Винаходи у медицині. Протизаплідні засоби для сильної статі

Минулий рік для науки був дуже плідним. Особливого прогресу вчені досягли у сфері медицини. зробило дивовижні відкриття, наукові прориви та створило безліч корисних медикаментів, які неодмінно незабаром виявляться у вільному доступі. Пропонуємо ознайомитися з десяткою найдивовижніших медичних проривів 2015 року, які обов'язково зроблять серйозний внесок у розвиток медичних послуг найближчим часом.

У 2014 році Всесвітня організація охорони здоров'я попередила всіх про те, що людство вступає у так звану постанібіотичну еру. І вона виявилася правою. Наука та медицина аж з 1987 не виробляли справді нових видів антибіотиків. Проте хвороби не стоять дома. Щороку з'являються нові інфекції, стійкіші до існуючих медикаментів. Це стало справжньою світовою проблемою. Проте в 2015 році вчені зробили відкриття, яке, на їхню думку, принесе кардинальні зміни.

Вчені відкрили новий клас антибіотиків з 25 протимікробних препаратів, включаючи дуже важливий, що отримав назву теіксобактин. Цей антибіотик знищує мікробів, блокуючи їхню здатність виробляти нові клітини. Іншими словами, мікроби під впливом цих ліків не можуть розвиватися і виробляти згодом стійкість до препарату. Теиксобактин на даний момент довів свою високу ефективність у боротьбі з резистентним золотистим стафілококом та кількома бактеріями, що викликають туберкульоз.

Лабораторні випробування теїксобактину проводилися на мишах. Переважна більшість експериментів показала ефективність препарату. Людські випробування мають розпочатися у 2017 році.

Медики виростили нові голосові зв'язки

Один із найцікавіших і найперспективніших напрямів у медицині є регенерація тканин. 2015 року список відтворених штучним методом органів поповнився новим пунктом. Лікарі з Вісконсинського університету навчилися вирощувати людські голосові зв'язки фактично з нічого.

Група вчених під керівництвом доктора Натана Вельхена біоінженерним способом створила тканину, здатну імітувати роботу слизової оболонки голосових зв'язок, а саме ту тканину, яка представляється двома пелюстками зв'язок, які вібруючи дозволяють створювати людську мову. Клітини-донори, з яких згодом виросли нові зв'язки, були взяті у п'яти пацієнтів-добровольців. У лабораторних умовах за два тижні вчені виростили необхідну тканину, після чого додали її до штучного макету гортані.

Звук, що створюється отриманими голосовими зв'язками, вчені описують як металевий і порівнюють його зі звуком роботизованого козу (іграшковий духовий музичний інструмент). Проте вчені впевнені, що створені ними голосові зв'язки в реальних умовах (тобто при імплантації в живий організм) звучатимуть майже як справжні.

В рамках одного з останніх експериментів на лабораторних мишах з щепленим людським імунітетом дослідники вирішили перевірити, чи буде організм гризунів відкидати нову тканину. На щастя, цього не сталося. Лікар Вельхем упевнений, що тканина не відторгатиметься і людським організмом.

Ліки від раку може допомогти і пацієнтам із хворобою Паркінсона

Тисинга (або нілотиніб) є перевіреними та схваленими ліками, які зазвичай використовують для лікування людей з ознаками лейкемії. Однак нове дослідження, проведене медичним центром Джорджтаунського університету, показує, що ліки Тасінга можуть бути дуже сильним засобом для контролю моторних симптомів у людей із хворобою Паркінсона, покращуючи їх моторні функції та контролюючи немоторні симптоми цієї хвороби.

Фернандо Паган, один із лікарів, які проводили дане дослідження, вважає, що нілотинібна терапія може бути першим у своєму роді ефективним методом зниження деградації когнітивних та моторних функцій у пацієнтів з нейродегенеративними захворюваннями, такими як хвороба Паркінсона.

Вчені протягом шести місяців давали збільшені дози нілотинібу 12 пацієнтам-добровольцям. У всіх 12 пацієнтів, які пройшли це випробування препарату до кінця, спостерігалося покращення моторних функцій. У 10 із них відзначили значне покращення.

Основним завданням цього дослідження була перевірка безпеки та нешкідливості нілотинібу на людський організм. Використовувана доза препарату була набагато меншою за ту дозу, яка зазвичай дається пацієнтам з лейкемією. Незважаючи на те, що препарат показав свою ефективність, дослідження все ж таки проводилося на невеликій групі людей без залучення контрольних груп. Тому перед тим, як Тасінгу почнуть використовувати як терапію хвороби Паркінсона, доведеться провести ще кілька випробувань та наукових досліджень.

Перша у світі 3D-надрукована грудна клітка

Останні кілька років технологія 3D-друку проникає у багато сфер, приводячи до дивовижних відкриттів, розробок та нових методів виробництва. У 2015 році лікарі з університетського шпиталю Саламанка в Іспанії провели першу у світі операцію із заміни пошкодженої грудної клітки пацієнта на новий 3D-надрукований протез.

Людина страждала на рідкісний вид саркоми, і в лікарів не залишилося іншого вибору. Щоб уникнути поширення пухлини далі організмом, фахівці видалили в людини майже всю грудину і замінили кістки титановим імплантатом.

Як правило, імплантати для великих відділів скелета виробляють із різних матеріалів, які з часом можуть зношуватися. Крім цього, заміна настільки складного зчленування кісток, як кістки грудини, які, як правило, унікальні у кожному окремому випадку, зажадала від лікарів провести ретельне сканування грудини людини, щоб розробити імплантат потрібного розміру.

