poco a che fare con la salute delle cellule nervose e con qualsiasi altra cosa si possa fare per favorire la salute mentale.  

Una mente ed il tessuto del suo cervello sono come un romanzo e la carta del suo libro. Macchie di inchiostro o inondazioni possono danneggiare il libro, rendendo difficile leggere il romanzo. Delle macchine ripara-libri potrebbero nonostante tutto ripristinare la salute "fisica" del libro, rimuovendo l'inchiostro estraneo o essiccando e riparando la fibre cartacee danneggiate. Tali trattamenti non potrebbero comunque far nulla per il contenuto del libro, poiché quest'ultimo non è "fisico" in senso stretto. Se il libro è un romanzetto economico, con una trama stereotipa e personaggi superficiali, sarebbe necessaria una riparazione del romanzo, non dell'inchiostro e della carta. Questa riparazione richiederebbe un intervento "non fisico", ma più lavoro da parte dell'autore, eventualmente aiutato da qualche buon consiglio.  

Analogamente, la rimozione di veleni dal cervello e la riparazione delle sue fibre nervose può attenuare qualche offuscamento mentale, ma non può revisionare il contenuto della mente. Quest'ultimo può essere modificato soltanto dal paziente, e con grande sforzo. Tutti noi siamo gli autori della nostra mente. Ma poiché le menti modificano se stesse per mezzo della modifica dei relativi cervelli, avere una mente in salute aiuterà a pensare lucidamente ben più di quanto la qualità della carta di un foglio aiuti a scriverci sopra in modo leggibile.  

I lettori che hanno famigliarità con i computer potrebbero preferire di pensare in termini di hardware e software. Una macchina potrebbe riparare un hardware di computer pur senza modificare ne comprendere nulla del suo software.  

Tali macchine potrebbero arrestare l'attività del computer ma lasciare gli schemi di memoria intatti e pronti a funzionare ancora. Nei computer con il giusto tipo di memoria (denominata "non volatile"), gli utenti fanno proprio questo, semplicemente premendo l'interruttore del computer che disconnette la sua alimentazione elettrica. Questo compito, nel caso del cervello, sembra essere di più complessa attuazione, e tuttavia avere la possibilità di indurre un simile stato costituirebbe un vantaggio dal punto di vista medico.  

Anestesia potenziata 

I medici possono già arrestare e riavviare la coscienza andando ad interferire con la attività chimica che è alla base della mente. Per tutta la loro vita attiva, le macchine molecolari nel cervello elaborano e trasformano molecole. Alcuni disassemblano zuccheri, li combinano con ossigeno ed immagazzinano l'energia che essi rilasciano. Alcuni pompano ioni salini attraverso le membrane cellulari; altri costruiscono piccole molecole e le rilasciano perché svolgano la funzione di segnali per altre cellule. Questi processi costituiscono il metabolismo del cervello, la somma totale della sua attività chimica. Assieme ad i suoi effetti elettrici, questa attività metabolica è alla base dei mutevoli schemi del pensiero.  

I chirurghi tagliano i pazienti con i bisturi. Nella metà dell'800, impararono ad utilizzare delle sostanze chimiche capaci di interfacciarsi con il metabolismo cerebrale bloccando il pensiero cosciente ed impedendo al paziente di obiettare troppo energicamente mentre lo si incideva. Tali sostanze chimiche erano gli anestetici. Le loro molecole entrano ed escono dal cervello liberamente, permettendo agli anestesisti di arrestare e riavviare la coscienza umana.  

La gente aveva a lungo sognato di scoprire un farmaco che interferisse col metabolismo dell'intero corpo, capace di interrompere il metabolismo per ore, giorni, o anni. Il risultato sarebbe stato una condizione di biostasi (da bio, vita, e da stasis, un arresto o uno stato stabile). Un metodo per produrre una biostasi reversibile potrebbe aiutare gli astronauti nei lunghi viaggi spaziali al fine di risparmiare cibo ed evitare la noia, o potrebbe servire come una sorta di viaggio nel tempo unidirezionale. In medicina, la biostasi rappresenterebbe una anestesia profonda in grado di dare ai medici più tempo per lavorare. Quando situazioni di emergenza capitino molto lontane dal posto in cui c'è la disponibilità di un aiuto medico, una buona procedura di biostasi costituirebbe una sorta di trattamento medico universale di pronto soccorso: essa infatti stabilizzerebbe la condizione del paziente ed impedirebbe alle macchine molecolari di persistere nel loro frenetico malfunzionamento fino a danneggiare i tessuti.  

Ma nessuno ha trovato un farmaco capace di arrestare l'intero metabolismo nel modo in cui gli anestetici bloccano la coscienza, ossia in modo che la stasi possa essere invertita semplicemente "sciacquando" via il farmaco dai tessuti del paziente. E tuttavia, una biostasi reversibile sarà possibile quando le macchine riparatrici diverranno disponibili.  

