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 #19

Дайджест достижений биотехнологии и генной инженерии #19

любовь чай гены

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: Влияние чая и кофе на гены, чувствительные протезы, новые технологии в обезболивании, любовный вопрос, и бактерии от депрессии

Чай меняет гены?

Мы много раз слышали о том, что кофе и чай влияют на наше здоровье. Но каким именно образом? Ученые предположили, что эти напитки могут менять наши гены.

Дело в том, что экспрессия генов — то, как наши гены проявляют себя в течение жизни — непостоянна. Разные факторы образа жизни, в том числе и питание, могут ставить на наши гены так называемые эпигенетические метки — это нечто вроде кнопки «вкл» или «выкл» для данного гена. Таким образом, под влиянием среды ген, который ранее «спал», может быть активирован, и наоборот.

Исследователи из Швеции решили понять, влияет ли употребление чая и кофе на нашу эпигенетику. Для этого они проанализировали группу из более чем 3 тысяч мужчин и женщин, которые пили данные напитки. Ученые рассматривали экспрессию их генов в связи с употреблением чая и кофе.

Выяснилось, что чай действительно меняет экспрессию генов — но только у женщин. Чай влияет на гены, ответственные за метаболизм женского полового гормона эстрогена, а также на некоторые гены, связанные с развитием рака. У мужчин употребление чая никак не повлияло на экспрессию генов. Любовь к кофе не сказалась на работе генов у обоих полов.

Правда, ученые пока не поняли, как именно влияет употребление чая на гены и здоровье женщин — позитивно или негативно. Потребуются новые исследования, чтобы разобраться в этом вопросе.

Более человечные протезы

Ученые и инженеры по всему миру бьются над тем, чтобы сделать современные бионические протезы более «живыми», приближенными по ощущениям к настоящим конечностям. Мы уже писали об успехах инженеров в разработке нейропротезов с механизмом обратной связи. Сегодня команда исследователей из MIT работает над еще более продвинутыми роботизированными конечностями.

Свои эксперименты они пока проводили только на мышах. Но в опытах с грызунами им удалось добиться такой обратной связи от искусственной конечности, которая помогла животному осознать положение протеза в пространстве и ощутить силу прикосновения к нему. Следующий этап исследований — эксперименты на людях.

Одним из первых подопытных станет руководитель исследования Хью Херр. Инженер в области биомедицинских технологий MIT Хью Херр в детстве и юности занимался скалолазанием. В возрасте 17 лет он забрался на гору, где попал в жуткую метель, из-за чего ему пришлось провести три ночи при температуре -30⁰ С. Когда мальчика нашли, его ноги были полностью отморожены — пришлось ампутировать обе ноги ниже колена.

Но Хью Херр не сдался — поступил в MIT и стал работать над девайсами, которые могли бы улучшить качество жизни таких как он. С протезами, которые он сам и создал, ученый смог снова взбираться в горы и побить свои личные рекорды, поставленные до травмы. Но на этом его изыскания не закончились — он решил создать протезы, которые будут ощущаться «как настоящие».

Дело в том, что ощущение собственных конечностей нам дают не только нервы, но и мышцы. В каждой конечности есть пара мышц — когда одна сокращается, другая растягивается. Если мы сгибаем локоть, бицепс сокращается, а трицепс растягивается, когда разгибаем локоть — все наоборот. По состоянию мышц наш мозг и понимает, в каком положении сейчас наша конечность — даже если мы на нее не смотрим. Так как у протезов нет мышц, даже при наличии нейроинтерфейса можно лишь полагаться на зрение, чтобы «ощутить» искусственную конечность.

Но команда исследователей из MIT хочет это изменить. Они пересаживали подопытным мышам в область протеза небольшие кусочки мышц из других частей тела. Эти мышцы соединяли с оставшимися после ампутациями нервными окончаниями. После этого мышам удалось «почувствовать» свои искусственные конечности.

Теперь очередь за людьми. Хью Херр и его команда верят, что их технология поможет вернуть чувствительность конечностей даже людям, чьи «родные» конечности ампутировали много лет назад — как произошло с самим Хью, который потерял ноги более 30 лет назад.

Новые технологии в обезболивании

Миллионы людей в мире страдают от хронической боли. Мигрени, проблемы с позвоночником, диабетические нейропатии, боли у онкологических пациентов — все это сильно ухудшает качество жизни. Современные препараты для борьбы с болью либо имеют серьезные побочные эффекты, либо вызывают зависимость и привыкание, либо малоэффективны (а иногда и все сразу).

Австралийские ученые нашли новый — возможно, революционный — способ бороться с болью.

За восприятие как острой, так и хронической боли отвечает рецептор под названием NK-1. Многие препараты против боли блокируют этот рецептор, но их эффективность почему-то оставляет желать лучшего. Почему?