Як матеріал для нової грудини було вирішено використовувати. Після проведення високоточної тривимірної комп'ютерної томографії вчені використали принтер Arcam вартістю 1,3 мільйона доларів і створили нову титанову грудну клітину. Операція із встановлення нової грудини пацієнту пройшла успішно, і людина вже пройшла повний курс реабілітації.

З клітин шкіри до клітин мозку

Вчені з каліфорнійського Інституту Солка в Ла-Холья присвятили минулий рік дослідженням людського мозку. Вони розробили метод трансформування клітин шкіри на мозкові клітини і вже знайшли кілька корисних сфер застосування нової технології.

Слід зазначити, що вчені знайшли спосіб перетворення шкірних клітин на старі мозкові клітини, що спрощує подальше їх використання, наприклад, при дослідженнях хвороб Альцгеймера та Паркінсона та їх взаємозв'язку з ефектами, що викликаються старінням. Історично склалося, що з таких досліджень застосовувалися клітини мозку тварин, проте вчені у разі були обмежені у своїх можливостях.

Нещодавно вчені змогли перетворити стовбурові клітини на клітини мозку, які можна використовувати для досліджень. Однак це досить трудомісткий процес, і на виході виходять клітини, не здатні імітувати роботу мозку людини похилого віку.

Як тільки дослідники розробили спосіб штучного створення клітин мозку, вони направили свої зусилля на створення нейронів, які мали б можливість виробництва серотоніну. І хоча отримані клітини мають лише крихітну частку можливостей роботи людського мозку, вони активно допомагають вченим у дослідженнях та пошуку ліків від таких хвороб та розладів, як аутизм, шизофренія та депресія.

Протизаплідні таблетки для чоловіків

Японські вчені з Науково-дослідного інституту досліджень мікробних захворювань в Осаці опублікували нову наукову роботу, згідно з якою в недалекому майбутньому ми зможемо робити реально діючі протизаплідні таблетки для чоловіків. У своїй роботі вчені описують дослідження препаратів «Такролімус» та «Цикслоспорин А».

Зазвичай, ці ліки використовуються після проведення операцій з трансплантації органів для придушення імунної системи організму, щоб та не відкидала нову тканину. Блокада відбувається завдяки інгібуванню виробництва ензиму кальцинейрину, який містить білки PPP3R2 і PPP3CC, які зазвичай є в чоловічому насінні.

У своєму дослідженні на лабораторних мишах вчені виявили, що як тільки в організмах гризунів виробляється недостатньо білка PPP3CC, їх репродуктивні функції різко скорочуються. Це наштовхнуло дослідників на висновок, що недостатній обсяг цього білка може призвести до стерильності. Після більш ретельного вивчення фахівці зробили висновок, що даний білок дає клітинам сперми гнучкість і необхідні силу та енергію для проникнення через мембрану яйцеклітини.

Перевірка на здорових мишах лише підтвердила їхнє відкриття. Усього п'ять днів застосування препаратів «Такролімус» та «Цикслоспорин А» призвело до повної безплідності мишей. Однак їх репродуктивна функція повністю відновилася лише через тиждень після того, як їм перестали давати ці препарати. Важливо відзначити, що кальцинейрин не є гормоном, тому застосування препаратів аж ніяк не знижує статевий потяг та збудливість організму.

Незважаючи на перспективні результати, знадобиться кілька років для створення реальних чоловічих протизаплідних таблеток. Близько 80 відсотків досліджень на мишах не застосовуються для людських випадків. Проте вчені, як і раніше, сподіваються на успіх, оскільки ефективність препаратів була доведена. Крім того, аналогічні препарати вже пройшли людські клінічні випробування та широко використовуються.

Друк ДНК

Технології 3D-друку призвели до появи унікальної нової індустрії — друку та продажу ДНК. Щоправда, термін «друк» тут скоріше використовується саме з комерційних цілей, і необов'язково описує те, що у цій сфері відбувається насправді.

Виконавчий директор компанії Cambrian Genomics пояснює, що цей процес найкраще описує фразу «перевірка на помилки», ніж «друк». Мільйони частин ДНК поміщаються на крихітні металеві підкладки і скануються комп'ютером, який відбирає ті ланцюги, які зрештою повинні становити всю послідовність ДНК-ланцюжка. Після цього лазером акуратно вирізуються потрібні зв'язки і поміщаються в новий ланцюжок, попередньо замовлений клієнтом.

Такі компанії, як Cambrian, вважають, що в майбутньому люди зможуть завдяки спеціальному комп'ютерному устаткуванню та програмному забезпеченню створювати нові організми просто для розваг. Звичайно ж, такі припущення відразу ж викличуть праведний гнів людей, які сумніваються в етичній коректності та практичній користі даних досліджень та можливостей, але рано чи пізно, як би ми цього хотіли чи не хотіли, ми до цього прийдемо.

Зараз же ДНК-друк демонструє перспективний потенціал у медичній сфері. Виробники ліків та дослідні компанії – ось список перших клієнтів таких компаній, як Cambrian.

Дослідники з Каролінського інституту у Швеції пішли ще далі і почали створювати з ДНК-ланцюжків різні фігурки. ДНК-орігамі, як вони це називають, може на перший погляд здатися звичайним пустощі, проте практичний потенціал використання у цієї технології теж є. Наприклад, його можна буде застосовувати при доставці лікарських засобів до організму.

Наноботи у живому організмі

На початку 2015 року сфера робототехніки здобула велику перемогу, коли група дослідників з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго оголосила про те, що провела перші успішні тести із застосуванням наноботів, які виконали поставлене перед ними завдання, перебуваючи всередині живого організму.

Живим організмом у разі виступали лабораторні миші. Після приміщення наноботів усередину тварин мікромашини попрямували до шлунків гризунів і доставили поміщений ними вантаж, якою виступали мікроскопічні частинки золота. Наприкінці процедури вчені не відзначили жодних пошкоджень внутрішніх органів мишей і тим самим підтвердили корисність, безпеку та ефективність наноботів.

