Чем порадовала медицина человечество в прошедшем году

В прошедшем году ученые, занимающиеся медицинскими науками, постарались как следует. Они создали (или почти создали) протез памяти и таблетку от ожирения, научились управлять биохимическими реакциями силой мысли и придумали, как сделать вакцину от рака. MedPulse собрал медицинские супероткрытия прошедшего года. Начинаем публикацию серии статей.

Управление силой мысли

Биотехнологи из Швейцарской высшей технической школы в Цюрихе придумали, как соединить мозговую активность и медицинские имплантаты. Мышам вживляли имплантат, умеющий по сигналу выделять в кровь особый белок, который легко обнаружить. Управлять выделением белка доверили людям. На головы добровольцам надевали специальный шлем с электродами, считывавший мозговую активность. Он "узнавал" два основных состояния человека: расслабленное "медитативное" и концентрацию внимания. Они отличаются четкими мозговыми ритмами. Информация о частотах, на которых работал мозг добровольцев, передавалась через Bluetoothна контроллер, который управлял выделением белка в имплантате. Когда люди "медитировали", белок поступал в мышиную кровь, если добровольцы концентрировались, устройство отключалось. Через некоторое время люди обучались сознательно управлять работой имплантата. Ученые полагают, что системы "датчик-имплантат" могут заметно облегчить жизнь пациентам с неврологическими заболеваниями: эпилепсией, хроническими болями. Для этого нужно только настроить контроллер для фиксации мозговых волн, характерных для начала приступа мигрени или эпилептического припадка, и имплантат сможет остановить его, впрыснув в кровь нужный препарат.

Таблетка от ожирения

В организме человека есть как минимум два вида жира. Белый, повинный в несовершенствах фигуры, накапливает излишки энергии в виде жирных кислот, а бурый, наоборот, их расходует, участвует в термогенезе — проще говоря, он греет. Именно поэтому еще 10 лет назад предполагали, что бурая жировая ткань есть только у младенцев. Сосредоточенная в области шеи, лопаток и плеч, она помогает новорожденным поддерживать температуру тела, а затем функция продукции тепла переходит к развивающимся мышцам. Но анализ снимком позитронно-эмиссионной и компьютерной рентгеновской томографии помог ученым обнаружить полезный жир и у взрослых. Только по количеству его оказалось в 100-200 раз меньше, чем белого. С тех пор бурые адипоциты активно изучают, чтобы понять, нельзя ли увеличить их число. Ведь это обещает и уменьшение массы тела, и снижение уровня сахара в крови (бурый жир — третий после мышц и мозга потребитель глюкозы в теле), в общем победу над главными недугами развитых стран: ожирением и диабетом. Потому так обнадеживающе выглядит открытие специалистов Гарвардского института стволовых клеток (США), которое они сами окрестили "первым шагам к таблетке, заменяющей беговую дорожку". Проанализировав около тысячи различных соединений, они обнаружили два вещества, способных запустить преобразование белых человеческих адипоцитов в бурые. Оба вещества относятся к классу ингибиторов Янус-киназы. Этот фермент участвует в передаче информации о внешней среде от мембраны к ядру клетки, помогая ей адаптироваться к меняющимся условиям. Именно с биологической ролью Янус-киназ связаны дальнейшие сложности применения обнаруженных веществ. Эти ингибиторы уже известны в фармакологии, они применяются для снятия воспаления при ревматоидном артрите, подавляя иммунную реакцию. Сейчас исследователи ведут переговоры с несколькими фармацевтическими компаниями, чтобы поработать с их коллекциями химических соединений, которые обычно используются при разработке препаратов. Они уверены, что скрининг 1,5-2 миллионов веществ даст более впечатляющие результаты, и в итоге удастся найти соединения без побочных эффектов со стороны иммунной системы.

Вакцина от рака

Современные средства борьбы с раком, будь то операция, химиотерапия или облучение, направлены на то, чтобы уничтожить опухоль извне. Открытие Дэвида Бзика (David J. Bzik) и Барбары Фокс (Barbara Fox) из Медицинского центра имени Гайзела при Дармутском университете (США) помогает атаковать раковые клетки силами собственного иммунитета организма. Оно было сделано в результате изучения кошачьего паразита — токсоплазмы (Toxoplasma gondii).

В норме иммунная система должна постоянно отслеживать и уничтожать клетки, переродившиеся в раковые. Для этого у нее есть два типа "бойцов" — натуральные киллеры (или NK-клетки) и Т-лимфоциты. Если в организме стала расти опухоль, значит, эти клетки ее не заметили. Ранее ученые уже пытались поднять их по "тревоге", воздействуя на белки, регулирующие иммунный ответ, но опасались вызвать аутоиммунную реакцию, чреватую многими болезнями. Дэвид Бзик и Барабара Фокс обнаружили, что токсоплазма, инфицируя человека, вызывает активизацию именно тех процессов, которые нужны для борьбы с опухолью — выработку натуральных киллеров и Т-лимфоцитов. При этом не нужно напрямую заражать пациента токсоплазмозом (заболевание хоть и не смертельное, но крайне неприятное). Можно взять его клетки и "подсадить" в них в лабораторных условиях генно-модифицированную токсоплазму, не способную размножаться в теле. Если затем эти клетки доставить в место локализации опухоли, они начинают передавать иммунной системе биохимические сигналы о заражении. Она в ответ атакует и токсоплазму, и расположенные рядом раковые клетки. Подобные эксперименты ученые уже провели на мышах. Среди грызунов с меланомой и раком яичников сразу выросла выживаемость. Но пока не понятным остается молекулярный механизм действия токсоплазмы, а без этого препарат нельзя начать испытывать на людях.

Воскрешение "мертвого" сердца

Осень 2014 года наверняка войдет в историю трансплантологии. В октябре хирурги из сиднейского госпиталя Святого Викентия (Австралия) впервые в мире успешно пересадили человеку сердце, изъятое у донора за несколько часов до начала операции. Обычно при трансплантации сердца на счету у врачей каждая секунда. От пережатия донорской аорты до "перезапуска" органа в груди пациента чувствительные ткани миокарда страдают от недостатка питания. Если время упущено, драгоценный донорский орган окажется попросту бесполезным. Однако изобретение австралийский специалистов во главе с Питером МакДоналдом (Peter MacDonald) может все изменить. "Сердце в коробке" — это система поддержания жизнеспособности органа вне тела. Специальный контейнер, прежде чем поместить в него сердце, заполняют донорской кровью, а подключенная к нему электрическая схема генерирует импульсы, заставляя сердце биться. В контейнере поддерживается оптимальная для живых тканей температура, и орган проводит в нем минимум четыре часа перед операцией. Это дает хирургам время, чтобы еще и проверить, хорошо ли работает сердце, и снизить риск неудачной пересадки. Сегодня операции при помощи "сердца в коробке" проведены трем пациентам в Австралии. Сами изобретатели считают, что их метод может упростить принцип отбора доноров, и увеличить число трансплантаций на треть.

В европейский странах сегодня живет 28 млн человек с диагнозом хроническая сердечная недостаточность. В России их официально 5,1 млн, фактически — около 9 млн, 2,4 из них — в терминальной стадии.

Читайте также:

Первооткрыватель механизмов мозга

Создан безупречный искусственный сустав

Открыт способ быстрого заживления ран