Перспективы развития медицины

ФГБОУ ВО «Бурятский государственный университет»

Кафедра неорганической и органической химии

Шадрина Олеся Андреевна

Перспективы развития медицины

Улан-Удэ

2017 г.

НОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПОМОЖЕТ ВЫРАЩИВАТЬ ЧЕЛОВЕЧЕСКИЕ ОРГАНЫ

Международная команда ученых под руководством Хуана Карлоса Исписуа Бельмонте, профессора Института биологических исследований Солка (США) впервые создала химеру человека и свиньи.

НИША ДЛЯ ОРГАНОВ

ЗАЧЕМ УЧЕНЫМ НУЖНЫ ГИБРИДНЫЕ ОРГАНИЗМЫ?

Генное редактирование (инновационный способ CRISPR-Cas9)

ГИБРИДЫ СРЕДИ НАС

• XIX век - американский доктор Ричард Киссам успешно пересадил юноше роговицу глаза, которую взял у шестимесячного поросенка;
• 1960-е годы - американская ученая Беатрис Минц получила лабораторным путем первый гибридный организм, соединив клетки двух разных видов мышей – белой и черной;
• француженка Николь ле Дуарен соединила зародышевые слои куриного и перепелиного эмбриона и в 1973 году выпустила работу о развитии гибридного организма;
• 1988 год - Ирвинг Вейсман из Стэнфордского университета создал мышь с человеческой иммунной системой (для исследований СПИДа), а впоследствии вживлял человеческие стволовые клетки в мышиный мозг для исследований по нейробиологии;
• 2012 год - на свет появились первые химеры-приматы: в Национальном центре исследования приматов в Орегоне ученые создалимакак, содержащих шесть различных ДНК.

Люди-химеры: в 2002 году жительница Бостона Карен Киган прошла генетический тест, чтобы определить, можно ли ей пересаживать почку одного из ее родственников. Анализы показали невозможное: ДНК пациентки не соответствовала ДНК ее биологических сыновей. Оказалось, что у Киган был врожденный химеризм, который развивается у эмбриона в результате сбоя в процессе оплодотворения: ее организм содержал два генетических набора, один у клеток крови, другой – у клеток в тканях ее тела.

ПРИ ПОМОЩИ АЛГОРИТМОВ МАШИННОГО ОБУЧЕНИЯ МОЖНО БУДЕТ РАСПОЗНАВАТЬ ОПУХОЛИ

Сотрудники компании Google решили прийти на помощь в решении данного вопроса потому что, как говорит статистика, в вопросах наличия у пациентов некоторых форм рака предстательной и молочной желез, мнения врачей могут совпадать всего на 48%. Для того, чтобы решить эту проблему, предложили использовать помощь искусственного интеллекта. Чтобы создать программу исследователями были использованы снимки органов, которые были поражены онкологией, предоставленные медицинским центром университета Неймегена. Для этих целей хорошо подошел уже имеющийся алгоритм, называющийся Inception (или GoogLeNet).

Система изучила большое количество тепловых карт, то есть снимков, которые показывали, какие части тканей могут быть поражены. После модификации алгоритма подготовленные с его помощью тепловые карты усовершенствовали настолько, что их точность достигла 89%, по сравнению с изначальными снимками, которые содержали много «шумов». Далее исследователи сравнили выводы и результаты работы Inception с заключениями врачей. После анализа ста тридцати снимков оказалось, что Inception на 16% эффективнее человека способен определять участки поражения.

АМЕРИКАНСКИМИ УЧЕНЫМИ ВПЕРВЫЕ БЫЛИ УСПЕШНО ЗАМОРОЖЕНЫ И РАЗМОРОЖЕНЫ ОРГАНЫ

В журнале Science Translational Medicine была опубликована информация о том, что американские медики из университета Миннесоты в Миннеаполисе под руководством доктора Джона Бишофа впервые смогли успешно разморозить кусочки замороженных тканей и органов, при этом не повредив межклеточное пространство и клеточную структуру.

