Ученые из США смогли отредактировать геном SIV-вируса у приматов, который по своей природе близок к ВИЧ. Таким образом, специалисты показали возможный способ борьбы с вирусом иммунодефицита человека.

К теме Победить рак: 10 важных шагов, которые предприняло человечество в 2020 году

SIV-вирус – что это?
Вирус, который вызывает устойчивые инфекции у многих видов приматов (за исключением человека).

Команда ученых разработала конструкцию для редактирования генов CRISP-Cas9, которые специфичны для SIV. На клеточной культуре удалось подтвердить эффективность работы конструкции, которая отщепляла интегрированную ДНК вируса от ДНК клетки-хозяина без повреждения соседних генов. Далее эту конструкцию помещали в носитель аденоассоциированного вируса – AAV9 (ученые предполагают, что он не вызывает заболевания у человека) для того, чтобы была возможность вводить его в вену инфицированным SIV макакам. Через 3 недели после введения AAV9-CRISP-Cas9 у группы инфицированных макак отобрали образцы крови и тканей. В результате поэтапное отсечение ДНК SIV из тканей и клеток крови происходило с высокой эффективностью.

Открытие данного метода дает надежду ученым использовать его для активной и эффективной борьбы с ВИЧ.

COVID-19 – инфекционное заболевание, источником распространения которого стал китайский город Ухань. Быстрое распространение вируса вызвало пандемию. Это стало толчком к быстрой разработке вакцины, над которой сейчас работают ученые со всего мира. 2020 год стал годом самых быстрых разработок вакцин за всю историю человечества.

Сейчас работа над вакциной ведется в США и Европе. Разработчики американо-немецкой вакцины (компании Pfizer и BioNTech) опубликовали результаты исследований, которые показали высокую эффективность. Официальное название вакцины – BNT162b2, она создана на основе матричной РНК(мРНК). BNT162b2 создает иммунитет против коронавируса за счет наличия в своем составе липидных наночастиц, внутри которых содержится мРНК. Попав в организм человека, эта мРНК начинает кодировать S-белок коронавируса. После этого белок попадает в кровоток, где клетки иммунитета человека начинают его атаковать, вырабатывая антитела. Есть предположение, что BNT162b2 будет эффективна против нового штамма коронавируса.

Между тем американская фармацевтическая компания Moderna утверждает, что эффективность вакцины, которую они разработали, составляет 94,1%. Препарат был создан на основе мРНК. Это метод, который кодирует специфические белки и препятствует размножению SARS-CoV-2 в клетках организма человека.

Pfizer, BioNTech и Moderna сегодня являются лидерами в разработке вакцины против SARS-CoV-2. Но шведско-британская фармацевтическая компания AstraZeneca совместно с Оксфордским университетом, а также компания Sanofi и Sinovac тоже работают над созданием вакцины и планируют в ближайшее время получить одобрение.

Стоит заметить, что в Украине тоже работают над разработкой вакцины против коронавируса. В частности, уже пройден этап проверки на живых клетках. Но впереди еще 3 фазы испытаний и не исключено, что примерно через год Украина будет иметь собственную вакцину, которая поможет в борьбе с пандемией.

Создание вакцины против SARS-CoV-2 – одна из важнейших задач в медицине в 2020 году. По состоянию на конец декабря есть 57 зарезервированных кадидатов на вакцины. И хотя уже разработанные препараты показывают высокую эффективность и дают надежду на победу над COVID-19, стоит помнить основные правила профилактики заболевания: соблюдение правил личной гигиены, использование средств индивидуальной защиты и соблюдение социальной дистанции.

вакцина проти коронавірусу
2020 год стал годом самых быстрых разработок вакцин за всю историю человечества / Фото Unsplash

Также на тему Как человечество боролось с коронавирусом в 2020 году: победы и поражения

Ученые создали препарат против рецидива рака, эффективность которого составила 100%. Сделать это удалось, объединив 2 метода лечения рака в 1: одна часть состоит из белковой молекулы GM-CSF, которая стимулирует развитие и концентрацию дендритных клеток для поглощения антигенов опухолей с Т-клетками, а вторая содержит в себе химиотерапевтический препарат доксорубицин, присоединенный к пептиду iRGD. Дело в том, что по отдельности эти составляющие либо слишком токсичны, либо не эффективны против определенных типов опухолей.

После удаления первичной опухоли препарат вводили мышам. Каждая из них выжила без метастазов после повторных инъекций раковых клеток. Также оказалось, что вакцина не только активирует дендритные клетки, но и меняет микросреду опухоли, чтобы иммунная система получила повышенный доступ к очагу рака. А еще ученые утверждают, что эта вакцина создает иммунную память, что помогает предотвратить дальнейшие рецидивы.

