2013 год ознаменовался серьезными прорывами в области медицины. Наметился прогресс в решении главных проблем здоровья человека.
Ведутся активные исследования в области протезирования, экстракорпорального оплодотворения, регенеративной медицины. Ученые экспериментируют и делают значимые открытия на пути лечения рака и ВИЧ.
Появляется новый вид терапии – генная терапия. Идет активное внедрение новых электронных устройств, которые поднимают медицину на более высокий и прогрессивный уровень.
Давайте теперь более подробно остановимся на каждом достижении в области медицины за 2013 год.
Протезы.
В 2013 году ученые активно работали над созданием бионических протезов. Такие протезы могут стать настоящим продолжением тела человека. Они улавливают импульсы, которые проходят по нервам. Ученые Чикагского Реабилитационного института создали бионические протезы ног. Они буквально считывают желание повернуть в ту или иную строну, сделать какое-либо движение ногами, так как управляются самой нервной системой. В мышцах бедра возникают особые импульсы, которые как бы говорят, что делать ноге, а специальные сенсоры регистрируют эти сигналы.
Ученые Университета Вандербильта разработали управляемый протез для лодыжки и коленного сустава. Прибор состоит из большого числа сенсоров, гироскопов, компьютерных чипов, электромоторчиков с редкоземельными магнитами.
В Технологическом институте Джорджии было создано инвалидное кресло, которое управляется с помощью языка. Таким образом, даже полностью парализованный человек сможет передвигаться в таком кресле. На верхнюю часть языка пациента крепится миниатюрный магнитный язычок. Пользуясь им, как джойстиком, двигая языком в необходимую сторону, человек может управлять креслом.
В области исследований мозга и компьютерных технологий, также есть достижения. Ученые научили обезьяну управлять своим аватаром. Появилась возможность управления внешними устройствами непосредственно из головного мозга. Эксперимент был проведен в Медицинском центре Университета Дьюка. Нейрофизиологами было вживлено большое количество электродов в мозг обезьяны, после чего животное управляло сразу двумя виртуальными руками, что является большим шагом вперед. В более ранних экспериментах удавалось управлять только одной рукой.
Иммунотерапия рака
Главным научным прорывом 2013 года стало открытие специальной вакцины, которая стимулирует иммунитет, настраивает организм на борьбу с раком.
Вакцина такого рода не является профилактическим средством, а вводится человеку, уже больному раком, чтобы помочь организму бороться с раковыми клетками. Так, например, вакцина четвертого поколения Реха-Vec двойного действия в настоящее время проходит клинические испытания. Ее задача - убить раковые клетки и вызвать образование антител на раковые антигены.
В основе вакцины лежит ослабленный и генетически измененный вирус коровьей оспы, который может размножаться только в раковых клетках. И к тому же он несет ген белка, стимулирующий иммунитет. Клинические исследования, проведенные на трех пациентах, показали неплохие результаты, с учетом состояния пациентов.
Удалось разработать терапевтическую вакцину против мультиформной глиобластомы. Это разновидность рака головного мозга, при которой практически невозможно удалить всю опухоль. Испытания вакцины показали положительные результаты. Спустя полгода с начала лечения были живы 90% пациентов, а спустя год – 30%. Механизм основан на активации Т-клеточного иммунитета.
Исследователи Института изучения рака Кембриджского университета активно работали над изучением генетических изменений раковых клеток посредством анализа ДНК клеток, находящихся в крови. Благодаря этому появилась возможность безболезненно брать ткань для анализа, следить за изменением опухоли с самого начала ее появления, выявлять мутации лекарственной устойчивости опухоли.
Специалисты Национального института рака и Национального института генома человека работали над проектом Pan-Cancer Initiative. В ходе работы было проанализировано несколько тысяч пациентов с 12 видами опухолей. Целью проекта было выявление биомаркеров для тонкой классификации опухоли и мишени для действия новых лекарств.
В области хирургического лечения рака также есть достижения. Был создан «умный нож», который автоматически определяет края опухоли. Благодаря такому ножу хирург имеет возможность точно вырезать опухоль, не затрагивая здоровые ткани. В нож встроен масс-спектрометр, анализирующий состав пара при нагревании.
Спасение от ВИЧ
Заметны достижения в борьбе со СПИДом, как в области лечения, так и в профилактике заболевания. Зарегистрировано два случая, когда пациенты, больные лейкемией, после пересадки костного мозга, избавились от ВИЧ в крови. Они были ВИЧ-позитивны на протяжении 30 лет, у них развилась лимфома Ходжкина. После трансплантации, в течение нескольких лет, в их крови вируса не было обнаружено. Избавление от ВИЧ – стало побочным, но удачным результатом трансплантации.
