Příspěvek lékařů k rozvoji fyziky. Velcí fyzici a jejich objevy
Vědecké objevy vytvořily mnoho užitečných léků, které budou jistě brzy volně dostupné. Zveme vás, abyste se seznámili s deseti nejúžasnějšími medicínskými objevy roku 2015, které jistě vážně přispějí k rozvoji lékařských služeb ve velmi blízké budoucnosti.
Objev teixobactinu
V roce 2014 Světová zdravotnická organizace všechny varovala, že lidstvo vstupuje do tzv. postantibiotické éry. A ukázalo se, že měla pravdu. Věda a medicína nevyrobily od roku 1987 skutečně nové typy antibiotik. Nemoci však nestojí. Každý rok se objevují nové infekce, které jsou odolnější vůči stávajícím lékům. To se stalo skutečným světovým problémem. V roce 2015 však vědci učinili objev, který podle nich přinese dramatické změny.
Vědci objevili novou třídu antibiotik z 25 antimikrobiálních léků, včetně jednoho velmi důležitého, zvaného teixobactin. Toto antibiotikum zabíjí mikroby tím, že blokuje jejich schopnost produkovat nové buňky. Jinými slovy, mikroby pod vlivem tohoto léku se nemohou časem vyvinout a vyvinout rezistenci vůči léku. Teixobactin se nyní ukázal jako vysoce účinný v boji proti odolnému Staphylococcus aureus a několika bakteriím, které způsobují tuberkulózu.
Laboratorní testy teixobactinu byly provedeny na myších. Naprostá většina experimentů prokázala účinnost léku. Pokusy na lidech mají začít v roce 2017.
Jednou z nejzajímavějších a nejslibnějších oblastí medicíny je regenerace tkání. V roce 2015 byl seznam uměle vytvořených orgánů doplněn o novou položku. Lékaři z University of Wisconsin se naučili pěstovat lidské hlasivky prakticky z ničeho.
Tým vědců pod vedením doktora Nathana Welhana má bioinženýrskou tkáň, která dokáže napodobit fungování sliznice hlasivek, konkrétně tkáň, která se jeví jako dva laloky provazců, které vibrují a vytvářejí lidskou řeč. Dárcovské buňky, ze kterých byly následně vypěstovány nové vazy, byly odebrány od pěti dobrovolných pacientů. V laboratorních podmínkách vědci během dvou týdnů vypěstovali potřebnou tkáň a poté ji přidali k umělému modelu hrtanu.
Zvuk vytvořený výslednými hlasivkami vědci popisují jako kovový a přirovnávají ho ke zvuku robotického kazoo (hračky dechového hudebního nástroje). Vědci jsou si však jisti, že hlasivky, které vytvořili v reálných podmínkách (tedy při implantaci do živého organismu), budou znít téměř jako skutečné.
V jednom z posledních experimentů na laboratorních myších s lidskou imunitou se vědci rozhodli otestovat, zda tělo hlodavců novou tkáň odmítne. Naštěstí se tak nestalo. Dr. Welham je přesvědčen, že tkáň nebude lidským tělem odmítnuta.
Lék na rakovinu by mohl pomoci pacientům s Parkinsonovou chorobou
Tisinga (nebo nilotinib) je testovaný a schválený lék, který se běžně používá k léčbě lidí s příznaky leukémie. Nový výzkum z Georgetown University Medical Center však ukazuje, že lék Tasinga může být velmi účinnou léčbou pro kontrolu motorických příznaků u lidí s Parkinsonovou chorobou, zlepšení jejich motorických funkcí a kontrolu nemotorických příznaků onemocnění.
Fernando Pagan, jeden z lékařů, kteří studii vedli, se domnívá, že léčba nilotinibem může být první svého druhu účinnou léčbou pro snížení poklesu kognitivních a motorických funkcí u pacientů s neurodegenerativními onemocněními, jako je Parkinsonova choroba.
Vědci podávali zvýšené dávky nilotinibu 12 dobrovolným pacientům po dobu šesti měsíců. U všech 12 pacientů, kteří dokončili tuto studii, došlo ke zlepšení motorických funkcí. 10 z nich vykazovalo výrazné zlepšení.
Hlavním cílem této studie bylo otestovat bezpečnost a neškodnost nilotinibu u lidí. Dávka použitého léku byla mnohem menší, než jaká se obvykle podává pacientům s leukémií. Navzdory tomu, že lék prokázal svou účinnost, studie stále probíhala na malé skupině lidí bez zapojení kontrolních skupin. Proto, než bude Tasinga použita jako léčba Parkinsonovy choroby, bude muset být provedeno několik dalších zkoušek a vědeckých studií.
První 3D vytištěný hrudní koš na světě
Muž trpěl vzácným typem sarkomu a lékaři neměli jinou možnost. Aby se nádor dále nešířil po těle, odborníci odebrali člověku téměř celou hrudní kost a kosti nahradili titanovým implantátem.
Implantáty pro velké části skeletu jsou zpravidla vyráběny z různých materiálů, které se mohou časem opotřebovat. Kromě toho, nahrazení kostí tak složitých jako hrudní kost, které jsou typicky jedinečné pro každý jednotlivý případ, vyžadovalo, aby lékaři pečlivě skenovali hrudní kost člověka, aby navrhli implantát správné velikosti.
Bylo rozhodnuto použít titanovou slitinu jako materiál pro novou hrudní kost. Po provedení vysoce přesných 3D CT skenů vědci použili tiskárnu Arcam za 1,3 milionu dolarů k vytvoření nového titanového hrudního koše. Operace instalace nové hrudní kosti u pacienta byla úspěšná a osoba již absolvovala celou rehabilitaci.
Od kožních buněk po mozkové buňky
Vědci ze Salkova institutu v La Jolla v Kalifornii strávili poslední rok studiem lidského mozku. Vyvinuli metodu pro přeměnu kožních buněk na mozkové buňky a již našli několik užitečných aplikací pro novou technologii.
Nutno podotknout, že vědci našli způsob, jak proměnit kožní buňky ve staré mozkové buňky, což usnadňuje jejich další využití například při výzkumu Alzheimerovy a Parkinsonovy choroby a jejich vztahu k účinkům stárnutí. Historicky se pro takový výzkum používaly zvířecí mozkové buňky, ale vědci byli omezeni v tom, co mohou dělat.
Relativně nedávno se vědcům podařilo proměnit kmenové buňky v mozkové buňky, které lze využít pro výzkum. Jedná se však o poměrně pracný proces a výsledné buňky nejsou schopny napodobit fungování mozku staršího člověka.
Jakmile vědci vyvinuli způsob, jak uměle vytvořit mozkové buňky, obrátili své úsilí k vytvoření neuronů, které by měly schopnost produkovat serotonin. A přestože výsledné buňky mají jen nepatrný zlomek schopností lidského mozku, aktivně pomáhají vědcům zkoumat a nacházet léky na nemoci a poruchy, jako je autismus, schizofrenie a deprese.
Antikoncepční pilulky pro muže
Japonští vědci z Výzkumného ústavu pro mikrobiální choroby v Ósace zveřejnili nový vědecký článek, podle kterého budeme v blízké budoucnosti schopni vyrábět skutečně fungující antikoncepční pilulky pro muže. Vědci ve své práci popisují studie léků Tacrolimus a Cixlosporin A.
Tyto léky se obvykle používají po operaci transplantace orgánů k potlačení imunitního systému těla, aby neodmítl novou tkáň. K blokádě dochází inhibicí produkce enzymu kalcineurinu, který obsahuje proteiny PPP3R2 a PPP3CC, které se normálně vyskytují v mužském spermatu.
Ve své studii na laboratorních myších vědci zjistili, že jakmile hlodavci neprodukují dostatek proteinu PPP3CC, jejich reprodukční funkce se prudce sníží. To vedlo vědce k závěru, že nedostatečné množství tohoto proteinu může vést k sterilitě. Po pečlivějším studiu odborníci došli k závěru, že tento protein dává spermiím pružnost a potřebnou sílu a energii k proniknutí do vaječné membrány.
