Будущая медицина – Медицина будущего

Содержание

Медицина будущего

 

Нано-роботы заменят инъекции

В мире найдется не так много людей, способных спокойно перенести визит к врачу с целью получения инъекции. Что ж, кажется, кошмар большинства взрослого и, особенно, детского населения планеты близится к концу. При необходимости получения инъекции вас больше не будут «тыкать» иголкой. Вы будете получать персональных нано-роботов. Именно такой станет медицина будущего.

Современная альтернатива уколам была предложена двумя студентами Университета в Йорке – Атифом Саидом и Захарией Хуссейном. Молодые люди полагают, что инъекции давно изжили себя. Сегодня этот способ ввода лекарственных средств небезопасен. Это и вдохновило юных исследователей предложить вариант доставки лекарств на базе использования нано-роботов. Проект получил название «Nanject».

Основой новой технологии будет нано-пластырь. Его поверхность будет состоять из нано-роботов. Проникновение нано-роботов в организм человека будет осуществляться через кожу, а их транспортировка в организме – по кровеносной системе. Так нано-роботы смогут достигать больных тканей.

Нано -роботы в кровеносной системе

Атиф Саид и Захария Хуссейн планируют производить пластыри в двух вариациях

  1. Первая из них будет отличаться наличием мизерной долей лекарственных средств, предназначенной для транспортирования к органам, проблемы с которыми испытывает пациент.
  2. Предназначение второй будет определяться нано-роботами ликвидаторами, способными находить в организме патологические клетки и осуществлять нагрев до температуры, приводящей к их гибели. После этого температура нано-роботов будет падать, и их выведение из организма будет осуществляться естественным путем.

Исследователи полагают, что нано-пластырь имеет огромные перспективы. По их словам, в ближайшем будущем именно с его помощью люди будут получать всевозможные лекарства, витамины, вакцины и БАДЫ.

 

Необходимость лечить зубы будет устранена

Британские специалисты в области стоматологии занялись разработкой технологии, позволяющей выращивать зубы непосредственно во рту пациентов. Это настоящая медицина будущего. Методика заключает в себя два этапа восстановления утраченного зуба.

  • Во-первых, сюда входит изготовление зачатка зуба. Для этого используются эпителиальные клетки десны пациента, а также стволовые клетки эмбрионов мышей.
  • Некоторое время спустя от эпителиальных клеток исходит специальный импульс, который стимулирует превращение эмбриона в некоторый тип зуба.
  • После формирования зуба в пробирке его перемещают в среду дальнейшего нахождения – полость рта пациента. Здесь реализуется фаза имплантирования, позволяющая зубу вырасти до нужных размеров.

Предварительные тестирования методики доказывают ее успешность, поэтому повседневное использование такого выращивания зубов возможно уже в ближайшем будущем.

После выращивания зуба в пробирке, его перемещают в полость рта

 

Зубы станут детекторами вирусов

Специалисты из Принстонского университета разработали чип, который помещается на зубную эмаль и сигнализирует об изменениях в состоянии организма. В составе чипа имеется золото, шелк и графен (сверхтонкая пленка углерода) в качестве соединительного материала.

Функционирование устройства возможно даже без батареи, так как радиосигнал передается с помощью антенной катушки. Хотя чип и кажется сложной конструкцией, его крепление к эмали зуба осуществляется при помощи обычной воды.

На сегодняшний день изобретение еще не подходит для целевого использования. Оно имеет достаточно большие размеры, а также не защищено от повреждений во время чистки зубов или еды. Однако инженеры упорно твердят об огромном потенциале данного устройства в контексте мониторинга здоровья человека. По мнению разработчиков, это первый шаг к медицине будущего.

Чип испытали на зубе коровы с добровольцами, согласившимися дышать на устройство. Прибор мгновенно передавал новую информацию на мониторы. Интересно, что в дальнейшем чип будет определять наличие вредоносных бактерий и вирусов не только путем анализа выдыхаемого воздуха, но и посредством разбора компонентов слюны.

 

Солдаты США будут обладать супер-зрением

Американская фирма «Innovega» обратилась к правительству Соединенных Штатов Америки с просьбой рассмотреть все преимущества своей новой разработки. Это технология, позволяющая в значительной мере улучшить визуальное восприятие объектов окружающей среды.

По словам руководителя компании Стива Уиллея, ее использование в контактных линзах позволит достичь расширения углового зрения человека, а также одновременной фокусировки взгляда на нескольких объектах. Такая модификация зрения позволит превосходить противников во время ведения боевых действий. Первым заказчиком партии устройств стал Пентагон.

