Допоки росія несе смерть та розруху, інша частина світу продовжує розвивати науку. І цього року науковці зробили багато відкриттів, які змінили медицину.
За 2022 рік таких досягнень було чимало: від повного розшифрування ДНК до пересадки людського мозку щурам. Ми розповімо про найцікавіші з них.
Нобелівська премія
3 жовтня 2022 року Нобелівську премію в галузі фізіології та медицини отримав Сванте Паабо. Шведський біолог протягом багатьох років намагався зробити неможливе, а саме: секвенувати (розшифрувати) геном неандертальця. І йому вдалося не лише це зробити, але й виявити раніше невідомого гомініна на території Алтайського краю – денисівця та розшифрувати його ДНК.
Завдяки цій роботі ми дізналися, що тисячі років тому наші предки Homo sapiens взаємодіяли з іншими представниками людського роду: неандертальцями та денисівцями. Вони хоч і були близькими, але все ж таки самостійними біологічними видами.
Чому це важливо: розшифровані геноми денисівців та неандертальців дозволяють краще зрозуміти біологію сучасної людини. Наприклад, як наша імунна система реагує на різні інфекції, і чому тибетські жителі набагато легше переносять життя в горах, на відміну від європейців.
Геном людини розшифрували за пʼять годин. Це зробили для того, щоб визначити, чи є хвороба пацієнта генетичною. Зазвичай, для отримання результатів потрібні тижні. Нова швидка технологія дозволяє розшифрувати геном людини і діагностувати генетичні захворювання за кілька годин. Завдяки цьому вона потрапила в книгу рекордів Гіннеса.
Чому це важливо: уся інформація про організм міститься в його геномі. Порівнюючи геном пацієнта з контрольним списком мутацій ДНК, пов’язаних з певними спадковими захворюваннями, лікарі можуть діагностувати таємничі хвороби, а також відстежувати генетичні мутації.
Підкорено бактерії
Вченим із Каліфорнійського технічного інституту вдалося щось екстраординарне – розробити метод керування бактеріями за допомогою ультразвуку. Штам бактерій Escherichia coli вміє знаходити та знищувати ракові клітини, але тільки при дії на нього ультразвуковими хвилями. Так бактерії вивільняють сильнодіючі речовини та уповільнюють ріст пухлин.
Фахівці підтвердили, що під час випробувань на щурах позитивного ефекту досягли лише впливаючи ультразвуком на мікроорганізми. Окремо – ні звук, ні бактерії ніяк не впливали на лікування пухлин.
Чому це важливо: це ще один важливий крок у боротьбі з невиліковними хворобами.
Пересадка мозку
Здається неможливим, але частину людського мозку справді пересадили щурам, і він у них прижився. Фахівці зі Стенфордського університету вилучили з мозку людини спеціальні стовбурові клітини, перевели їх у стан незрілих та ввели у мозок щура. Імплантована тканина прижилася і навіть через 8 місяців після експерименту чудово почувається в новому тілі. Що цікаво, нейрони вживлених клітин не переформатувалися, а залишилися людськими.
Чому це важливо: відкриття дозволить вченим не лише передбачати поведінку гризунів, а й у прямому сенсі керувати ними, ґрунтуючись уже на психології людської поведінки.
Лікування хвороби Помпе
Глікогеноз, або хвороба Помпе – рідкісне спадкове захворювання, що порушує роботу ферменту, який розщеплює глікоген у клітинах. Глікоген, накопичуючись у великій кількості, пошкоджує клітини, порушує роботу центральної нервової системи, серця та м’язів. Як підсумок: пацієнти з хворобою Помпе, а це здебільшого діти, живуть не більше року.
Однак американським лікарям вдалося перемогти захворювання, до того ж на стадії внутрішньоутробного лікування. У дорослому віці лікувати глікогеноз важко, тому що кожне застосування ліків – це введення чужорідного білка в кров, на що дуже гостро реагує імунна система.
Але, якщо розпочати внутрішньоутробну терапію до формування гуморальної ланки імунітету (до 2 триместру вагітності), організм починає сприймати чужорідний білок як свій. Це і вдалося зробити фахівцям зі США.
Чому це важливо: розробка допоможе у лікуванні дітей зі смертельно небезпечною хворобою.
Клонування
На Землі гострою є проблема вимирання багатьох видів тварин. Клонування, мабуть, поки що єдиний вихід із ситуації, але й з цим все непросто. Ще один крок назустріч успішному клонуванню, до того ж з висушених клітин шкіри, зробили вчені з японського університету Яманасі.
Вони взяли зовнішній покрив хвоста мишей, висушили його і заморозили на рік. Сушіння вбило клітини, але фахівцям вдалося вживити мертві клітини в яйцеклітини гризунів і отримати клонованих ембріонів. Попри успіх, ймовірність отримання здорових мишей таким способом становить лише 0,2%, що вдвічі нижче за класичний вид клонування.
Чому це важливо: експеримент допоможе вченим у майбутньому зберегти зразки видів, що вимирають.