Testování na zdravých myších jejich objev jen potvrdilo. Pouhých pět dní užívání léků Tacrolimus a Ciclosporin A vedlo u myší k úplné neplodnosti. Jejich reprodukční funkce se však plně obnovila pouhý týden poté, co přestali tyto léky dostávat. Je důležité si uvědomit, že kalcineurin není hormon, takže užívání léků v žádném případě nesnižuje libido nebo excitabilitu těla.
Navzdory slibným výsledkům bude vytvoření skutečné mužské antikoncepční pilulky trvat několik let. Asi 80 procent studií na myších není aplikovatelných na lidské případy. Vědci však stále doufají v úspěch, protože účinnost léků byla prokázána. Navíc podobné léky již prošly klinickými testy na lidech a jsou široce používány.
razítko DNA
Technologie 3D tisku vedly ke vzniku jedinečného nového odvětví – tisku a prodeje DNA. Pravda, termín „tisk“ je zde spíše používán speciálně pro komerční účely a nemusí nutně popisovat, co se v této oblasti skutečně děje.
Výkonný ředitel Cambrian Genomics vysvětluje, že tento proces je nejlépe popsán výrazem „kontrola chyb“ spíše než „tisk“. Miliony kousků DNA jsou umístěny na drobné kovové substráty a skenovány počítačem, který vybere ta vlákna, která nakonec vytvoří celou sekvenci vlákna DNA. Poté jsou potřebné spoje pečlivě vyříznuty laserem a umístěny do nového řetězu, předem objednaného klientem.
Společnosti jako Cambrian věří, že v budoucnu budou lidé moci používat speciální počítačový hardware a software k vytváření nových organismů jen tak pro zábavu. Takové předpoklady samozřejmě okamžitě vyvolají spravedlivý hněv lidí, kteří pochybují o etické správnosti a praktickém přínosu těchto studií a příležitostí, ale dříve nebo později, ať už chceme nebo nechceme, k tomu dojdeme.
V současné době vykazuje tisk DNA jistý slibný potenciál v oblasti medicíny. Výrobci léků a výzkumné společnosti patří mezi první klienty společností jako Cambrian.
Vědci z Karolinska Institute ve Švédsku šli ještě dál a začali vytvářet různé obrazce z řetězců DNA. DNA origami, jak tomu říkají, může na první pohled vypadat jako jednoduché hýčkání, ale tato technologie má i praktický potenciál využití. Může být například použit při dodávání léků do těla.
Nanoboti v živém organismu
Pole robotiky zaznamenalo velké vítězství na začátku roku 2015, když tým výzkumníků z Kalifornské univerzity v San Diegu oznámil, že dokončili svůj úkol v živém organismu.
Živým organismem byly v tomto případě laboratorní myši. Po umístění nanobotů do zvířat se mikrostroje dostaly do žaludků hlodavců a dopravily náklad, který byl na ně umístěn, což byly mikroskopické částice zlata. Na konci postupu vědci nezaznamenali žádné poškození vnitřních orgánů myší, a tím potvrdili užitečnost, bezpečnost a účinnost nanobotů.
Další testy ukázaly, že v žaludcích zůstalo více zlatých částic dodaných nanoboty než těch, které tam byly jednoduše zavedeny s jídlem. To vedlo vědce k přesvědčení, že nanoboti budou v budoucnu schopni dodávat potřebná léčiva do těla mnohem efektivněji než tradičními metodami jejich podávání.
Motorový řetěz malých robotů je vyroben ze zinku. Při kontaktu s acidobazickým prostředím těla dochází k chemické reakci, jejímž výsledkem jsou vodíkové bubliny, které pohánějí nanoboty dovnitř. Po nějaké době se nanoboti jednoduše rozpustí v kyselém prostředí žaludku.
Přestože se tato technologie vyvíjela téměř deset let, teprve v roce 2015 ji vědci mohli skutečně otestovat v živém prostředí, nikoli v běžných Petriho miskách, jak se to již mnohokrát stalo. V budoucnu by nanoboti mohli sloužit k identifikaci a dokonce léčbě různých onemocnění vnitřních orgánů tím, že by jednotlivé buňky byly vystaveny požadovaným lékům.
Injekční mozkový nanoimplantát
Tým vědců z Harvardu vyvinul implantát, který slibuje léčbu řady neurodegenerativních poruch, které vedou k paralýze. Implantát je elektronické zařízení skládající se z univerzálního rámu (síťky), ke kterému lze později po zavedení do mozku pacienta připojit různá nanozařízení. Díky implantátu bude možné sledovat nervovou aktivitu mozku, stimulovat fungování některých tkání a také urychlit regeneraci neuronů.
Elektronická síť se skládá z vodivých polymerních vláken, tranzistorů nebo nanoelektrod, které propojují průsečíky. Téměř celá plocha sítě je tvořena otvory, které umožňují živým buňkám vytvářet kolem ní nová spojení.
Na začátku roku 2016 tým vědců z Harvardu stále testoval bezpečnost použití takového implantátu. Například dvěma myším bylo do mozku implantováno zařízení sestávající z 16 elektrických součástek. Zařízení byla úspěšně použita k monitorování a stimulaci specifických neuronů.
Umělá výroba tetrahydrokanabinolu
Již mnoho let se marihuana používá v lékařství jako lék proti bolesti a zejména ke zlepšení stavu pacientů s rakovinou a AIDS. V medicíně se aktivně využívá i syntetická náhražka marihuany, přesněji její hlavní psychoaktivní složka tetrahydrokanabinol (nebo THC).
Biochemici z Technické univerzity v Dortmundu však oznámili vytvoření nového typu kvasinek, které produkují THC. Nepublikovaná data navíc ukazují, že titíž vědci vytvořili další typ kvasinek, které produkují kanabidiol, další psychoaktivní složku marihuany.
Marihuana obsahuje několik molekulárních sloučenin, které zajímají výzkumníky. Proto by objev účinného umělého způsobu vytváření těchto složek ve velkém množství mohl přinést medicíně obrovské výhody. Metoda konvenčního pěstování rostlin a následné extrakce potřebných molekulárních sloučenin je však v současnosti nejúčinnější metodou. Až 30 procent sušiny moderních odrůd marihuany může obsahovat požadovanou složku THC.
Navzdory tomu jsou vědci z Dortmundu přesvědčeni, že v budoucnu budou schopni najít efektivnější a rychlejší způsob získávání THC. Nyní jsou vytvořené kvasinky znovu pěstovány na molekulách stejné houby namísto preferované alternativy jednoduchých sacharidů. To vše vede k tomu, že s každou další várkou kvasu klesá množství volné složky THC.
V budoucnu vědci slibují optimalizaci procesu, maximalizaci produkce THC a rozšíření do průmyslového měřítka, což nakonec uspokojí potřeby lékařského výzkumu a evropských regulačních orgánů, kteří hledají nové způsoby výroby THC bez pěstování samotné marihuany.
HISTORIE MEDICÍNY:
MILNÍKY A VELKÉ OBJEVY
Na základě materiálů z Discovery Channel
("Discovery Channel")
Lékařské objevy změnily svět. Změnili běh dějin, zachránili nespočet životů, posunuli hranice našeho poznání až k hranicím, na kterých dnes stojíme, připraveni na nové velké objevy.
Lidská anatomie
Ve starověkém Řecku byla léčba nemocí založena více na filozofii než na skutečném pochopení lidské anatomie. Chirurgie byla vzácná a pitva mrtvol se ještě neprováděla. V důsledku toho lékaři neměli prakticky žádné informace o vnitřní struktuře člověka. Teprve během renesance se anatomie objevila jako věda.