Медицина не стоит на месте, поэтому не трудно представить себе день, когда роботы-стоматологи будут ставить пломбы, а кариес можно будет удалить еще до того, как прорежется первый зуб. Стоматология находится на грани новых открытий, и вот одни из самых интересных, которые начали активно применять в этом году.

  • Умные зубные щетки
    Первые такие щетки уже появились в продаже. С помощью Bluetooth щетка подключается к смартфону, в котором загружается специальное приложение, которое отслеживает, как пользователь чистит зубы. Также умная щетка создает 3D-карту ротовой полости, на которой отмечается, как и какие зубы чистятся. Для детей предусмотрен игровой режим, который поможет правильно и регулярно чистить зубы.
  • 3-D печать
    3-D принтеры уже активно используют в стоматологии. Большое значение они имеют в зуботехнических лабораториях. Раньше изготовление моделей зубов занимало много времени. Использование 3-D печати позволяет полностью автоматизировать этот процесс. Также 3-D принтер можно использовать для производства брекетов.
  • Синтетическая зубная эмаль
    Специалисты из Китая создали искусственную зубную эмаль, которую можно наносить на участки зуба без натуральной эмали. Синтетическая эмаль идентична натуральной и полностью имитирует ее естественную структуру. Ученые синтезировали кластеры основного компонента эмали – фосфата кальция. Лабораторные исследования показали, что искусственная эмаль закрепляется на кристаллах гидроксиапатита, который является основной минеральной составляющей зубов и формирует на них плотную пленку. Образованная кристаллическая пленка по прочности и стойкости к истиранию не уступает естественной зубной эмали. Использование новейших технологий в области стоматологии значительно улучшит ее уровень и позволит решить проблему нехватки квалифицированных специалистов.

В этом году Нобелевскую премию по физиологии и медицине присудили Майклу Гоутену, Харви Джеймсу Альтеру и Чарльзу Райсу. Свою награду ученые получили за открытие вируса гепатита С, который вызывает одно из самый опасных заболеваний, поражающее печень. Благодаря этому исследованию теперь возможно лечить гепатит С, проводить анализ крови и использовать новые препараты для лечения.

Напомним, что в прошлом году Нобелевскую премию получили Уильям Келин, Грегг Семенци и Петер Ратклифф за исследование реакции и адаптации клеток организма к наличию у них кислорода.

Американское управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов одобрило использование препарата Inmazeb для лечения лихорадки Эбола.

Inmazeb разработан американской фармацевтической компании Regeneron Pharmaceuticals. Препарат представляет собой смесь из трех моноклональных антител, которые связывают молекулы гликопротеина на поверхности. Такой механизм работы Inmazeb препятствует проникновению вирусных частиц в клетки организма-хозяина. Исследования показали, что данное средство снижает смертность от Эболы с 51% до 34%.

Новый препарат – важное открытие ученых, которое позволит эффективно бороться с такой тяжелой болезнью и спасать жизни людей.

Американские биологи модифицировали токсин ядовитых насекомых и сделали его безопасным для человеческого организма.

Антибиотики стали одним из наиболее важных открытий в истории медицины. Это позволило эффективно бороться со многими бактериальными заболеваниями и спасти миллионы человеческих жизней. Но большинство возбудителей болезней способны мутировать, и это делает их резистентными к большому спектру антибиотиков. Это вынуждает ученых к поискам новых антибактериальных препаратов.

Данная проблема подтолкнула исследователей Пенсильванского университета к созданию нового перспективного антимикробного препарата на основе яда хищных ос. Октавио Франко и его коллеги выделили из яда токсический пептид мастопаран-L (mast-L). Давно известно, что mast-L проявляет отличные противомикробные свойства, но напрямую использовать его для лечения нельзя, так как он является токсичным для организма человека. Цитотоксичность пептида обеспечивается коротким фрагментом на конце его аминокислотной цепи. Поэтому исследователи модифицировали его, заменив другой полипептидной последовательностью, которая характерна для некоторых антибактериальных препаратов.

Полученная молекула названа мастопаран-МО (mast-MO). Ее эффективность проверили на лабораторных мышах, которых заражали клетками E. coli или резистентным золотистым стафилококком. После этого их лечили mast-MO. Новый препарат показал хорошие результаты: из всей группы исследуемых мышей выжили 80%, причем никакие побочные эффекты выявлены не были.