Группа ученых утверждает, что основной проблемой разморозки является то, что ткани, которые были заморожены, разогреваются неравномерно, в итоге они трескаются и распадаются на части. Специалисты воспользовались помощью наночастиц: исследователи заметили, что микроскопические фрагменты железа и многих других металлов можно нагреть до очень высоких температур. Эти же самые наночастицы можно применять и чтобы мгновенно разморозить органы. Если добавить даже небольшое количество наночастиц в ткани, это защитить их клетки от повреждений и позволит разморозить органы довольно быстро. Как утверждает доктор Бишоф: «Мы впервые смогли показать, что мы можем быстро разморозить крупные образцы биоматерии, не повреждая тканей, повышая температуры за минуту на сотни градусов. Такие результаты позволяют нам надеяться, что в будущем мы сумеем создать для трансплантации целые банки замороженных органов».

НАНОЧАСТИЦЫ ИЗ ЛИМОННОЙ КИСЛОТЫ И МОЧЕВИНЫ СМОГУТ ПОМОГАТЬ БОРОТЬСЯ С ОПАСНЫМИ ЗАБОЛЕВАНИЯМИ

Издание Beilstein Journal of Nanotechnology сообщает, что группа ученых из России и Украины создали безвредные наночастицы на основе лимонной кислоты и мочевины, которые при введении в человеческий организм «подсвечивают» различные ткани и органы. Подобным подходом можно пользоваться в диагностике заболеваний и таргетированной доставке лекарственных средств.

Разработку назвали «Y-точки», это небольшие наночастицы, которые состоят из атомов углерода и обладают необычными физическими свойствами.

Они имеют свойства люминесценции и могут при освещении ультрафиолетом «светиться» в живом организме. Кроме того, их можно заставить светиться различными цветами. «Y-точки» состоят из самых обыкновенных и недорогих компонентов: из мочевины и лимонной кислоты. Чтобы их получить необходимо расплавить мочевину, ввести в нее лимонную кислоту при температуре 120-200 градусов Цельсия и поставить эту смесь сушиться. В ходе опытов получилось выяснить, что наноточки легко могут проникать в клетки, не вызывая негативных последствий и раздражения даже при длительном пребывании внутри.

РОССИЙСКИМИ УЧЕНЫМИ БЫЛА РАЗРАБОТАНА УНИКАЛЬНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ СОЗДАНИЯ ИСКУССТВЕННЫХ СОСУДОВ

По сообщению агентства «РИА», которое ссылается на пресс-службу Новосибирского государственного университета (НГУ), большая группа новосибирских ученых, включающая в себя специалистов из Института цитологии и генетики сибирского отделения РАН и НГУ, разработали новейшую технологию создания искусственных сосудов на основе клеточных структур человеческого миокарда.

По словам создателей, эта разработка поможет снизить риск тромбозов, воспалений и других различных осложнений у пациентов, которые нуждаются в трансплантации.

Разработка, ведущаяся при поддержке РФФИ, основана на заселении мембран из поликапролактона клетками миокарда, забор которых производится в ходе операции. В данный момент технологию успешно протестировали на грызунах.

Как говорит участница проекта Анна Смирнова: «Заселение сосудистых протезов клетками, взятыми из послеоперационного материала миокарда человека, увеличит срок службы трансплантата. Новая технология должна снизить риски тромбоза, воспаления и иммунопатологических процессов, приводящих к повторному дефициту кровообращения».

ПОВЫШЕННОЕ ДАВЛЕНИЕ ЛЕЧИЛИ ПРИ ПОМОЩИ ГЛУБОКОЙ СТИМУЛЯЦИИ МОЗГА

Процесс выглядит так: в мозговое вещество пациента вводится электрод, подсоединенный к прибору, напоминающему кардиостимулятор. Этот прибор стимулирует определенные участки мозга.

НАЙДЕН СПОСОБ УНИЧТОЖАТЬ РАКОВЫЕ КЛЕТКИ, ОСТАВЛЯЯ В ЖИВЫХ ЗДОРОВЫЕ

Ученым из университета Хаддерсфилда удалось разработать и уже запатентовать метод лечения раковых заболеваний, который не влияет на живые клетки организма.