Belgický lékař Andreas Vesalius mnohé šokoval, když se rozhodl studovat anatomii pitváním mrtvol. Materiál pro výzkum bylo nutné získat pod rouškou tmy. Vědci jako Vesalius se museli uchýlit k ne zcela legálnímu metody. Když se Vesalius stal profesorem v Padově, spřátelil se s ředitelem poprav. Vesalius se rozhodl předat zkušenosti získané za léta zručných pitev napsáním knihy o lidské anatomii. Tak vznikla kniha „O struktuře lidského těla“. Kniha, která vyšla v roce 1538, je považována za jedno z největších děl v oblasti medicíny a zároveň za jeden z největších objevů, protože jako první přesně popsala stavbu lidského těla. To byla první vážná výzva autoritě starověkých řeckých lékařů. Kniha se vyprodala ve velkém množství. Kupovali si ho vzdělaní lidé, i ti daleko od medicíny. Celý text je velmi pečlivě ilustrován. Informace o lidské anatomii se tak staly mnohem dostupnější. Díky Vesaliovi se studium lidské anatomie pomocí pitvy stalo nedílnou součástí vzdělávání lékařů. A to nás přivádí k dalšímu velkému objevu.
Oběh
Lidské srdce je sval o velikosti pěsti. Denně bije více než sto tisíckrát, více než sedmdesát let – to jsou více než dvě miliardy tepů. Srdce pumpuje 23 litrů krve za minutu. Krev protéká tělem a prochází složitým systémem tepen a žil. Pokud jsou všechny krevní cévy v lidském těle nataženy v jedné linii, dostanete 96 tisíc kilometrů, což je více než dvojnásobek obvodu Země. Až do počátku 17. století byl proces krevního oběhu nepochopený. Převládala teorie, že krev proudila do srdce póry v měkkých tkáních těla. Mezi stoupence této teorie patřil anglický lékař William Harvey. Fungování srdce ho fascinovalo, ale čím více pozoroval srdeční tep u zvířat, tím více si uvědomoval, že obecně uznávaná teorie krevního oběhu je prostě špatná. Jednoznačně píše: "...napadlo mě, jestli se krev může pohybovat jako v kruhu?" A hned první věta v dalším odstavci: „Následně jsem zjistil, že je to tak...“. Při provádění pitev Harvey zjistil, že srdce má jednosměrné chlopně, umožňující krvi proudit pouze jedním směrem. Některé chlopně propouštějí krev dovnitř, jiné zase ven. A bylo to skvělé zjištění. Harvey si uvědomil, že srdce pumpuje krev do tepen, pak prochází žilami a po dokončení kruhu se vrací do srdce, aby pak celý cyklus začal znovu. Dnes to vypadá jako pravda, ale pro 17. století byl objev Williama Harveyho revoluční. Byla to drtivá rána zavedeným myšlenkám v medicíně. Na konci svého pojednání Harvey píše: „Když pomyslím na nesčetné důsledky, které to bude mít pro medicínu, vidím pole téměř neomezených možností.“
Harveyho objev značně pokročil v anatomii a chirurgii a mnoha jednoduše zachránil životy. Po celém světě se na operačních sálech používají chirurgické svorky, které blokují průtok krve a udržují oběhový systém pacienta neporušený. A každý z nich je připomínkou velkého objevu Williama Harveyho.
Krevní skupiny
Další velký objev související s krví byl učiněn ve Vídni v roce 1900. Celá Evropa byla naplněna nadšením pro krevní transfuze. Nejprve zazněla prohlášení, že terapeutický účinek byl úžasný, a poté, po několika měsících, zprávy o úmrtích. Proč byla transfuze někdy úspěšná a někdy ne? Rakouský lékař Karl Landsteiner byl odhodlán najít odpověď. Smíchal vzorky krve od různých dárců a studoval výsledky.
V některých případech se krev úspěšně promíchala, ale v jiných se srazila a stala se viskózní. Při bližším zkoumání Landsteiner zjistil, že krev se sráží, když speciální proteiny v krvi příjemce, zvané protilátky, reagují s jinými proteiny v červených krvinkách dárce, nazývanými antigeny. Pro Landsteinera to byl zlom. Uvědomil si, že ne všechna lidská krev je stejná. Ukázalo se, že krev lze jasně rozdělit do 4 skupin, kterým dal označení: A, B, AB a nula. Ukázalo se, že krevní transfuze je úspěšná pouze tehdy, je-li člověku podána transfuze krve stejné skupiny. Landsteinerův objev okamžitě ovlivnil lékařskou praxi. O několik let později byly po celém světě prováděny krevní transfuze, které zachránily mnoho životů. Díky přesnému určení krevní skupiny byla v 50. letech možná transplantace orgánů. Dnes se jen ve Spojených státech provádí krevní transfuze každé 3 sekundy. Bez ní by každý rok zemřelo asi 4,5 milionu Američanů.
Anestézie
Přestože první velké objevy v oblasti anatomie umožnily lékařům zachránit mnoho životů, nedokázaly zmírnit bolest. Bez anestezie byly operace živoucí noční můrou. Pacienti byli drženi nebo připoutáni ke stolu a chirurgové se snažili pracovat co nejrychleji. V roce 1811 jedna žena napsala: „Když se do mě vrhla ta strašná ocel a podřezávala žíly, tepny, maso, nervy, nebylo už potřeba, abych se do toho nepletl. Vydal jsem křik a křičel, dokud to neskončilo. To trápení bylo tak nesnesitelné." Chirurgie byla poslední možnost, mnozí raději zemřeli, než aby šli pod chirurgův nůž. Po staletí se k úlevě od bolesti při operacích používaly improvizované prostředky, některé z nich, jako opium nebo extrakt z mandragory, byly drogy. Ve 40. letech 19. století několik lidí současně hledalo účinnější anestetikum: dva bostonští zubaři, William Morton a Horost Wells, navzájem známý, a lékař jménem Crawford Long z Georgie.
Experimentovali se dvěma látkami, o kterých se věřilo, že dokážou ulevit od bolesti – s oxidem dusným, známým také jako rajský plyn, a také s kapalnou směsí alkoholu a kyseliny sírové. Otázka, kdo přesně objevil anestezii, zůstává kontroverzní; Jedna z prvních veřejných demonstrací anestezie se konala 16. října 1846. W. Morton měsíce experimentoval s éterem a snažil se najít dávkování, které by pacientovi umožnilo podstoupit operaci bez bolesti. Zařízení svého vynálezu představil široké veřejnosti, skládající se z bostonských chirurgů a studentů medicíny.
Pacient, kterému se chystal odstranit nádor z krku, dostal éter. Morton čekal, až chirurg provedl první řez. Je úžasné, že pacient nekřičel. Po operaci pacient uvedl, že během této doby nic necítil. Zpráva o objevu se rozšířila do celého světa. Můžete operovat bez bolesti, nyní máte anestezii. Ale navzdory objevu mnozí odmítli použít anestezii. Podle některých názorů je třeba bolest spíše snášet, než zmírňovat, zejména porodní bolesti. Ale tady měla své slovo královna Viktorie. V roce 1853 porodila prince Leopolda. Na její žádost jí byl podán chloroform. Ukázalo se, že zmírňuje porodní bolesti. Poté ženy začaly říkat: "Budu také brát chloroform, protože pokud jím královna nepohrdne, nestydím se."
rentgenové snímky
Je nemožné si představit život bez dalšího velkého objevu. Představte si, že nevíme, kde pacienta operovat, která kost je zlomená, kde uvízla střela nebo jaká může být patologie. Schopnost vidět do nitra člověka bez jeho rozříznutí byla zlomovým bodem v historii medicíny. Na konci 19. století lidé používali elektřinu, aniž by vlastně chápali, co to je. V roce 1895 německý fyzik Wilhelm Roentgen experimentoval s katodovou trubicí, skleněným válcem s vysoce zředěným vzduchem uvnitř. Rentgen se zajímal o záři vytvářenou paprsky vycházejícími z trubice. Pro jeden experiment Roentgen obklopil trubici černým kartonem a zatemnil místnost. Pak zapnul telefon. A pak ho napadla jedna věc – fotografická deska v jeho laboratoři svítila. Rentgen si uvědomil, že se děje něco velmi neobvyklého. A že paprsek vycházející z trubice vůbec není katodový paprsek; také zjistil, že nereaguje na magnety. A nemohlo být vychýleno magnetem, jako katodové paprsky. Byl to zcela neznámý jev a Roentgen jej nazval „rentgenové záření“. Zcela náhodou Roentgen objevil vědě neznámé záření, kterému říkáme rentgenové záření. Několik týdnů se choval velmi tajemně a pak zavolal svou ženu do kanceláře a řekl: "Berto, dovol mi, abych ti ukázal, co tady dělám, protože tomu nikdo neuvěří." Vložil její ruku pod trám a vyfotografoval.