Подальші тести показали, що доставлених наноботами частинок золота в шлунках залишається більше, ніж тих, які були просто введені туди з їжею. Це наштовхнуло вчених на думку про те, що наноботи в майбутньому зможуть набагато ефективніші доставляти потрібні ліки всередину організму, ніж при більш традиційних методах їх введення.

Моторний ланцюг крихітних роботів складається з цинку. Коли вона потрапляє в контакт із кислотно-лужним середовищем організму, відбувається хімічна реакція, в результаті якої виробляються бульбашки водню, які і просувають наноботів усередині. Через якийсь час наноботи просто розчиняються у кислотному середовищі шлунка.

Незважаючи на те, що ця технологія розробляється вже майже десятиліття, тільки в 2015 році вчені змогли провести її фактичні тести в живому середовищі, а не звичайних чашках Петрі, як робилося багато разів раніше. У майбутньому наноботів можна буде використовувати для визначення і лікування різних хвороб внутрішніх органів, шляхом впливу потрібними ліками на окремі клітини.

Ін'єкційний мозковий наноімплантат

Група вчених із Гарварду розробила імплантат, який обіцяє можливість лікування низки нейродегенеративних розладів, які призводять до паралічу. Імплантат є електронним пристроєм, що складається з універсального каркаса (сітки), до якого надалі можна буде приєднувати різні наноустрою вже після введення його в мозок пацієнта. Завдяки імплантату можна буде стежити за нейронною активністю мозку, стимулювати роботу певних тканин та прискорювати регенерацію нейронів.

Електронна сітка складається з полімерних ниток, що проводять, транзисторів або наноелектродів, які з'єднують між собою перетину. Майже вся площа сітки складається з отворів, що дозволяє живим клітинам утворювати нові сполуки навколо неї.

До початку 2016 року команда вчених із Гарварду, як і раніше, проводить тести безпеки використання подібного імплантату. Наприклад, двом мишам імплантували в мозок пристрій, що складається з 16 електричних компонентів. Пристрої успішно використовуються для моніторингу та стимуляції певних нейронів.

Штучне виробництво тетрагідроканнабінолу

Багато років марихуана використовувалася в медицині як знеболюючий засіб і зокрема для поліпшення станів хворих на рак та СНІД. У медицині також активно використовується синтетичний замінник марихуани, а точніше її основного психоактивного компонента тетрагідроканнабінолу (або THC).

Однак біохіміки з Технічного університету Дортмунда оголосили про створення нового виду дріжджового грибка, який вироблятиме THC. Більше того, за неопублікованими даними, відомо, що ці ж вчені створили ще один вид дріжджового грибка, який виробляє каннабідіол, інший психоактивний компонент марихуани.

У марихуані міститься відразу кілька молекулярних сполук, які цікавлять дослідників. Тому відкриття ефективного штучного способу створення цих компонентів у великій кількості могло б принести медицині величезну користь. Однак метод звичайного вирощування рослин і подальший видобуток необхідних молекулярних сполук є зараз найефективнішим способом. Усередині 30 відсотків сухої маси сучасних видів марихуани може бути потрібний компонент THC.

Незважаючи на це, дортмундські вчені впевнені, що зможуть знайти ефективніший та швидший спосіб видобутку THC у майбутньому. На даний момент створений дріжджовий грибок повторно вирощується на молекулах такого ж грибка замість кращої альтернативи у вигляді простих сахаридів. Все це призводить до того, що з кожною новою партією дріжджів зменшується кількість вільного компонента THC.

У майбутньому вчені обіцяють оптимізувати процес, максимізувати виробництво THC та збільшити масштаби до індустріальних потреб, що зрештою задовольнить потреби медичних досліджень та європейських регуляторів, які шукають новий спосіб виробництва тетрагідроканнабінолу без вирощування самої марихуани.

У ХХ столітті медицина почала крокувати вперед великими кроками. Наприклад, діабет перестав бути смертельною хворобою лише 1922 року, коли двома канадськими вченими було відкрито інсулін. Їм вдалося отримати цей гормон із підшлункової залози тварин.

А в 1928 році життя мільйонів хворих було врятовано завдяки неохайності британського вченого Олександра Флемінга. Він просто не вимив пробірки із хвороботворними мікробами. Після повернення додому він виявив цвіль (пеніцилін) у пробірці. Але минуло ще 12 років, перш ніж удалося отримати чистий пеніцилін. Завдяки цьому відкриттю такі небезпечні хвороби, як гангрена та пневмонія, перестали бути смертельними, а зараз ми маємо велику різноманітність антибіотиків.

Нині кожен школяр знає, що таке ДНК. Але структура ДНК була відкрита лише трохи більше 50 років тому, в 1953 році. З того часу інтенсивно почала розвиватися така наука як генетика. Структуру ДНК відкрили двоє вчених: Джеймс Вотсон і Френсіс Крік. З картону та металу вони зробили модель молекули ДНК. Сенсацією виявилося те, що принцип будови ДНК однаковий всім живих організмів, від бактерії до людини. За це відкриття англійські вчені здобули Нобелівську премію.

Сьогодні пересадка органів нам не здається чимось із галузі фантастики. Але відкриття, що люди можуть жити з чужими органами, було зроблено лише 1954 року. Американський лікар довів це, пересадивши нирку своєму 23-річному пацієнтові від брата-близнюка. На відміну від попередніх невдалих дослідів, на цей раз нирка прижилася: пацієнт прожив із нею ще 9 років. А Мюррей за свою піонерську роботу в галузі трансплантації органів отримав 1990 року Нобелівську премію.