В качестве эффективной и простой профилактики ВИЧ специалисты предлагают интравагинальное кольцо с противовирусным препаратом. Кольцо изготовлено из специального полимера, создающего необходимую концентрацию действующего вещества. При данном способе профилактики достигается концентрация, во много раз превышающая концентрацию, достигаемую иными способами.
Регенеративная медицина
Найден способ восстановления поврежденных органов с помощью клеток самого организма. Уже созданы первые биоинженерные органы с использованием клеток человека. Но пока, этот эксперимент проводят только на лабораторных мышах и крысах. Каркас органа животного, с предварительно удаленными собственными клетками, засевают стволовыми клетками человека.
Эксперимент с биоинженерной почкой крысы прошел успешно. Почка работает, фильтрует кровь и производит мочу. Также были созданы биоинженерные печень, легкие, сердце, кровеносные сосуды мышцы, ушная раковина. Удалось даже вырастить головной мозг из стволовых клеток в чашке Петри.
Особым достижением в области стволовых клеток стало получение эмбриональных стволовых клеток человека. Работая в американской лаборатории, Шухрат Миталипов добился результата путем перенесения ядер соматических клеток в яйцеклетки. Это открытие было признано журналом Science одним из прорывов года.
В Краснодаре создан Центр регенеративной медицины. Под руководством Паоло Маккиарини проводятся операции с использованием биоинженерных технологий и стволовых клеток. В 2013 году биоинженерная трахея спасла жизнь ребенку. Каркас трахеи изготовлен из специального материала, который по мере роста ребенка даст возможность органу удлиняться. Собственные стволовые клетки помогут избежать отторжения.
Печать с помощью 3D-биопринтера стала самым невероятным достижением в области регенеративной медицины. Сделаны первые шаги в направлении печати целых жизнеспособных органов. Ребенку был распечатан кусочек бронха, который был успешно использован во время операции.
В 2013 году в России была открыта первая лаборатория по разработке методов трехмерной органной биопечати.
Генная терапия
Ученые активно занимаются разработками в области генной терапии, которая позволяет устранять дефекты в работе внутренних органов путем внедрения генной конструкции. В настоящее время работа ведется в основном с животными. Удалось вылечить заболевание сетчатки амавроза Лебера у обезьян и крыс, вернуть зрение и вылечить гемофилию В у собак. Ученым удалось создать ген-активированный трансплантат для восстановления костей. Эксперименты на кроликах показали, что введение генной конструкции улучшает и ускоряет процесс заживления дефектов костей.
Ученые начали активную работу по направлению хромосомной терапии. Пока еще «в пробирке», но они смогли нейтрализовать 23 хромосому, которая является лишней и является причиной синдрома Дауна. Возможно в будущем, благодаря этому появится возможность лечения детей с этим синдромом.
Гаджеты для здравоохранения
Специалисты в разных областях все больше обращаются к помощи электронных устройств в своей работе. Обычно, это специальные приложения, разработанные для смартфонов. Так, например, появилась возможность диагностировать катаракту, глаукому и другие заболевания глаз у жителей отдаленных районов Африки с помощью смартфона. Это невероятно удобно для людей, не имеющих возможности регулярно посещать врача. Наблюдение происходит по средством интернет связи. Приложение интегрировано с Google Maps. Камера снабжена специальным программным обеспечением и дополнительной приставкой, что позволяет просканировать хрусталик глаза, выявить признаки заболевания. Световая вспышка дает возможность проверить состояние сетчатки.
Российскими учеными из Омска был создан портативный кардиомонитор. При любых нарушениях в работе сердца, информация мгновенно передается на смартфон кардиолога. Постоянный контроль работы сердца и мгновенная передача данных дают возможность не констатировать инфаркт, а уже быть готовым к его приближению.
Доступное экстракорпоральное оплодотворение
Стандартная стоимость одного цикла ЭКО на сегодняшний день составляет примерно $12 400. Но благодаря исследованиям бельгийских ученых эта процедура станет доступной и для женщин в бедных развивающихся странах.
Стоимость ЭКО велика, так как используется дорогостоящий инкубатор, для эмбриона. Разработанная бельгийскими учеными система, может легко его заменить. Устройство состоит из двух, соединенных между собой трубочек. В первой трубке в результате химической реакции между лимонной кислотой и содой образуется CO2, который затем идет во вторую трубку с культурной средой. Затем туда же вводятся яйцеклетки и сперматозоиды, происходит оплодотворение и развивается эмбрион. Такое устройство системы снизит стоимость процедуры ЭКО до $257. Ученые протестировали данный способ и уверенно заявляют, что он ничем не хуже дорогостоящего.