Manželka prý řekla: "Viděla jsem svou smrt." Koneckonců, v té době nebylo možné vidět kostru člověka, pokud nezemřel. Samotná myšlenka natáčet vnitřní strukturu živého člověka se mi prostě nevešla do hlavy. Bylo to, jako by se otevřely tajné dveře a za nimi se otevřel celý vesmír. Rentgen objevil novou, výkonnou technologii, která způsobila revoluci v oblasti diagnostiky. Objev rentgenového záření je jediným objevem v historii vědy, který byl učiněn neúmyslně, zcela náhodou. Jakmile byla vyrobena, svět ji bez jakýchkoli debat okamžitě přijal. Za týden nebo dva se náš svět změnil. Objev rentgenového záření je základem mnoha nejmodernějších a nejvýkonnějších technologií, od počítačové tomografie až po rentgenový dalekohled, který zachycuje rentgenové záření z hlubin vesmíru. A to vše je způsobeno náhodným objevem.
Teorie mikrobiálního původu nemocí
Některé objevy, například rentgenové záření, jsou učiněny náhodou, zatímco na jiných dlouho a tvrdě pracují různí vědci. Tak tomu bylo v roce 1846. Žíla. Ztělesnění krásy a kultury, ale ve vídeňské městské nemocnici se vznáší přízrak smrti. Mnoho žen, které zde rodily, zemřelo. Příčinou je porodní horečka, infekce dělohy. Když Dr. Ignaz Semmelweis začal pracovat v nemocnici, byl znepokojen rozsahem katastrofy a zmaten podivnou nesrovnalostí: byla tam dvě oddělení.
V jednom přivedli na svět děti lékaři a ve druhém porodní asistentky matky. Semmelweis zjistil, že na oddělení, kde lékaři přivedli na svět děti, zemřelo 7 % rodících žen na takzvanou puerperální horečku. A na oddělení, kde pracovaly porodní asistentky, zemřela na porodní horečku jen 2 %. To ho překvapilo, protože lékaři mají mnohem lepší školení. Semmelweis se rozhodl zjistit, jaký byl důvod. Všiml si, že jedním z hlavních rozdílů v práci lékařů a porodních asistentek je, že lékaři prováděli pitvy zemřelých matek. Poté šli porodit děti nebo vyšetřovat matky, aniž by si umyli ruce. Semmelweise zajímalo, zda lékaři nenosí na rukou nějaké neviditelné částice, které se pak přenášejí na jejich pacienty a způsobují smrt. Aby to zjistil, provedl experiment. Rozhodl se zajistit, aby si všichni studenti medicíny museli mýt ruce v bělícím roztoku. A úmrtnost okamžitě klesla na 1 %, což je méně než u porodních asistentek. Díky tomuto experimentu si Semmelweis uvědomil, že infekční nemoci, v tomto případě puerperální horečka, mají pouze jednu příčinu a pokud se vyloučí, nemoc nevznikne. Ale v roce 1846 nikdo neviděl souvislost mezi bakteriemi a infekcí. Semmelweisovy myšlenky nebyly brány vážně.
Uplynulo dalších 10 let, než další vědec věnoval pozornost mikroorganismům. Jmenoval se Louis Pasteur Tři z pěti Pasteurových dětí zemřely na tyfus, což částečně vysvětluje, proč tak vytrvale hledal příčinu infekčních chorob. Pasteur byl díky své práci pro vinařský a pivovarnický průmysl uveden na správnou cestu. Pasteur se snažil zjistit, proč se zkazila jen malá část vína vyrobeného v jeho zemi. Zjistil, že kyselé víno obsahuje speciální mikroorganismy, mikroby a právě ty způsobují kyselost vína. Ale jednoduchým zahřátím, jak ukázal Pasteur, lze zabít mikroby a víno se zachrání. Tak se zrodila pasterizace. Proto, když bylo nutné najít příčinu infekčních chorob, Pasteur věděl, kde ji hledat. Jsou to podle něj mikrobi, kteří způsobují určitá onemocnění, a dokázal to provedením řady experimentů, z nichž se zrodil velký objev – teorie mikrobiálního vývoje organismů. Jeho podstatou je, že určité mikroorganismy způsobují u kohokoli určité onemocnění.
Očkování
Další velký objev byl učiněn v 18. století, kdy na neštovice zemřelo asi 40 milionů lidí na celém světě. Lékaři nedokázali najít ani příčinu nemoci, ani lék na ni. V jedné anglické vesnici však řeč o tom, že někteří místní obyvatelé nebyli náchylní k neštovicím, přitáhla pozornost místního lékaře jménem Edward Jenner.
Proslýchalo se, že pracovníci mléčné farmy neštovice nedostali, protože už měli kravské neštovice, příbuznou, ale mírnější chorobu, která postihuje hospodářská zvířata. Pacienti s kravskými neštovicemi dostali horečku a na rukou se jim vytvořily vředy. Jenner studoval tento jev a přemýšlel, zda snad hnis z těchto vředů nějak chrání tělo před neštovicemi? 14. května 1796, během vypuknutí neštovic, se rozhodl otestovat svou teorii. Jenner vzal tekutinu z boláku na paži dojičky, která měla kravské neštovice. Potom navštívil jinou rodinu; tam píchl zdravému osmiletému chlapci virus kravských neštovic. V následujících dnech měl chlapec mírnou horečku a objevilo se mu několik puchýřků na neštovicích. Pak se zlepšil. O šest týdnů později se Jenner vrátil. Tentokrát chlapce naočkoval neštovicemi a čekal, jak experiment dopadne – vítězství nebo neúspěch. O pár dní později dostal Jenner odpověď – chlapec byl zcela zdravý a imunní vůči neštovicím.
Vynález očkování proti neštovicím způsobil revoluci v medicíně. Šlo o první pokus zasáhnout do průběhu nemoci, předem jí předejít. Poprvé byly k prevenci aktivně použity umělé produkty nemoc dříve, než se objeví.
Padesát let po Jennerově objevu Louis Pasteur rozvinul myšlenku očkování a vyvinul vakcínu proti vzteklině u lidí a antraxu u ovcí. A ve 20. století Jonas Salk a Albert Sabin nezávisle na sobě vytvořili vakcínu proti dětské obrně.
Vitamíny
K dalšímu objevu došlo díky úsilí vědců, kteří se po mnoho let samostatně potýkali se stejným problémem.
V průběhu historie byly kurděje vážným onemocněním, které u námořníků způsobovalo kožní léze a krvácení. Nakonec na to v roce 1747 našel skotský lodní chirurg James Lind lék. Zjistil, že kurdějím lze předejít zařazením citrusových plodů do jídelníčku námořníků.
Další běžnou nemocí mezi námořníky bylo beri-beri, onemocnění postihující nervy, srdce a trávicí trakt. Na konci 19. století holandský lékař Christian Eijkman určil, že nemoc byla způsobena konzumací bílé leštěné rýže místo hnědé neleštěné rýže.
Oba tyto objevy sice poukazovaly na souvislost nemocí s výživou a jejími nedostatky, ale pouze anglický biochemik Frederick Hopkins mohl zjistit, v čem tato souvislost spočívá. Naznačil, že tělo potřebuje látky, které se nacházejí pouze v určitých potravinách. Aby Hopkins dokázal svou hypotézu, provedl řadu experimentů. Dal myším umělou výživu skládající se výhradně z čistých bílkovin, tuků, sacharidy a soli. Myši zeslábly a přestaly růst. Ale po trošce mléka se myši zase zlepšily. Hopkins objevil to, co nazval „základní nutriční faktor“, který byl později nazýván vitamíny.
