TechFusion.ruЗдоровьеДайджест достижений биотехнологии и генной инженерии #33

Дайджест достижений биотехнологии и генной инженерии #33

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: послеродовая депрессия у мужчин, вирус Зика против рака мозга, естественный отбор в нашей жизни и портативный детектор аллергенов

Послеродовая депрессия у мужчин…

…не только существует, но и снижает вероятность послеродовой депрессии у женщин!

Принято считать, что беременность и роды влияют лишь на гормональный фон женщины. Но последние исследования показывают, что это не так.

Ученые из Университета Южной Калифорнии проанализировали гормональный фон и настроение у 149 пар молодых родителей. У мужчин взяли анализ на гормон тестостерон, когда их детям исполнилось примерно девять месяцев. И мам, и пап опросили на предмет депрессивных симптомов спустя два, девять и 15 месяцев после рождения ребенка. Также ученые спросили участников, как изменились взаимоотношения в их семьях.

Выяснилось, что рождение ребенка влияет на уровень тестостерона у молодых отцов. Но это влияние неоднозначное — тестостерон может как вырасти, так и упасть. И это очень сильно сказывается на общем психологическом климате в семье.

Оказывается, низкий уровень тестостерона приводит к депрессивным симптомам у пап младенцев. Однако на женщин это производит противоположный эффект — чем ниже тестостерон у партнера, тем меньше вероятность послеродовой депрессии у женщин.

Верно и обратное: если у мужчины после рождения ребенка повышается тестостерон, партнер становится агрессивным и враждебным, а у его партнерши с большой вероятностью развивается депрессия. Оба родителя при этом испытывают большой стресс от ухода за ребенком, и отношения в семье ухудшаются.

Ученые считают, что небольшое снижение тестостерона после рождения ребенка — это совершенно нормально. Так мужчина адаптируется к тому, что стал отцом. Возможно, именно уход за ребенком делает его более мягким и менее агрессивным — и тестостерон падает. В целом для молодой семьи послеродовая депрессия отца, если она временная, может быть даже полезна.

Но если симптомы депрессии держатся длительное время — что у отцов, что у матерей, — необходимо обратиться к специалисту за помощью.

Вирус Зика против рака мозга

Вирус Зика распространен в Бразилии — он передается людям через укусы комаров и вызывает болезнь с сыпью и лихорадкой. Сама болезнь не очень опасна и проходит самостоятельно за неделю. Но если вирус Зика подхватит беременная женщина, она рискует родить ребенка с сильными неврологическими нарушениями. Например, микроцефалией — аномалией, при которой головной мозг ребенка маленький и сильно недоразвит.

При этом вирус Зика может помочь вылечить другую болезнь, связанную с головным мозгом — глиобластому, самый опасный вид рака мозга.

Американские ученые решили направить разрушительную силу вируса, с которой он действует на клетки мозга эмбрионов, на злокачественные клетки.

Глиобластома — крайне опасная опухоль. Обычно пациенты с этой формой рака живут не больше года после постановки диагноза. Лечение — операция, химиотерапия, облучение — убирает первичную опухоль, но она чаще всего рецидивирует в течение полугода.

Дело в том, что предшественники раковых клеток — стволовые клетки глиобластомы — переживают даже самое агрессивное лечение, а затем дают начало новой опухоли. Ученые подумали, что стволовые клетки глиобластомы ведут себя примерно так же, как нейральные стволовые клетки у эмбрионов — те клетки, из которых в утробе формируется мозг. И если вирус Зика повреждает эти клетки, что приводит к аномалиям развития мозга, может, этот же вирус убьет предшественников глиобластомы?

Исследователи заразили вирусом Зика опухоли, которые удалили у больных глиобластомой. Они обнаружили, что вирус заражает и убивает именно стволовые клетки глиобластомы, при этом практически не трогая зрелые опухолевые клетки.

Таким образом, ученые пришли к выводу, что вирус Зика может дополнять традиционные методы терапии. Операция позволяет удалить основную часть опухоли, химиотерапия и радиация убивают оставшиеся раковые клетки, а вирус Зика может уничтожить предшественников глиобластомы — тогда можно избежать рецидива и полностью вылечить человека.

Сейчас ученые разрабатывают модифицированную версию вируса, которая сможет уничтожать стволовые клетки глиобластомы, но при этом не будет атаковать здоровые клетки и вызывать болезнь.

Эволюция продолжается

И естественный отбор действует не в пользу курильщиков.

Да-да, если вы много курите, вполне возможно, что ваш генотип не приспособлен для долгой жизни и активного размножения.