Слідом за пересадкою нирки Мюрреєм були спроби пересадити і серце. Але операції на серці довго вважалися дуже ризикованими. Але все ж таки в 1967 році було пересаджено серце молодої загиблої жінки 53-річному пацієнту, який помирає від серцевої недостатності. Пацієнт тоді прожив лише 18 днів, а сьогодні з донорським серцем можна жити багато років.

Наразі неможливо уявити відвідування лікаря без УЗД. Ні, напевно, жодної людини, якій не довелося б хоча б раз у житті робити УЗД. Але цей пристрій, що дозволяє діагностувати хвороби внутрішніх органів на ранніх стадіях, було винайдено не так вже й давно, в 1955 році. А вже в 70-х роках прилад набув найширшої популярності, оскільки був безпечним, безболісним та високоінформативним методом дослідження. А що ще потрібно хворому та лікарю! Принцип роботи УЗД простий: хвиля проходить через тканини нашого тіла, і її луна, перетворена на електричні імпульси, відображається на моніторі.

1978 року тисячі сімейних пар, які не можуть мати дітей, отримали надію. Справа в тому, що 1978 року на світ з'явилася дівчинка, про яку дізнався весь світ. Її звали Луїза Браун, і вона була першою дитиною з пробірки, тобто її зачаття відбулося поза організмом матері. Британські вчені в лабораторних умовах запліднили сперму яйцеклітину матері, а потім помістили в матку матері. Сьогодні завдяки методам штучного запліднення тисячі безплідних пар можуть мати дітей.

Неймовірні факти

Людське здоров'я безпосередньо стосується кожного з нас.

Засоби масової інформації рясніють розповідями про наше здоров'я та тіло, починаючи створенням нових лікарських препаратів та закінчуючи відкриттями унікальних методів хірургії, які дають надію інвалідам.

Нижче ми розповімо про найсвіжіші досягнення сучасної медицини.

Останні досягнення медицини

10. Вчені ідентифікували нову частину тіла

Ще в 1879 році французький хірург на ім'я Пол Сегон (Paul Segond) описав в одному зі своїх досліджень "перлову, стійку волокнисту тканину", що проходить уздовж зв'язок у коліні людини.

Про це дослідження благополучно забули до 2013 року, коли вчені виявили переднебокову зв'язку, колінну зв'язку, яка часто ушкоджується у разі виникнення травм та інших проблем.

Враховуючи, як часто сканується коліно людини, відкриття було зроблено пізно. Воно описано в журналі "Анатомія" та опубліковано он-лайн у серпні 2013 року.

9. Інтерфейс мозок-комп'ютер

Вчені, які працюють у Корейському університеті та Технологічному університеті Німеччини, розробили новий інтерфейс, який дає можливість користувачу керувати екзоскелетом нижніх кінцівок.

Він працює з допомогою декодування конкретних мозкових сигналів. Результати дослідження було опубліковано у серпні 2015 року в журналі "Нейронна інженерія".

Учасники експерименту носили електроенцефалограмовий головний убір і керували екзоскелетом, просто дивлячись на один із п'яти світлодіодів, встановлених на інтерфейсі. Це змушувало екзоскелет рухатися вперед, повертати праворуч чи ліворуч, а також сидіти чи стояти.

Поки що система була протестована лише на здорових добровольцях, але є надія, що зрештою її можна буде використовувати, щоб допомогти інвалідам.

Співавтор дослідження Клаус Мюллер (Klaus Muller) пояснив, що "люди з бічним аміотрофічним склерозом або з травмами спинного мозку часто стикаються з труднощами у спілкуванні та контролюванні своїх кінцівок; розшифровка їх мозкових сигналів такою системою пропонує вирішення обох проблем".

Досягнення науки в медицині

8. Пристрій, який може рухати паралізовану кінцівку силою думки

2010 року Яна Беркхарта (Ian Burkhart) паралізувало, коли під час нещасного випадку в басейні він зламав собі шию. У 2013 році завдяки спільним зусиллям фахівців університету штату Огайо та Баттелль, чоловік став першою у світі людиною, яка тепер може обійти свій спинний мозок і рухати кінцівкою, використовуючи лише силу думки.

Прорив стався завдяки використанню нового виду електронного нервового байпасу, пристрою розміром з горошину, яке імплантується у моторну кору головного мозку людини.

Чіп інтерпретує сигнали мозку та передає їх на комп'ютер. Комп'ютер зчитує сигнали та посилає їх на спеціальний рукав, який носить пацієнт. Таким чином, Необхідні м'язи наводяться на дію.

Весь процес займає частки секунди. Однак, щоб досягти такого результату, команді довелося неабияк попрацювати. Команда технологів спочатку з'ясувала точну послідовність електродів, що дозволяло Беркхарту рухати рукою.

Потім чоловікові довелося проходити кілька місяців терапію відновлення атрофованих м'язів. Кінцевим результатом є те, що тепер він може обертати рукою, стискати її в кулак, а також навпомацки визначати, що перед ним знаходиться.

7. Бактерія, яка харчується нікотином і допомагає курцям зав'язати зі згубною звичкою

Кинути курити – це надзвичайно важке завдання. Будь-хто, хто намагався це зробити, підтвердить сказане. Майже 80 відсотків тих, хто намагався це зробити за допомогою аптечних препаратів, зазнав невдачі.

У 2015 році вчені з науково-дослідного інституту Скрипса дають нову надію охочим покинути. Їм вдалося виявити бактеріальний фермент, який поїдає нікотин ще до того, як він встигає дістатися мозку.

Фермент належить бактерії Pseudomonas putida. Цей фермент не є найновішим відкриттям, однак, його нещодавно вдалося вивести в лабораторних умовах.