В 2020 году открыли несколько веществ, которые могут бороться со стойкостью к антибиотикам / Фото Unsplash

Вещество с сильными антибактериальными свойствами

Ученые из Пристонского университета под руководством Джеймса Мартина II, открыли новое вещество, которое обладает сильными антибактериальными свойствами. Результаты исследования свидетельствуют, что данное соединение активно как против грамположительных, так и грамотрицательных бактерий. Действие нового антибактериального средства направлено на метаболизм фолатов и на клеточную мембрану бактерий. Исследование проводили на кишечной палочке, у которой отсутствовал липополисахарид. Среди многих молекул внимание ученых привлекла одна, которая имеет название SCH-79797. Это антагонист рецептора, который активируется ферментом протеазой и локализуется на тромбоцитах, в клетках иммунной системы и эпителия. SCH-79797 повышает способность нейтрофилов разрушать болезнетворные бактерии, что позволяет предполагать его возможность действовать как антибиотик. Во время культурального исследования ученые установили, что SCH-79797 подавляет рост таких грамотрицательных бактерий, как Neisseria gonorrhoeae и Acinetobacter baumannii и грамм положительных бактерий Enterococcus faecalis и Staphylococcus aureus. Исследования in vivo проводились на личинках восковой моли, которые были заражены летальной дозой A. baumanni. Результат показал, что при введении четырехкратной минимальной ингибирующей дозы SCH-79797 снижает токсичность грамотрицательной бактерии A. baumanni, а жизнедеятельность личинок возросла.

За последние 20 лет в медицине открыли 6 новых классов антибактериальных препаратов, но ни один из них не имел влияния на грамотрицательные бактерии. Поэтому открытие учеными нового антибактериального вещества является очень важным для эффективного лечения большого количества болезней.

Интересно Самые интересные мифы о здоровье, которые мы опровергли в 2020 году

Команде ученых из Питсбургского университета удалось вырастить мини-печень из клеток кожи человека. Для этого специалисты перепрограммировали образцы тканей в индуцированные стволовые клетки, разделили их на несколько групп, чтобы распределить по направлениям развития тканей печени. Ученым удалось вырастить новые органы за один месяц с помощью использования биореактора. Выращенную печень пересадили в организм лабораторных крыс. Через несколько дней установили, что печень функционирует нормально, однако есть некоторые проблемы с кровообращением, которые ученые планируют решить в ближайшее время.

В настоящее время рассматривается возможность использования таких имплантов для людей, которые ожидают донорский орган.

Ученые из Колумбийского университета, в Нью-Йорке, вырастили нижнечелюстную кость из стволовых клеток, которые получили из свиного жира. Это говорит о том, что в ближайшее время человечество сможет воспроизвести одну из самых сложных костей человеческого тела в медицинских и косметологических целях.

Для исследования специалисты взяли стволовые клетки из свиного жира, а в качестве замены человеческой челюсти использовали коровьи кости. Из одной части клеток вырастили кость нижней челюсти, а из другой части – хрящевые клетки, которые необходимы для суставов, соединяющих челюсти со скулами.

Выращенные челюсти пересадили подопытным животным – свиньям. В результате исследования обнаружили, что новые органы прижились и функционировали нормально. Теперь исследователи ведут подготовку к проведению исследований на людях, у которых есть проблемы с челюстью, в частности, неправильный прикус. С помощью выращенных костей челюсти респондентов удлинят, что поможет исправить врожденные нарушения прикуса.

Еще одним важным открытием является "сердце из пробирки". Впервые ученым удалось вырастить сердце из стволовых клеток. Сердечные органоиды содержат все типы клеток сердца, функционирующие камеры и сосудистую сетку.

Исследователи отметили, что мини-сердца, которые они вырастили в лаборатории, показывают процесс формирования человеческого сердца. На 6 день наблюдалось сердцебиение органоидов, а на 15 день они превратились в сферу диаметром 1 мм с внутренними камерами и всеми типами сердечных клеток. Ученые уверены, что выращивание мини-сердец даст возможность создавать новые методики лечения сердечных заболеваний и пороков сердца.

пробірки
За 2020 год ученые сделали много важных шагов для трансплантации / Фото Unsplash

Ученые обнаружили, что употребление добавок с витамином D снижает риск развития рака на 17%. Тем не менее, это зависит от индекса массы тела (ИМТ): людям с нормальным и пониженным весом они приносят пользу, а на пациентов с ожирением почти не имеют влияния.

Данное исследование провели специалиты из клиники Бригем энд Уименс. В течение 5-ти лет медики наблюдали за такими группами пациентов: женщины старше 55 лет и мужчины старше 50 лет, у которых не было рака на момент проведения исследования. Пациентов разделили на 4 группы, каждая из которых употребляла витамин D, омега-3 и плацебо в различных комбинациях. Ученые обращали внимание на стадию рака и на индекс массы тела респондентов. Результаты показали, что употребление добавок не влияет на риск возникновения рака, однако, у группы пациентов, которые дополнительно принимали витамин D, значительно снижалась смертность на поздних стадиях. Также медики заметили, что на эффективность препарата влияет ИМТ: общее снижение смертности составило 17%, у респондентов с нормальным и пониженным весом этот показатель достигал 38%, а у добровольцев с ожирением – 0%.