home
user-header

                        
                        
Новости медицины
14 февраля 2018 г., 12:31 388

Прививки от кори спасают детей не только от кори, это выяснили на долговременном исследовании детей в Западно Африке. В Японии планируют создать препарат от гриппа, вылечивающий за 24 часа. В МФТИ исследовали искусственный нанокаркас для клеток сердца. В Израиле синтетические клетки заставили убивать опухоль изнутри. Нейробиологи выяснили участки мозга, которая ответственные за агрессивное поведение после принятия алкоголя.

https://indicator.ru/imgs/2018/02/13/13/18019/6d3959989f1bc812ea897a73cce0cee67d6b4ab4.jpg

Синтетические клетки атакуют опухоль (Helen Dodson/Getty Images)


 

1. Прививка от кори защищает детей не только от кори

Прививка от кори, сделанная в соответствии с графиком вакцинации, защищает не только от кори; в странах с высокой детской смертностью прививка почти на треть увеличивает шансы ребенка дожить до 12 месяцев.

 

Самое масштабное на сегодняшний день исследование, проведенное в стране с низким доходом на душу населения, показало, что вакцинация от кори снижает детскую смертность, причем этот эффект намного шире собственно защиты от кори. В статье, опубликованной в журнале Frontiers in Public Health, ученые доказывают, что вакцинация, проведенная в нужное время, спасает детей от множества опасностей.

 

Корь, наряду с туберкулезом, дифтерией, коклюшем, столбняком и полиомиелитом, – одна из главных причин детской смертности. Этот список ВОЗ называет «шестеркой убийц детей», против распространения данных болезней существуют международные программы, в основном подразумевающие вакцинацию.

 

Некоторые предыдущие исследования указывают на то, что соблюдение графика прививок защищает не только от кори, но и от других болезней. Известно, что детская смертность снижается там, где детей прививают от кори после, а не до того, как сделана комплексная прививка от дифтерии, столбняка и коклюша, как рекомендует ВОЗ.

 

В новой работе эпидемиологи из международной группы взглянули на проблему шире и проверили, снижается ли уровень детской смертности после прививки от кори. Ученые обработали данные о вакцинации и выживаемости 38 тысяч детей за 17-летний период в Гане (Западная Африка). Сравнивали уровень смертности среди детей, получивших вакцину от кори после комплексной прививки от дифтерии, столбняка и коклюша, и среди детей, вообще не прививавшихся от кори. Выживаемость отмечали в возрасте 12 месяцев и пяти лет.

 

Оказалось, что привитые от кори дети доживали до года на 28% чаще, а до пяти лет – на 18% чаще, чем непривитые. Когда ученые исключили из расчетов детей, погибших от кори из-за того, что у них не было прививки, статистика практически не изменилась. «Считается, что прививки защищают только от тех болезней, от которых они делаются. Наше исследование служит новым доказательством того, что правильный порядок вакцинации защищает организм в более широком смысле», – объясняет Пол Велага из Медицинского исследовательского центра в Гане.

 

Велага обращает внимание на необходимость дальнейших исследований этого феномена: «Даже если в ближайшем будущем мы полностью избавимся от кори, вакцинацию, возможно, стоит продолжать из-за ее комплексного защитного воздействия на организм». Однако для того, чтобы подтвердить правоту доктора Велага, понадобятся масштабные исследования, которые объяснят механизм этого защитного воздействия.

 

2. Создатели экспериментального препарата пообещали вылечить грипп за 24 часа

В 2018 году в Японии планируют выпустить в продажу новый препарат против гриппа. По словам его производителя, средство справится с вирусом за сутки — значительно быстрее, чем другие современные лекарства.

 

Японская фармацевтическая компания Shionogi & Co. объявила, что готовит к выпуску препарат, способный уничтожить вирус гриппа в организме в течение 24 часов. При этом наиболее эффективным современным препаратам, доступным в широкой продаже, для этого требуется около 72 часов. О разработке сообщил портал ScienceAlert.