Дослідники планують використати цей фермент для створення нових методів відмовитися від куріння.Блокуючи нікотин, перш ніж він досягне мозку і викличе виробництво допаміну, вони сподіваються, що вони зможуть відбити у курця бажання взяти в рот сигарету.

Щоб стати працездатною, будь-яка терапія має бути достатньо стабільною, не викликаючи під час активності додаткових проблем. В даний час вироблений в лабораторних умовах фермент поводиться стабільно протягом більше трьох тижнів, перебуваючи у буферному розчині.

Тести за участю лабораторних мишей не показали жодних побічних ефектів. Вчені опублікували результати свого дослідження в он-лайн версії серпневого номера журналу "Американська хімічна спільнота".

6. Універсальна вакцина проти грипу

Пептиди – це короткі ланцюжки амінокислот, які у клітинній структурі. Вони виступають як основний будівельний блок для білків. У 2012 році вченим, які працювали в університеті Саутгемптона, Оксфордському університеті та лабораторії вірусології Ретроскін, вдалося виявити новий набір пептидів, знайдених у вірусу грипу.

Це може спричинити створення універсальної вакцини проти всіх штамів вірусу. Результати були опубліковані у журналі Nature Medicine.

У разі грипу пептиди на зовнішній поверхні вірусу дуже швидко мутують, що робить їх майже недосяжними для вакцин та ліків. Нещодавно виявлені пептиди живуть у внутрішній структурі клітини та мутують досить повільно.

Більше того, ці внутрішні структури можна виявити у кожному штамі грипу, починаючи від класичного та закінчуючи пташиним. Для розробки сучасної вакцини від грипу потрібно близько шести місяців, проте вона не забезпечує імунітетом на довгий час.

Тим не менш, можливо, зорієнтувавши зусилля на роботі внутрішніх пептидів, створити універсальну вакцину, яка дасть довготривалий захист.

Грип – це вірусне захворювання верхніх дихальних шляхів, яке вражає ніс, горло та легені. Воно може бути смертельно небезпечним, особливо якщо заразилася дитина або людина похилого віку.

Штами грипу відповідальні за кілька пандемій протягом усієї історії, найстрашніша з яких – пандемія 1918 року. Ніхто не знає напевно, скільки людей загинуло від цієї хвороби, але, за деякими оцінками, 30-50 мільйонів людей у всьому світі.

Новітні медичні досягнення

5. Можливе лікування хвороби Паркінсона

У 2014 році вчені взяли штучні, але повністю функціонуючі людські нейрони і успішно прищепили їх у мозок мишам. У нейронів є потенціал для лікування і навіть лікування таких захворювань, як хвороба Паркінсона.

Нейрони створили група фахівців з інституту Макса Планка, університетської клініки Мюнстера та університету Білефельда. Вченим вдалося створити стабільну нервову тканину з нейронів, перепрограмованих із клітин шкіри.

Іншими словами, вони індукували нейронні стовбурові клітини. Це метод, який збільшує сумісність нових нейронів. Через шість місяців у мишей не розвинулося ніяких побічних ефектів, а імплантовані нейрони добре інтегрувалися зі своїми мозком.

Гризуни продемонстрували нормальну мозкову діяльність, у результаті якої сформувалися нові синапси.

Нова методика має потенціал, який може дати нейрологам можливість замінити хворі, пошкоджені нейрони здоровими клітинами, які одного дня зможуть впоратися з хворобою Паркінсона. Через неї нейрони, які постачають допамін, вмирають.

На сьогоднішній день ніякого лікування від цього захворювання немає, але симптоми піддаються лікуванню. Хвороба, як правило, розвивається у людей віком 50-60 років.При цьому м'язи стають жорсткими, відбуваються зміни у мовленні, змінюється хода та з'являється тремор.

4. Перше у світі біонічне око

Пігментний ретиніт є найпоширенішим серед спадкових захворювань очей. Він призводить до часткової втрати зору, а найчастіше і до повної сліпоти. До ранніх симптомів відноситься втрата нічного бачення та труднощі з периферійним зором.

У 2013 році було створено систему протезування сітківки Argus II, перше у світі біонічне око, призначене для лікування запущеної стадії пігментного ретиніту.

Система Argus II - це пара зовнішніх стекол, оснащених камерою. Зображення перетворюються на електричні імпульси, які передаються електродам, імплантованим в сітківку ока пацієнта.

Ці зображення головним мозком сприймаються як світлові шаблони. Людина вчиться інтерпретувати ці патерни, поступово відновлюючи зорове сприйняття.

В даний час система Argus II поки доступна тільки на території США та Канади, але є плани щодо її впровадження у всьому світі.

Нові досягнення у галузі медицини

3. Знеболююче, яке працює тільки за рахунок світла

Сильну біль зазвичай лікують опіоїдними препаратами. Основний недолік у тому, що багато таких препаратів можуть викликати звикання, тому потенціал для зловживань у них величезний.

А якщо вчені змогли б зупиняти біль не використовуючи нічого, крім світла?

У квітні 2015 року неврологи Вашингтонської медичної школи при університеті в Сент-Луїсі оголосили, що їм удалося це зробити.

Шляхом з'єднання світлочутливого білка з опіоїдними рецепторами в пробірці, вони змогли активувати опіоїдні рецептори так само, як це роблять опіати, але тільки за допомогою світла.

Є надія, що експерти зможуть розробити способи використання світла для полегшення болю під час застосування ліків із меншими побічними ефектами. Згідно з дослідженнями Едварда Сіуда (Edward R. Siuda), цілком імовірно, що після додаткових експериментів світло зможе повністю замінити ліки.

