Хоча досі людство не винайшло живої води, аби воскрешати мертвих, і не вміє програмувати ДНК майбутніх дітей, протягом року у медицині сталося чимало революційних відкриттів. Про крихітне штучне серце, вагомі кроки у боротьбі із ВІЛ та «флешку», що замінить походи в лабораторію за здачею аналізів у цьому огляді.
Надчутливі протези
Для меншості із нас, світ робототехніки асоціюється із науково-популярною літературою та футуристичними концепціями, проте штучні імпланти та протези для багатьох людей вже стали рятівними.
У Китаї науковці вже «вчать» протез кисті відчувати температуру предмету, який потрібно взяти. В університеті Джона Гопкінса розробляють протези обох рук, що керується силою думки. У Великій Британії концентрація в собі усіх передових технологій дозволила компанії Steeper не тільки створити по-справжньому вражаючий протез руки – Bebionic, а й розпочати його застосування.
Це, напевно, один із перших протезів кисті, який завдяки більше десятку сенсорів та повітряних подушок на кінчиках надміцних та легких пальців (до речі, композитні матеріали пристрою схожі на ті, що використовують у Формулі-1 для побудови болідів), дозволяє, крім звичайної фіксації предметів, користуватися перевагами дрібної моторики. Наприклад, протез дозволяє вставити нитку у вушко голки. Звісно, до можливостей справжньої руки ще є куди рости, однак цей концепт протезу на сьогодні є найбільш адаптивний для повсякденного життя.
Живе штучне серце
Хоча до створення повноцінного штучного серця ще далеко, але перші успішні спроби вже завершилися цього року.
Вченим із Каліфорнійського університету в Берклі вдалося не просто приборкати процес морфогенезу тканин, а й виростити з них – крихітне серце людини. Звісно, таке крихітне серце (менше 1 млм в діаметрі), не можна порівнювати з повноцінним м’язевим насосом, але головна цінність цього дослідження саме в досягненні успішної регуляції диференціювання та розвитку певного органу з єдиної стовбурової плюрипотентної клітини.
Це лише початок, але в перспективі можна буде створювати умови для вирощення інших органів. Крім того, такі малі штучні серця, дозволять більш досконало вивчити процеси, які відбуваються під час ембріогенезу, розвитку різних вад серця та дослідження засобів їх лікування. Те, що вченим з часом, все ж таки вдасться створити надійне штучне серце, бодай навіть з однієї клітини, все менше викликає сумніву.
Імунітет для мозку
Останніх років 50, якщо не цілих 100, студентам-медикам з року в рік, розказують приблизно одне і теж. Анатомія людини – предмет складний, але древній. Всі останні відкриття були зроблені якщо не за часів життя М.І. Пирогова у ХІХ ст., то певно уточнені Нобелівськими працями на початку ХХ століття, Сантяго Рамон і Кахалем та Каміллом Гольджі.
Відтак, вчитися анатомії можна було або за старими книжками або по ще за старішими. Вважалося, що лімфатичної системи (системи клітин, судин, органів що виконують захисну, транспортну та дренажну функцію) у мозку немає. Імунні клітини та антитіла не можуть проникати через гематоенцефалічний бар’єр (фізіологічний бар’єр, який попереджає проникнення в мозок різних патогенів).
Та відкриття науковців з Універститету Вірждинії може спонукати до перегляду вищезазначених фактів та перепису книжок. Адже виявилося, що функцію лімфатичних судин виконують синуси (канали) твердої оболонки мозку. Крім того, саме синуси твердих оболонок мозку є місцем розташування імунних клітин. Таке відкриття вдалося зробити тільки після того як були використанні найновіші методи візуалізації.
Читайте також: Вакцинація: Імунітет на межі інформаційних воєн
Надія з ВІЛ
Цього року з’явилися повідомлення, що у боротьбі з ВІЛ є чималі успіхи. А отже у заражених на цю тяжку інфекцію з’явилася надія на довше і якісніше життя.
Вперше кількість нових уражень вірусом імунодефіциту почала зменшуватися. Це сталося завдяки тому, що з 2013 року майже 13 млн. людей отримує антиретровірусні препарати, це в 10 разів більше, ніж у попередньому десятилітті. Антиретровірусна терапія не тільки дозволяє рятувати інфікованих від повільної смерті, але й забезпечує їм відносно нормальну якість життя, крім того, така терапія попереджає подальше поширення вірусу. Якщо антиретровірусні ліки ставатимуть доступнішими (а всього ВІЛ-інфікованих на даний момент тільки офіційно – понад 35 млн), то кількість тих, хто потенційно може заразитися, зменшиться навіть в Африці в найближчі 10-15 років.