Сообщается, что устройства для улучшения качества зрения будут использоваться не только в военно-промышленном комплексе. Стив Уиллей заявляет о скором поступлении линз в свободную продажу, что даст возможность распространять технологию среди широких масс населения.

Супер-зрение станет доступным для всех

Тем не менее, офтальмологи предупреждают об опасности использования новой разработки. Специалисты полагают, что эти линзы оказывают негативный эффект на глаза и остроту зрения, ведь они снижают контрастность изображений, воспринимаемых человеком.

 

Синтетическую кровь можно тестировать на людях

Первая в мире лицензия на исследование синтетической крови с ее тестированием на людях была получена группой ученых, работающей при Шотландском Центре Регенеративной Медицины (Эдинбург). При изготовлении синтетической крови исследователи брали за основу стволовые клетки, выделенные из организма взрослых доноров.

Ученые проводят испытания с использованием стволовых клеток

Это качественно отличает полученную кровь от прежних вариантов, базой изготовления которых служили эмбрионы. Если испытания нового продукта пройдут успешно, он сможет нивелировать проблему недостатка доноров и крови, а также избавить человечество от проблем инфицирования при переливании некачественной крови.

Кроме тестирования синтетической крови, исследователи собираются провести испытания медикаментов, изготовленных с использованием стволовых клеток. На это уже имеется соответствующее разрешение. Предполагается, что данные лекарственные средства будут эффективны при лечении пациентов после инсульта и пациентов, которые страдают от ряда заболевания типа рака, диабета или болезни Паркинсона. Такие лекарства станут основой медицины будущего.

 

Перемещение предметов будет реализовываться за счет силы мысли

Группа инженеров из компании ATR, базирующейся в городе Киото, Япония, разработала систему, гарантирующую выполнение различных действий при помощи мыслей. Эксперимент получил название Network Brain Machine Interface.

Шлем со множеством сенсоров фиксирует импульсы головного мозга

В нём было успешно реализовано ряд задач, в том числе управление руками исключительно с помощью силы мысли или включение и выключение света и телевизора. Мысли даже позволили менять направление движения на инвалидной коляске!

Потрясающие результаты стали возможны благодаря шлему, оборудованному множеством сенсоров:

  • Устройство фиксирует самые незначительные изменения в токе крови и малейшие колебания импульсов, исходящих от головного мозга.
  • Эта информация посылается в аналитический центр, который расположен в инвалидной коляске.
  • После анализа запроса происходит его адресация определенному устройству, оборудованному сенсором считывания.

На сегодняшний день промежуток между поступлением запроса и выполнением команды составляет 6-12 секунд. Однако разработчики твердо намерены достичь результата в 1 секунду уже через 3 года. К тому же, они планируют приблизить точность распознавания команд к показателю 80%.

Ожидается, что компания выпустит устройство на рынок к 2020 году. Специалисты полагают, что аппарат существенно облегчит жизнь людей с ограниченными возможностями и людей старшего возраста. Для инвалидов медицина будущего может вернуть полноценную жизнь.

 

Парень с бионической рукой

Первого и единственного великобританского подростка с бионической рукой зовут Патрик Кейн.

Когда парню было 9 месяцев, менингококковая инфекция вызвала сепсис и необходимость ампутировать правую голень и пальцы на правой руке. В 1 год Патрику достались протезы, которые прослужили ему целых 15 лет, а на 16-летие родители сделали тинэйджеру супер-технологичный подарок в виде бионической руки от шотландской компании Touch Bionics.

Патрик Кейн с бионической рукой

Управление бионической рукой осуществляется при помощи смартфона. В комплект поставки включено специальное приложение для операционной системы iOS, которое позволяет владельцу осуществлять контроль над движением своей конечности. В него входят обучающие материалы, ознакомление с которыми позволяет использовать устройство с наибольшей эффективностью.

На запястье протеза находятся датчики, которые фиксируют электрические импульсы при сокращении мышц. Пользователь может выбрать любой из 24 типов захвата. Бионическая рука отличается сверхчувствительностью, позволяющей взять листок бумаги без его наименьшего сминания. В то же время, искусственная рука способна поднимать груз до 90 кг.