Напомним, как работает естественный отбор. Самые сильные гены обеспечивают хорошее здоровье и долгую жизнь, в том числе долгий репродуктивный период — а значит, человек с такими генами может оставить и вырастить больше потомства. В итоге в каждом поколении закрепляются именно эти гены, а более слабые и «дефектные» варианты постепенно исчезают — потому что их носители рано умирают и рожают мало детей.

Так вот, ученые из Колумбийского университета проанализировали геномы 210 тысяч человек из США и Великобритании, чтобы понять, какие гены «предпочитает» эволюция, а какие генетические варианты могут исчезнуть.

Выяснилось, что мутация гена CHRNA3, которая вызывает сильную тягу к курению, связана с ранней смертью у мужчин.

Биотехдайджест

Тягу к курению вызывает мутация гена CHRNA3. Рис.: PixaBay.com

Для женщин нашли другой критерий естественного отбора: носительницы мутации гена ApoE4, связанной с болезнью Альцгеймера, умирают раньше.

Вполне ожидаемо эволюция действует не в пользу тех, кто носит гены, связанные с высоким риском сердечных болезней, повышением холестерина, ожирением и астмой.

Но вот что интересно: те, кто генетически предрасположен к более позднему половому созреванию и деторождению, живут дольше. Получается, естественный отбор выбирает тех, кто позже обзаводится потомством (и этот тренд очень хорошо согласуется с изменениями в социуме).

Вряд ли можно найти какие-то практические применения этим находкам — эволюция сильнее нас. Возможно, пока человечество будет бороться с курением и пытаться найти лекарство от болезни Альцгеймера, естественный отбор сделает все за нас — хотя для этого потребуется немало времени.

Обнаружить рак за 10 секунд

Хирурги, которые удаляют раковые опухоли во время операции, действуют практически вслепую. Здоровая ткань или опухолевая — определять приходится на глаз. Именно поэтому часто в организме остаются небольшие «останки» опухоли, из-за которых происходит рецидив рака.

Новый высокоточный инструмент MasSpec Pen поможет хирургам обнаружить и уничтожить все раковые клетки.

На сегодняшний день операция по удалению опухоли выглядит так: если хирург сомневается, здоровый ли это участок или пораженный раком, он должен взять образец ткани и отправить его на гистологическое исследование. Такая процедура может занимать до 30 минут. Все это время пациент лежит на операционном столе, на него действует анестезия, он подвергается различным рискам — от инфекции до массивного кровотечения.

И дело не только во времени — гистология не всегда дает точные результаты, вероятность ошибки может достигать 20%.

Биотехдайджест

Иллюстрация: University of Texas at Austin

Как работает MasSpec Pen?

Все клетки — как здоровые, так и раковые — производят молекулы в результате своей жизнедеятельности — метаболиты. У злокачественных клеток метаболиты отличаются от продуктов жизнедеятельности здоровых клеток. Инструмент MasSpec Pen захватывает и изучает молекулярный «отпечаток» клеток, чтобы распознать, раковые они или нет. Выглядит девайс как ручка, которую хирург подносит к тканям во время операции.

Инструмент протестировали на тканях, извлеченных из организма 253 онкологических пациентов. MasSpec Pen выдавал вердикт примерно за 10 секунд, и точность диагноза составила 96%.

Команда разработчиков MasSpec Pen планирует начать тесты инструмента на реальных онкологических операциях уже в 2018 году.

Детектор аллергенов

Ученые из Гарвардской медицинской школы разработали девайс, который может в считанные минуты определить наличие в еде того или иного аллергена.

Аллергикам знакома эта боль: каждый поход в кафе, каждая покупка готовой еды — это необходимость тщательно изучить состав блюда на предмет наличия аллергена. Если у вас есть аллергическая реакция, например, на яйца или молочный белок, то распознать эти ингредиенты на глаз точно никак не получится. Именно для таких ситуаций подойдет новый гаджет под названием iEAT.

Биотехдайджест

Фото: The American Chemical Society

Кусочек подозрительной еды кладется на одноразовые тест-полоски, которые расщепляют его и выделяют специфические антигены. Затем эти полоски вставляются в сам девайс, который анализирует состав и выдает вердикт — есть ли в данном блюде опасные аллергены.

На данный момент девайс может распознавать наличие орехов (арахиса и фундука), пшеницы (для тех, кто соблюдает безглютеновую диету), молока и яиц. Но в дальнейшем список аллергенов может быть расширен.

Иногда мы даже не можем себе представить, где нас ожидает опасность. Исследователи, к примеру, проводили тест своего девайса в ресторане и нашли яичный белок в пиве!

Гаджет iEAT проводит анализ примерно 10 минут. Это не очень быстро, но все равно лучше, чем рисковать здоровьем и проверять еду на себе. И стоит он совсем недорого, 40 долларов — правда, придется еще тратиться на одноразовые тест-полоски.

Фото на обложке: PixaBay.ru