 

Новый препарат получил название балоксавир марбоксил (baloxavir marboxil). По словам создателей средства, для борьбы с вирусами пациенту хватит всего одной дозы препарата. Это выгодно отличает его от других лекарств против гриппа: например, рекомендуемый курс осельтамивира (распространенное торговое название — «Тамифлю») длится пять дней, пациент принимает по две дозы в день. Это не только вопрос комфорта пациента: известно, что неоконченный курс приема лекарства может способствовать развитию устойчивости вируса к препарату.

 

Балоксавир марбоксил относится к классу ингибиторов эндонуклеаз: он подавляет активность белков эндонуклеаз, помогающих вирусам размножаться в клетках организма. Вирусы гриппа размножаются с помощью «кражи» кэпов — структур в составе РНК клетки. Эндонуклеазы помогают «отрезать» часть клеточной РНК, и на основе «украденной» структуры вирус начинает воспроизводиться. Если заблокировать активность этих белков, клетка становится более устойчивой к вирусу.

 

В январе 2018 года завершилась третья фаза клинических исследований нового лекарства на добровольцах, больных гриппом. Испытания показали: симптомы гриппа сохранялись у пациентов примерно столько же, сколько при лечении другими современными препаратами. Однако, по словам представителей Shionogi & Co., их средство уничтожало вирусы значительно быстрее — это уменьшало период, в течение которого пациент остается заразным. Осельтамивир уничтожал грипп за 72 часа, а пациенты, принимавшие плацебо, справлялись с болезнью в среднем за 96 часов.

 

По данным газеты The Asahi Shimbun, Министерство здравоохранения, труда и благосостояния Японии одобрило производство препарата в начале февраля 2018 года. Компания-производитель ожидает официального разрешения в марте. Если министерство выдаст разрешение, первую партию препарата планируют выпустить в мае 2018 года. Сделать выводы об эффективности препарата в «полевых условиях» удастся уже зимой 2019 года. Будет ли он продаваться в других странах, пока неизвестно.

 

3. Искусственная клетка уничтожит опухоль изнутри

Напоминающие биологические клетки синтетические структуры, созданные учеными, могут проникать внутрь настоящих опухолевых клеток и вырабатывать отравляющее их изнутри вещество. Этот подход комбинирует методы синтетической биологии для производства противоопухолевых белков и адресной доставки лекарств, которая позволяет искусственным клеткам достичь пораженной ткани. Статья с результатами опубликована в журнале Advanced Healthcare Materials.

https://indicator.ru/imgs/2018/02/13/13/18019/6d3959989f1bc812ea897a73cce0cee67d6b4ab4.jpg

Синтетические клетки атакуют опухоль (Helen Dodson/Getty Images)

 

Синтетические клетки представляют собой искусственные системы, по некоторым возможностям напоминающие, а иногда и превосходящие настоящие клетки. Как и биологические образования, они могут производить массу разнообразных веществ. Такие структуры привлекают ученых благодаря потенциалу в области тканевой инженерии, получении искусственных органов и исследованиях происхождения жизни.

 

В новой работе ученые из израильского института Технион смогли заключить молекулярную фабрику по производству нужного белка внутрь липидной оболочки, которая напоминает мембраны клеток. Созданные системы способны определять, есть ли рядом биологическая ткань, активироваться и производить белок на основе хранящейся внутри синтетической ДНК. Причем энергию и необходимые вещества такие частицы получают от окружающей среды, например, раковой клетки.

 

Авторы протестировали разработку в культуре клеток, а также в организме мышей. Частицы успешно справились с опухолью. За процессом следили в реальном времени при помощи флуоресценции синтетических клеток. «На основе различных ДНК можно создавать частицы, производящие большое разнообразие медикаментов, — говорит Ави Шредер, руководитель коллектива. — Их активацию можно настраивать, то есть производство белка может начинаться с учетом условий окружающей среды. Таким образом, мы делаем важный шаг в направлении персонализированной медицины, подстраивающей лечение под генетические особенности каждого пациента».

 

4. В МФТИ исследовали нанокаркас для клеток сердца

Биофизики изучили структуру подложки из полимерных нановолокон и механизм её взаимодействия с сердечными клетками крыс. Эти исследования проводятся для создания регенеративной ткани сердца. Ученые выяснили, что мышечные клетки — кардиомиоциты — при росте обволакивают нановолокна, а клетки соединительной ткани — фибробласты — опираются на нановолокна с одной стороны. Статья с результатами опубликована в журнале Acta Biomaterialia. Работа была проведена в лаборатории биофизики возбудимых систем МФТИ в сотрудничестве с коллегами из ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр трансплантологии и искусственных органов им. В. И. Шумакова» и Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН в городе Пущино.