Ukázalo se, že beri-beri souvisí s nedostatkem thiaminu, vitaminu B1, který se nenachází v leštěné rýži, ale je hojně zastoupen v rýži natural. Citrusové plody zabraňují kurdějím, protože obsahují kyselinu askorbovou a vitamín C.
Hopkinsův objev byl určujícím krokem k pochopení důležitosti správné výživy. Na vitamínech závisí mnoho tělesných funkcí, od boje proti infekcím až po regulaci metabolismu. Je těžké si představit život bez nich, stejně jako bez dalšího velkého objevu.
penicilin
Po první světové válce, která si vyžádala přes 10 milionů životů, se hledání bezpečných metod odpuzování bakteriální agrese zintenzivnilo. Koneckonců mnozí zemřeli ne na bojištích, ale na infikované rány. Na výzkumu se podílel i skotský lékař Alexander Fleming. Při studiu stafylokokových bakterií si Fleming všiml, že uprostřed laboratorní misky roste něco neobvyklého – plíseň. Viděl, že bakterie kolem plísně zemřely. To ho vedlo k předpokladu, že vylučuje látku, která je škodlivá pro bakterie. Tuto látku nazval penicilin. Fleming se několik dalších let snažil izolovat penicilin a používat ho k léčbě infekcí, ale byl neúspěšný a nakonec to vzdal. Výsledky jeho práce se však ukázaly jako neocenitelné.
V roce 1935 narazili zaměstnanci Oxfordské univerzity Howard Florey a Ernst Chain na zprávu o Flemingových kuriózních, ale nedokončených experimentech a rozhodli se zkusit štěstí. Těmto vědcům se podařilo izolovat penicilin v jeho čisté formě. A v roce 1940 to testovali. Osmi myším byla injekčně podána smrtelná dávka streptokokových bakterií. Čtyři z nich pak dostali injekci penicilinu. Po pár hodinách byly výsledky jasné. Všechny čtyři myši, které nedostaly penicilin, uhynuly, ale tři ze čtyř, které ho dostaly, přežily.
Díky Flemingovi, Florymu a Cheyneovi se tedy světu dostalo prvního antibiotika. Tento lék byl skutečný zázrak. Léčila tolik nemocí, které způsobily mnoho bolesti a utrpení: akutní faryngitida, revmatismus, spála, syfilis a kapavka... Dnes jsme úplně zapomněli, že na tyto nemoci můžete zemřít.
Sulfidové přípravky
Další velký objev přišel během druhé světové války. U amerických vojáků bojujících v Pacifiku vyléčila úplavici. A pak vedlo k revoluci v chemoterapeutická léčba bakteriálních infekcí.
To vše se stalo díky patologovi jménem Gerhard Domagk. V roce 1932 studoval možnosti využití některých nových chemických barviv v medicíně. Při práci s nově syntetizovaným barvivem zvaným prontosil ho Domagk vstříkl několika laboratorním myším infikovaným streptokokovými bakteriemi. Jak Domagk očekával, barvivo obalilo bakterie, ale bakterie přežily. Zdálo se, že barvivo není dostatečně toxické. Pak se stalo něco úžasného: ačkoli barvivo bakterie nezabilo, zastavilo je v růstu, infekce se přestala šířit a myši se uzdravily. Není známo, kdy Domagk poprvé testoval Prontosil na lidech. Nový lék však získal slávu poté, co zachránil život chlapci těžce nemocnému stafylokokem. Pacientem byl Franklin Roosevelt Jr., syn prezidenta Spojených států. Domagkův objev se okamžitě stal senzací. Protože Prontosil obsahoval sulfamidovou molekulární strukturu, byl nazýván sulfamidovým lékem. Stala se první v této skupině syntetických chemikálií, která dokáže léčit a předcházet bakteriálním infekcím. Domagk otevřel nový revoluční směr v léčbě nemocí, používání chemoterapeutických léků. Zachrání desítky tisíc lidských životů.
Inzulín
Další velký objev pomohl zachránit životy milionů diabetiků po celém světě. Diabetes je onemocnění, které narušuje schopnost těla zpracovávat cukr, což může vést ke slepotě, selhání ledvin, srdečním onemocněním a dokonce i smrti. Po staletí lékaři zkoumali cukrovku a bez úspěchu hledali lék. Konečně na konci 19. století nastal zlom. Bylo zjištěno, že diabetici mají společný rys – neustále je postižena skupina buněk slinivky břišní – tyto buňky vylučují hormon, který řídí hladinu cukru v krvi. Hormon se nazýval inzulín. A v roce 1920 došlo k novému průlomu. Kanadský chirurg Frederick Banting a student Charles Best studovali sekreci inzulinu slinivkou u psů. Banting podle své intuice vstříkl výtažek z buněk zdravého psa produkujících inzulín psovi trpícímu cukrovkou. Výsledky byly ohromující. Po pár hodinách hladina cukru v krvi nemocného zvířete výrazně klesla. Nyní se pozornost Bantinga a jeho asistentů zaměřila na nalezení zvířete, jehož inzulín by byl podobný lidskému inzulínu. Našli blízkou shodu v inzulinu odebraném z plodů krav, vyčistili jej pro experimentální bezpečnost a provedli první klinickou studii v lednu 1922. Banting podal inzulin 14letému chlapci, který umíral na cukrovku. A rychle se začal vzpamatovávat. Jak důležitý je Bantingův objev? Jen se zeptejte 15 milionů Američanů, kteří spoléhají na inzulín, na kterém jsou každý den závislí.
Genetická podstata rakoviny
Rakovina je druhou nejsmrtelnější chorobou v Americe. Intenzivní výzkum jeho původu a vývoje vedl k pozoruhodným vědeckým úspěchům, ale asi nejdůležitějším z nich byl následující objev. Laureáti Nobelovy ceny za výzkum rakoviny Michael Bishop a Harold Varmus spojili své síly ve výzkumu rakoviny v 70. letech minulého století. V té době dominovalo několik teorií o příčině tohoto onemocnění. Maligní buňka je velmi složitá. Je schopna nejen sdílet, ale i napadnout. Jedná se o buňku s vysoce rozvinutými schopnostmi. Jedna teorie zahrnovala virus Rousova sarkomu způsobující rakovinu u kuřat. Když virus napadne kuřecí buňku, vpraví svůj genetický materiál do DNA hostitele. Podle hypotézy se DNA viru následně stává původcem onemocnění. Podle jiné teorie, když virus vnese svůj genetický materiál do hostitelské buňky, geny způsobující rakovinu se neaktivují, ale počkají, až je spustí vnější vlivy, například škodlivé chemikálie, záření nebo běžná virová infekce. Tyto geny způsobující rakovinu, nazývané onkogeny, se staly středem zájmu Varmuse a Bishopova výzkumu. Hlavní otázka zní: obsahuje lidský genom geny, které jsou nebo mají potenciál stát se onkogeny, jako jsou ty obsažené ve viru způsobujícím nádory? Existuje takový gen u kuřat, jiných ptáků, savců nebo lidí? Bishop a Varmus vzali radioaktivně značenou molekulu a použili ji jako sondu, aby zjistili, zda je onkogen viru Rousova sarkomu podobný jakémukoli normálnímu genu na kuřecích chromozomech. Odpověď je ano. Bylo to skutečné odhalení. Varmus a Bishop zjistili, že gen způsobující rakovinu je již obsažen v DNA zdravých kuřecích buněk, a co je důležitější, našli ho v lidské DNA, což dokazuje, že zárodek rakoviny se může objevit u každého z nás na buněčné úrovni a čekat k aktivaci.
Jak může náš vlastní gen, se kterým žijeme celý život, způsobit rakovinu? K chybám dochází při dělení buněk a stávají se častěji, pokud je buňka utlačována kosmickým zářením nebo tabákovým kouřem. Je také důležité si uvědomit, že když se buňka dělí, potřebuje zkopírovat 3 miliardy komplementárních párů DNA. Každý, kdo někdy zkoušel psát na stroji, ví, jak je to těžké. Máme mechanismy, jak si všimnout a opravit chyby, a přesto při vysoké hlasitosti naše prsty míjejí cíl.