Per comprendere come dovrebbe funzionare un tale approccio, immaginiamo che il flusso sanguineo apporti ai tessuti alcuni semplici dispositivi molecolari, e che questi entrino nelle singole cellule dei tessuti. Qui, essi bloccano il macchinario molecolare naturale del metabolismo - nel cervello come altrove - e lo "impacchettano", ossia lo fissano legando assieme le strutture con dei cross-links stabilizzanti. Subito dopo, vengono introdotti altri dispositivi che prendono il posto dell'acqua e si fissano solidamente anch'essi attorno alle molecole della cellula. Questi passi arrestano il metabolismo e preservano le strutture delle cellule. Poiché per invertire questo processo verranno impiegate delle macchine di riparazione-cellulare, la loro azione potrebbe tranquillamente provocare qualche danno molecolare di entità moderata pur non comportando alcun danno duraturo. Col metabolismo bloccato e con le strutture delle cellule tenute saldamente al loro posto, il paziente resterà silenzioso, senza sognare ed immutabile, finché altre macchine riparatrici non interverranno a ripristinare la sua attività vitale.  

Se un paziente in queste condizioni fosse condotto da un medico dei giorni nostri, ignaro delle capacità delle macchine di riparazione cellulare, le conseguenze sarebbero sinistre. Non rilevando alcun segno di vita, il medico concluderebbe che il paziente è morto, e potrebbe tragicamente trasformare questo giudizio in una realtà "prescrivendo" una autopsia, che sarebbe seguita da sepoltura o cremazione.  

Ma il nostro paziente ipotetico vive in un'era in cui la biostasi è conosciuta esclusivamente come una "interruzione della vita", e non come "fine" di essa. Quando il contratto del paziente dice "svegliatemi!" (o le riparazioni sono state completate, o il volo verso le stelle ha raggiunto la sua destinazione), i medici incaricati iniziano la rianimazione. Le macchine riparatrici entrano nei tessuti del paziente, rimuovono gli imballi attorno alle molecole del paziente e li sostituiscono con acqua. Rimuovono i cross-links, riparano ogni molecola e struttura danneggiata, e ripristinano le normali concentrazioni di sali, zucchero sanguineo, ATP, e così via. Infine, le macchine riparatrici liberano il macchinario metabolico naturale del paziente. Il processo metabolico interrotto riprende, il paziente sbadiglia, si stiracchia, si tira su a sedere, ringrazia il dottore, controlla la data, e si incammina oltre la porta.  

Dalla funzione alla struttura 

La reversibilità della biostasi e la irreversibilità di danni gravi come quelli provocati da un ictus, ci aiutano ad illustrare come le macchine di riparazione cellulare trasformeranno la medicina. Al momento i medici possono soltanto aiutare i tessuti a guarire spontaneamente. Di conseguenza, devono tentare di preservare la funzionalità del tessuto. Se il tessuto non è in grado di funzionare, non può guarire. E quel che è peggio, se i tessuti non funzionanti non vengono preservati, ne segue una ulteriore degenerazione che finisce per distruggere completamente la struttura del tessuto. Un tessuto è come un utensile meccanico capace di funzionare solo su un particolare apparato.  

Le macchine ripara-cellule modificano l'obiettivo chiave della medicina dalla preservazione della funzionalità alla preservazione della struttura. Come ho sottolineato nella discussione riguardante l'ictus, le macchine riparatrici saranno in grado di ripristinare le funzioni del cervello mentre lasciano inalterate memoria ed abilità, ma potranno farlo solo se la struttura del tessuto neurale è rimasta intatta, in quanto essa è distintiva e specifica. La biostasi implica la preservazione della struttura neurale, mentre il suo funzionamento viene deliberatamente bloccato.  

Tutto ciò costituisce una conseguenza diretta della natura molecolare della riparazione. I medici, utilizzando bisturi e farmaci, non possono fare più di quanto possa fare qualcuno che utilizzi un piccone e una intera tanica di lubrificante per riparare un fine orologio. Per contrasto, disporre di macchine riparatrici e della possibilità di utilizzare per esse delle sostanze nutritive ordinarie, sarebbe come avere un appropriato utensile da orologiaio e una fornitura illimitata di parti di ricambio sfuse. Le macchine ripara-cellule trasformeranno la medicina alle sue basi.  