Профессор К. Агладзе

 

Руководитель лаборатории биофизики возбудимых систем МФТИ профессор Константин Агладзе рассказывает: «При помощи трёх независимых методов мы показали, что кардиомиоциты, развиваясь на подложке из нановолокон, покрывают их со всех сторон и в большинстве случаев приобретают форму „футляра“. Фибробласты же имеют более жёсткую структуру и меньшую площадь взаимодействия с нановолокнами, поскольку опираются на них лишь с одной стороны».

 

Задачей регенеративной медицины является восстановление повреждённых или утраченных органов человеческого организма. Тканевая инженерия часто является единственным способом, позволяющим восстановить функции такого важного органа, как сердце, и добиться реабилитации человека. Учёным при создания ткани для «заплаток» органов необходимо исследовать не только свойства самих клеток ткани, но и их взаимодействие с подложкой, окружающим питательным раствором и соседними клетками.

 

Правильная опора — залог успеха

Основополагающую роль при росте, развитии и формировании регенерирующей ткани играет подложка, на которой выращиваются клетки. Исследователи выращивают клетки сердечных тканей на матрице из полимерных нановолокон. Последние могут иметь различную эластичность, электропроводимость и дополнительные «умные» функции, позволяющие в определённый момент развития клеток выпускать молекулы активных веществ. Нановолокна призваны имитировать внеклеточный матрикс — внешнюю поверхность клеток, осуществляющую структурную поддержку. Кроме этого, через них можно вводить вещества для биохимического воздействия на окружающие клетки. Поэтому для правильного выбора свойств нановолокон, приближающих искусственную систему к структурам in vivo (то есть «внутри живого организма»), необходимо изучить механизм их взаимодействия на наноуровне.

 

Что под микроскопом?

Для определения структуры и механизма взаимодействия сердечных клеток и нановолокон последовательно проводились три этапа исследований.

 

Сначала учёные рассмотрели строение кардиомиоцитов и фибробластов, выращенных на подложке из нановолокон с помощью конфокальной лазерно-сканирующей микроскопии. Этот метод основан на точечной подсветке мельчайших сегментов клетки, дающих изображения микрометровых частей, и постепенном «сканировании» по всему её периметру. Структуры кардиомиоцитов и фибробластов (ядро, компоненты цитоскелета эукариотических клеток) и нановолокна были предварительно помечены флюоресцентными антителами. Учёные получили 3D-изображения клеток и увидели, что оба типа клеток вытянуты вдоль нановолокон и имеют веретенообразную форму. Однако полученные данные не позволили рассмотреть непосредственно поверхность взаимодействия нановолокон с клетками.

 

Далее исследователи произвели  ультратонкие срезы перпендикулярно направлению нановолокон и сделали «фотографии» методом просвечивающей электронной микроскопии. В ходе исследования, через нарезанные образцы пропускался пучок электронов, а приёмник, находящийся за объектом, фиксировал достигшие его электроны. Количество долетевших до приёмника электронов зависит от свойств и толщины материала. Различные клеточные структуры неодинаково поглощают проходящий пучок электронов. Биофизики увидели, что кардиомиоциты охватывают нановолокна со всех сторон, оставляя их посередине клетки. Однако при этом нановолокна всё же полностью отделены от клеточной цитоплазмы мембраной.

 

Фибробласты не обволакивают нановолокна, а лишь опираются на них с одной стороны. Также на микрофотографиях электронной микроскопии видно, что ядра фибробластов менее эластичны по сравнению с другими клеточными структурами, что уменьшает пластичность клеток и способность к растяжению вдоль нановолокон.

 

Просвечивающая электронная микроскопия позволила увидеть, что происходит на срезе. С помощью зондовой томографии учёные создали полноценную 3D-модель. Клетки, выросшие на подложке из нановолокон, были нарезаны на пластины толщиной 120 нм. Структуру их поверхностей изучили с помощью кремниевого зонда, а затем виртуально  воссоздали.