Оценивая функциональность изобретения, Патрик Кейн не скрывает своего восторга. Он заявляет, что бионическая рука позволяет проделывать каждодневные операции с куда более высоким уровнем комфорта, чем это было с протезами. Это настоящая медицина будущего. Черная модель бионической конечности, которую предпочел подросток, стоит в пределах 38-122 тысяч долларов зависимо от ее размеров.

 

Японцы научились делать кожу прозрачной

Ученые из Японии долгое время пытались найти реагент, который бы делал кожу живых организмов прозрачной. Целью этих трудов было облегчение процесса изучения работы внутренних органов. Кажется, умопомрачительное открытие все-таки состоялось.

Пока полученная «сыворотка прозрачности» была испытана лишь на эмбрионах мышей. Сейчас специалисты работают над повышением уровня безопасности сильного химического вещества. Это позволит провести испытания реагента на животных и на людях. Препарат получил кодовое название Scale А2.

Достижения японских учёных на фотографиях невидимых мышей

 

Кровеносные сосуды будут выращивать в лабораторных условиях

Группа авантюрных исследователей, работающих при Йельском университете и Университете Дюка (Западная Каролина), открыла новую страницу в истории медицины. Ученые создали сеть лабораторий, специализацией которых является выращивание кровеносных сосудов с их дальнейшим применением в разных операциях.

До этого момента при оперировании использовались вены и сосуды самого пациента. Данный способ имел значительные ограничения, ведь подобное донорство могло быть невозможным в силу отсутствия у пациента подходящих сосудов.

Основой нового метода стало отнюдь не клонирование, обсуждаемое человечеством с повышенным интересом.

  • Суть технологии состоит в выделении мышечной ткани трупов, которая помещается в биореактор.
  • Здесь развитие ткани проходит в специально разработанных контейнерах, которые обеспечивают ее восстановление.
  • Помимо того, эти резервуары способствуют повышению силы и эластичности ткани, которая превращается в кровеносную систему за счет стягивания сети крохотных клеток.
Данная технология по выращиванию органов решит проблему с донорством

Главной составляющей технологии называют биореактор. Первое использование данного устройства датируется еще 1999 годом. Тогда с его помощью пытались создать сердечную ткань, что происходило в условиях невесомости. О существовании прибора было известно лишь единицам, ведь его собирались применять не только для выращивания человеческих тканей, но и для клонирования продуктов питания.

Новая технология будущего должна решить проблему с донорством органов и очередями на трансплантацию. Разработчики заявляют, что ее внедрение в современный технологический прогресс будет осуществлено уже в ближайшее время.

Пока проект находится на стадии разработки, но финансирование должно поступить сразу после получения позитивных результатов. Обязательным участником проекта станет НАСА, ведь заводы по выращиванию органов должны непременно находится в космосе, чтобы нивелировать воздействие земного притяжения на рост клеток.

 

Открыт эликсир молодости

Исследователи из Гарварда придумали, как можно омолодить старые органы. Ожидается, что данная медицинская технология сделает жизнь человека более продолжительной. Ее суть сводится к получению одного-единственного укола.

Методика была разработана на основе наблюдений за генами старости.

Общий принцип старения состоит в утрате организмом возможности формировать здоровые клетки, которые бы делились и производили новые клетки. Это связано с тем, что теломеры (концы нитей ДНК) становятся все короче. Достигая критической длины, они провоцируют старение тела.

Рональд ДеФино стал куратором следующего эксперимента. В лабораторных условиях были созданы мыши, не обладающие способностью производить теломеры. Оказалось, что при ухудшении состояния клеток животные сразу же умирали. Опыт был повторен с дополнением в виде ввода мышам энзимов через шприц. В результате процесс старения грызунов пошел вспять, и их клетки стали омолаживаться.

Возможность провести подобные модификации с людьми поможет получить лекарства от преждевременного старения. Правда, перед учеными еще стоит немало вопросов, включающих моральную сторону модификации ДНК, биологический аспект влияния технологии на потомков и потенциальное перенаселение планеты вечно молодыми людьми.

Разгадка гена старости приведёт к открытию эликсира молодости

 

Английский врач возвращает умерших к жизни

Сэма Парниа называют врачом от Бога. Этому реаниматологу удается возвращать людей к жизни даже после клинической смерти продолжительностью три часа! Свое первое место работы специалист нашел в Англии, а сейчас трудится в США. В Медицинском центре университета Стоуни-Брук (Нью-Йорк) Сэм смог поднять показатель выживших после клинической смерти с показателя 16% до показателя 30%. По словам специалиста, это еще не предел.

