Вчені з США змогли відредактувати геном SIV-вірусу у приматів, який за своєю природою близький до ВІЛ. Таким чином, спеціалісти показали можливий спосіб боротьби з вірусом імунодефіциту людини.

До теми Перемогти рак: 10 важливих кроків, які зробило людство в 2020 році

SIV-вірус – що це?
Вірус, який викликає стійкі інфекції у багатьох видів приматів (за виключенням людини).

Команда вчених розробила конструкцію для редактування генів CRISP-Cas9, які є специфічними для SIV. На клітинній культурі вдалося підтвердити ефективність роботи конструкції, яка відщеплювала інтегровану ДНК вірусу від ДНК клітини-хазяїна без пошкодження сусідніх генів. Далі цю конструкцію поміщали в носій аденоасоційованого вірусу – AAV9 (вчені припускають, що він не викликає захворювання у людини) для того, щоб була можливість вводити його у вену інфікованим SIV макакам. Через 3 тижні після введення AAV9-CRISP-Cas9 у групи інфікованих макак відібрали зразки крові і тканин. У результаті поетапне висічення ДНК SIV з тканин і клітин крові відбувалося з високою ефективністю.

Відкриття даного методу дає надію вченим використовувати його для активної та ефективної боротьби з ВІЛ.

COVID-19 – інфекційне захворювання, джерелом поширення якого стало китайське місто Ухань. Швидке розповсюдження вірусу спричинило пандемію. Це стало поштовхом до швидкого розроблення вакцини, над якою зараз працюють вчені з усього світу. 2020 рік став роком найшвидших розробок вакцин за всю історію людства.

Нині робота над вакциною ведеться у США та Європі. Розробники американсько-німецької вакцини (компанії Pfizer та BioNTech) опублікували результатидосліджень, які показали високу ефективність. Офіційна назва вакцини – BNT162b2, вона створена на основі матричної РНК(мРНК). BNT162b2 створює імунітет проти коронавірусу за рахунок наявності у своєму складі ліпідних наночастинок, всередині яких міститься мРНК. Потрапивши в організм людини ця мРНК починає кодувати S-білок коронавірусу. Після цього білок потрапляє у кровотік, де клітини імунітету людини починають його атакувати, виробляючи антитіла. Є припущення, що BNT162b2 буде ефективна протии нового штамму коронавірусу.

Натомість американська фармацевтична компанія Moderna стверджує, що ефективність вакцини, яку вони розробили, складає 94,1%. Препарат був створений на основі мРНК. Це метод, який кодує специфічні білки та перешкоджає розмноженню SARS-CoV-2 у клітинах організму людини.

Pfizer, BioNTech та Moderna сьогодні є лідерами у розробці вакцини проти SARS-CoV-2. Але шведсько-британська фармацевтична компанія AstraZeneca спільно з Оксфордським університетом, а також компанія Sanofi та Sinovac теж працюють над створенням вакцини та планують в найближчий час отримати схвалення.

Варто зауважити, що в Україні також працюють над розробкою вакцини проти коронавірусу. Зокрема, вже пройдено етап перевірки на живих клітинах. Але попереду ще 3 фази випробувань і цілком не виключено, що приблизно через рік Україна матиме власну вакцину, яка допоможе в боротьбі з пандемією.

Створення вакцини проти SARS-CoV-2 – одне з найважливіших завдань у медицині у 2020 році. Станом на кінець грудня є 57 зареєтрованих кадидатів на вакцин. І хоч вже розроблені препарати показують високу ефективність та дають надію на перемогу над COVID-19, варто пам'ятати основні правила профілактики захворювання: дотримання правил особистої гігієни, використання засобів індивідуального захисту та дотримання соціальної дистанції.

вакцина проти коронавірусу
2020 рік став роком найшвидших розробок вакцин за всю історію людства / Фото Unsplash

Також на тему Як людство боролося з коронавірусом у 2020 році: перемоги та поразки

Вчені створили препарат проти рецидиву раку, ефективність якого склала 100%. Зробити це вдалося, об'єднавши 2 методи лікування раку в 1: одна частина складається з білкової молекули GM-CSF, яка стимулює розвиток і концентрацію дендритних клітин для поглинання антигенів з пухлин Т-клітинами, а друга містить у собі хімієтерапевтичний препарат доксорубіцин, приєднаний до пептиду iRGD. Річ у тім, що окремо ці складники або ж занадто токсичні, або не ефективні проти певних типів пухлин.

Після видалення первиннної пухлини препарат вводили мишам. Кожна з них вижила без метастазів після повторних ін'єкцій ракових клітин. Також виявилось, що вакцина не тільки активує дендритні клітини, але і змінює мікросередовище пухлини, щоб імунна система отримала підвищений доступ до вогнища раку. А ще вчені стверджують, що ця вакцина створює імунну пам'ять, що допомагає забопігти подальшим рецидивам.

