bts merchandisebts shopbts sweatshirtbts clothesarmy bombbts official army bombbangtan bombbts army bomb ver 4bts army bomb ver 3bts army bombbts light stickbts official light stickbts light stick ver 4bts light stick ver 3bts dollsbt21 plushiesbts hoodiebts jacketbt21 hoodiebts shirt
TechFusion.ruЗдоровьеДайджест достижений биотехнологии и генной инженерии #11

Дайджест достижений биотехнологии и генной инженерии #11

Дайджест биотехнологии и генной инженерии

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: мозг из пробирки, анализ на депрессию, электростимуляция вместо таблеток, йога для мозга и медикаменты для тех, кто утратил зрение

Мозг из пробирки

Изучать заболевания мозга непросто: мозг — сложнейшая структура, и никакой аппарат МРТ не покажет всех процессов, происходящих в нем. Многие болезни головного мозга приходится изучать посмертно, используя донорские органы погибших людей. Но это все равно не очень точный метод, ведь наиболее аккуратно мозговые процессы можно проследить только в живом органе. А некоторые нарушения можно отследить только в процессе эмбрионального развития.

Ученые придумали, как обмануть систему. Они будут выращивать мини-мозг из стволовых клеток в пробирке.

С тех пор, как японец Синья Яманака открыл способ перепрограммировать клетки кожи в стволовые, перед наукой открылись новые захватывающие перспективы. Ученые решили, что теперь смогут выращивать органы из стволовых клеток. Полноценные органы для трансплантации вырастить сложно, и наука пока не дошла до этого, а вот делать мини-органы для исследований — уже научились.

Мини-мозг в пробирке смогли вырастить в Боннском университете. Для исследования ученые взяли редкое генетическое заболевание — синдром лиссэнцефалии Миллера-Дикера, при котором происходит сглаживание мозговых извилин. Они взяли клетки кожи у больных с этим синдромом и вырастили из них миниатюрные копии головного мозга.

Когда органелла — тот самый мини-мозг — растет в пробирке из стволовых клеток, он развивается так же, как настоящий мозг эмбриона в утробе матери. Таким образом, ученые могут проследить весь процесс развития мозга и понять — в какой момент что-то пошло не так? В случае с синдромом Миллера-Дикера исследователи заметили, что стволовые клетки начинают слишком рано дифференцироваться и превращаться в нервные клетки — это и приводит к нарушению развития мозга.

«Этот метод открывает нам совершенно новые возможности в исследовании различных нарушений развития мозга», — говорит руководитель рабочей группы Боннского университета Джулия Лейдвиг. Пока такие работы носят скорее теоретический характер, помогая ученым лучше разобраться в принципах развития мозга. Но, возможно, в долгосрочной перспективе результатом исследований станет появление новых лекарств от неврологических расстройств.

Анализ на депрессию

Точнее, на антидепрессант, который поможет от нее, придумали врачи в Северо-Западном медицинском центре США.

Лечение депрессии до сих пор было чем-то вроде лотереи. Пациент полагался на опыт врача-психиатра, который прописывал антидепрессант, опираясь на симптомы, — и надеялся, что лекарство поможет. Не было точных процедур, которые помогли бы определить, какой антидепрессант лучше подходит именно этому пациенту.

В связи с этим антидепрессанты, назначенные больному депрессией, часто не помогают — примерно в трети случаев. Люди разочаровываются в таблетках и бросают терапию, боятся пробовать другие лекарства и в итоге годами живут со своей болезнью.

Все это может измениться благодаря новому анализу, который поможет подобрать правильный антидепрессант. Точнее, анализ этот не новый — он давно используется в медицинской практике, но доктор Мадхукар Триведи из Северо-Западного медицинского центра предлагает использовать его по-новому.

Речь идет об анализе крови на С-реактивный белок. Этот белок типично считается маркером воспалительного процесса в организме. Доктор Триведи в своих исследованиях показал, что С-реактивный белок в меньших концентрациях, чем при воспалении, может также быть маркером депрессии. И в зависимости от уровня этого белка могут быть эффективны разные протоколы лечения антидепрессантами.

Следующий шаг для ученых — провести более масштабные исследования и изучить большее число различных антидепрессантов в связи с С-реактивным белком (в первом исследовании изучали только два вида антидепрессантов — эсциталопрам и бупропион).

Для пациентов с депрессией это хорошая новость. Возможно, скоро можно будет сдать анализ крови и не только подтвердить, что у вас действительно есть депрессия, но и получить максимально подходящий препарат для ее лечения.

Электростимуляция мозга от боли и депрессии

Кстати, таблетки — не единственный способ лечения депрессии и прочих психических расстройств. Ученые уже давно присматриваются к методу транскраниальной электрической стимуляции (tDCS) — это стимуляция коры головного мозга при помощи коротких электрических импульсов.

Аппарат для tDCS — это пара электродов и прибор для управления, с помощью которого можно регулировать силу воздействия. В зависимости от того, к какой области приложить электроды, эффект будет различаться: например, стимуляция височной доли ускорит обучение, а стимуляция дорсолатеральной префронтальной коры улучшит настроение и поможет в борьбе с депрессией.

Насколько это эффективно? Недавно группа европейских экспертов проанализировала множество исследований, посвященных транскраниальной электростимуляции. В этих исследованиях изучалась эффективность tDCS против депрессии, шизофрении, зависимостей, болевого синдрома, болезни Альцгеймера, последствий инсульта и других расстройств.