Для тестування нового рецептора світлодіодний чіп розміром приблизно з людське волосся було імплантовано в мозок миші, який після цього пов'язали з рецептором. Мишей поміщали в камеру, де їх рецептори стимулювали на вироблення допаміну.

Якщо миші йшли із спеціальної відведеної зони, то світло вимикали і стимулювання зупинялося. Гризуни швидко поверталися на місце.

2. Штучні рибосоми

Рибосома – це молекулярна машина, що складається із двох субодиниць, які використовують амінокислоти з клітин, щоб створювати білки.

Кожна субодиниця рибосом синтезується в ядрі осередку, а потім експортується в цитоплазму.

У 2015 році дослідники Олександр Менкін (Alexander Mankin) та Майкл Джеветт (Michael Jewett) змогли створити першу у світі штучну рибосому.Завдяки цьому у людства з'явився шанс дізнатися про нові подробиці про роботу цієї молекулярної машини.

Діти, ми вкладаємо душу в сайт. Дякуємо за те,
що відкриваєте цю красу. Дякую за натхнення та мурашки.
Приєднуйтесь до нас у Facebookі ВКонтакті

Медицина не завжди була такою, якою ми звикли її бачити. Ще кілька сотень років тому пневмонія чи апендицит були вироком, а хірурги уявлення не мали про те, що руки перед операцією необхідно мити, і не звертали уваги на крики пацієнтів (адже анестезії тоді ще не існувало). Але були генії, які, незважаючи на глузування колег, робили неймовірні відкриття.

сайтрозповість вам про найбільші медичні прориви, які врятували мільйони життів та змінили старі уявлення про світ.

1. Анестезія

До винаходу анестезії всі операції були або жахливо болючими, або дуже швидкими. Російський хірург Микола Пирогов проводив ампутацію за 3 хвилини, інакше пацієнти гинули від болючого шоку.

Відсутність адекватного знеболювання гальмувала розвиток хірургії - про порожнинні операції і мови бути не могло. Звичайно, лікарі експериментували з настоями з маку, мандрагори і навіть ставили тютюнові клізми. Однак ці засоби не могли зовсім позбавити больових відчуттів, а ще вони були небезпечні для здоров'я пацієнта.

Все змінилося, коли американський стоматолог Вільям Мортон вирішив використати для знеболювання діетиловий ефір. А підштовхнуло Мортона до відкриття банальне безгрошів'я: через страх перед хворобливими процедурами пацієнти воліли обходити зубного лікаря. Лікар відповідально підійшов до розробки методу лікування: ставив досліди на тваринах, лікував близьких друзів і, переконавшись у безпеці препарату, представив його широкому загалу.

16 жовтня 1846 року вважатимуться офіційним днем народження анестезії. При величезному скупченні народу Мортоном було проведено операцію видалення щелепної пухлини. Під час процедури пацієнт спокійно спав, і це стало тріумфом лікаря.

2. Асептика та антисептика

Хірургам аж до XIX століття навіть на думку не спадало, що непогано було б вимити руки перед операцією чи прийняттям пологів. Дезінфекція? Ні, не чули. Використання одного хірургічного інструменту для десятка пацієнтів було гаразд. В результаті більшість операцій закінчувалися нагноєнням та гангреною, а пологи – зараженням крові. Смертність після втручання хірургів була просто величезною.

До відкриття рентгенівських променів хірургам доводилося заново ламати кінцівки пацієнтів, що неправильно зрослися. Такі операції були болючими і часто не призводили до повного одужання.

Світ без антибіотиків був дуже небезпечний - будь-яка інфекція загрожувала життю. Зараження туберкульозом, кашлюком чи пневмонією було рівнозначне смертельному вироку.

Ідея про те, що з одними мікробами можна боротися за допомогою інших, існувала ще у XIX столітті. Проте фактично перший антибіотик відкрив шотландський дослідник Олександр Флемінг у 1928 році. Незважаючи на те, що Флемінг був відомий як блискучий вчений, головне відкриття свого життя він зробив завдяки безладу у своїй лабораторії. У забутій ним чашці Петрі зі стафілококом оселилися цвілеві гриби, які знищили патогенні бактерії.

За своє відкриття Олександр Флемінг отримав Нобелівську премію, а людство змогло успішно боротися з туберкульозом, пневмонією, малярією та іншими хворобами, які раніше вважалися невиліковними.

5. Інсулін

Органи, які вражають діабет.

Лікування онкологічних захворювань у всі часи було дуже небезпечним і часто не закінчувалося перемогою над недугою. Злоякісні пухлини перемогти дуже складно, тому що ракові клітини постійно мутують та створюють нові клони.

До XIX від епідемії віспи в Європі щороку гинули мільйони людей, а ті, що залишилися живими, часто ставали інвалідами. Віспа не щадила нікого - монархи та прості люди ставали її жертвами, а смертність досягала 80%.

Ідея про те, що людей можна заразити інфекцією, щоб вони потім на неї ж не захворіли, народилася ще в Х столітті. Китайські лікарі прищеплювали здорових людей рідиною з бульбашок хворих на віспу. Щоправда, такі способи були дуже небезпечними – відсоток загибелі був високим.

Першою людиною, яка змогла винайти діючий і відносно безпечний метод Джеймс Лінд. Чи бачена справа - ця дивна людина запропонувала лікувати матросів, які страждають на цингу, за допомогою лимонів і лаймів. Щоправда, час показав, що Лінд мав рацію: цинга виникала від гострого дефіциту вітаміну С.

Десятки вчених із різних країн билися над загадкою корисних речовин, але Нобелівську премію здобули англійський доктор Фредерік Хопкінс та нідерландець Християн Ейкман. Їм удалося нарешті пояснити людству, що таке вітаміни. Відкриття вітамінів дозволило запобігти та вилікувати багато хвороб. Про деяких із них сучасні люди навіть не чули.