Dal trattamento della malattia al mantenimento della salute    

Attualmente, nello studiare le malattie, i ricercatori medici spesso puntano alla ricerca di modi per prevenirle o invertirle, ostacolando o bloccando un passo chiave nel processo della malattia. La conoscenza che ne è risultata ha aiutato enormemente i medici: oggi essi prescrivono insulina per compensare il diabete, anti-ipertensivi per prevenire gli ictus, penicillina per curare infezioni e così via, secondo i dettami di una lista impressionante. Le macchine molecolari aiuteranno la ricerca e lo studio delle malattie, e tuttavia renderanno molto meno importante la comprensione profonda delle malattie stesse. Le macchine riparatrici renderanno molto più importante comprendere la salute.  

Il corpo può essere malato in molti più modi di quelli in cui può essere in salute. I tessuti muscolari sani, per esempio, possono variare in modi relativamente poco numerosi: essi possono essere più forti o più deboli, più veloci o più lenti, possedere un dato antigene oppure possederne un dato altro, e così via. I muscoli danneggiati possono variare in tutte e tre queste maniere, e tuttavia possono anche soffrire di ogni possibile combinazione di problemi di base come lacerazioni, infezioni virali, vermi parassiti, contusioni, punture o forature, avvelenamenti, sarcomi, deperimenti ed anomalie congenite. Analogamente, nonostante i neuroni si presentino in schemi di intrecci altrettanto numerosi di quanto lo sono i cervelli umani, le singole sinapsi e i singoli dendriti, quando sono sani, si presentano solo in una varietà di forme numericamente modesta.  

Una volta che i biologi abbiano descritto molecole, cellule e tessuti nella loro condizione di normalità, macchine riparatrici propriamente programmate saranno in grado di curare ogni malattia sconosciuta. Una volta che i ricercatori abbiano descritto la varietà di strutture che (per esempio) un vivente in salute potrebbe possedere, le macchine riparatrici esploreranno un corpo vivente malfunzionante necessitando solo di cercare le differenze e correggerle. Macchine ignare di un nuovo veleno e dei suoi effetti saprebbero comunque riconoscerlo come estraneo e rimuoverlo. Invece di lottare contro un milione di malattie occulte, le macchine riparatrici avanzate perseguiranno il ripristino di una condizione di salute.  

Sviluppare e programmare macchine di riparazione cellulare richiederà grandi sforzi, grandi conoscenze e grandi abilità. Le macchine riparatrici con capacità estese sembrano più facili da costruire che non da programmare. I loro programmi devono contenere la conoscenza dettagliata delle centinaia di tipi di cellule e delle centinaia di migliaia di tipi di molecole del corpo umano. Tali programmi devono essere in grado di redigere una mappa delle strutture cellulari danneggiate e decidere come correggerle(13). Quanto tempo ci vorrà perché tali macchine ed i relativi programmi siano sviluppati? Su due piedi, lo stato della biochimica ed il suo attuale tasso di progresso potrebbero far pensare che occorrerebbero secoli per raccogliere la sola conoscenza di base necessaria. Ma dobbiamo essere attenti a non cadere nell'illusione che i progressi giungeranno in maniera isolata.  

Le macchine riparatrici ci travolgeranno in congiunzione con una grande ondata di altre tecnologie. Gli assemblatori che costruiscono le macchine riparatrici saranno, in un primo momento, impiegati per costruire degli strumenti di analisi delle strutture cellulari. Persino un pessimista dovrebbe concordare che biologi umani ed ingegneri equipaggiati con strumenti di questo tipo potrebbero costruire e programmare macchine ripara-cellule avanzate in un centinaio di anni di costante lavoro. Un convinto ma lungimirante pessimista potrebbe propendere addirittura per un migliaio di anni. Un autentico fervente "bastian contrario" potrebbe dichiarare che per il compito occorrerebbero un milione di anni. Bene: allora dei veloci sistemi di IA tecnica, che siano un milione di volte più rapidi degli scienziati, potranno sviluppare macchine ripara-cellule avanzate nell'arco di un singolo anno solare(14).  

Una malattia chiamata "invecchiamento" 

L'invecchiamento è naturale, ma altrettanto lo è il vaiolo ed i nostri sforzi per prevenirlo. Abbiamo vinto il vaiolo, e sembra che vinceremo l'invecchiamento.  

La longevità è cresciuta durante l'ultimo secolo, ma soprattutto perché il miglioramento degli impianti sanitari e dei farmaci ha ridotto le malattie batteriche. L'intervallo base della vita umana è cresciuto ben poco.  

Tuttavia, i ricercatori hanno compiuto dei progressi verso la comprensione e il rallentamento del processo di invecchiamento. Hanno identificato alcune delle sue cause, come per esempio un incontrollata proliferazione di cross-links. Hanno escogitato dei trattamenti parziali, come l'utilizzo di antiossidanti e di inibitori dei radicali liberi. Hanno ipotizzato e studiato altre possibili meccanismi di invecchiamento, come quello dei "clocks" cellulari, una sorta di cronometri nella cellula, o quello dei cambiamenti dell'equilibrio ormonale nel corpo. In esperimenti di laboratorio, farmaci e diete speciali hanno esteso la durata della vita di alcuni topi dal 25 al 45 percento(15).  