Jaký je význam objevu? Dříve se snažili porozumět rakovině na základě rozdílů mezi virovým genem a buněčným genem, ale nyní víme, že velmi malá změna v určitých genech našich buněk může proměnit zdravou buňku, která normálně roste, dělí se atd., na maligní. A to se stalo první jasnou ilustrací skutečného stavu věcí.
Hledání tohoto genu je určujícím momentem v moderní diagnostice a predikci dalšího chování rakovinného nádoru. Objev poskytl jasné cíle pro konkrétní terapie, které dříve prostě neexistovaly.
Populace Chicaga je asi 3 miliony lidí.
HIV
Stejný počet zemře každý rok na AIDS, jednu z nejhorších epidemií v moderní historii. První příznaky tohoto onemocnění se objevily na počátku 80. let minulého století. V Americe začal narůstat počet pacientů umírajících na vzácné typy infekcí a rakoviny. Krevní testy na obětech odhalily extrémně nízké hladiny leukocytů, bílých krvinek životně důležitých pro lidský imunitní systém. V roce 1982 dalo Centrum pro kontrolu a prevenci nemocí název AIDS – syndrom získané imunodeficience. Případu se ujali dva vědci, Luc Montagnier z Pasteurova institutu v Paříži a Robert Gallo z National Cancer Institute ve Washingtonu. Oběma se podařilo učinit zásadní objev, který identifikoval původce AIDS – HIV, virus lidské imunodeficience. Jak se virus lidské imunodeficience liší od jiných virů, jako je chřipka? Za prvé, tento virus neodhalí přítomnost onemocnění roky, v průměru 7 let. Druhý problém je velmi ojedinělý: například se konečně objevil AIDS, lidé pochopili, že jsou nemocní a chodí na kliniku, a mají nespočet dalších infekcí, které přesně způsobily nemoc. Jak to určit? Ve většině případů virus existuje za jediným účelem: proniknout do akceptorové buňky a množit se. Obvykle se připojí k buňce a uvolní do ní svou genetickou informaci. To umožňuje viru podrobit si funkce buňky a přesměrovat je k produkci nových jedinců virů. Tito jedinci pak napadají další buňky. Ale HIV není obyčejný virus. Patří do kategorie virů, které vědci nazývají retroviry. Co je na nich neobvyklého? Stejně jako třídy virů, které zahrnují obrnu a chřipku, jsou retroviry speciální kategorie. Jsou jedinečné v tom, že jejich genetická informace ve formě ribonukleové kyseliny se přeměňuje na deoxyribonukleovou kyselinu (DNA) a to je to, co se děje s DNA, což je náš problém: DNA je integrována do našich genů, virová DNA se stává naší součástí a pak buňky, které nás mají chránit, začnou reprodukovat DNA viru. Existují buňky obsahující virus, někdy ho reprodukují, někdy ne. Oni mlčí. Skrývají se...Ale jen proto, aby se virus znovu rozmnožil. Tito. Jakmile se infekce projeví, je pravděpodobné, že zůstane zakořeněná na celý život. To je hlavní problém. Lék na AIDS nebyl dosud nalezen. Ale ten objev že HIV je retrovirus a že je původcem AIDS, vedlo k významnému pokroku v boji proti této nemoci. Co se v medicíně změnilo od objevu retrovirů, zejména HIV? Od AIDS jsme se například naučili, že je možná medikamentózní terapie. Dříve se věřilo, že jelikož si virus uzurpuje naše buňky k rozmnožování, je téměř nemožné jej ovlivnit bez těžké otravy samotného pacienta. Nikdo neinvestoval do antivirových programů. AIDS otevřelo dveře antivirovému výzkumu ve farmaceutických společnostech a univerzitách po celém světě. Kromě toho má AIDS pozitivní sociální efekt. Je ironií, že tato hrozná nemoc spojuje lidi.
A tak, den za dnem, století za stoletím, s malými krůčky nebo grandiózními průlomy byly činěny velké i malé objevy v medicíně. Dávají naději, že lidstvo porazí rakovinu a AIDS, autoimunitní a genetická onemocnění a dosáhne excelence v prevenci, diagnostice a léčbě, zmírní utrpení nemocných lidí a zabrání progresi nemocí.
Objevy se nedějí náhle. Každému vývoji, než se o něm média dozvěděla, předchází dlouhá a pečlivá práce. A než se objeví testy a pilulky v lékárnách a nové diagnostické metody v laboratořích, musí uplynout čas. Za posledních 30 let se počet lékařských studií téměř zčtyřnásobil a je začleňován do lékařské praxe.
Biochemický krevní test doma
Biochemický krevní test, stejně jako těhotenský test, bude brzy trvat několik minut. MIPT nanobiotechnologové integrovali vysoce přesný krevní test do běžného testovacího proužku.
Biosenzorový systém založený na použití magnetických nanočástic umožňuje přesně měřit koncentraci proteinových molekul (markery indikující rozvoj různých onemocnění) a maximálně zjednodušit postup biochemické analýzy.
„Tradičně testy, které lze provádět nejen v laboratoři, ale i v terénu, jsou založeny na použití fluorescenčních nebo barevných štítků a výsledky se zjišťují „okem“ nebo pomocí námi používané videokamery magnetické částice, které mají tu výhodu, že: s jejich pomocí můžete provést analýzu, a to i ponořením testovacího proužku do zcela neprůhledné kapaliny, například pro stanovení látek přímo v plné krvi,“ vysvětluje Alexey Orlov, výzkumník Ústav obecné fyziky Ruské akademie věd a hlavní autor studie.
Zatímco typický těhotenský test hlásí buď „ano“ nebo „ne“, tento vývoj vám umožňuje přesně určit koncentraci bílkovin (to znamená, v jaké fázi vývoje se nachází).
„Numerické měření se provádí pouze elektronicky pomocí přenosného zařízení, situace „ano nebo ne“ jsou vyloučeny,“ říká Alexey Orlov. Podle studie publikované v časopise Biosensors and Bioelectronics se systém úspěšně osvědčil v diagnostice rakoviny prostaty a v některých ohledech dokonce překonal „zlatý standard“ pro stanovení PSA – enzyme-linked immunosorbent assay.
O tom, kdy se test objeví v lékárnách, vývojáři mlčí. Plánuje se, že biosenzor bude mimo jiné schopen provádět monitorování životního prostředí, analýzu produktů a léků, a to vše - přímo na místě, bez zbytečných nástrojů a nákladů.
Trénovatelné bionické končetiny
Dnešní bionické ruce se funkčností od těch skutečných příliš neliší – umí pohybovat prsty a uchopovat předměty, ale k „originálu“ mají stále daleko. Aby vědci „synchronizovali“ člověka se strojem, implantují do mozku elektrody a zachytí elektrické signály ze svalů a nervů, ale tento proces je náročný na práci a trvá několik měsíců.
Tým GalvaniBionix, složený z vysokoškoláků a postgraduálních studentů MIPT, našel způsob, jak usnadnit učení a udělat to tak, že se ne člověk přizpůsobí robotu, ale končetina se přizpůsobí člověku. Program napsaný vědci používá speciální algoritmy k rozpoznání „svalových příkazů“ každého pacienta.
„Většina mých spolužáků, kteří mají velmi dobré znalosti, jde do řešení finančních problémů – chodí pracovat do korporací, vytvářejí mobilní aplikace, to není špatné ani dobré, já osobně jsem chtěl dělat něco globálního konec , aby si děti měly o čem povídat A na Fyzikálním a technologickém institutu jsem našel podobně smýšlející lidi: všichni byli z různých oborů - fyziologové, matematici, programátoři, inženýři - a našli jsme si takový úkol pro sebe. “, podělil se o svůj osobní motiv Alexey Tsyganov, člen týmu GalvaniBionix.