Сэм Парниа убеждает окружающих в том, что он не волшебник, а результаты его труда – это всего лишь дань науке и здравому смыслу. Он глубоко уверен, что современная медицина продолжает эксплуатировать устаревшие методы и технологии. Реаниматолог изобрел свою технологию воскрешения людей, которую назвал «эффектом Лазаря». Она позволяет спасти жизнь, по крайней мере, 40 тысячам пациентов в год.

Врач не скрывает нюансов своего метода от других специалистов медицинской сферы или простых людей. Данная технология стала предметом повествования в его собственной книге. Тем не менее, другие специалисты не спешат пользоваться полученными знаниями. Еще бы, ведь метод требует немалых стараний и большого количества времени для каждого пациента.

  • Базой «эффекта Лазаря» служит информация о системе остановки апоптоз, которая определяет запрограммированную гибель клеток.
  • После того, как у человека наступает клиническая смерть, его немедленно охлаждают.
  • Его кровь прогоняют через специальный прибор для очистки крови – ЕСМО. Таким образом, внутренняя среда организма очищается от углекислого газа и насыщается кислородом.
Спасти человека из клинической смерти стало возможно

С помощью метода Сэму Парниа удалось спасти футболиста Фабриса Мумамба, который пробыл в состоянии клинической смерти несколько часов, и девушку из Японии, состояние мнимой смерти которой продлилось 3 часа.

www.iksinfo.ru

10 впечатляющих примеров медицины будущего

Те из нас, кто значительную часть жизни прожил до рубежа веков, привыкли считать наш текущий период времени эдаким отдаленным будущим. Раз уж мы выросли на фильма вроде «Бегущего по лезвию» (в котором действие происходит в 2019 году), нас как-то не очень впечатляет, каким оказывается будущее — во всяком случае с эстетической точки зрения. Да, летающих автомобилей, которые нам постоянно обещали, может не быть никогда. Но в медицине, например, происходят настолько впечатляющие прорывы, что мы уже сейчас стоим на пороге практического бессмертия. И чем дальше в будущее, тем удивительнее перспективы этой сферы.

Замена суставов из биоматериалов

Технологии замены суставов и костей прошли долгий путь за последние десятилетия, части на пластиковой и керамической основе взяли верх над металлическими частями, а новейшее поколение искусственных костей и суставов заходит еще дальше: их будут делать из биоматериалов, чтобы они практически слились с телом.

Это стало возможным, конечно же, благодаря 3D-печати (к этой теме мы будем возвращаться неоднократно). Хирурги главного госпиталя Саутгемптона в Великобритании изобрели технику, с помощью которой имплант бедра пожилого пациента удерживается на месте с помощью «клея», изготовленного из собственных стволовых клеток пациента. Кроме того, профессор Университета Торонто Боб Пиллиар вывел процесс на новый уровень, создав импланты нового поколения, которые на самом деле имитируют кость человека.

Используя процесс, который связывает компонент кости на замену (с применением ультрафиолетового света) в невероятно сложные структуры с чрезвычайной точностью, Пиллиар и его команда создает крошечную сеть каналов и траншеек, по которым перевозятся питательные вещества в самом импланте.

Выращенные костные клетки пациента затем распределяются по этой сети, замыкая кость с имплантом. Со временем компонент искусственной кости растворяется, а выросшие естественным образом клетки и ткани сохраняют форму импланта.

Крошечный кардиостимулятор

С момента имплантации первого кардиостимулятора в 1958 году, эта технология, конечно, значительно улучшилась. Впрочем, после гигантских скачков в развитии в 1970-х, в середине 80-х все как-то застопорилось. Компания Medtronic, которая создала первый кардиостимулятор, работающий на батарейке, выходит на рынок с устройством, которое может произвести такую же революцию в области кардиостимуляторов, как и ее первое устройство. Оно размером с витаминку и не требует хирургического вмешательства.

Эта новая модель вводится через катетер в паху (!), крепится к сердцу маленькими зубцами и поставляет необходимые регулярные электрические импульсы. В то время как обычные кардиостимуляторы, как правило, требуют сложного хирургического вмешательства, создания «кармашка» для устройства рядом с сердцем, крошечная версия существенно упрощает эту процедуру и снижает частоту осложнений на 50%: 96% пациентов не выявляли никаких признаков осложнений.

