TechFusion.ruЗдоровьеДайджест достижений биотехнологии и генной инженерии #17

Дайджест достижений биотехнологии и генной инженерии #17

Спорт против старения

Мы регулярно рассказываем о последних открытиях и интересных достижениях в мировых и российских технологиях, связанных с работой человеческого организма. Это могут быть как классические биотехнологии — медицинские  открытия, генная инженерия и работа с биоматериалами, — так и технологические новинки, расширяющие возможности для восприятия окружающего мира и человеческого тела

В новом выпуске: искусственная поджелудочная, цинк против простуды, воркаут от старения, новый монитор пульса и стволовые клетки для лечения болезней крови

Искусственная поджелудочная

Диабет 1 типа составляет всего 10% от всех случаев заболевания сахарным диабетом, однако эта болезнь особенно коварна. В отличие от диабета 2 типа, при котором клетки теряют чувствительность к инсулину, что может корректироваться диетой, при диабете 1 типа поджелудочная железа в принципе перестает вырабатывать инсулин. Методов лечения диабета 1 типа всего два: постоянно вводить инсулин извне либо сконструировать новый орган, который будет продуцировать инсулин изнутри.

Спорт против старенияВторое направление — пока экспериментальное, однако ученые уже добились существенных успехов.

На данный момент основной подход к созданию искусственной поджелудочной — это пересадка островков Лангеранса, особых изолированных клеток поджелудочной железы, от здорового донора больному сахарным диабетом 1 типа. Донорские клетки обычно пересаживают в печень больного, и в половине случаев это работает. Пациентам больше не приходится вводить инсулин, их организм начинает вырабатывать его самостоятельно. Но у оставшихся людей развиваются осложнения, например, отторжение донорских клеток и воспалительные процессы в печени.

Ученые из Университета Майами придумали новый способ создать искусственную поджелудочную железу и избежать ее отторжения организмом больного.

Они взяли островковые клетки донора и смешали их с плазмой крови пациента, а затем лапараскопическим методом ввели полученную смесь в область сальника — складки, которая отделяет органы брюшной полости от жировой клетчатки и соединительной ткани. Сверху смесь покрыли тромбином — этот фермент, который заставляет нашу кровь сворачиваться, закрепил искусственную поджелудочную на поверхности сальника.

Уже через 17 дней после трансплантации пациентка, которая решилась на экспериментальную процедуру, смогла отказаться от уколов инсулина. И через год после операции она продолжает обходиться без искусственного инсулина — организм сам производит гормон, уровень глюкозы в крови женщины в норме.

Исследователи будут ждать долгосрочных результатов лечения пациентки, и, если все по-прежнему будет в норме, начнут тестировать новый способ создания искусственной поджелудочной на других больных диабетом 1 типа.

Цинк против простуды

Скоро лето, а значит — кондиционеры, мороженое, холодные напитки и неизбежные простуды. Есть ли способ вылечиться от ОРВИ быстрее, чем за положенные семь дней?Спорт против старения

Оказывается, есть. Ученые из Университета Хельсинки провели метаанализ трех исследований, в котором двум сотням больных простудой давали либо леденцы с цинком, либо плацебо. В группе людей, принимавших цинк, выздоровление проходило в три раза быстрее. На пятый день простуды 70% пациентов из экспериментальной группы выздоровели — по сравнению с 27% из группы плацебо.

Прием леденцов с цинком оказался одинаково эффективным для всех людей, независимо от пола, возраста, курения и тяжести инфекционного заболевания.

Однако есть два принципиальных момента для того, чтобы лечение цинком оказалось эффективным. Первый — дозировка не должна быть слишком маленькой: в исследованиях людям давали в день по 80-90 мг цинка, что примерно в 10 раз превышает рекомендуемую дневную дозу. Ученые уверены, что не стоит бояться побочных эффектов такой высокой дозировки. Многочисленные исследования показали, что при определенных заболеваниях можно без особых «побочек» принимать высокие дозы цинка годами. А в случае простуды речь идет всего о неделе приема.

Второй важный фактор успеха — цинк необходимо принимать в  биодоступной форме. На рынке часто встречаются препараты, которые содержат глюконат, сульфат или оксид цинка — в этой форме вещество не очень хорошо усваивается организмом. Более биодоступные формы цинка — это ацетат, цитрат и хелатный цинк (пиколинат, глицинат).

Общий вывод ученых: цинк в правильной форме и дозировке действительно может ускорить выздоровление при простуде. К сожалению, большинство препаратов с цинком, которые продаются в аптеках, содержат цинк либо в слишком маленькой дозировке, либо в неправильной форме (или и то, и другое). А леденцы с цинком часто содержат дополнительные компоненты — например, лимонную кислоту — которые снижают усвояемость вещества.

Если вы сможете найти «правильные» таблетки с цинком, нужно начинать принимать их в течение 24 часов после появления первых признаков простуды. Не болейте!

Движение — жизнь

В прямом смысле, как считают ученые из Университета Бригама Янга. Оказывается, повышенные физические нагрузки делают нас моложе на клеточном уровне — а значит, продлевают нашу активную и полноценную жизнь.