Медицина не стоїть на місці, тому не важко уявити собі день, коли роботи-стоматологи будуть ставити пломби, а карієс можна буде видалити ще до того, як проріжеться перший зуб. Стоматологія знаходиться на межі нових відкриттів і ось одні з найцікавіших, які почали активно застосовувати у цьому році.

  • Розумні зубні щітки
    Перші такі щітки вже з'явилися у продажі. За допомогою Bluetooth щітка підключається до смартфону, у якому завантажується спеціальний додаток, що відслідковує, як користувач чистить зуби. Також розумна щітка створює 3D-карту ротової порожнини, на якій відмічається, як і які зуби чистяться. Для дітей передбачений ігровий режим, який допоможе правильно та регулярно чистити зуби.
  • 3-D друк
    3-D принтери вже активно використовують у стоматології. Велике значення вони мають у зуботехнічних лабораторіях. Раніше виготовлення моделей зубів займало багато часу. Використання 3-D друку дозволяє повністю автоматизувати цей процес. Також 3-D принтер можна використовувати для виробництва брекетів.
  • Синтетична зубна емаль
    Спеціалісти з Китаю створили штучну зубну емаль, яку можна наносити на ділянки зуба без натуральної емалі. Синтетична емаль ідентична натуральній та повністю імітує її природну структуру. Вчені синтезували кластери основного компоненту емалі – фосфату кальцію. Лабораторні дослідження показали, що штучна емаль закріплюється на кристалах гідроксиапатиту, який є основною мінеральною складовою зубів та формує на них щільну плівку. Утворена кристалічна плівка по міцності та стійкості до стирання не поступається природній зубній емалі. Використання новітніх технологій у галузі стоматології значно покращить її рівень та дасть змогу вирішити проблему нестачі кваліфікованих спеціалістів.

Цього року Нобелівську премію з фізіології та медицини присудили Майклу Гоутену, Гарві Джеймсу Альтеру та Чарльзу Райсу. Свою нагороду вчені отримали за відкриття вірусу гепатиту С, який спричиняє одне з самий небезпечних захворювань, що уражає печінку. Завдяки цьому дослідженню тепер можливо лікувати гепатит С, проводити аналіз крові та використовувати нові препарати для лікування.

Нагадаємо, що минулого року Нобелівську премію отримали Вільям Келін, Грегг Семенці та Петер Раткліфф за відкриття реакції живих клітин на наявність або відсутність кисню.

Американське управління за санітарним наглядом якості харчових продуктів та медикаментів ухвалило використання препарату Inmazeb для лікування лихоманки Ебола.

Inmazeb розроблений американською фармацевтичною компанію Regeneron Pharmaceuticals. Препарат представляє собою суміш із трьох моноклональних антитіл, які зв'язують молекули глікопротеїну на поверхні. Такий механізм роботи Inmazeb перешкоджає проникненню вірусних частинок в клітини організму-хазяїна. Дослідження показали, що даний засіб знижує смертність від Еболи від 51% до 34%.

Новий препарат – важливе відкриття вчених, яке дозволить ефективно боротися з такою важкою хворобою та врятувати життя людей.

Американські біологи модифікували токсин отруйних комах та зробили його безпечним для людського організму

Антибіотики стали одним з найбільш важливих відкриттів у історії медицини. Це дало змогу ефективно боротися з багатьма бактеріальними захворюваннями та врятувати мільйони людських життів. Але більшість збудників хвороб здатні мутувати і це робить їх резистентними до великого спектру антибіотиків. Це змушує вчених до пошуків нових антибактеріальних препаратів.

Дана проблема наштовхнула дослідників Пенсільванського університету до створення нового перспективного антимікробного препарату на основі отрути хижих ос. Октавіо Франко та його колеги виділили з отрути токсичний пептид мастопаран-L (mast-L). Давно відомо, що mast-L проявляє чудові протимікробні властивості, але напряму використовувати його для лікування не можна, так як він є токсичним для організму людини. Цитотоксичність пептиду забезпечується коротким фрагментом на кінці його амінокислотного ланцюга. Тому, дослідники модифікували його, замінивши на іншу поліпептидну послідовність, яка є характерною для деяких антибактеріальних препаратів.

Отриману молекулу названо мастопаран-МО (mast-MO). Її ефективність перевірили на лабораторних мишах, яких заражали клітинами E. coli або резистентним золотистим стафілококом. Після цього їх лікували mast-MO. Новий препарат показав хороші результати: з усієї групи досліджуваних мишей вижило 80%, при чому, ніяких побічних ефектів виявлено не було.