И хоть Medtronic вполне может быть первым на этом рынке (имея полученное одобрение FDA), другие крупные производители кардиостимуляторов разрабатывают конкурентные устройства и не собираются оставаться за пределами рынка, годовой объем которого составляет 3,6 миллиарда долларов. Medtronic начала разработку крошечных спасителей в 2009 году.

Глазной имплан

hi-news.ru

Медицина будущего: какая она?

Какой будет медицина в будущем

Медицина в мире стремительно движется вперед. Ученые смогли расшифровать генетический код человека, а не так давно научились делать это быстро и почти массово. Это дает доступ к совершенно новым методам лечения и предотвращения болезней. Какой будет медицина уже через несколько лет, когда новейшие методы будут доступны и у нас, и какие вызовы она поставит перед человечеством, рассказал директор лаборатории молекулярной диагностики, профессор медицинского факультета Макгильського и Монреальского университетов (Канада) Юрий Мончак.

Как будет работать медицина будущего

«Первое, что изменится в лечении благодаря расшифровке генетического кода, - это появление персонализированной медицины. Прочитав ваш генетический код, теперь можно подобрать то лечение, которое будет максимально эффективным именно для ваших нужд и для вашего физического состояния», - говорит Юрий Мончак.

«В нашей лаборатории мы будем где-то через год начинать испытывать этот персонализированный подход к болезни. Сейчас это будут только добровольцы. Мы будем брать образцы их раковых клеток, считывать генетический код и на основе полученных результатов вместе с фармацевтической компанией будем смотреть, какие лекарства можно применить к определенной болезни (из тех 10 или 20 000 видов лекарств, которые есть в нашей библиотеке) и подбирать, какие из них являются наиболее эффективным. По словам ученого, такой персонализированный подход чрезвычайно сильно поднимет эффективность лечения.

Еще одна возможность новой медицины, которая открылась перед учеными, - выращивание «запасных» клеток для лечения. У пациента могут взять клетки из любой ткани (например, из кожи), которые в генетическом коде имеют эти дефективные гены. Эти клетки ученые дифференцируют в точную копию больных клеток. Тогда можно будет заменить дефективные гены правильными генами, вырастить эти клетки в чашках Петри и трансплантировать их больному человеку.

Здесь, конечно, есть нюансы - например, мы не сможем заменить целый мозг. Но если это инфаркт сердца, когда замирает часть органа, такие клетки можно имплантировать, и они будут заживлять и лечить часть сердца больного человека.

«За последнее столетие, даже учитывая то, что человечество имело только примитивные знания о медицине, средний возраст человеческой жизни вырос с 50 лет до 75 лет. Насколько изменится средняя продолжительность жизни с теми знаниями, которые мы получили сейчас, трудно предсказать», - отмечает Юрий Мончак.

В развитых странах новейшие методы будут использовать уже через несколько лет

«Эти новейшие методы в медицине, по крайней мере в начальной фазе, будут введены для основной массы населения в развитых странах уже через 5-10 лет», - говорит директор лаборатории молекулярной диагностики. Уже есть фирмы, которые предлагают секвенирование (расшифровку) части генов. И на основании этого медики могут определить вашу склонность к около полусотни различных болезней.

Пациентам говорят, склонны ли они к определенной болезни. Таким образом, вы сможете консультироваться с врачом, который сможет вам это объяснить и, если это возможно, дать рекомендации, чтобы уменьшить риски развития потенциальных заболеваний. «Думаю, вскоре будет намного больше таких фирм. Однако есть риск, что люди могут узнать некоторые вещи о себе, которые они бы не хотели знать. Здесь есть очень серьезные этические проблемы, которые выдвигает эта наука», - считает ученый.

По словам Юрия Мончака, в Америке уже со следующего года планируют секвенировать (расшифровывать) полный геном каждого новорожденного ребенка. С одной стороны, это крупномасштабной проект, и он нужен. Но с другой стороны, человечество еще не имеет ответа на те вопросы, которые возникнут в начале реализации этого проекта. Ведь расшифровка кода может показать, что у ребенка может быть определенная болезнь.

Но что, если для лечения этой болезни еще нет лекарств? Как это повлияет на будущее ребенка и на отношение к нему его родителей? Будут ли вкладывать родители такого ребенка средства в его образование и в его развитие?

«Прочитать код очень легко, но иметь соответствующие лекарства для лечения тех заболеваний, которые будут указаны после секвенирования, - это гораздо труднее. Итак, мы немного опережаем наши возможности. Сейчас многое будет зависеть от юристов и биоэтики, которые смогут придать развитию этой отрасли правильное направление и определить, о каких заболевания следует говорить родителям, а о каких - нет», - считает профессор Юрий Мончак.

