Техно

Пять прорывных идей медицины будущего

«ДС» собрала топ-5 ноу-хау, которые изменят методы и подходы к лечению пока еще «безнадежных» болезней

Нанороботы вместо врача
В апрельском номере журнала Nature Nanotechnology Израильский университет им. Бар-Илана обнародовал результаты своих разработок по созданию из нитей ДНК нанороботов, способных корректировать процессы в живом организме. По словам Идо Бахелета, возглавляющего это исследование, технология основана на открытом ранее свойстве нитей ДНК к программированию: на их основе можно создавать простейшие компьютерные цепи и решать с их помощью элементарные математические задачи. Это свойство позволило ученым построить систему из нескольких роботов, которые функционируют сообща, как единый компьютер и могут влиять на отдельные функции организма. Израильские ученые впервые использовали такое программирование в живом организме.
Изобретение способно произвести настоящую революцию в медицине. Например, нанороботы могут обнаружить и самостоятельно уничтожить раковые клетки, атаковать токсичные молекулы для защиты организма от отравления и т. д. В будущем технология может использоваться как альтернатива тюремному заключению или профилактикой преступлений: в ответ на обнаруженную внутреннюю агрессию в организм человека будут поставляться антидепрессанты или транквилизаторы, способные снизить или свести к нулю склонность человека к антиобщественным поступкам. По прогнозам Идо Бахелета, через несколько лет нанороботам можно будет доверить человеческий организм.

Новый метод лечения позвоночника
В ближайшем будущем паралич смогут лечить с помощью обонятельных клеток. Соответствующую разработку представила команда ученых из Кембриджа и Центра регенеративной медицины Эдинбургского университета под руководством профессора Робина Франклина (впервые о ней сообщается в свежей подборке новостей сайта PubMed.gov). В основе нового метода лечения лежит технология имплантации клеток OEC (обкладочных обонятельных клеток) в места повреждения спинного мозга. Эти клетки находятся в носу и обладают уникальным свойством поддерживать рост нервных волокон, расположенных между носом и мозгом. OEC могут помочь регенерировать часть нервных "сигнальных" клеток, отвечающих за связь поврежденных и здоровых тканей спинного мозга. Немаловажно, что добывать данные клетки довольно просто.
В текущем году технология уже прошла успешные испытания в клиниках, специализирующихся на лечении заболеваний опорно-двигательного аппарата. Инъекции OEC позволили частично восстановить утраченные функции парализованных конечностей. Наилучших же результатов удалось достичь при устранении травм позвоночника средней тяжести, при которых ширина разрыва между участками спинного мозга небольшая.
Возглавляющий эксперименты Робин Франклин рассказал, что в настоящее время его команда работает над созданием матриц, способных направить рост клеток OEC таким образом, чтобы полностью возобновить связь в позвоночнике. Подобная технология сможет обеспечить восстановление активности даже после сложнейших компрессионных переломов.

Перезагрузка органов
В лабораториях университета Эдинбурга в текущем году впервые в истории медицины была проведена процедура регенерации живого органа. Об этом говорится в последнем номере журнала Development. Исследователи смогли обновить тимус - вилочковую железу. Она расположена рядом с сердцем и отвечает за созревание и работу T-клеток иммунной системы (обеспечивают сопротивляемость организма инфекциям). С возрастом функция тимуса ослабевает, орган начинает вырабатывать меньше иммунных клеток, которые к тому же становятся менее активны.
Регенерировать орган удалось с помощью особого белка, вырабатываемого клетками вилочковой железы - FOXN1. Он помогает контролировать активность генов, управляющих функцией тимуса. Увеличивая уровни этого белка, ученые смогли перепрограммировать вилочковую железу. В итоге ее функции полностью восстановились, после чего началась выработка молодых иммунных Т-клеток.
Методика позволит полностью обновлять организм, ее можно будет применять не только к вилочковой железе, но и к другим органам, включая сердце, легкие и почки. Изобретение также позволит лечить различные иммунные заболевания. Разработку планируют внедрить уже через три-четыре года.

Редактирование генома
По данным журнала Cell, исследователи из Массачусетского технологического института обнародовали способ лечения редкого расстройства печени, вызванного генетической мутацией. Из-за дефектного гена печень больных не может разрушить аминокислоты тирозина, в результате чего они накапливаются и могут вызвать остановку работы органа. С помощью метода редактирования генома ученым удалось вылечить этот до сих пор неизлечимый недуг. В основу научных изысканий была положена технология CRISPR - удаление мутировавшего фрагмента ДНК и замена его "правильным" вариантом. Разработка поможет навсегда забыть не только о болезнях печени, но и о многих других генетических дефектах, в том числе таких как гемофилия (нарушение свертывания крови) и болезнь Хантингтона (тяжелое поражение нервной системы). Такое вмешательство в ДНК позволит лечить и многие неврожденные заболевания - диабет, хронические вирусные инфекции и пр. Правда, в своих прогнозах того, когда разработка может быть внедрена на практике, ученые очень осторожны. Поскольку в данном случае ученым приходится также доказывать правомерность использования технологии (во многих странах опыты с геномом человека сейчас запрещены).

Трехмерный биопринтер
Жизнеспособные искусственные органы из взятых у пациента стволовых клеток, избавят его от ожидания подходящего донора, а также от потенциальных проблем, связанных с отторжением чужеродных тканей. По сообщению сайта IOP Science, в разработках создания искусственных органов университета Хериот-Уотта (Эдинбург) была применена технология трехмерной печати. Вместо "чернил" используются человеческие эмбриональные стволовые клетки - hESC.
Возглавляющий разработки доктор Уилл Шу поясняет, что подобные эксперименты проводились и раньше, но в них применялись другие виды клеток - hMSC и жизнеспособность созданных таким образом органов не удавалось сохранить. Используя hESC и обеспечив необходимые условия окружающей среды, из клеток можно будет создавать ткань любого требуемого вида. Это позволит создавать самые сложные искусственные органы. Используя систему управляемых клапанов, новый трехмерный биопринтер выводит любые запрограммированные образцы. Тесты показали, что до 90% стволовых клеток остаются жизнеспособными и принимают участие в формировании ткани. Такого результата в сфере производства искусственных органов еще никто не добивался. По прогнозам, внедрение ноу-хау объявлено делом ближайшей перспективы.