10 největších lékařských průlomů roku 2015

Vědci měli náročný rok, rok 2015 je zvláště produktivní rok pro medicínu. Měli jsme vzrušující objevy, průlomové technologie a nové aplikace pro stávající produkty. Tady je 10 lékařských titulků od roku 2015, které jistě významně ovlivní svět v nadcházejících letech.

10 Objev Teixobactinu

V roce 2014 Světová zdravotnická organizace varovala, že svět vstupuje do éry antibiotík, a měli pravdu. Nenalezli jsme nové antibiotikum, které bylo skutečně užíváno jako lék od roku 1987, téměř před 30 lety. Infekce odolné vůči drogám se stávají stále častějším problémem. Ale v roce 2015 objevili vědci objev, který byl popsán jako "měnič hry"

Vědci objevili novou třídu antibiotik s 25 novými antimikrobiálními látkami, mezi nimi i silnou látku s názvem teixobactin. Toto nové antibiotikum zabíjí mikroby tím, že blokuje jejich schopnost vytvářet buněčné stěny, takže mikrobi nemohou vyvinout rezistenci vůči léku. Zatím se teixobactin ukázal jako účinný při zabíjení MRSA a několika chyb, které způsobují tuberkulózu.

Možná je ještě důležitější, že tým za objevem použil nový způsob růstu antibiotik, aby získal tyto výsledky. Vytvořili "subteranský hotel", kde je každá věž (nebo "místnost") oddělena od ostatních a obsahuje jednu bakterie.

To, že je hotel umístěn do půdy, dovoluje, aby se mnoho antibiotik pěstovalo v laboratořích, které dříve nebyly schopné tak učinit. Pokud jde o teixobactin, slibné testy na myších vedou k lidskému testování, které by mělo začít v roce 2017.

9 Lékaři rozvíjejí hlasové šňůry od začátku

Jedním z nejzajímavějších, futuristických oblastí medicíny je regenerace tkání. V roce 2015 se v seznamu regenerovaných orgánů přidal nový záznam, když doktoři na univerzitě ve Wisconsinu zvětšili lidské hlasové šňůry od začátku.

V čele s Dr. Nathanem Welhemem tým bioinženýroval tkáň, která napodobuje sliznici hlasivky, která představuje chlopně, které vibrují v hrtanu, aby vytvořily lidskou řeč. Dárcovské buňky pocházejí od pěti lidských pacientů a byly pěstovány v laboratoři po dobu dvou týdnů. Pak byly připojeny k laryngům pomocí falešných větru.

Vědci popsali zvuk vytvořený šňůrami jako "zvuk jako" jako robotický kazoo. To však odpovídá zvuku, který by byl normálně generován skutečnými lidskými vokálními kabely v izolaci. S pomocí dodatečných struktur, jako je hrdlo nebo ústa, jsou vědci přesvědčeni, že laboratorní hlasové šňůry mohou odpovídat zvukům vytvořeným reálnými šňůrami.

V poslední fázi experimentu vědci testovali, zda myši navržené s lidským imunitním systémem odmítnou tkáň. Naštěstí to nebylo a Welham si nyní myslí, že tkáň hlasivky je imunoprivilována, což znamená, že nevyvolává reakci imunitního systému.

8 Rakovina léku může pomoci Parkinsonovi utrpení

Tasigna (aka nilotinib) je lék schválený FDA, který se pravidelně používá k léčbě lidí s leukémií. Nicméně nová studie provedená na Georgetown University Medical Center naznačuje, že přípravek Tasigna by mohl být mimořádně účinný při léčbě symptomů Parkinsonovy nemoci tím, že zlepší poznání, motorické dovednosti a nemotorové funkce.

Fernando Pagan, jeden z lékařů, který má na starosti studii, si myslí, že terapie nilotinibem by mohla být první svého druhu k tomu, aby zvrátila kognitivní a motorický pokles u pacientů s neurodegenerativní chorobou, jako je Parkinsonova choroba.

Studie trvala šest měsíců a zahrnovala 12 pacientů, kteří užívali zvyšující se dávky nilotinibu. Všech 11 testovaných subjektů, kteří ukončili studii, mělo z terapie určitý přínos, z nichž 10 hlásilo významné klinické zlepšení.

Primárním cílem této studie byla bezpečnost - zajistit, aby lidské tělo mohlo tolerovat nilotinib bez vedlejších účinků. Použité dávky byly mnohem menší než dávky, které jsou normálně podávány pacientům s leukémií.

I když se tato lék ukázala jako úspěšná, studie byla provedena na malé skupině lidí bez kontrolních nebo placebových skupin. Je zapotřebí více výzkumu, než se Tasigna stane životaschopnou léčbou Parkinsonovy nemoci.

7 Celosvětově první 3-D vytištěná Rib Cage

V posledních letech se trojdimenzionální tisk vyráběl v titulcích tím, že produkoval vzrušující inovace v mnoha oblastech, včetně medicíny. V roce 2015 lékaři ve Španělské nemocnici v Salamance provedli první transplantaci žeber na světě pomocí 3-D-tištěné hrudní náhrady.