Перспективы в России

Российская медицина пока отстает от развитых стран по крайней мере на 10-15 лет, сказал ученый. Впрочем, этот разрыв при благоприятных обстоятельствах можно существенно сократить, считает он.

По его словам, на сегодня наука в России является «заглушенной», но если дать ей возможность развиваться, даже при минимальном увеличении возможностей ученые в России сразу, как грибы после дождя, будут раскрывать свой потенциал.

«В России нужны два ключевых изменения: стабилизировать политическую ситуацию и побороть коррупцию», - говорит Юрий Мончак. По его словам, низкий уровень зарплат ученых делает нашу страной очень привлекательной для потенциальных инвесторов - фармацевтических и биотехнологических компаний, которые охотно бы инвестировали деньги в институты. В России даже очень талантливые ученые готовы работать за минимальную плату. Если инвестировать в эту сферу немного больше денег, мотивация возрастет, многие студенты увидят, что они могут в ней успешно реализоваться, и это станет значительным толчком для развития науки. Но сегодня потенциальные инвесторы не уверены, где эти деньги окажутся и где потом будут использоваться изобретения.

Кроме того, важно провести реформу науки в России и дать лабораториям больше автономии, а, следовательно, и возможность развиваться. «Чтобы небольшие лаборатории не ждали, что все разрешения и указания должны спускаться сверху, из каких-то учреждений - правительства или министерства», - говорит Юрий Мончак.

Колоссальные возможности и биоэтика

«14 человеческих эмбрионов уже были клонированы. Некоторые из них происходили от мертвого ребенка. Ребенок погиб в автокатастрофе. Его кровь была передана в лабораторию, и этого ребенка клонировали, - говорит Юрий Мончак. - Сейчас, насколько нам известно, каждый из тех эмбрионов был отторгнут, то есть клонированного человека на Земле ещё нет».

Впрочем, если такой ребенок родится, здесь возникает множество вопросов, например: как этот ребенок будет относиться к тому, что он является копией другого существа.

Сегодня ученый, который делал эти эксперименты с клонированием человека, перенес свою лабораторию из Америки, где законы запрещают клонирование, в Ливан, и там продолжает свою работу. «Он, между прочим, провел эксперименты по совмещению генетических аппаратов человека и коровы, чтобы просто исследовать, может ли коровий эмбрион добавить некоторые факторы, которые позволят человеческому эмбриону выжить. Ученый может этим заниматься. Но должен ли он это делать?» - спрашивает Юрий Мончак.

«Кроме того, сейчас ученые могут получить любую клетку из вашего тела и вернуть ее в стволовое состояние. Из этого состояния ученые могут ее дифференцировать в любую другую клетку тела. Можно взять по одной клетке у двух мужчин. Одну клетку дифференцировать в сперматозоид, другую - в ооцит, скрестить этот сперматозоид с ооцитом, - и родится ребенок, который будет иметь двух биологических родителей. Как это будет психологически отражаться на ребенке? Он не будет иметь матери? Имеем ли мы право делать такие вещи? Вот в чем вопрос.

Понравилась статья? Сделайте доброе дело - поделитесь с друзьями в соцсетях:

Комментарии для сайта Cackle

zdips.ru

что день грядущий нам готовит?

«Распечатайте мне печень, пожалуйста! Из обычных клеток, для возраста 25 лет. Сердце пока не надо…»

Такая она, медицина будущего. С напечатанными на 3D принтерах органами, гуляющими по сосудам наноботами, зубами из пробирки и прочими странными штуками. А ведь когда-то мы просто мечтали победить все болезни!

Увы, в этом сегменте похвастаться нечем. От СПИДа, рака и даже обычного гриппа по-прежнему умирают люди. Может быть, медицина движется совершенно не в том направлении?

Нанороботы вместо лекарств

dailytechinfo.org

Ученые прогнозируют, что в будущем не будет никаких инъекций и таблеток. Вместо них достаточно будет выпить «гремучую смесь» из нанороботов или приклеить к руке специальный пластырь. Разговор с патологическими клетками будет коротким: нанороботы найдут их в организме и успешно уничтожат. В перспективе — даже изменение структуры ДНК, что поможет предотвратить мутации.

В теории все это звучит очень вкусно и оптимистично. Однако так ли это на самом деле? Таблетки пьют все, от нанороботов же большинство людей может отказаться – например, из религиозных соображений.