Австралийские исследователи дают свой ответ. Оказывается, рецептор NK-1 начинает выполнять свою работу по контролю болевых ощущений в полной мере только тогда, когда оказывает внутри нервной клетки. Современные болеутоляющие блокируют этот рецептор, когда он еще находится на поверхности клетки — а это малоэффективно.

Исследования ученых показали, что если заблокировать NK-1, уже проникший в нервную клетку, это позволит гораздо эффективнее бороться с болью. В экспериментах им удалось заблокировать боль у животных на продолжительное время.

Теперь перед учеными стоит еще одна амбициозная задача — добиться клинических исследований, в которых новый способ терапии боли можно будет проверить на людях.

What is love?

Исследователи давно бьются над этим вопросом. Они изучают, какие именно гормоны и нейромедиаторы формируют у нас чувство привязанности к партнеру, мотивируют нас создавать моногамные пары. Для своих экспериментов они выбирают животных, которые известны своей верностью партнерам — например, степных полевок.

В недавнем исследовании ученые из Университета Эмори обнаружили, как формируются нейронные связи между префронтальной корой и прилежащим ядром — именно эти связи заставляют грызунов выбирать постоянного партнера.

Префронтальная кора — это часть мозга, которая отвечает за наши «разумные» решения, за обработку информации, которая поступает из окружающего мира. Прилежащее ядро — это та зона, в которой вырабатывается дофамин — этот нейромедиатор является основным элементом «системы вознаграждения». Когда мы делаем что-то полезное для выживания — например, занимаемся сексом — мозг вырабатывает дофамин. Благодаря дофамину мы чувствуем удовольствие и запоминаем, что вот это поведение — хорошее, и мы с большой вероятностью повторим его в будущем.

Но как мозг выбирает, на какого именно партнера нам реагировать выбросом дофамина? Судя по исследованию на степных полевках, это решает как раз-таки префронтальная кора. Очевидно, если наша самая разумная часть мозга решит, что данный партнер нам подходит, тогда мозг будет подталкивать нас к контакту с ним выбросом дофамина. А еще говорят, что «сердцу не прикажешь».

Еще как прикажешь. Полевкам вживили в мозг определенные сенсоры, которые воздействовали на выбранные зоны мозга световыми импульсами. Под влиянием этой стимуляции в мозге формировались связи, которые отвечают за привязанность, и полевки выбирали того партнера, который просто находился рядом во время стимуляции.

К счастью, у нас в мозге нет никаких сенсоров, и мы можем сами решать, в кого влюбляться. А вот кому может помочь новая находка ученых, так это людям с расстройствами аутистического спектра (РАС). Людям с РАС сложно формировать чувство привязанности даже к родителям и уж тем более — к незнакомым людям. Возможно, стимуляция найденных нейронных путей поможет им в этом — как помогла полевкам привязаться к случайно выбранным партнерам.

Йогурт против депрессии

В последнее время медики уделяют много внимания кишечным бактериям. Микробиоту — всю совокупность кишечной микрофлоры — даже стали называть «новым органом человека». И влияет микробиота не только на пищеварение — она может определять нашу склонность к аллергиям, ожирению и даже наше настроение.

Нарушения в работе кишечника часто связывают с депрессией. Происхождение этой связи ученым до конца не ясно. Раньше проблему рассматривали только с одной стороны: считалось, что у тех, кто подвержен стрессам или страдает депрессией, развивается специфическая болезнь — синдром раздраженного кишечника (СРК). Лечить эту болезнь предлагалось успокоительными и антидепрессантами.

Сегодня ученые решили посмотреть в другую сторону — лечить кишечник (точнее, микробиоту) и попробовать таким образом избавиться от депрессии.

Канадские ученые выбрали для исследования группу людей с тревожностью и/или депрессией и симптомами СРК. Половина из них получала пробиотик (препарат с полезными кишечными бактериями Bifidobacterium longum), половина — плацебо. Ученые собирали информацию об их самочувствии до, во время и после исследования, а также проводили анализы и делали МРТ мозга.

Уже в середине эксперимента, который длился 10 недель, 63% людей из основной группы почувствовали уменьшение симптомов депрессии (против 30% в контрольной группе). Как ни парадоксально, на симптомы СРК прием пробиотиков никак не повлиял. Не помогли пробиотики и от тревоги.

На МРТ ученые увидели, что у людей, которые принимали пробиотики, мозг стал меньше реагировать на негативные стимулы. Это, по-видимому, и привело к уменьшению тяжести депрессии.

Пока ученые не понимают, почему прием полезных бактерий так сильно повлиял на мозг и настроение. Но мы уже можем пожинать плоды их экспериментов. Накатила тоска? Взбодрись, выпей йогурт!