TechFusion.ruЗдоровьеДайджест достижений биотехнологии и генной инженерии #22

Дайджест достижений биотехнологии и генной инженерии #22

Здоровый образ жизни

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: прикосновения против боли, антистрессовая медитация, почти настоящая печень, оливки против Альцгеймера и влиятельные периферические гены

Обезболивающие прикосновения

Вы слышали, что супруги и партнеры, которые долго находятся в отношениях, постепенно становятся похожими друг на друга? Многочисленные исследования показывают, что это действительно так. Нет, конечно, у нас не меняются черты лица — просто мы бессознательно копируем мимику, жесты и даже походку партнера.

А недавно исследователи из Израиля выяснили, что прикосновение близкого человека заставляет синхронизироваться сердцебиение и дыхание, и это помогает справиться с болью.

Идея провести подобное исследование у его автора, Павла Голдштейна, появилась после рождения дочери. Он видел, как страдала от боли во время родов его жена — и протянул ей руку. После этого супруга Голдштейна почувствовала облегчение. Ученый удивился и решил проверить — неужели простое прикосновение может обезболивать? И если да, то как это работает?

Предыдущие исследования ученых уже показывали, что люди в постоянных парах, находясь рядом, часто синхронизируют свое дыхание и сердцебиение. Павел Голдштейн и его коллеги решили исследовать этот феномен в контексте боли. Они выбрали 22 гетеросексуальные пары, в которых женщина подвергалась воздействию боли, а мужчина был наблюдателем (что отражает сценарий родов).

Ученые провели несколько измерений: они наблюдали за сердцебиением, дыханием и уровнем боли (степень боли женщины оценивали сами). Всего в эксперименте было шесть сценариев: партнеры сидели рядом без касания, держались за руки или сидели в разных комнатах, и в каждом варианте женщина либо испытывала боль, либо нет.

Исследователи увидели, что когда женщина испытывала боль, прикосновение партнера заставляло синхронизироваться дыхание и сердцебиение, и боль утихала. Причем чем более эмпатичным был партнер, тем сильнее был обезболивающий эффект. А вот если мужчина не прикасался к страдающей партнерше, такой связи не возникало.

Результат этого исследования может пригодиться женщинам, которые планируют ребенка и хотят, чтобы муж участвовал в партнерских родах. Оказывается, просто держа женщину за руку, мужчина может облегчить боль.

Йога влияет на гены

Страдаете от хронического стресса? Попробуйте йогу или медитацию. Возможно, эти практики помогут изменить реакцию на стресс на генном уровне. По крайней мере, так утверждает недавний обзор европейских ученых.

Вернемся в прошлое и посмотрим, как реагировал на стресс древний человек. В те времена его подстерегали реальные опасности: нападение хищника, голод, инфекции…Чтобы противостоять этим стрессам, организм включал специальную программу. Эта программа запускала производство молекулы NF-kB, а она, в свою очередь, активировала определенные гены. Эти гены отвечали за выброс цитокинов — белков, которые вызывают воспалительный ответ.

Зачем организм, который и так в стрессе, запускал воспалительную реакцию? Дело в том, что у древнего человека были большие шансы получить в результате стресса ранение или подхватить болезнь. Данная реакция «включала» иммунитет и заставляла его бороться с последствиями.

Но в современном мире бОльшая часть стрессов — психологические, и нам не нужен воспалительный ответ. Чрезмерная активация иммунитета может приводить к аутоиммунным заболеваниям, частым простудам, болезням сердца, депрессии…

Так причем здесь йога и медитация?

Ученые проанализировали 18 исследований, в которых более 800 человек занимались йогой, медитацией и другими подобными практиками. Оказалось, что у них производится меньше молекул NF-kB и реже активируются гены, ответственные за выброс цитокинов. А значит, у этих людей не так часто случается воспалительный ответ как реакция на стресс. В результате они менее подвержены заболеваниям, связанным с хроническим воспалением.

Так что йога — это не просто возможность на пару часов отключиться от мира и «перезагрузиться». Даже когда занятие закончилось, изменения на генном уровне продолжаются, защищая вас от разрушительного влияния повседневного стресса.

Но для стойкого эффекта заниматься нужно регулярно, хотя бы 1,5-2 часа раз в неделю, а лучше — по полчаса каждый день.

Почти настоящая печень

Ученые давно пытаются вырастить в пробирке жизнеспособные органы. С тех пор, как открыли механизм перепрограммирования взрослых клеток в стволовые, казалось бы, проблема решилась. Бери стволовые клетки и выращивай из них органы — таким же образом, как эти органы самостоятельно растут в организме эмбриона. Так почему же мы еще не пересаживаем больным органы, выращенные из их собственных клеток?