Повернення зору незрячим
Сучасне лікування хвороб очей часто потребує дорогої трансплантації донорської рогівки. Фахівцям зі Швеції вдалося розв’язати проблему, а допомогла їм у цьому свиняча шкіра – витягнутий з неї колаген став основою штучної рогівки. Автори роботи кажуть, що вже встигли повернути зір 20 добровольцям, 14 з яких були повністю незрячими.
Чому це важливо: створення імплантату рогівки зі свинячої шкіри в майбутньому може прискорити та здешевити трансплантацію донорських органів.
Ліки для зупинки старіння
Ліки, що зупиняють процес старіння та омолоджують організм, можуть почати вживати через п’ять-десять років. Японські вчені відкрили механізм, за допомогою якого можна позбутися клітин, що старіють.
За словами професора науково-дослідного інституту медицини Токійського університету Макото Наканісі, вікове ослаблення функцій організму викликане накопиченням в органах “старіючих” клітин, що запускають запальні процеси.
Їх 60 років тому відкрив американець Леонард Хейфлік. Він виявив, що клітини можуть ділитися лише певну кількість разів. Останні дослідження довели, що ділення може припинитися через ушкодження ДНК або окислювальний стрес.
“Якщо видалити “старіючі” клітини, то можна зупинити запальні процеси, а отже, домогтися істотного гальмування старіння”, – розповів Наканісі.
Чому це важливо: скупчення “старіючих” клітин викликають хвороби Альцгеймера і Паркінсона. Одним препаратом можна досягти поліпшення за багатьма видами вікових захворювань і домогтися омолодження.
Успішний метод лікування діабету 1 типу
Його знайшли за допомогою імплантату, який працює подібно до чайного пакетика та живиться цукром в організмі.
Вчені давно шукали глюкозні паливні елементи, які могли б ефективно перетворювати хімічну енергію організму на електрику, з моменту їхнього відкриття 1968 року. Однак проблеми біосумісності перешкоджали прогресу дотепер. Дослідники розробили інноваційний імплантат паливного елемента, який можна використати для лікування діабету. Крім того, імплантат з’єднується зі штучними бета-клітинами, винайденими тією ж командою у 2016 році, які можуть запускати виробництво та виділення інсуліну. Ця нова система самостійно регулює рівень інсуліну та глюкози та, за словами Мартіна Фуссенеггера, може стати майбутнім засобом лікування діабету, – пише New Atlas.
Діабет 1 типу вимагає зовнішньої подачі інсуліну, оскільки організм не здатний виробляти його самостійно. Сучасні інсулінові помпи та монітори також залежать від зовнішніх джерел живлення, таких як одноразові батарейки. Новий паливний елемент схожий на чайний пакетик та розміром трохи більший за ніготь. Він покритий нетканим матеріалом та вкритий альгінатом – біосумісним продуктом, одержуваним із водоростей, який широко використовують у біомедицині. Під час імплантації під шкіру альгінат вбирає рідини організму, даючи змогу глюкозі проникати крізь поверхню та потрапляти до центру живлення.
Команда розробила анод із наночастинок на основі міді всередині клітини, який розщеплює глюкозу на глюконову кислоту та протон для генерування електричного струму.
Самодостатня схема здатна виробляти енергію, достатню для зв’язку з такими пристроями, як смартфони. І це дає змогу здійснювати моніторинг, коригування та навіть можливість віддаленого медичного втручання.
Хоча біотехнологія була ефективно протестована на мишах, дослідники шукають ресурсів для переходу від прототипу до ринкової стадії.
Випробування вакцини від раку грудей
Клініка в Клівленді оголосила про початок безпрецедентних клінічних випробувань препарату, що запобігає розвитку тричі негативного раку молочної залози (ТНРМЗ) – найагресивнішого різновиду цього захворювання.
За статистикою, саме цю форму раку грудей найчастіше діагностують у жінок віком до 40 років, а також у людей з вродженою генетичною мутацією (BRCA1), що значно підвищує ризик розвитку цього захворювання.
Таку мутацію успадкувала актриса Анджеліна Джолі. Дізнавшись, що ймовірність розвитку цього різновиду раку у неї становить 87%, вона видалила обидві молочні залози. Після операції ризик актриси захворіти впав до 5%
Уперше вирощену в лабораторії кров влили людям
Виробництво крові необхідне, щоб створювати надзвичайно рідкісні групи крові, які важко отримати традиційним способом. Рідкісні групи потрібні людям, які залежать від регулярних переливань. Якщо кров не відповідає групі крові пацієнта, організм її не сприймає і лікування не приносить результату.
Британський дослідницький проєкт, який об’єднує команди в Брістолі, Кембриджі та Лондоні, зосередився на розробці технології вирощування еритроцитів, які переносять кисень від легенів до решти тіла.
Процес створення крові триває три тижні. Початковий пул з близько пів мільйона стовбурових клітин дозволяє виробити до 50 мільярдів еритроцитів. Їх фільтрують, щоб отримати близько 15 мільярдів червоних кров’яних тілець, які перебувають на потрібній стадії розвитку для трансплантації.