Авторами изыскания выступают доктор Крис Даннил и Ник Георгопулос.

В основе запатентованного ими метода лечения лежит воздействие на раковые клетки молекулами белка кластера дифференцировки CD40. Отличительной особенностью CD40 является то, что он способен разрушать лишь раковые клетки, оставляя в живых здоровые клетки организма. Если на основе этого белка удастся создать лекарство – оно не будет иметь пагубных побочных эффектов для организма человека.

Ученые впервые обнаружили удивительное свойство данного белка еще в 2002 году, после чего продолжили изучение. В ходе исследований удалось выяснить, что положительный эффект достигается благодаря «поломке» защитной системы раковых клеток. Таким образом, эти патологические клетки становятся «видны» иммунной системе, и она начинает борьбу с опухолью.

РАЗРАБОТАНЫ БИОЧЕРНИЛА ДЛЯ 3D-ПЕЧАТИ ПЕРСОНАЛЬНЫХ ЛЕКАРСТВ

Биочернила были созданы из гиалуроновой кислоты. Кислоте сообщили свойство фотоинициирования для того, чтобы она затвердевала на свету, и смешали с гидрохлоридом ропинорола, который стимулирует вещества и обычно используется для снятия симптомов болезни Паркинсона. Ропинорол выбрали для того, чтобы препарат растворялся в воде.

Ученые сформировалииз получившихся биочернил таблетки и испытали их в кислотной субстанции, которая должна была имитировать желудочную среду. В первые пятнадцать минут растворилось 60% составляющих таблетки. Через пятнадцать минут — еще 20%. Через час препарат достиг максимального действия. Потери оказались незначительными, примерно 4%.

Метод печати биочернилами ученые выбрали потому, что он имеет преимущества над другими 3D-технологиями благодаря своей нетребовательности и скорости: лекарства можно производить при комнатной температуре и в промышленном масштабе.

Светочувствительные чернила подходят для использования в 3D-принтере PolyJet, патентом на который владеет компания Stratasys. InternetMedicine пишет, что упростив технологию создания расходных материалов для биопечати, ученые способствуют тому, чтобы биопечать стала эффективным и наиболее распространенным методом производства лекарств.

Ученые Бристольского университета разработали новый вид биочернил. Он состоит из синтетических и органических полимеров и позволяет печатать живые ткани, пригодные для имплантации, на 3D-принтере,— хрящевые и костные ткани.

В США ПРИНЯТ ПЛАН ПО УНИЧТОЖЕНИЮ ГЕПАТИТА В и С к 2030 ГОДУ

Ежегодно из-за гепатита В и С в США умирает более двадцати тысяч человек. Учение планируют начать активно бороться с заболеванием и к 2030 году предотвратить около 90 тысяч смертей.

Ученые полагают, что проблема состоит в том, что исследования этого заболевания не считаются приоритетными.

В США 1,3 миллионов человек болеют хроническим гепатитом B, а 2,7 миллионов человек болеют хроническим гепатитом C.

Предотвратить гепатит В можно при помощи вакцинации, последние достижения науки помогли сделать гепатит С излечимым. Так что, к 2030 году число смертей от гепатита В можно уменьшить вдвое. А если лечить всех людей, имеющих хронический гепатит C, то к 2030 году можно будет снизить число новых случаев заболевания на 90%, и уменьшить смертность от гепатита C на 65% за то же время.

Также важным шагом к достижению цели станет профилактика. Примерно 90% американских детей и только около четверти взрослых старше 19 лет были полностью вакцинированы против гепатита B в 2013 году. Если США поддержит вакцинацию от гепатита на том же уровне, как и вакцинацию от сезонного гриппа, то будут достигнуты большие успехи. В прошлом году команда ученых канадского Университета Макгилла создала мгновенный тест на гепатит С и ВИЧ. А недавно в США было одобрено лекарство от всех штаммов гепатита С — оно оказывает почти 100% эффект через три месяца регулярного приема.

Спасибо за внимание