Бонус: помилкові спогади

Вчені з Массачусетського університету вживили в мозок мишей помилкові спогади. Нейрофізіологи ввели фіктивну інформацію до тих зон мозку, які відповідають за інформацію про минуле, і буквально замінили добрі спогади на погані.

Декілька років тому таке відкриття вважалося неймовірним. Приблизно так само, як безболісні операції у ХІХ столітті. Проте, сьогодні операції під наркозом вважаються рутиною. Можливо, колись і пересадка пам'яті стане реальністю. А наше життя буде набагато крутішим за голлівудські фільми.

Минулий рік для науки був дуже плідним. Особливого прогресу вчені досягли у сфері медицини. Людство зробило дивовижні відкриття, наукові прориви та створило безліч корисних медикаментів, які неодмінно незабаром виявляться у вільному доступі. Пропонуємо ознайомитися з десяткою найдивовижніших медичних проривів 2015 року, які обов'язково зроблять серйозний внесок у розвиток медичних послуг найближчим часом.

Відкриття теіксобактину

У 2014 році Всесвітня організація охорони здоров'я попередила всіх про те, що людство вступає у так звану постанібіотичну еру. І вона виявилася правою. Наука і медицина аж з 1987 року не виробляли, дійсно, нових видів антибіотиків. Проте хвороби не стоять на місці. Щороку з'являються нові інфекції, стійкіші до існуючих медикаментів. Це стало справжньою світовою проблемою. Проте в 2015 році вчені зробили відкриття, яке, на їхню думку, принесе кардинальні зміни.

Вчені відкрили новий клас антибіотиків з 25 протимікробних препаратів, включаючи дуже важливий, що отримав назву теіксобактин. Цей антибіотик знищує мікробів, блокуючи їхню здатність виробляти нові клітини. Інакше кажучи, мікроби, під впливом цих ліків, що неспроможні розвиватися і виробляти згодом стійкість до препарату. Теиксобактин, на даний момент, довів свою високу ефективність у боротьбі з резистентним золотистим стафілококом та кількома бактеріями, що викликають туберкульоз.

Медики виростили нові голосові зв'язки

Один із найцікавіших і найперспективніших напрямів у медицині є регенерація тканин. 2015 року список відтворених штучним методом органів поповнився новим пунктом. Лікарі з Вісконсинського університету навчилися вирощувати людські голосові зв'язки фактично з нічого.
Група вчених під керівництвом доктора Натана Вельхена біоінженерним способом створила тканину, здатну імітувати роботу слизової оболонки голосових зв'язок, а саме ту тканину, яка представляється двома пелюстками зв'язок, які вібруючи дозволяють створювати людську мову. Клітини-донори, з яких згодом виросли нові зв'язки, були взяті у п'яти пацієнтів-добровольців. У лабораторних умовах за два тижні вчені виростили необхідну тканину, після чого додали її до штучного макету гортані.

Звук, що створюється отриманими голосовими зв'язками, вчені описують як металевий і порівнюють його зі звуком роботизованого козу (іграшковий духовий музичний інструмент). Проте вчені впевнені в тому, що створені ними голосові зв'язки в реальних умовах (тобто під час імплантації в живий організм) звучатимуть майже як справжні.

Ліки від раку може допомогти і пацієнтам із хворобою Паркінсона

Тисинга (або нілотиніб) є перевіреними та схваленими ліками, які зазвичай використовують для лікування людей з ознаками лейкемії. Однак, нове дослідження, проведене медичним центром Джорджтаунського університету, показує, що ліки Тасінга можуть бути дуже сильним засобом для контролю моторних симптомів у людей із хворобою Паркінсона, покращуючи їх моторні функції та контролюючи немоторні симптоми цієї хвороби.

Перша у світі 3D-надрукована грудна клітка

Останні кілька років технологія 3D-друку проникає у багато сфер, приводячи до дивовижних відкриттів, розробок та нових методів виробництва. У 2015 році лікарі з університетського шпиталю Саламанка в Іспанії провели першу у світі операцію із заміни пошкодженої грудної клітки пацієнта на новий 3D-надрукований протез.

Як матеріал для нової грудини було вирішено використовувати титановий сплав. Після проведення високоточної тривимірної комп'ютерної томографії вчені використали принтер Arcam вартістю 1,3 мільйона доларів і створили нову титанову грудну клітину. Операція із встановлення нової грудини пацієнту пройшла успішно, і людина вже пройшла повний курс реабілітації.

З клітин шкіри до клітин мозку

Вчені з каліфорнійського Інституту Солка в Ла-Холья присвятили минулий рік дослідженням людського мозку. Вони розробили метод трансформування клітин шкіри на мозкові клітини і вже знайшли кілька корисних сфер застосування нової технології.

Слід зазначити, що вчені знайшли спосіб перетворення шкірних клітин на старі мозкові клітини, що спрощує подальше їх використання, наприклад, при дослідженнях хвороб Альцгеймера та Паркінсона та їх взаємозв'язку з ефектами, що викликаються старінням. Історично склалося, що з таких досліджень застосовувалися клітини мозку тварин, проте, вчені, у разі, були обмежені у своїх можливостях.

Відносно недавно, вчені змогли перетворити стовбурові клітини на клітини мозку, які можна використовувати для досліджень. Однак це досить трудомісткий процес, і на виході виходять клітини, не здатні імітувати роботу мозку літньої людини.

Як тільки, дослідники розробили спосіб штучного створення клітин мозку, вони направили свої зусилля на створення нейронів, які мали б можливість виробництва серотоніну. І хоча, отримані клітини мають лише крихітною часткою можливостей роботи людського мозку, вони активно допомагають вченим у дослідженнях та пошуку ліків від таких хвороб та розладів, як аутизм, шизофренія та депресія.