Pacient trpěl sarkomem hrudní stěny. Aby se dostali k nádorům a zabránili jejich šíření, museli lékaři odstranit části jeho žeberní klece. Titanový implantát, který nahradil ty chybějící kousky, již existuje.

Nicméně implantát pro velkou část kostry je vyroben z několika komponent, které se mohou časem uvolňovat a vytvářet nové zdravotní komplikace. Navíc kostra každého člověka je jedinečná, což komplikuje perfektní přizpůsobení implantátu.

Lékaři si uvědomili, že 3-D tiskárna může být použita k vytvoření vysoce přizpůsobené struktury titanu, která by lépe odpovídala tomuto konkrétnímu pacientovi. Po získání 3-D CT snímků s vysokým rozlišením vědci použili tiskárnu Arcam v hodnotě 1,3 milionu dolarů, aby úspěšně vytvořili implantát s částmi hrudní kosti a hrudní klece. Operace k fixaci implantátu uvnitř těla šla dobře a pacient se uzdravil.

6 Kožní buňky se obrátily do mozkových buněk

Vědci z Institutu Salk v La Jolle, Kalifornie, měli náročný rok studovat lidský mozek. Vyvinuli metodu přeměny kožních buněk na mozkové buňky a již nalezli několik užitečných aplikací pro tuto novou techniku.

Pro začátečníky našli vědci způsob, jak proměnit vzorky kůže na staré mozkové buňky.To usnadňuje specialistům na Alzheimerovu a Parkinsonovu chorobu studovat mozek, který trpí účinky stárnutí. Historicky byly zvířecí mozky použity pro výzkum, ale existují limity toho, co se můžeme naučit od jiných druhů.

Nedávno byly kmenové buňky pro výzkum. Nicméně, tito lidé zažili proces omlazení během jejich přeměny a nesprávně napodobovali mozek starší osoby.

Jakmile výzkumníci vyvinuli techniku ​​pro umělé vytváření mozkových buněk, specializovali se na výrobu neuronů, které produkují serotonin. Přestože tvoří malou část lidského mozku, spojují se s hlavními poruchami, jako je autismus, schizofrenie a deprese.

Dosud se neurony vyvinuly za laboratorních podmínek a vytvořily jiný chemický mozek známý jako glutamát. Tato nová technika by měla být skutečným požitkem pro vědce, kteří studují duševní nemoci.

5 mužské antikoncepční pilulky

V Japonsku vědci na Výzkumném ústavu pro mikrobiální onemocnění v Osaka vydali nový výzkum, který by v blízké budoucnosti mohl vést k antikoncepci proti mužskému pohlaví. Pracovali s léky nazývanými takrolimus a cyklosporin A.

Obvykle se tyto léky podávají pacientům po transplantaci orgánů, aby potlačily imunitní systém a snížily šance, že jejich tělo odmítá nové orgány. Toto se provádí inhibicí tvorby enzymu nazývaného kalcineurin, který obsahuje PPP3R2 a PPP3CC, dva bílkoviny také nalezené v spermiích.

Vědci zkoumali myši a zjistili, že ti, kteří nemohli reprodukovat, měli malé množství PPP3CC, což naznačuje, že nepřítomnost tohoto proteinu by mohla způsobit neplodnost. Při bližším studiu vědci dospěli k závěru, že bílkovina byla zodpovědná za to, že sperma dostala dostatečnou pružnost a sílu, aby pronikla do membrány ženského vejce.

Test provedený na normálních, zdravých myších potvrdil jejich zjištění. Trvalo pouze takrolimus a cyklosporin A čtyři a pět dní, aby se myši neplodily. Jejich plodnost se vrátila do normálu týden poté, co užívala drogy. Ještě důležitější je, že kalcineurin není hormon, takže zaměřování by nemělo mít vliv na pohlavní styk osoby.

Navzdory slibným výsledkům je antikoncepční pilulka stále ještě několik let, pokud vůbec přijde. Přibližně 80 procent studií na myších se na člověka nepoužívá. Vědci však nadále doufají, protože vliv na lidskou plodnost již byl zaznamenán. Také podobné léky již prošly klinickými zkouškami a používají se u lidí.

4 DNA tisk

Technologie 3D tisku vytvořila unikátní, nový průmysl - ten, který tiskne a prodává DNA. Ačkoli termín "tisk" je široce používán, protože má komerční odvolání, nepopisuje přesně to, co se děje.

Jak vysvětluje generální ředitel společnosti Cambrian Genomics, proces je spíše podobný technologicky vyspělé verzi "kontroly pravopisu" než tisk. Milióny kusů DNA na drobných kovových korálech jsou skenovány počítačem, který vybírá ty, které jsou nezbytné pro vytvoření požadované sekvence DNA. Poté laser vypálí na pravé perličky a umístí DNA do zásobníku, aby vytvořil pramen požadovaný klientem.