Diagnostika rakoviny pomocí DNA
V Novosibirsku byl vyvinut ultra přesný testovací systém pro včasnou diagnostiku rakoviny. Podle Vitalyho Kuzněcova, výzkumníka z Vector Center for Virology and Biotechnology, se jeho týmu podařilo vytvořit určitý nádorový marker – enzym, který dokáže detekovat rakovinu v počáteční fázi pomocí DNA izolované ze slin (krev nebo moči).
Nyní se podobný test provádí analýzou specifických proteinů, které nádor produkuje. Novosibirský přístup navrhuje podívat se na upravenou DNA rakovinné buňky, která se objevuje dlouho před proteiny. Diagnostika tedy umožňuje odhalit onemocnění v raném stádiu.
Podobný systém se již používá v zahraničí, ale v Rusku není certifikovaný. Vědcům se podařilo „snížit náklady“ na stávající technologii (1,5 rublů oproti 150 eurům - 12 milionů rublů). Zaměstnanci společnosti Vector očekávají, že jejich rozbor bude brzy zařazen do povinného seznamu pro lékařské prohlídky.
Elektronický nos
Na Sibiřském institutu fyziky a technologie byl vytvořen „elektronický nos“. Analyzátor plynů vyhodnocuje kvalitu potravin, kosmetických a zdravotnických prostředků a je také schopen diagnostikovat řadu onemocnění pomocí vydechovaného vzduchu.
„Zkoumali jsme jablka: ovládací část jsme vložili do chladničky a zbytek jsme nechali v místnosti při pokojové teplotě,“ říká tvůrce zařízení Timur Muksunov, výzkumný inženýr v laboratoři Methods, Systems and Safety Technologies. Sibiřský institut fyziky a technologie.
„Po 12 hodinách pomocí instalace bylo možné odhalit, že druhá část vypouští plyny intenzivněji než kontrola Nyní se ve skladech zeleniny přijímají produkty podle organoleptických ukazatelů a pomocí vytvářeného zařízení to bude možné přesněji určit trvanlivost výrobků, což ovlivní jejich kvalitu,“ uvedl. Muksunov vkládá své naděje do programu podpory startu - „nos“ je zcela připraven na sériovou výrobu a čeká na financování.
Pilulka na depresi
Vědci z, spolu s kolegy z. N.N. Vorozhtsova vyvinula nový lék na léčbu deprese. Tableta zvyšuje koncentraci serotoninu v krvi, čímž pomáhá vyrovnat se s blues.
V současné době prochází antidepresivum pod pracovním názvem TS-2153 preklinickými testy. Výzkumníci doufají, že „úspěšně projde všemi ostatními a pomůže dosáhnout pokroku v léčbě řady závažných psychopatologií,“ píše Interfax.
Inovace se rodí ve vědeckých laboratořích
Pracovníci Laboratoře vývojové epigenetiky Spolkového výzkumného centra „Ústav cytologie a genetiky SB RAS“ se již řadu let zabývají vytvořením Biobanky buněčných modelů lidských nemocí, ze kterých budou následně vytvářeny léky pro léčba dědičných neurodegenerativních a kardiovaskulárních onemocnění.
Nanočástice: neviditelné a vlivné
Zařízení navržené v Ústavu chemické kinetiky a spalování pojmenované po. V.V. Voivodeship SB RAS, pomáhá detekovat nanočástice za pár minut „Existují práce ruských, ukrajinských, anglických a amerických vědců, které ukazují, že ve městech s vysokým obsahem nanočástic je zvýšený výskyt srdečních, onkologických a plicních onemocnění. “ zdůrazňuje vedoucí výzkumný pracovník ICHG SB RAS kandidát chemických věd Sergej Nikolajevič Dubtsov.
Novosibirští vědci vyvinuli sloučeninu, která pomůže v boji proti nádorům
Výzkumníci z Ústavu chemické biologie a základní medicíny Sibiřské pobočky Ruské akademie věd vytvářejí designové sloučeniny na bázi proteinu albuminu, které se mohou účinně dostat k nádorům pacientů s rakovinou – v budoucnu se tyto látky mohou stát základem pro drogy.
Sibiřští vědci vyvinuli protetickou chlopeň pro dětská srdce
Zaměstnanci Národního lékařského výzkumného centra pojmenovaného po akademikovi E. N. Meshalkinovi vytvořili nový typ bioprotetické chlopně pro dětskou srdeční chirurgii. Je méně náchylný ke kalcifikaci než ostatní, což sníží počet opakovaných chirurgických zákroků.
Sibiřské inhibitory protirakovinných léků procházejí předklinickými testy
Vědci z Ústavu chemické biologie a základní medicíny SB RAS, Novosibirsk Institute of Organic Chemistry pojmenováni po. N. N. Vorozhtsova SB RAS a Federální výzkumné centrum „Ústav cytologie a genetiky SB RAS“ nalezly účinné proteinové cíle pro vývoj léků proti kolorektálnímu, plicnímu a střevnímu karcinomu.
Ústavy SB RAS pomohou společnosti SIBUR LLC vyvinout biologicky rozložitelné plasty
Na VI. mezinárodním fóru technologického rozvoje a výstavy „Technoprom-2018“ byly podepsány dohody o spolupráci mezi petrochemickou společností SIBUR LLC a dvěma novosibirskými výzkumnými organizacemi: Novosibirským institutem organické chemie pojmenovaným po.
Neuvěřitelná fakta
Lidské zdraví se přímo týká každého z nás.
Média jsou plná příběhů o našem zdraví a těle, od výroby nových léků až po objevy jedinečných chirurgických technik, které dávají lidem s postižením naději.
Níže budeme hovořit o nejnovějších úspěších moderní medicína.
Nejnovější pokroky v medicíně
10. Vědci identifikovali novou část těla
V roce 1879 popsal francouzský chirurg Paul Segond v jedné ze svých studií „perleťovou, odolnou vazivovou tkáň“ probíhající podél vazů v lidském koleni.
Tato studie byla pohodlně zapomenuta až do roku 2013, kdy vědci objevili anterolaterální vaz, kolenní vaz, která je často poškozena při úrazech a jiných problémech.
Vzhledem k tomu, jak často je koleno člověka skenováno, přišel objev velmi pozdě. Je popsána v časopise Anatomy a zveřejněna online v srpnu 2013.
9. Rozhraní mozek-počítač
Vědci z Korejské univerzity a Německé technologické univerzity vyvinuli nové rozhraní, které umožňuje uživateli ovládat exoskelet dolních končetin.
Funguje tak, že dekóduje specifické mozkové signály. Výsledky výzkumu byly publikovány v srpnu 2015 v časopise Neural Engineering.
Účastníci experimentu měli na hlavě elektroencefalogramovou pokrývku hlavy a ovládali exoskeleton pouhým pohledem na jednu z pěti LED namontovaných na rozhraní. To způsobilo, že se exoskeleton pohnul dopředu, otočil se doprava nebo doleva a seděl nebo stál.
Systém byl zatím testován pouze na zdravých dobrovolnících, ale doufá se, že by mohl být časem využit pro pomoc lidem s postižením.
Spoluautor studie Klaus Muller vysvětlil, že "lidé s amyotrofickou laterální sklerózou nebo poraněním míchy mají často potíže s komunikací a ovládáním svých končetin; dešifrování jejich mozkových signálů takovým systémem nabízí řešení obou problémů."
Úspěchy vědy v medicíně
8. Zařízení, které dokáže pohnout ochrnutou končetinou silou myšlenky
V roce 2010 zůstal Ian Burkhart ochrnutý, když si zlomil vaz při nehodě v bazénu. V roce 2013 se díky společnému úsilí specialistů z Ohio State University a Battelle stal muž prvním člověkem na světě, který nyní dokáže obejít míchu a pohybovat končetinou pouze pomocí síly myšlenky.
Průlom nastal díky použití nového typu elektronického nervového bypassu, zařízení o velikosti hrášku, které implantované do motorické kůry lidského mozku.