Протизаплідні таблетки для чоловіків

Японські вчені з Науково-дослідного інституту досліджень мікробних захворювань в Осаці опублікували нову наукову роботу, згідно з якою в недалекому майбутньому ми зможемо робити реально діючі протизаплідні таблетки для чоловіків. У своїй роботі вчені описують дослідження препаратів «Такролімус» та «Цикслоспорин А».

Зазвичай ці ліки використовуються після проведення операцій з трансплантації органів для придушення імунної системи організму, щоб та не відкидала нову тканину. Блокада відбувається завдяки інгібуванню виробництва ензиму кальцинейрину, який містить білки PPP3R2 і PPP3CC, які зазвичай є в чоловічому насінні.

Перевірка на здорових мишах лише підтвердила їхнє відкриття. Усього п'ять днів застосування препаратів «Такролімус» та «Цикслоспорин А» призвело до повної безплідності мишей. Однак, їх репродуктивна функція повністю відновилася лише через тиждень після того, як їм перестали давати ці препарати. Важливо відзначити, що кальцинейрин не є гормоном, тому застосування препаратів аж ніяк не знижує статевий потяг та збудливість організму.

Незважаючи на перспективні результати, знадобиться кілька років для створення реальних чоловічих протизаплідних таблеток. Близько 80 відсотків досліджень на мишах не застосовуються для людських випадків. Однак, вчені, як і раніше, сподіваються на успіх, оскільки ефективність препаратів була доведена. Крім того, аналогічні препарати вже пройшли людські клінічні випробування та широко використовуються.

Друк ДНК

Технології 3D-друку призвели до появи унікальної нової індустрії - друку та продажу ДНК. Щоправда, термін «друк» тут скоріше використовується саме з комерційних цілей, і необов'язково описує те, що у цій сфері відбувається насправді.

Зараз же ДНК-друк демонструє перспективний потенціал у медичній сфері. Виробники ліків та дослідні компанії – ось, список перших клієнтів таких компаній, як Cambrian.

Дослідники з Каролінського інституту у Швеції пішли ще далі і почали створювати з ДНК-ланцюжків різні фігурки. ДНК-орігамі, як вони це називають, може на перший погляд здатися звичайним пустощі, проте, практичний потенціал використання у цієї технології теж є. Наприклад, його можна буде застосовувати при доставці лікарських засобів до організму.

Наноботи у живому організмі

На початку 2015 року сфера робототехніки здобула велику перемогу, коли група дослідників з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго оголосила про те, що провела перші успішні тести із застосуванням наноботів, які виконали поставлене перед ними завдання, перебуваючи всередині живого організму.

Живим організмом у разі виступали лабораторні миші. Після приміщення наноботів усередину тварин мікромашини попрямували до шлунків гризунів і доставили поміщений ними вантаж, якою виступали мікроскопічні частинки золота. До кінця процедури вчені не відзначили жодних пошкоджень внутрішніх органів мишей і тим самим підтвердили корисність, безпеку та ефективність наноботів.

Моторний ланцюг крихітних роботів складається з цинку. Коли вона потрапляє в контакт із кислотно-лужним середовищем організму, відбувається хімічна реакція, в результаті якої виробляються бульбашки водню, які і просувають наноботів усередині. Через якийсь час наноботи просто розчиняються в кислотному середовищі шлунка.

Ін'єкційний мозковий наноімплантат

Група вчених із Гарварду розробила імплантат, який обіцяє можливість лікування низки нейродегенеративних розладів, які призводять до паралічу. Імплантат є електронним пристроєм, що складається з універсального каркаса (сітки), до якого надалі можна буде приєднувати різні наноустрою вже після введення його в мозок пацієнта. Завдяки імплантату можна буде стежити за нейронною активністю мозку, стимулювати роботу певних тканин, а також прискорювати регенерацію нейронів.

Штучне виробництво тетрагідроканнабінолу

Багато років марихуана використовувалася в медицині як знеболюючий засіб і зокрема, для поліпшення станів хворих на рак та СНІД. У медицині також активно використовується синтетичний замінник марихуани, а точніше її основного психоактивного компонента тетрагідроканнабінолу (або THC).

Однак біохіміки з Технічного університету Дортмунда оголосили про створення нового виду дріжджового грибка, що виробляє THC. Більше того, за неопублікованими даними, відомо, що ці ж вчені створили ще один вид дріжджового грибка, який виробляє каннабідіол, інший психоактивний компонент марихуани.

У марихуані міститься відразу кілька молекулярних сполук, які цікавлять дослідників. Тому відкриття ефективного штучного способу створення цих компонентів у великих кількостях могло б принести медицині величезну користь. Однак, метод звичайного вирощування рослин та подальший видобуток необхідних молекулярних сполук є зараз найбільш ефективним способом. Усередині 30 відсотків сухої маси сучасних видів марихуани може бути потрібний компонент THC.

Незважаючи на це, дортмундські вчені впевнені, що зможуть знайти ефективніший та швидший спосіб видобутку THC у майбутньому. На даний момент, створений дріжджовий грибок повторно вирощується на молекулах такого ж грибка замість кращої альтернативи у вигляді простих сахаридів. Все це призводить до того, що з кожною новою партією дріжджів зменшується кількість вільного компонента THC.

У майбутньому вчені обіцяють оптимізувати процес, максимізувати виробництво THC і збільшити масштаби до індустріальних потреб, що, зрештою, задовольнить потреби медичних досліджень та європейських регуляторів, які шукають новий спосіб виробництва тетрагідроканнабінолу без вирощування самої марихуани.