Второй камень преткновения – наноробот должен работать не просто хорошо, а идеально. Представь, какой монстр может родиться, если при изменении ДНК что-то пойдет не так?

Киборги – почти люди?

asmo.ru

Приставка «почти» не дает покоя ни автору этой статьи, ни тем, кто смотрел хотя бы одну часть «Терминатора». Медицина активно работает в данном направлении – уже сегодня многие люди имеют искусственные стимуляторы в сердце. Не исключено, что в будущем можно будет заменить высокотехнологичными протезами целые органы.

Впрочем, создание киборга – предприятие сомнительное. Учитывая тот факт, что большая часть нашей планеты уже сегодня перенаселена, а цифра в 7 млрд. продолжает расти, идея создать «нового человека» вдобавок к миллиардам других видится как минимум странной. Конечно, если киборг не будет нуждаться в пище и зарплате, кто-то в этом бренном мире только выиграет. Но чем все закончилось в «Терминаторе», вы прекрасно помните!

Биопечать органов на принтере

innotech.kiev.ua

Биопечать – пусть и новое, но уже успевшее показать свое «Я» направление в медицине. Оно развивается параллельно с аддитивными технологиями.

Если в двух словах, то ученые всего мира пытаются создать принтер, на котором можно будет напечатать человеческие органы: почки, печень и даже сердце. Костные и хрящевые импланты принтеры уже печатают, так что перспектива у данного направления действительно есть.

Для печати используются стволовые клетки, которые наносятся на макет. Наибольших успехов в данном сегменте смогла достичь компания Organovo, напечатавшая печеночную ткань. Биопринтинг не стоит на месте – в ближайшие пять лет планируется серьёзное освоение рынка трансплантологии.

Люди забудут о лечении зубов

medbooking.com

Британские специалисты внедряют технологию, позволяющую выращивать зубы… прямо во рту у пациента. Они изготавливают зачаток зуба с помощью эпителия десны пациента и стволовых клеток мышей. Зуб формируется в пробирке, после чего его перемещают в полость рта. Здесь зуб имплантируется и растет дальше до нужных размеров.

В случае успешной реализации проекта зубы действительно будут выращивать, как огурцы на даче.

Умерших еще можно спасти?

voobsheto.net

В завершение – еще одно достижение медицины настоящего и перспективного будущего. Американца Сэма Парниа успели окрестить «врачом от Бога». Реаниматолог делает невозможное – возвращает людей к жизни даже спустя 3 часа после клинической смерти. Способ «воскрешения» заключается в немедленном охлаждении тела человека. После этого всю его кровь прогоняют через особый прибор ЕСМО, насыщающий кровь кислородом.

Данный метод работает лишь в 30% случаев смерти, но он позволил спасти уже несколько человек. Единственный недостаток – огромные затраты на возвращение к жизни каждого из пациентов.

Резюмируя все озвученное выше, отметим: медицина будущего обладает колоссальными перспективами и возможностями. Какие-то методы активно внедряются сегодня, другие только тестируются. Однако по большому счету хочется одного – чтобы люди были здоровы и счастливы. А для этого вовсе не обязательно иметь железное сердце и печень с 3D-принтера!

e-w-e.ru

Медицина будущего: какие технологии позволят людям победить старость, болезни и смерть? | Технологии

Проекты вроде Qualcomm Tricorder X Prize или Viatom Check Me, измеряющие пульс, температуру тела, насыщение ее кислородом, систолическое и артериальное давление, физическую активность и сон, открывают новую страницу в медицинской помощи. Вместо текущих симптомов врач видит динамику на протяжении месяцев. Сами пациенты получают возможность оперативнее замечать негативные изменения в своем состоянии, а медицинские и страховые компании использовать больше данных для оптимизации расходов на лечение и страхование.

Замена и модификация органов

Кростехнологичные проекты обеспечивают прорывы в большинстве медицинских направлений. Например, сочетание 3D-сканирования, 3D-печати, продвинутого софта и новых полимеров произвели революцию в области стоматологии. Если раньше люди вынуждены были выпрямлять зубы и исправлять прикус посредством болезненных, долгих операций, вроде протезирования или брекетов, то сейчас на рынке появилась технология «элайнеров», индивидуальной программы использования прозрачных фиксаторов с минимум неудобств. Еще пять лет назад, когда я только основал компанию StarSmile, об элайнерах в России знали единицы, сегодня – эта технология прочно входит в нашу действительность, особенно с появлением большего количества биосовместимых материалов. В мире уже появились специализированные компании, типа немецкой Next Dent, сосредоточенных только на разработке новых материалов. И их усилия уже приносят свои плоды: сегодня доступны материалы, из которых можно печатать пластиковые временные коронки или целые съемные протезы в нескольких цветах.