Čip interpretuje mozkové signály a přenáší je do počítače. Počítač čte signály a posílá je do speciálního rukávu, který nosí pacient. Tedy, potřebné svaly jsou uvedeny do činnosti.
Celý proces trvá zlomek sekundy. K dosažení takového výsledku však tým musel tvrdě pracovat. Tým technologů nejprve přišel na přesnou sekvenci elektrod, které Burkhartovi umožňovaly pohybovat paží.
Poté musel muž podstoupit několikaměsíční terapii k obnovení atrofovaných svalů. Konečným výsledkem je, že teď je může otáčet rukou, sevřít ji v pěst a také hmatem určit, co je před ním.
7. Bakterie, která se živí nikotinem a pomáhá kuřákům s tímto zlozvykem skoncovat.
Přestat kouřit je nesmírně obtížný úkol. Každý, kdo se o to pokusil, potvrdí, co bylo řečeno. Téměř 80 procent těch, kteří se o to pokusili pomocí farmaceutických léků, selhalo.
V roce 2015 dávají vědci z Scripps Research Institute novou naději těm, kteří chtějí přestat. Podařilo se jim identifikovat bakteriální enzym, který požírá nikotin dříve, než se dostane do mozku.
Enzym patří k bakterii Pseudomonas putida. Tento enzym není novým objevem, nicméně teprve nedávno byl vyvinut v laboratoři.
Výzkumníci plánují tento enzym použít k vytvoření nové metody, jak přestat kouřit. Doufají, že blokováním nikotinu dříve, než se dostane do mozku a spustí produkci dopaminu, mohou odradit kuřáky od cigarety.
Aby byla účinná, jakákoliv terapie musí být dostatečně stabilní, aniž by během aktivity způsobovala další problémy. V současnosti laboratorně vyráběný enzym se chová stabilně déle než tři týdny zatímco v tlumivém roztoku.
Testy na laboratorních myších neprokázaly žádné vedlejší účinky. Výsledky svého výzkumu vědci zveřejnili v online verzi srpnového vydání časopisu American Chemical Society.
6. Univerzální vakcína proti chřipce
Peptidy jsou krátké řetězce aminokyselin, které existují v buněčné struktuře. Působí jako hlavní stavební kámen pro bílkoviny. V roce 2012 vědci pracující na University of Southampton, University of Oxford a Retroskin Virology Laboratory, podařilo identifikovat novou sadu peptidů nalezených ve viru chřipky.
To by mohlo vést k vytvoření univerzální vakcíny proti všem kmenům viru. Výsledky byly publikovány v časopise Nature Medicine.
V případě chřipky peptidy na vnějším povrchu viru velmi rychle mutují, takže jsou pro vakcíny a léky téměř nedostupné. Nově objevené peptidy žijí ve vnitřní struktuře buňky a dosti pomalu mutují.
Navíc tyto vnitřní struktury lze nalézt u každého kmene chřipky, od klasické po ptačí. Vývoj současné vakcíny proti chřipce trvá asi šest měsíců, ale neposkytuje dlouhodobou imunitu.
Je však možné, zaměřením úsilí na práci vnitřních peptidů, vytvořit univerzální vakcínu, která poskytne dlouhodobou ochranu.
Chřipka je virové onemocnění horních cest dýchacích, které postihuje nos, hrdlo a plíce. Může být smrtelný, zvláště pokud se nakazí dítě nebo starší osoba.
Kmeny chřipky byly v historii zodpovědné za několik pandemií, z nichž nejhorší byla pandemie v roce 1918. Nikdo s jistotou neví, kolik lidí na tuto nemoc zemřelo, ale některé odhady uvádějí 30-50 milionů lidí na celém světě.
Nejnovější lékařské pokroky
5. Možná léčba Parkinsonovy choroby
V roce 2014 vědci vzali umělé, ale plně funkční lidské neurony a úspěšně je naroubovali do mozků myší. Neurony mají potenciál léčení a dokonce i léčení nemocí, jako je Parkinsonova choroba.
Neurony byly vytvořeny týmem specialistů z Institutu Maxe Plancka, Fakultní nemocnice Münster a Univerzity v Bielefeldu. Vědcům se podařilo vytvořit stabilní nervová tkáň z neuronů přeprogramovaných z kožních buněk.
Jinými slovy, indukovaly neurální kmenové buňky. Jedná se o metodu, která zvyšuje kompatibilitu nových neuronů. Po šesti měsících se u myší neobjevily žádné vedlejší účinky a implantované neurony se dokonale integrovaly s jejich mozky.
Hlodavci vykazovali normální mozkovou aktivitu, což vedlo k vytvoření nových synapsí.
Nová technika má potenciál dát neurovědcům schopnost nahradit nemocné, poškozené neurony zdravými buňkami, které by jednoho dne mohly bojovat s Parkinsonovou chorobou. Kvůli tomu odumírají neurony, které dopamin dodávají.
V současné době neexistuje lék na toto onemocnění, ale příznaky jsou léčitelné. Nemoc se obvykle rozvíjí u lidí ve věku 50-60 let. Zároveň dochází ke ztuhnutí svalů, ke změnám v řeči, ke změnám chůze a objeví se třes.
4. První bionické oko na světě
Retinitis pigmentosa je nejčastější dědičné oční onemocnění. Vede k částečné ztrátě zraku a často k úplné slepotě. Mezi časné příznaky patří ztráta nočního vidění a potíže s periferním viděním.
V roce 2013 byl vytvořen retinální protetický systém Argus II, první bionické oko na světě určené k léčbě pokročilé retinitis pigmentosa.
Systém Argus II je pár externích brýlí vybavených kamerou. Obrazy jsou převedeny na elektrické impulsy, které jsou přenášeny na elektrody implantované do pacientovy sítnice.
Tyto obrazy mozek vnímá jako světelné vzory. Člověk se učí interpretovat tyto vzorce a postupně obnovuje zrakové vnímání.
V současnosti je systém Argus II dostupný pouze ve Spojených státech a Kanadě, ale plánuje se jeho implementace po celém světě.
Nové pokroky v medicíně
3. Lék proti bolesti, který funguje pouze díky světlu
Silná bolest se tradičně léčí opioidními léky. Hlavní nevýhodou je, že mnohé z těchto drog mohou být návykové, takže jejich potenciál zneužití je obrovský.
Co kdyby vědci dokázali zastavit bolest pouze pomocí světla?
V dubnu 2015 neurologové z Washington University School of Medicine v St. Louis oznámili, že se jim to podařilo.
Spojením proteinu citlivého na světlo s opioidními receptory ve zkumavce dokázali aktivovat opioidní receptory stejně jako opiáty, ale pouze světlem.
Doufá se, že odborníci dokážou vyvinout způsoby, jak používat světlo k úlevě od bolesti a zároveň používat léky s méně vedlejšími účinky.
Podle výzkumu Edwarda R. Siudy je pravděpodobné, že při větším experimentování by světlo mohlo zcela nahradit drogy. Pro testování nového receptoru byl do mozku myši implantován LED čip o velikosti lidského vlasu, který byl poté spojen s receptorem.
Myši byly umístěny do komory, kde byly jejich receptory stimulovány k produkci dopaminu.
Pokud myši opustily speciálně určenou oblast, světla se vypnula a stimulace se zastavila. Hlodavci se rychle vrátili na své místo.
2. Umělé ribozomy
Ribozom je molekulární stroj složený ze dvou podjednotek, které využívají aminokyseliny z buněk k tvorbě proteinů.
Každá z ribozomálních podjednotek je syntetizována v buněčném jádru a poté exportována do cytoplazmy. V roce 2015 výzkumníci Alexander Mankin a Michael Jewett dokázali vytvořit první umělý ribozom na světě.
- DOPORUČUJE
- Podání elektronického hlášení finančnímu úřadu přes internet
- Vyloučení právnické osoby z Jednotného státního rejstříku za nepravdivé informace: důvody, odvolání proti rozhodnutí Federální daňové služby o nadcházejícím vyloučení
- Co je to hostinec, můžete to zjistit kontaktováním pověřeného orgánu