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 #36

Дайджест достижений биотехнологии и генной инженерии #36

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: CRISPR-Gold и генетические заболевания, мозг в 3D, тест для бактерий, а также немного алкоголя с марихуаной

Генная инженерия лечит тяжелые наследственные заболевания

Да, сегодня это уже не фантастика, а реальность. Ученым из Калифорнийского университета в Беркли удалось отредактировать гены мышей, больных миопатией Дюшенна.

Для этого они использовали технологию CRISPR/Cas9, на которую сегодня возлагаются большие надежды: с ее помощью пытаются лечить рак, «вырезать» из клеток человека ВИЧ и, в числе прочего, лечить тяжелые генетические заболевания — такие, как миопатия Дюшенна.

Миопатия Дюшенна передается по наследству от матерей к сыновьям. При этом заболевании постепенно атрофируются все мышцы: сначала человек перестает ходить, потом — двигать руками, и в конечном итоге у него останавливается сердце. Люди с подобной болезнью живут обычно не дольше 20 лет, эффективного лечения не существует. Редактирование генов может стать той «волшебной палочкой», которая избавит от этого тяжелого заболевания.

Напомним: технология CRISPR/Cas9 позволяет находить в ДНК человека некоторые «неправильные», вредные последовательности нуклеотидов и вырезать их. Затем на том же месте достраивается нормальная, здоровая последовательность. Но как ее достроить? Нужен был способ донести до клеток копию здоровой ДНК — в качестве «наглядного пособия».

Биотехдайджест

Рис.: news.berkeley.edu

И ученые из Беркли придумали такой способ — его назвали CRISPR-Gold: необходимые компоненты системы CRISPR/Cas9 поставляются в организм при помощи золотых наночастиц. На них удалось уместить и белок Cas9, который удаляет вредные последовательности, и донорскую ДНК, с которой клетки должны скопировать здоровую последовательность нуклеотидов, и направляющую РНК, которая им поможет в этом деле.

Мышам с миопатией Дюшенна ввели CRISPR-Gold в мышечную ткань — и в 5,4% клеток гены восстановились до нормальных. Кажется, что цифра небольшая — однако в предыдущих экспериментах лучший показатель был 0,3% восстановленных генов. Новая терапия эффективнее аж в 18 раз! У мышей, которые получили терапию, также в два раза увеличилась мышечная сила.

Теперь необходимо провести клинические испытания, чтобы понять, можно ли эффективно лечить с помощью CRISPR-Gold генетические заболевания у людей.

Распознать супербактерии

Современные бактерии очень коварны — они выработали устойчивость к самым разным антибиотикам, став практически неубиваемыми. К счастью, не все бактерии и не ко всем антибиотикам. Но если вам вдруг попалась такая «зараза», вылечить ее будет крайне сложно, и придется перепробовать кучу лекарств.

Биотехдайджест

Рис.: Pixabay.com

У врачей появился новый инструмент для того, чтобы помогать больным с бактериальной инфекцией скорее пойти на поправку — это экспресс-тест на резистентность к антибиотикам.

Ученые из Калифорнийского технологического института (Калтех) разработали тест, который за 30 минут определяет бактерии, устойчивые к антибиотикам. Они надеются, что данная технология позволит врачам назначать более эффективное лечение, и более того — остановит развитие резистентности у бактерий.

Сейчас процесс выглядит так: когда поступает больной с тяжелой инфекцией, врачи обычно не назначают антибиотики «первой линий» (такие как амоксициллин) — ведь, скорее всего, к ним данная бактерия уже выработала устойчивость. Они сразу начинают терапию с более мощных антибиотиков «второй линии» — например, ципрофлоксацина. И зачастую это эффективно — но не всегда. А неправильно и неуместное использование антибиотиков «второй линии» может привести к тому, что бактерии выработают резистентность и к ним. И чем же мы тогда будем лечить инфекции?

Врачи ведут себя так не из-за лени или незнания — просто до последнего времени у них не было способа быстро узнать о резистентности конкретных бактерий к конкретным антибиотикам. А инфекции бывают очень тяжелыми и стремительно развивающимися — так что лечение нужно начинать скорее, и делать это приходится вслепую.

Тест, который придумали в Калтех, достаточно простой. Для исследования ученые брали образцы мочи у людей, зараженных мочеполовой инфекцией. Это образец делили на две части: в одну добавляли антибиотик, а другую оставляли как есть. Через 15 минут в обоих образцах подсчитывали количество ДНК бактерий. Если антибиотик не подействовал (то есть бактерия к нему резистентна), то число ДНК в обеих пробирках должно было совпасть.