Společnosti jako Cambrian vidí blízkou budoucnost, kde lidé budou moci používat počítačový software k sestavení nových organismů jen pro zábavu. Je pochopitelné, že se někteří lidé obávají etických a praktických důsledků takové moci v rukou vašeho průměrného Joea, natož někoho, kdo by ho chtěl zneužít.

Zatím je tisk DNA považován za požehnání pro zdravotnické pole. Výrobci léků a výzkumné společnosti jsou primárními klienty organizací, jako je Cambrian.

Vědci ve Švédském Karolínském institutu šli o krok dál a postavili vlákna DNA ve tvaru zajíčka. DNA origami, jak se tomu říká, by se mohlo zdát jako prostě skvělý trik, ale mohlo by to mít také lékařské aplikace jako novou, efektivnější metodu podávání léků. Tento proces by mohl být použit k vytvoření odolnějších struktur, které se v lidském těle nezlomí.

3 Nanoboty pracují v živé bytosti

Počátkem roku 2015 se v oblasti robotiky dostalo velké vítězství, když tým výzkumníků z Kalifornské univerzity v San Diegu oznámil, že provedli první úspěšné testy, ve kterých byly nanoboty použity k plnění úkolů uvnitř živého tvora.

Dotčené bytosti byly laboratorní myši. Po implantaci uvnitř zvířat se mikromotory vydaly na žaludek myší a dodaly své užitečné zatížení - malé vločky ze zlata. Na konci procedury myši neměly žádné poškození v žaludku, což ukazuje, že je bezpečné pro zvířata, aby pohltili tyto mikroskopické nanoboty.

Následné vyšetřování ukázalo, že více zlatých vloček zůstalo v žaludku s použitím této metody než prostým požitím. To naznačuje, že nanoboty by se v budoucnu mohly stát účinnější metodou podávání léků.

Motory na strojích jsou vyrobeny z zinku. Když přijdou do styku s kyselinami v těle, nastane chemická reakce, která generuje vodíkové bubliny a pohání nanoboty. Po chvíli se motory prostě rozpustí v kyselině žaludku.

Ačkoli tento postup byl v dějinách desetiletí, nebylo to až do roku 2015, kdy bylo úspěšně provedeno na zvířatech namísto buněčných kultur v Petriho miskách. V budoucnu by mohly být nanoroboty použity k detekci a dokonce k léčbě široké škály nemocí napadením jednotlivých buněk.

2 Injekční implantát mozku

Tým v Harvardu vyvinul implantát mozku, který slibuje, že léčí řadu chorob, od neurodegenerativních onemocnění až po paralýzu. Implantát se skládá z elektronického zařízení vyrobeného z lešení, které mohou být připojeny k různým strojům poté, co byly vloženy do mozku.To by pak mohlo být používáno k monitorování nervové aktivity, stimulovat tkáň a podporovat regeneraci neuronů.

Elektronická síť je vyrobena z vodivých polymerních vláken, které mají na svých křižovatkách buď tranzistory, nebo elektrody s nanokamerou. Flexibilní a měkké pro napodobení mozkové tkáně, síťka se skládá většinou z prázdného prostoru, který umožňuje bunkám snadno se s nimi uspořádat.

Počátkem roku 2016 Harvardský tým stále provádí testy, aby zjistil, jak bezpečný je postup. Zatím byly dvě myši vybaveny zařízeními vyrobenými z 16 elektrických součástí implantovaných do jejich mozku. Tato zařízení úspěšně monitorují a stimulují jednotlivé neurony.

1 THC-produkující droždí

Léčba marihuany se používá již léta k léčbě příznaků vyvolaných HIV nebo chemoterapií. Alternativně existují pilulky, které používají syntetickou verzi hlavní psychoaktivní látky marihuany, tetrahydrokanabinol (aka THC).

Nyní biochemisté na Technickém univerzitě v Dortmundu v Německu oznámili, že vyvinuli nový kmen kvasnic schopných produkovat THC. Kromě toho mají také nepublikované údaje o kmenu kvasinek, který produkuje kanabidiol, další účinnou látku marihuany.

Marihuana má několik molekulárních sloučenin, které jsou zajímavé pro vědce. Proto účinná a spolehlivá metoda generování požadované molekuly ve velkém množství by byla obrovským přínosem pro zdravotnický svět. Nicméně, v současné době rostoucí rostlina je stále nejúčinnějším způsobem. Až 30 procent suché hmotnosti moderního kmene marihuany může být THC.

Přesto, vědci z Dortmundu doufají, že se to může v budoucnu změnit. V současné době jsou kvasinky založeny na prekurzorových molekulách místo preferované alternativy jednoduchých cukrů. To vede k malému množství THC vytvořenému s každou dávkou.

Nicméně další výzkum by mohl zdokonalit proces až do té míry, kdy biochemisté mohou maximalizovat produkci THC a zvětšit ji pro průmyslové účely. To by uklidnilo lékařské výzkumníky a evropské regulační orgány, které hledají nový způsob výroby THC bez pěstování marihuany.