У 2020 році відкрити відкрили декілька речовин, які можуть боротися зі стійкістю до антибіотиків / Фото Unsplash

Речовина з сильними антибактеріальними властивостями

Вчені з Прістонського університету під керівництвом Джеймса Мартіна ІІ, відкрили нову речовину, яка володіє сильними антибактеріальними властивостями. Результати дослідження свідчать, що дана сполука активна як проти грампозитивних, так і грамнегативних бактерій. Дія нового антибактеріального засобу спрямована на метаболізм фолатів та на клітинну мембрану бактерій. Дослідження проводили на кишечній паличці, у якої був відсутній ліпополісахарид. Серед багатьох молекул, увагу вчених привернула одна, яка має назву SCH-79797. Це антагоніст рецептору, який активується ферментом протеазою та локалізується на тромбоцитах, у клітинах імунної системи та епітелію. SCH-79797 підвищує здатність нейтрофілів руйнувати хвороботворні бактерії, що дає змогу припускати його можливість діяти як антибіотик. Під час культурального дослідження, вчені встановили, що SCH-79797 пригнічує ріст таких грамнегативних бактерій як Neisseria gonorrhoeae і Acinetobacter baumannii та грам позитивних бактерій Enterococcus faecalis і Staphylococcus aureus. Дослідження in vivo проводились на личинках воскової молі, які були заражені летальною дозою A. baumanni. Результат показав, що при введені чотирикратної мінімальної інгібуючої дози SCH-79797 знижує токсичність грамнегативної бактерії A. baumanni, а життєдіяльність личинок зросла.

За останні 20 років у медицині затвердили 6 нових класів антибактеріальних препаратів, але жоден з них не мав впливу на грамнегативні бактерії. Тому відкриття вченими нової антибактеріальної речовини є дуже важливим для ефективного лікування великої кількості хвороб.

Цікаво Найцікавіші міфи про здоров'я, які ми спростували у 2020 році

Команді вчених з Пітсбургського університету вдалося виростити міні-печінку з клітин шкіри людини. Для цього спеціалісти перепрограмували зразки тканин в індуковані стовбурові клітини, розділили їх на декілька груп, щоб розподілити по напрямках розвитку тканин печінки. Вченим вдалося виростити нові органи за один місяць за допомогою використання біореактору. Вирощену печінку пересадили в організм лабораторних щурів. Через декілька днів встановили, що печінка функціонує нормально, проте є деякі проблеми з кровообігом, які вчені планують вирішити у найближчий час.

На даний час розглядається можливість використання таких імплантів для людей, які очікують донорський орган.

Вчені з Колумбійського університету, що у Нью-Йорку, виростили нижньощелепну кістку з стовбурових клітин, які отримали зі свинячого жиру. Це говорить про те, що у найближчий час людство матиме змогу відвтворити одну з найскладніших кісток людського тіла у медичних та косметологічних цілях.

Для дослідження спеціалісти взяли стовбурові клітини зі свинячого жиру, а як заміну людської щелепи використали коров'ячі кістки. З однієї частини клітин виростили кістку нижньої щелепи, а з іншої частини – хрящові клітини, які необхідні для суглобів, що з'єднують щелепи з вилицями.

Вирощені щелепи пересадили піддослідним тваринам – свиням. У результаті дослідження виявили, що нові органи прижилися та функціонували нормально. Тепер дослідники ведуть підготовку до проведення досліджень на людях, у яких є проблеми з щелепою, зокрема, неправильний прикус. За допомогою вирощених кісток щелепи респондентів видовжать, що допоможе виправити вроджені порушення прикусу.

Ще одним важливим відкриттям є "серце з пробірки". Вперше, вченим вдалося виростити серце з стовбурових клітин. Серцеві органоїди містять усі типи клітин серця, функціонуючі камери та судинну сітку.

Дослідники зазначили, що міні-серця, які вони виростили в лабораторії, показують процес формування людського серця. На 6 день спостерігалось серцебиття органоїдів, а на 15 день вони перетворились на сфери діаметром 1 мм з внутрішніми камерами та всіма типами серцевих клітин. Вчені впевнені, що вирощування міні-сердець дасть можливість створювати нові методики лікування серцевих захворювань та вад серця.

пробірки
За 2020 рік вчені зробили багато важливих кроків для трансплантації / Фото Unsplash

Вітамін D зміг знизити ризик розвитку раку на пізніх стадіях

Вчені виявили, що вживання добавок з вітаміном D знижують ризик розвитку раку на 17%. Проте, це залежить від індексу маси тіла (ІМТ): людям з нормальною та зниженою вагою вони приносять користь, а на пацієнтів з ожирінням майже не мають впливу.

Дане дослідження провели спеціаліти з клініки Брігем енд Уіменс. Протягом 5-ти років медики спостерігали за такими групами пацієнтів: жінки, які старші 55 років, та чоловіки – старші 50 років, у яких не було раку на момент проведення дослідження. Пацієнтів поділили на 4 групи, кожна з яких вживала вітамін D, омега-3 та плацебо у різних комбінаціях. Вчені звертали увагу на стадію раку та на індекс маси тіла респондентів. Результати показали, що вживання добавок не впливає на ризик виникнення раку, проте, у групи пацієнтів, які додатково приймали вітамін D, значно знижувалась смертність на пізніх стадіях. Також медики помітили, що на ефективність препарату впливає ІМТ: загальне зниження смертності склало 17%, у респондентів з нормальною та зниженою вагою цей показник досягав 38%, а у добровольців з ожирінням – 0%.