Спорт против старенияСейчас исследователи по всему миру активно работают над поисками «таблетки от старости». Один из методов борьбы со старением — инъекция препарата, который активирует выработку фермента теломеразы (на такой эксперимент недавно решилась американка Элизабет Пэрриш). Теломераза мешает концевым фрагментам наших хромосом — теломерам — укорачиваться. Укорачивание теломер связывают с повреждением генетической информации и клеточным старением, которое приводит к старению всего организма.

Но, может быть, необязательно проводить какие-то экспериментальные и потенциально опасные инъекции, чтобы избежать укорачивания теломер?

В новом исследовании, опубликованном в журнале Preventive Medicine, ученые показали, что у спортивных людей теломеры значительно длиннее, чем у тех, кто ведет сидячий образ жизни или умеренно активен.

Спортивными ученые посчитали людей, которые бегают по 30-40 минут минимум пять раз в неделю. Посмотрев на длину их теломер, ученые выяснили, что клетки таких людей на девять лет моложе, чем у людей с сидячим образом жизни. Спортсмены также оказались на клеточном уровне на семь лет моложе тех, кто умеренно активен.

Вывод таков: спорт действительно может существенно замедлить старение организма. Но легкие физические нагрузки в этом смысле не сильно полезнее, чем сидячий образ жизни. Если вы хотите действительно «омолодить» свою ДНК, придется серьезно попотеть.

Стволовые клетки для лечения болезней крови

С тех пор, как ученые открыли способ перепрограммировать клетки взрослого человека в стволовые, возникло множество экспериментов и исследований, связанных с тем, что можно вырастить из этих стволовых клеток.

Одно из направлений — это создание гемопоэтических стволовых клеток (клеток костного мозга), предшественников клеток крови. Такие клетки могли бы помочь, к примеру, больным лейкемией.

При лейкемии клетки костного мозга повреждаются и начинают бесконтрольно делиться, образуя «бракованные» клетки крови. В тяжелых случаях, когда не помогает химиотерапия, больному лейкемией делают трансплантацию клеток костного мозга от здорового донора. Проблема часто заключается в том, чтобы найти совместимого донора. Хорошо, если кто-то из членов семьи подойдет — в противном случае приходится искать в банках доноров, что требует много времени и денег.

Возможно, новый метод перепрограммирования клеток поможет создавать подходящие для трансплантации клетки из собственной кожи больного.

В недавно проведенном исследовании ученые из Бостонской детской больницы превратили клетки взрослых людей в плюрипотентные стволовые клетки, а затем воздействовали на них специальными химическими агентами, чтобы эти клетки превратились в кроветворные. Генетически модифицированные клетки затем влили мышам. Ученые предполагали, что человеческие гемопоэтические стволовые клетки поселятся в костном мозге у мышей, и те начнут производить человеческие клетки крови.

Спустя несколько недель гипотеза подтвердилась: в костном мозге и кровотоке мышей обнаружили некоторое количество человеческих клеток крови. Среди них были предшественники эритроцитов, миелоидные клетки (из них образуются моноциты, макрофаги, нейтрофилы), а также Т- и В-лимфоциты.

У открытия ученых есть как минимум два потенциальных применения. Первое — проследить, почему развиваются заболевания крови. Можно взять клетки кожи у больного лейкемией, трансформировать их в плюрипотентные стволовые и затем — в стволовые клетки крови, а потом влить их подопытным мышам и наблюдать, возникнет ли у них лейкемия. Если болезнь будет возникать вновь и вновь, можно будет проследить, в какой момент происходит сбой в работе гемопоэтических клеток, который приводит к заболеванию.

Второе применение — это, собственно, лечение заболеваний крови. Если ученые обнаружат, какой именно ген приводит к сбою в работе кроветворных клеток, они смогут создать из клеток кожи человека модифицированные и здоровые стволовые клетки крови.  Так больные смогут получить идеально подходящие для трансплантации клетки крови — и стать своим собственным донором.

Новый монитор пульса для спортсменов

Сегодня на рынке полно гаджетов, которые обещают отслеживать ваш пульс при физической нагрузке. Но у большинства из них есть серьезные недостатки. Компактные и симпатичные фитнес-браслеты обладают довольно сильной погрешностью — до 20%, а более точные пульсометры — громоздкие и прикрепляются широкими неудобными лентами под грудь.

Новый монитор Shapeheart совмещает в себе точность нагрудных пульсометров и удобство фитнес-браслетов.

Shapeheart выглядит как повязка на руку — такая, в которой бегуны обычно держат свои смартфоны. Но Shapeheart — это два в одном: в повязку встроен высокоточный датчик сердечного ритма, который измеряет пульс, и магнитная пластина, которая удерживает ваш смартфон.

Гаджет синхронизируется с большей частью популярных беговых приложений, которые предлагают функцию мониторинга пульса: Runtastic ,  Nike Run Club, Runkeeper, Polar Beat и другими. Shapeheart также можно синхронизировать со своими умными часами, чтобы выводить на экран свой текущий пульс.

На данный момент создатели Shapeheart проводят кампанию по сбору средств на Kickstarter. Цель проекта — 35 тысяч евро, из которых более 25 тысяч уже собрано. Предзаказ устройства обойдется в 69 евро.