Єдина проблема в цьому оптимістичному прогнозі полягає в тому, що гальмує боротьбу з епідемією недоступність лікувального препарату.
Редагування геному людини
«Мільйони ідентичних близнят. Принцип масового виробництва, нарешті застосований у біології» – писав в «Прекрасному новому світі» Олдос Хакслі.
Минулого року китайські вчені вперше в світі наважилися редагувати геном ембріонів людини. Попри запевнення вчених із Піднебесної, що вони працювали на неживих ембріонах, ця робота викликала масу дискусій у науковій спільноті і вийшла далеко за межі медицини та біології – у площину біоетичних та філософських проблем.
Все почалося із застосування новітнього методу – CRISPR («clustered regularly interspaced short palindromic repeats» – кластирезовані регулярно розміщенні короткі паліндромні повтори), що дозволяє проводити ефективні маніпуляції над генетичним матеріалом з високою точністю та легкістю.
Відтак вчені намагалися замінити ДНК так, щоб ті не кодували послідовності, які відповідають за розвиток захворювання, зокрема такого як телассемія. Незважаючи на такі альтруїстичні цілі та отримані результати, наукова спільнота вороже поставилася до маніпуляцій над геномом людини, а найбільш реферативні журнали світу (Nature та Science) відмовилися публікувати статтю.
Одна частина вчених попереджає про загрозу євгенічного майбутнього, в якому заможні зможуть купити собі дитину з вбудованим абсолютно здоровим, а отже і перспективним геномом, в той час як інша частина вчених вказує, що такі дослідження є класичним прикладом наукового кар’єризму – на меті якого забезпечити своє ім’я в книгах з історії, незважаючи на неетичність дослідження.
Суперсила проти малярії
Коли пересічна людина чує щось про малярію, то вважає, що ця хвороба у минулому і, напевне, лікується. А дарма. Звісно, у тур-агенствах вам швидше розкажуть про приваби Єгипетських пірамід, ніж наведуть статистику, згідно з якою, минулого року в Україні було зафіксовано 78 випадків завезеної малярії, в той час, як у світі щорічно гине до 3 млн. людей.
Складний життєвий цикл паразита (малярійного плазмодія) та досить швидка адаптація до лікарських засобів ускладнювала боротьбу з цією хворобою, вакцин від якої до недавнього часу не було. Та цього року винайшли відразу дві нові хімічні сполуки під кодовою назвою DDD107498 та DSM265, які здатні не тільки добре боротися із захворюванням, але які ще можна приймати для профілактики.
Основна дія такої речовини спрямована на блокування утворення структурних елементів – білків, які необхідні для життєвого циклу паразита та блокування важливих для розмноження паразита ферментів. Найважливішою ж ознакою одного з цих препаратів є його комерційна доступність яка складає одне євро, що дає надію на його широке застосування, особливо у тих регіонах Африканського континенту, де ціна медичного препарату має вирішальне значення у боротьбі із будь якою хворобою.
Лабораторія в кишені
Ну, ось і отримали портативний ДНК–секвенатор, який схожий на застарілу флешку.
Якщо зовсім коротко, то цей новітній пристрій дає можливість прочитати людину як книгу з молекулярної точки зору, тобто встановити послідовність нуклеотидів у ланцюгу її ДНК, якою б вона не неповторною не була. Крім того, ця «флешка» виявляє неправильні послідовності ДНК, що можуть викликати різні хвороби, перевіряє людину на віруси, а їжу на патогени.
Щоб перетворити ваш смартфон в діагностичний прилад вчені пропонують забезпечити його спеціальною насадкою, в якій є джерело світла, відділення для досліджуваного зразка (наприкад, крові), а також спеціальний програмний додаток.
Якщо використовується кров, то до неї додають спеціальну речовину – маркет, яка може специфічно зв’язуватися з різними клітинами (зокрема із злоякісними клітинами) або антигенами та утворювати специфічний комплекс. Камера смартфону забезпечить фіксацію утвореного комплексу та надішле дані через програмний додаток на сервер, де його проаналізують фахівці.
Попередні результати використання таких експрес-тестів показали швидкість в отриманні результату аналізу, крім того, завдяки куту огляду фотокамери смартфону в зорове поле попадає більше клітин, ніж при звичайній мікроскопії досліджуваного зразка. Звісно, для експрес-тестів потрібні навички лаборанта, та й специфічну речовину-маркер в звичайному магазині не купиш, а ще є програмне забезпечення, принцип роботи якого часто є таємницею. Та все ж, розвиток технологій все вказує на те, що у майбутньому все менше доведеться стояти в чергах, щоб здати аналіз.
У написанні матеріалу висловлюємо подяку експерту фізіології людини Сергію Собіщанському