1. Narządy do przeszczepu zostaną wydrukowane w 3D
Grupa naukowców z Imperial College London i King's College London opracowała nową technikę drukowania 3D narządów i tkanek ludzkich. Wykorzystują niskie temperatury (zamrażanie) do tworzenia struktur podobnych pod względem właściwości mechanicznych do tkanek mózgu, płuc i innych narządów. Naukowcy mają nadzieję, że technologia ta z powodzeniem zostanie również wykorzystana do regeneracji (naprawy) uszkodzonej tkanki bez zwiększania ryzyka odrzucenia przeszczepu.
Przy pomocy tej metody naukowcy z Newcastle (Wielka Brytania) wydrukowali pierwszą sztuczną ludzką rogówkę - przezroczystą warstwę pokrywającą powierzchnię oka. Jego uszkodzenie może znacznie pogorszyć widzenie, a nawet doprowadzić do ślepoty.
Dlaczego to takie ważne?
Dzięki tej metodzie można rozwiązać tak ważne problemy medyczne, jak odrzucenie przeszczepu, brak narządów i tkanek dawcy, a nawet ślepota.
2. Nanomolekuły do szybko działających leków
Odkrycie nowych cząsteczek do opracowywania leków jest pracochłonnym i czasochłonnym procesem. Chemicy z Uniwersytetu w Los Angeles (UCLA) opracowali nową metodę wykrywania najmniejszych cząsteczek za pomocą mikroskopu elektronowego, która znacznie przyspieszy ten proces. Takie podejście pozwala rozpoznać strukturę nanocząsteczek w zaledwie 30 minut - zamiast wymaganych wcześniej kilku godzin.
Film promocyjny:
Dlaczego to takie ważne?
Mikrocząsteczki (bardzo małe cząsteczki) znajdują się w większości nowoczesnych farmaceutyków. Niewielki rozmiar pozwala cząsteczkom szybko penetrować błony komórkowe i dotrzeć do celu. Oznacza to, że lek zaczyna działać znacznie szybciej.
Od wielu lat promienie rentgenowskie są wykorzystywane do analizy struktury cząsteczek przy opracowywaniu nowych leków. Ta technika nie jest tak wydajna i czasochłonna. „Korzystanie z mikroskopu elektronowego pozwala sfotografować nową strukturę w ciągu kilku minut. Metodę tę można nazwać transformacyjną dla naukowców poszukujących bioaktywnych cząsteczek”- mówi profesor Carolyn Bertozzi z Uniwersytetu Stanforda.
3. Bakterie jelitowe rozwiążą problem braku krwi dawcy
Naukowcy od dawna szukali metody, która pozwoli im szybko przekształcić grupy II, III, IV w I (grupa „uniwersalnego dawcy”). Wydaje się, że poszukiwania zakończyły się sukcesem. Latem 2018 roku naukowcy z University of British Columbia poinformowali, że enzym, który odkryli w ludzkim jelicie, może przekształcić grupy krwi II i III w I grupy krwi 30 razy szybciej niż poprzednio stosowane. Jak wyjaśniają naukowcy, wynika to z faktu, że przemiana węglowodanów w białka mukoproteinowe przez bakterie jelitowe jest bardzo podobna do procesu usuwania węglowodanów z powierzchni krwinek czerwonych (erytrocytów).
Naukowcy od dawna szukali metody, która szybko przekształci grupy krwi II, III, IV w I. Zdjęcie: GLOBAL LOOK PRESS.
Dlaczego to takie ważne?
Grupę krwi określają węglowodany znajdujące się na powierzchni czerwonych krwinek, zwane antygenami. Jeśli przetoczysz pacjentowi z grupą III niezgodną grupę krwi, na przykład grupę krwi II, organizm zacznie wytwarzać przeciwciała atakujące krwinki czerwone z „niewłaściwej” grupy.
Grupa I jest „uniwersalnym dawcą”, ponieważ nie ma antygenów na powierzchni erytrocytów.
Aby udowodnić skuteczność i bezpieczeństwo tej metody u ludzi, potrzebne są dodatkowe badania kliniczne. Ale jeśli metoda zadziała, rozwiąże problem braku oddanej krwi.
4. O krok bliżej leczenia choroby Alzheimera
Rok 2018 upłynął pod znakiem kilku odkryć jednocześnie, które skutecznie wyleczą chorobę Alzheimera.
Usunięcie enzymu BACE1. Naukowcy z Cleveland Clinic Lerner Research Institute odkryli, że stopniowe usuwanie enzymu BACE1 całkowicie rozpuszcza płytki amyloidowe (kulki białek, które zakłócają sygnalizację między neuronami) w mózgach myszy z chorobą Alzheimera.