Как применять этот тест в клинической практике? Если окажется, что бактерия не выработала устойчивость к антибиотикам «первой линии», можно будет назначать их — а более мощные приберечь для самых тяжелых случаев. Иначе, по прогнозу Всемирной организации здравоохранения, у нас скоро закончатся эффективные антибиотики.

Алкоголь и иммунитет

Австралийские ученые выяснили, что желание выпить бокал вина после работы связано с функцией иммунной системы мозга.

Биотехдайджест

Рис.: Pixabay.com

Исследователи рассказывают: потребность выпить алкоголь именно в вечернее время объясняется циркадными ритмами, которые в темное время суток активизируют «систему вознаграждения» в мозге — и бокал вина становится особенно приятным. Они предположили, что работа «системы вознаграждения» связана с иммунной системой мозга — и, возможно, если частично отключить иммунитет, то и желание выпить снизится.

Подопытным мышам с помощью специального лекарства отключили иммунный рецептор TLR4. После этого они стали испытывать гораздо меньшую тягу к алкоголю — особенно в вечернее время.

Ученым только предстоит выяснить, как именно связана иммунная система мозга с алкоголизмом, и можно ли безопасно отключать некоторые иммунные рецепторы, чтобы бороться с этой болезнью. Но, возможно, в будущем их открытие поможет найти новые эффективные лекарства от алкогольной зависимости.

Курение марихуаны — путь к психозу

Марихуана, которая стала легальной уже во многих странах, не так уж и безопасна. У некоторых людей «безобидная» травка может вызвать острый психоз.

Конечно, речь не о среднестатистическом человеке, а о тех, кто имеет предрасположенность к психическим заболеваниям. В особой группе риска люди, у которых бывают слабовыраженные психотические симптомы — например, странные навязчивые мысли или излишняя мнительность.

Биотехдайджест

Рис.: Pixabay.com

Многие подростки и молодые люди, которые употребляют каннабис, могут и не знать о своей предрасположенности к психозам — а странные мысли и навязчивые идеи списывать на стресс. Какой же опасности они себя подвергают?

Ученые из Колумбийского университета исследовали влияние «травки» на здоровых людей и молодежи из группы риска. Часть из них курила марихуану, часть — плацебо. До и после этого экспериментаторы провели ряд психологических и физиологических тестов.

У всех испытуемых каннабис (по сравнению с плацебо) вызвал увеличение пульса и возбуждения. Но только у людей из группы риска после курения марихуаны возникла повышенная тревожность, паранойя и когнитивные искажения.

Так что здоровые люди, конечно, могут покурить «травку», чтобы расслабиться (в тех странах, где марихуана не запрещена законом). А вот людям с психическими нарушениями лучше воздержаться от каннабиса: вместо расслабления они могут получить пугающие галлюцинации или приступ паранойи.

Мозг в 3D-формате

Операции на мозге — трудные и опасные. Каждый миллиметр тут имеет значение, ведь можно задеть здоровые ткани и парализовать человека, лишить его речи или зрения. Часто врачи даже не берутся оперировать некоторые опухоли, потому что не знают, как к ним подобраться, чтобы не навредить пациенту, не могут точно оценить их размер и форму.

Дарин Окуда из Северо-Западного Университета в США придумал способ обойти эти ограничения —3D-печать частей мозга.

Окуда и его команда придумали способ использовать сканы, полученные во время МРТ, чтобы получать 3D-«распечатку» поврежденных структур мозга: можно создать реплику опухоли, заблокированной артерии или, как в эксперименте Окуды, бляшек рассеянного склероза.

Биотехдайджест

Рис.: Pixabay.com

Это очень удобно и для врачей, и для пациентов — они смогут своими глазами увидеть и оценить запущенность заболевания и возможность операции. Можно сделать «распечатку» в больше, чем оригинал — чтобы в увеличенном масштабе рассмотреть, к примеру, небольшую опухоль.

Пока что 3D-печать — наиболее доступный метод визуализации в нейрохирургии: напечатать модель опухоли или бляшки можно довольно быстро и относительно недорого. Но в будущем команда исследователей планирует создать VR-платформу, с помощью которой врачи и пациенты смогут рассматривать модель мозга в виртуальной реальности. Также ученые хотят сделать систему на базе машинного обучения, которая сможет изучать 3D-модели мозга и выявлять малейшие отклонения на снимках.