Анализ показал, что транскраниальная стимуляция, вероятнее всего, эффективна в борьбе с депрессией, зависимостями и фибромиалгией (болевым синдромом). Для других расстройств доказательств эффективности недостаточно. К сожалению, для тех форм депрессии, которая не поддается лечению таблетками, tDCS тоже оказалась неэффективной.

Так что транскраниальную стимуляцию можно считать альтернативой антидепрессантам, если принимать лекарства по каким-то причинам пациент не хочет или не может.

«Технологию tDCS широко применяют в Европе и Америке в борьбе с депрессией. Поскольку технология не фармакологическая, ее часто прописывают при депрессии у беременных», — говорит сооснователь компании Brainstorm Technologies, производящей нейростимуляторы, Тимофей Глинин.

Транскраниальная стимуляция проводится курсами по 7-10 дней подряд, после чего обычно наблюдается довольно длительный эффект. Положительное отличие технологии tDCS от лечения таблетками заключается в том, что транскраниальная стимуляция действует не на отдельные рецепторы, а на целые зоны мозга. Электрическая стимуляция временно активизирует нужные зоны, и нейроны имеют возможность перестроить свою работу — за счет этого состояние человека улучшается.

Пройти терапию tDCS можно не только в медицинских учреждениях — аппараты для транскраниальной стимуляции уже вышли на широкий рынок и доступны для домашнего использования.

Пранаяма для мозга

В йоге и других восточных практиках пранаямой называют управление жизненной энергией при помощи специальных дыхательных упражнений. Дыхание действительно во многом определяет наше самочувствие. Например, при стрессе дыхание учащается, и нам советуют сделать 10 глубоких вдохов и выдохов, чтобы успокоиться. А при панических атаках многие начинают «дышать в пакет». Что скажет наука на тему того, как связаны дыхание и стресс?

Ученые посчитали, что если стрессовая реакция активирует дыхательные центры в мозге, заставляя нас чаще дышать, то можно попробовать «перевернуть» этот процесс. Они решили убрать из мозга подопытных мышей группу нейронов, ответственных за учащенное нервное дыхание, и посмотреть, сделает ли это грызунов спокойнее.

Оказалось, что сделает. Ученые идентифицировали и удалили только часть нейронов, которые «переключают» ритмы дыхания с режима «покой» в режим «возбуждение». После этого дыхание мышей в целом не нарушилось, зато они стали гораздо чаще дышать медленно и спокойно. И в целом их поведение стало более спокойным. Правда, в качестве побочного эффекта мыши стали и менее активными: периоды повышенной мозговой активности стали короче, грызуны стали меньше исследовать новые территории, предпочитая заниматься своей шерсткой.

Мы, конечно, не предлагаем людям отключать у себя «стрессовые нейроны» дыхательного центра, даже если наука сделает это возможным. Кто знает, к каким побочным эффектам это приведет: может мы, как и подопытные мыши, захотим обосноваться на диване и заниматься только своей шерсткой. Но ясно одно: смена дыхательных ритмов на более спокойные действительно помогает бороться со стрессом.

Беспокоитесь о чем-то? Паника? Дедлайн? Вдохните поглубже.

Таблетки для искусственных глаз

Врачи придумали уже много способов вернуть пациентам потерянные сенсорные функции. Например, при потере слуха людям предлагают кохлеарные импланты, а при слепоте — протезирование сетчатки. Но насколько хорошо новые органы приживутся в организме, предсказать не может никто. Для восстановления утраченных функций обычно нужен долгий период реабилитации, в процессе которого (возможно) удастся построить новые нейронные связи между имплантированным органом и мозгом.

Ученые ищут пути ускорить реабилитацию. Один из способов — медикаментозное лечение. Это подтверждает эксперимент на головастиках.

Некоторое время назад эмбрионы лягушек обнаружили удивительную способность: когда ученые пересадили зачатки природных глаз им на хвост, часть головастиков все равно остались зрячими. Операция привела к образованию у них эктопических глаз, нервные волокна которых протянулись к спинному мозгу. То есть организм лягушек смог компенсировать потерю основного зрительного инструмента и построить новые нейронные связи.

На этот раз ученые решили детальнее изучить процесс и попробовать его ускорить и усовершенствовать. Они опять пересадили глаза на хвост, но части головастиков давали золмитриптан. Этот препарат активирует некоторые серотониновые рецепторы, которые связывают с развитием нейронных связей. Золмитриптан используется и у людей — его употребляют для купирования приступов мигрени.

У головастиков золмитриптан ускорил процесс восстановления связи между новыми глазами и мозгом. Ученые провели цветовой тест, чтобы подтвердить это. Они сделали так, чтобы головастикам было более комфортно в зоне, подсвеченной синим цветом, а в красной зоне им создавали неблагоприятные условия. Из зрячих головастиков 76% прошли тест, правильно выбирая синюю зону. Среди полностью слепых головастиков тест прошли только 3% (вероятно, по случайности), из тех, кому просто пересадили глаза на хвост и не давали дополнительного лечения — 11%. А вот головастики, которым давали золмитриптан, в 29% случаев правильно выбирали цветовую зону.

Исследователи надеются, что употребление медикаментов (в том числе золмитриптана) поможет людям, которые прошли через операции по восстановлению слуха, зрения и т.д., быстрее восстановить утраченные функции.

Фото на обложке: Pixabay.com