Rok przybliżył naukowcom tajemnicę leczenia choroby Alzheimera. Zdjęcie: GLOBAL LOOK PRESS.
Inżynieria Interneuron. Naukowcy z Instytutu Gladstones w San Francisco przywracali mózgi myszy z chorobą Alzheimera poprzez wszczepianie interneuronów odpowiedzialnych za regulację rytmu mózgu. Wiadomo, że w chorobie Alzheimera biorytmy mózgu są poważnie zaburzone.
Wyjaśniono rolę genu apoE4, genetycznego czynnika ryzyka choroby Alzheimera. Naukowcy z Gladstones Institute odkryli główny genetyczny czynnik ryzyka choroby Alzheimera. Okazało się, że był to gen apoE4. Naukowcy wykazali, że skorygowanie tego genu specjalnymi mikrocząsteczkami przywraca uszkodzone neurony.
Dlaczego to takie ważne?
Od dziesięcioleci naukowcy starają się zrozumieć mechanizmy leżące u podstaw rozwoju choroby Alzheimera. Ponadto w ostatnich latach dużym firmom farmaceutycznym nie udało się opracować nowych leków na tę chorobę. Ostatnie postępy otwierają przed naukowcami nowe możliwości.
5. Zwycięstwo nad rakiem będzie wygrane
W 2018 roku Nagroda Nobla w dziedzinie medycyny została przyznana Jamesowi Allisonowi i Tasuk Honjo za przełomowe odkrycie, że własna odporność człowieka może zwalczać komórki rakowe. W oparciu o ten rozwój naukowy są już produkowane leki do leczenia guzów nowotworowych.
Dlaczego to takie ważne?
Odkrycie Jamesa Ellisona i Tasuku Honjo nie jest nowe. Został wykonany w latach 90. ubiegłego wieku, ale dopiero teraz został uznany za rewolucyjny w walce z rakiem.
6. Komórki mózgowe z krwinek
Po raz pierwszy naukowcom udało się przeprogramować ludzkie komórki krwi w komórki macierzyste układu nerwowego, podobne do komórek zarodka. Powstałe komórki mogą się dzielić samodzielnie. Odkrycie należy do naukowców z Niemieckiego Centrum Badań nad Rakiem i Instytutu Komórek Macierzystych w Heidelbergu.
Dlaczego to takie ważne?
Wcześniejsze próby naukowców pozyskiwania komórek macierzystych układu nerwowego z krwinek zakończyły się niepowodzeniem (komórki nie mogły się dzielić w warunkach laboratoryjnych), w związku z czym zastosowano je w leczeniu chorób. Odkrycie niemieckich naukowców daje nowe możliwości w leczeniu chorób takich jak udar, choroba Parkinsona czy pląsawica Göttingtona.
7. Sztuczna odporność
Biologom z Uniwersytetu w Los Angeles udało się uzyskać pierwsze sztuczne ludzkie komórki odpornościowe zdolne do zwalczania infekcji i guzów nowotworowych, a także te naturalne. Sztuczne limfocyty T (rodzaj limfocytów) mają taki sam rozmiar, kształt i funkcje jak naturalne komórki odpornościowe.
Dlaczego to takie ważne?
Bez komórek układu odpornościowego nie bylibyśmy w stanie przetrwać. Rozwój sztucznych limfocytów T to ogromny krok w kierunku nowych metod leczenia nowotworów złośliwych i chorób autoimmunologicznych (reumatoidalne zapalenie stawów, stwardnienie rozsiane itp.)
8. Pierwsze dzieci zmodyfikowane genetycznie
W listopadzie 2018 roku chiński naukowiec He Jiangkui ogłosił narodziny pierwszych genetycznie zmodyfikowanych bliźniaków na świecie. Przy pomocy technologii CRISPR z DNA embrionu usunięto część genu odpowiedzialnego za przenikanie wirusa niedoboru odporności do organizmu człowieka. Zdaniem naukowca bliźnięta nie są podatne na tego typu infekcje. He Jiangkui był ostro krytykowany przez społeczność naukową, ponieważ edytowanie genów embrionów jest prawnie zabronione. Co więcej, modyfikacja genów może powodować nieprzewidywalne mutacje i zostanie przekazana przyszłym pokoleniom. Dalsze losy naukowca nie są jeszcze znane. Według niektórych źródeł może być aresztowany.
Dlaczego to takie ważne?
Edycja ludzkich genów skłoniła naukowców do zastanowienia się nad etyczną stroną tej metody. Z drugiej strony jego wdrożenie może pomóc rozwiązać problemy chorób dziedzicznych, takich jak mukowiscydoza, hemofilia, dystrofia mięśniowa Duchenne'a i wiele innych.
KARINA GYAMJYAN