 

Повышенное сцепление кардиомиоцитов

Исследователи выделили несколько важных аспектов механизма взаимодействия клеток с подложкой.

 

Во-первых, повышенная механическая адгезия — сцепление подложки из нановолокон и кардиомиоцитов — способствует стабильности клеток на подложке. Значит, сердечная ткань (кардиомиоциты) при росте будут прочнее держаться на подложке. Ткань из фибробластов будет менее стабильно держаться на подложке.

 

Второе, что следует из результатов исследования: использование дополнительных функций подложки, таких как испускание регуляторных молекул (белков, активирующих процесс роста клеток) тоже будет отличаться у кардиомиоцитов и фибробластов. В случае кардиомиоцитов, обволакивающих нановолокна, испускаемое вещество будет полностью и без потерь диффундировать через клеточную мембрану в цитоплазму. А для фибробластов необходимо учитывать потери за счёт диффундирования в среду, окружающую клетки при росте.

 

И третье: кардиомиоциты полностью обволакивают нановолокна и изолируют их от жидкости, в которой они развиваются. Поэтому полное погружение нановолокон в клетки кардиомиоцитов, ответственных за передачу электромагнитных волн и, соответственно, за сокращения сердца, позволит тестировать электрическую проводимость клеток.

 

Данное исследование и дальнейшее понимание механизма взаимодействия сердечных клеток с подложкой позволят успешно создавать нановолокна для формирования необходимых свойств клеток и, соответственно, регенеративных (регенерирующих) тканей.

 

5. Ученые выяснили, каким образом алкоголь вызывает агрессию

Сканирование методом функциональной магнитно-резонансной томографии помогло выявить зоны мозга, связанные с агрессией, возникающей под воздействием алкоголя. Исследование опубликовано в журнале Cognitive, Affective & Behavioral Neuroscience.

Кадр из фильма "Бойцовский клуб"

 

Исследователи из Австралии и Германии обнаружили регионы мозга, в которых зарождается агрессия, вызванная приемом алкоголя. Эксперимент с участием 50 мужчин показал, что такая агрессия связана с нарушениями работы префронтальной коры головного мозга. В норме эта зона отвечает за исполнительные функции мозга, в том числе планирование и самоконтроль.

 

Участниками опыта стали 50 здоровых мужчин в возрасте от 18 до 30 лет. Перед экспериментом участникам раздали напитки: 23 человека пили водку с тоником, 27 — безалкогольное «плацебо». Затем мужчинам предложили сыграть в соревновательную игру на скорость реакции, находясь в аппарате функциональной магнитно-резонансной томографии. На самом деле игра была тестом на агрессивное поведение.

 

От участников требовалось нажимать на кнопку, когда на экране перед ними появлялся цветной квадрат, при этом необходимо было действовать быстрее, чем противник. Мужчинам объяснили, что их соперниками будут такие же участники опыта, однако на деле функции соперника выполнял искусственный интеллект. Каждый раз, когда участник проигрывал, в качестве «наказания» звучал неприятный громкий шум. Если человек выигрывал, он мог сам выбрать уровень громкости шума для своего оппонента. Также при выигрыше ему показывали, какой уровень «выбрал» для него противник.

 

У мужчин, выпивших коктейль, фМРТ-сканирование показало значительное снижение активности префронтальной коры во время принятия агрессивных решений. Особенно снизилась активность дорсолатеральной и дорсомедиальной префронтальной коры — зон, связанных с рабочей памятью и способностью сдерживать реакции на раздражители. Исследователи пишут: «Вероятно, агрессия возникает, когда воздействие алкоголя фокусирует внимание на “провоцирующих” сигналах (шуме) и отвлекает от “запрещающих” сигналов (общепринятых норм поведения, осуждающих агрессию)».

 

По материалам Naked Science (1, 2, 5), Индикатор (3), Научная Россия (5)

#медицина, #естественные_науки, #наукороссия

Избранное
Чтобы оставить комментарий, вам нужно авторизоваться
с помощью аккаунта в соц.сети
Включите премодерацию комментариев
Все комментарии к этому посту будут опубликованы только после вашего подтверждения. Подробнее о премодерации