TechFusion.ruЗдоровьеДайджест достижений биотехнологии и генной инженерии #8

Дайджест достижений биотехнологии и генной инженерии #8

Биотехдайджест - мышь

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: фитнес для ленивых, ген внезапной смерти, новые подвижки в исследованиях аутизма, опасности марихуаны и робо-носки, которые учат танцевать

Фитнес для ленивых

Нет времени на долгие тренировки в спортзале? Физическая нагрузка дается с трудом? Ученые придумали «ленивый» способ тренировать мышцы и бороться с лишним весом.

Суть такого «фитнеса» в следующем: необходимо встать, сесть или лечь на тренажер с вибрирующей платформой. Из-за вибрации энергия будет передаваться телу тренируемого, и его мышцы будут постоянно сокращаться и расслабляться — по несколько раз в секунду. Такой подход не только не требует много усилий — он сокращает необходимое время тренировки за счет высокой эффективности. К тому же, известно, что людям с ожирением многие упражнения (например, бег) противопоказаны из-за нагрузки на суставы, а вибро-фитнес не имеет таких ограничений.

На самом деле, тренажеры для вибро-фитнеса уже появились в некоторых спортзалах, но их эффективность с научной точки зрения пока только исследуется. И вот недавно ученые получили доказательства, что это работает.

Свои опыты исследователи проводили на мышах. Они взяли две группы грызунов — обычных и генномодифицированных. Последние были генетически запрограммированы так, чтобы легко набирать лишний вес. Толстые мыши имели пониженную чувствительность клеток к инсулину, что мешало им наращивать мышечную массу и увеличивало риск диабета.

В рамках эксперимента обеим группам мышей назначили разные тренировки. В каждой группе часть животных занималась по 45 минут на беговой дорожке, часть — по 20 минут на вибро-платформе. Грызуны тренировались ежедневно в течение 12 недель (всем бы нам так).

В группе обычных мышей никаких особенных изменений не произошло — впрочем, у них и так не было проблем с весом и со здоровьем. А вот у генномодифицированных животных в результате тренировок улучшился метаболизм: они стали меньше набирать вес, увеличилась чувствительность клеток к инсулину, так что толстые мыши стали наращивать мышечную массу. Самое интересное: оказалось, что тренировки на вибро-платформе по эффективности не уступают беговой дорожке, хотя на ней мыши занимались в два раза меньше времени и с меньшими усилиями.

Теперь ученые хотят провести аналогичные исследования с участием людей, чтобы подтвердить эффективность вибро-фитнеса для человека.

Ген внезапной смерти

Вы наверняка слышали истории о том, как вполне молодые люди внезапно умирали от сердечного приступа — дома или во время спортивной тренировки. Это пугающие новости для тех, кто всегда думал, что смерть от остановки сердца — удел пожилых людей. Получается, никто из нас не застрахован?

Это не совсем верно. Ученые предполагают, что внезапная смерть молодых (до 35 лет) людей от сердечной недостаточности — редкое явление, запрограммированное генетически. И недавно они обнаружили один из генов, который увеличивает риск умереть молодым.

Мутации в гене под названием CDH2 вызывают аритмогенную кардиомиопатию правого желудочка. При этой болезни мышечная ткань сердца (а именно правого желудочка) постепенно замещается жировой и соединительной тканью, из-за чего сердце уже не может нормально выполнять свои функции. В результате развивается аритмия — нарушение сердечного ритма, и в какой-то момент человек может внезапно потерять сознание от остановки сердца. Если не привести его в чувство при помощи дефибриллятора, смерть наступит в считанные минуты.

Коварство данной болезни в том, что она может протекать бессимптомно, а потом вызвать внезапную смерть. Открытие новой мутации гена CDH2 поможет диагностировать ее на ранних стадиях, особенно в тех семьях, где люди уже умирали в молодом возрасте от неожиданного сердечного приступа.

Где находится аутизм?

Ученые проводят много исследований на тему того, почему рождаются дети с расстройствами аутистического спектра (РАС) — какие гены влияют на это, какие заболевания матери во время беременности могут привести к аутизму у ребенка. И это очень важно для профилактики болезни, но что делать, если человеку уже поставили диагноз РАС?

На данный момент у врачей нет лекарства от аутизма. Все, что можно сделать — это заниматься развитием и адаптацией человека с РАС. Если аутичные черты выражены не очень сильно, человек сможет работать, жить в обществе, но все равно будет испытывать трудности с социализацией. А если у ребенка тяжелая форма РАС, он может вовсе не научиться говорить и взаимодействовать с миром.