Questa ricerca proseguirà; l'invecchiamento della generazione del baby boom rende probabile attendersi una esplosione delle ricerche sull'invecchiamento. Una compagnia biotecnologica, la Senetek in Danimarca, si sta specializzando in ricerche sull'invecchiamento. Nell'Aprile del 1985, Eastman Kodak e ICN Pharmaceuticals hanno annunciato di aver costituito una società a capitale misto(16) da 45 milioni di dollari per produrre isoprinosina ed altri farmaci con capacità potenziali di estensione della durata di vita attesa. I risultati di alcune ricerche convenzionali anti-invecchiamento, potrebbero allungare in modo sostanziale l'intervallo di vita umana e migliorare la salute dei più anziani già durante i prossimi dieci o vent'anni. Ma fino a che punto farmaci, chirurgia, esercizio e dieta, possono riuscire ad estendere l'intervallo di vita? Per ora la stima deve rimanere ipotetica. Solo delle nuove conoscenze scientifiche possono fornire maggiori certezze su queste previsioni e recuperarle dal regno delle speculazioni, poiché si tratta di previsioni che si basano su nuova conoscenza scientifica(17) e non su una nuova conoscenza ingegneristica.  

Con le macchine riparatrici cellulari, comunque, il potenziale per l'estensione della vita diventa ben chiaro. Tali macchine potranno riparare le cellule illimitatamente, almeno fintanto che le loro strutture distintive restano intatte, e saranno altresì capaci di sostituire le cellule che sono state distrutte. Ed in più, potranno anche ripristinare una condizione di salute ottimale. L'invecchiamento non è fondamentalmente differente da qualunque altro disordine fisico - non esiste un qualche effetto magico con cui la data di calendario può influire su una misteriosa forza-vitale. Ossa fragili, pelle rugosa, bassa attività enzimatica, lenta guarigione delle ferite, memoria labile e tutto il resto, derivano da danneggiamenti del macchinario molecolare, da squilibri chimici e da anomalie nelle disposizioni delle strutture. Riportando tutte le cellule e tutti i tessuti del corpo ad una giovanile condizione strutturale, le macchine riparatrici ripristineranno una giovanile condizione di salute.  

Le persone che sopravviveranno integre fino all'epoca delle macchine di riparazione cellulare, avranno l'opportunità di riguadagnare la salute di gioventù, e di conservarla quasi per tutto il tempo che vorranno. Niente può riuscire ad ottenere che una persona (o qualsiasi altra cosa) duri per sempre ma, fatta eccezione per il verificarsi di incidenti gravi, quelli che lo vorranno potranno vivere per lungo, lungo, tempo.  

Mano a mano che una tecnologia si sviluppa, arriva un momento in cui i suoi principi diventano chiari, e con essi molte delle sue conseguenze. I principi dei viaggi con i razzi erano chiari negli anni '30, così come erano chiare le conseguenze del volo spaziale. Completare questi principi con i necessari dettagli richiese, all'epoca, la progettazione e la sperimentazione di serbatoi, motori, strumentazione e così via. Nei primi anni '50 molti dettagli erano noti. L'antico sogno di volare sulla Luna divenne un obiettivo per il quale era possibile elaborare dei piani.  

I principi delle macchine molecolari sono già chiari, e con essi anche le conseguenze delle macchine ripara-cellule. Completare questi principi con i necessari dettagli richiederà la progettazione di strumenti molecolari, assemblatori, computer, e così via, ma molti dei dettagli delle già esistenti macchine molecolari naturali sono noti già oggi. Il sogno antico di conquistare salute e longevità è diventato un obiettivo per il quale si possono fare dei piani.  

Le ricerche mediche ci stanno guidando, passo dopo passo, lungo una strada che giungerà infine alle macchine molecolari. La competizione globale per produrre migliori materiali, migliore elettronica e migliori strumenti biochimici, ci sta spingendo nella stessa direzione. Le macchine ripara-cellule richiederanno anni di sviluppo, ma è certo che esse sono dritte davanti a noi.  

Esse ci doteranno, nel bene e nel male, di moltissime nuove capacità. Fermarsi a riflettere per un solo attimo su eventuali replicatori d'impiego militare con capacità come quelle delle macchine ripara-cellule, è sufficiente per restare sconvolti dalle più nauseanti fra le possibilità che si schiuderebbero. Più avanti, descriverò come potremmo evitare tali orrori, ma prima sembra saggio considerare gli eventuali benefici delle macchine di riparazione cellulare. La loro apparente bontà è genuina? In che modo la longevità potrebbe influenzare il mondo?  


Note e bibliografia
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