Дело в том, что ученые хорошо научились выращивать в пробирке лишь двухмерные структуры. Это выглядит так: ученый помещает клетку в питательную среду, и она начинает делиться, образуя плоский слой из аналогичных клеток.

Но когда в нашем организме в эмбриональном периоде формируются органы, все происходит совсем не так. Органы имеют трехмерную структуру, и процесс их развития гораздо сложнее, нежели деление клеток в пробирке.

Ученые из Цинциннати попробовали воссоздать 3D-модель формирования человеческих органов.

В эксперименте участвовали не только непосредственно гепатоциты (клетки печени, которые составляют от 60 до 80% взрослого органа), но и сосуды и клетки соединительной ткани. Ученые исследовали на генном и молекулярном уровне, как клетки взаимодействуют, чтобы сформировать печень.

Затем они сравнили молекулярные и генетические профили печени, выращенной в пробирке, с взрослой печенью и клетками печени эмбриона. Оказалось, что они удивительно похожи.

Правда, некоторые различия все еще есть. Поэтому данную печень из пробирки пока нельзя считать полноценным органом и использовать для трансплантации. Возможно, критичная разница возникла из-за каких-то факторов внешней среды, в которых развивается настоящая печень – их ученым еще предстоит обнаружить.

Однако то, что им удалось создать «почти настоящую печень» — уже большой шаг в сторону выращивания человеческих органов в пробирке.

Оливковое масло против Альцгеймера

Многие врачи и ученые сходятся во мнении, что так называемая средиземноморская диета очень полезна для здоровья. В частности, она защищает от нейродегенеративных заболеваний. Но как именно? Совместная работа ученых из Италии и США исследует роль оливкового масла в процессе старения мозга.

Средиземноморская диета предполагает, что 60% калорий человек получает из углеводов, 10% из белков и 30% — из жиров. Основная часть жиров в диете приходится на оливковое масло. Мы все много раз слышали, какое оно полезное, но ученые решили выяснить, в чем именно состоит польза оливкового масла.

Для исследования они использовали трансгенных мышей, которые запрограммированы стать жертвами болезни Альцгеймера. В возрасте шести месяцев, еще до начала симптомов Альцгеймера, мышей разделили на две группы. Одной, контрольной, давали обычную еду, а второй — тот же рацион, но обогащенный оливковым маслом.

Грызуны, которые сидели на «средиземноморской» диете, в возрасте девяти и 12 месяцев гораздо лучше справились с когнитивными тестами. Но главное различие с контрольной группой было в состоянии нервных клеток.

У мышей, которые употребляли оливковое масло, сохранилось больше нейронных связей — они обеспечивают передачу импульсов между клетками мозга, что помогает сохранять память и интеллект. Более того, у «средиземноморских» грызунов активно работали процессы аутофагии в мозге — во время этих процессов нервные клетки избавляются от собственного мусора, что препятствует их старению.

На следующем этапе ученые хотят проверить, поможет ли оливковое масло годовалым мышам, у которых уже появились симптомы Альцгеймера. А людям можно уже сейчас включать в диету качественное оливковое масло — возможно, это защитит вас от преждевременного старения мозга.

Все гены влияют на все

Такой провокационный вывод сделали в своей новой статье исследователи из Стэнфорда.

Традиционная генетика предполагает, что на определенный признак — черты внешности, характер, склонность к болезням — влияет конкретный ген или небольшая группа генов. И все эти гены, определяющие признак, как-то связаны с его развитием. Возьмем, например, цвет глаз: считается, что определенные гены содержат инструкции, сколько именно вырабатывать пигмента меланина и какого оттенка должен быть этот пигмент, как он должен распределиться по радужной оболочке.

Но стэнфордские ученые считают, что все гены влияют на то, какой у нас будет цвет глаз. И все гены влияют на то, какой у нас будет характер и какие болезни мы приобретем.

Для каждой клетки, считают они, существует от 50 до 100 генов, которые непосредственно влияют на ее работу — именно их учитывает в анализе традиционная генетика. Но кроме этого, по мнению исследователей из Стэнфорда, есть порядка 10 тысяч периферических генов, которые тоже оказывают влияние на клетку. И пусть эффект от каждого из этих генов мал, в сумме они существенно меняют поведение клетки.

Вывод ученых действительно революционный: периферические гены влияют на признак больше, чем те гены, которые формируют его напрямую.

Научному сообществу еще предстоит осмыслить, а также подтвердить или опровергнуть эту новую модель генетики. Если она окажется верной, ученые смогут найти новые факторы риска болезней в периферических генах — там, где их раньше просто не искали.