Главная сложность при аутизме не в том, что ослаблен интеллект — некоторые люди с РАС показывают феноменальные способности, например, в устном счете. Корень проблемы — нарушенная социализация. Ученые пытаются понять, в каком именно отделе мозга нарушаются нейронные связи, из-за чего человек с аутизмом не может нормально взаимодействовать с миром — в этом может крыться ключ к лечению РАС.

Исследователи из центра Бет-Изрейел при Гарвардской медицинской школе немного продвинулись в этом направлении. Мэтью Андерсон, руководитель исследования, рассказывает, что «центр социализации» они нашли в неожиданном месте. «Большинство ученых считало, что он располагается в коре головного мозга — в той же области, которая управляет нашими ощущениями и моторными функциями. Но оказалось, что социализация завязана на другой зоне — стволе головного мозга, где находятся центры вознаграждения», — говорит Андерсон.

Чтобы проверить свою гипотезу, Андерсон и его команда модифицировали нейроны мышей в той зоне, которая, по их мнению, отвечает за социальные навыки. Они добавили к этим нейронам рецепторы, которые реагируют на определенные химические вещества. Вводя грызунам эти вещества, можно «включать» и «выключать» их нервные клетки.

«Нам удалось лишить мышей социальных функций, отключая данные нейроны, и наоборот — увеличить социальность грызунов, активировав их нервные клетки. Таким образом, мы получили «тумблер» социальных навыков. Надеемся, что однажды мы сможем использовать его, чтобы помочь пациентам с аутизмом», — говорит доктор Андерсон.

Плохие новости про марихуану

Легализация марихуаны в разных странах набирает обороты, и ученые решили тщательнее изучить ее побочные эффекты. Сейчас, напомню, ходят слухи, что «травка» менее вредна, чем алкоголь, и ее курение не вызывает никаких последствий, кроме небольшого снижения когнитивных функций.

На последней конференции Американского колледжа кардиологии прозвучала неутешительная новость для любителей каннабиса: марихуана увеличивает риск инфаркта и инсульта.

Исследователи проанализировали данные пациентов в возрасте от 18 до 55 лет, которые посещали больницы США в 2009-2010 годах. Тогда употребление марихуаны было нелегальным в большинстве штатов, но каннабис выписывали некоторым пациентам в медицинских целях. Из 20 млн предписаний, которые просмотрели ученые, в 1,5% случаев они обнаружили рецепты на медицинскую марихуану.

Ученые сравнили людей, которым прописали каннабис, с теми, кому выписали более традиционные лекарства. Они хотели узнать, какой процент тех и других в итоге столкнулся с серьезными проблемами — инсультом или остановкой сердца. Исследователи учли разные факторы, которые также могут влиять на состояние сердечно-сосудистой системы: ожирение, курение и употребление алкоголя. В итоге, при прочих равных условиях, употребление марихуаны на 26% повышало риск инсульта и на 10% — риск сердечной недостаточности.

Данные исследования могут быть не совсем репрезентативными, так как ученые исследовали пациентов клиник — то есть людей с уже существующими болезнями. Они также не смогли узнать, как часто те употребляли марихуану. Исследователи надеются, что с дальнейшим распространением легальной «травки» они смогут собрать больше данных и сделать более точные выводы о том, насколько она вредна.

Носки, которые научат вас танцевать

Нашествия роботов уже не избежать. Так почему бы не сделать так, чтобы они помогали человеку совершенствовать себя?

До переноса нашего мозга в роботизированное тело еще далеко, поэтому начать можно с малого. Например, с новых робо-носков. При помощи сенсоров и вибрации они помогут человеку научиться танцевать.

Новинка оснащена сенсорами, которые улавливают положение ног человека и передают информацию в мобильное приложение. Приложение при помощи вибрирующих элементов робо-носков направляет ноги танцующего в правильном направлении. Если человек сбивается с ритма, носки-роботы особым сигналом укажут на ошибку.

Необычный гаджет предназначен для изучения парных танцев — например, фокстрота или чарльстона. Создатель робо-носков Паскаль Зиглер считает, что при помощи вибросигналов ноги танцующих сами запомнят нужные движения, а их мозг сможет сосредоточиться на чем-то другом — например, на музыке. Дизайнер утверждает, что с его новинкой даже новичок сможет танцевать несколько минут подряд, не сделав ни одной ошибки.