Медицинская 3D-печать и биотехнологическая промышленность заново проектируют весь мир фармацевтики и донорских органов. 2016 был годом успешной 3D-печати печени, артерии и кости. Пересаженные органы показали успешное приживление: поскольку новые ткани основаны на генетической карте самого пациента, то риск отторжения при удачной пересадке минимален. Более того, новые органы сами развивали в себе сеть сосудов и капилляров. В этом году Harvard’s Wyss Institute вплотную приблизился к созданию искусственной почки. И уже в ближайшем будущем врачи смогут напечатать замену для любого органа в нашем теле. Аналогичная ситуация в фармацевтике – 3D-принтеры будут готовить для пациентов дозы лекарств, распечатанных на месте по модели, подготовленной индивидуально лечащим врачом.

Параллельно с печатью живых органов развивается индустрия создания киборгов. Сейчас автоматизированные протезы имеют замещающий характер: миллионы пациентов носят имплантированные дефибрилляторы или кардиостимуляторы, роботизированные конечности, подключенные к нервной сети. Но потенциал развития данного направления гораздо выше, чем простое замещение. Достижения в области будущей медицинской техники будут направлены не столько на ремонт физических недостатков, сколько на создание органов более совершенных, чем спроектированные эволюцией. Зрение во всех областях спектра, усиленные мышцы, сердце, которое никогда не перестанет биться, легкие, позволяющие дышать под водой или в удушливом дыму и т. д. Но пока такие направления остаются чисто теоретическими, работают гораздо более простые, но тем не менее эффективные проекты вроде е-NABLING. Это программа по свободному обмену 3D-моделями доступных протезов плюс инструкции по их печати и эксплуатации.

Исследования

Следующее важнейшее направление биотеха — модернизация процесса R&D. В этой области отчетливо заметны два крупнейших направления: изучение генома человека и моделирование физических процессов с помощью специализированных программ. В мире уже испытывается целая серия микрочипов, которые могут быть использованы в качестве моделей человеческих клеток, органов или целых физиологических систем. Преимущества такой инновации неоспоримы: вместо долгих и опасных исследований компании могут программировать поведение и реакцию человека на тот или иной раздражитель в контексте биотеха на разрабатываемые лекарства. Эта технология спровоцирует революцию в области клинических испытаний и полностью заменит тестирование на животных и людях.

Проект расшифровки генома человека начался около 30 лет назад, но настоящие прорывы были связаны с ростом вычислительной производительности компьютеров. Сейчас эта работа близка к завершению, определено большинство функций генов в ДНК-цепочке человека. На практике это означает начало эры персонализированной медицины, когда каждый пациент сможет получить индивидуальную терапию с настраиваемыми лекарствами и дозировками. Уже сейчас существуют сотни основанных на фактических данных приложений для персональной геномики. Метод быстрого генетического секвенирования был впервые применен командой Стивена Кингсмора для спасения жизни маленького мальчика в 2013 году. Тогда это было невероятным, крайне затратным и уникальным по своей эффективности случаем. Уже в ближайшем будущем это станет обыденной медицинской практикой.

Операции будущего и новое образование

В медицине еще долго будет необходимо присутствие живых врачей. Но благодаря технологиям у них в распоряжении будет нечто большее, чем два обычных глаза: на помощь придет дополненная реальность. Уже сейчас эта, на первый взгляд развлекательная, технология начинает проникать в медицинскую сферу. Цифровые контактные линзы от Google корректируют курс лечения диабета через измерение уровня глюкозы в слезных протоках. Разработка Microsoft Hololens (использование AR во время операций) уже проходит тестирование в Германии. Получаемые через сканирование данные проецируются на очки хирургу, так что доктор буквально может смотреть сквозь тело пациента, видеть кровеносные сосуды перед началом разреза, определять плотность и структуру ткани. Как дополнительное улучшение можно использовать интеллектуальные инструменты: например, хирургический нож iKnife от Imperial College работает как световой меч джедаев. Электрический ток позволяет делать надрезы с минимальной потерей крови, а испаренный дым анализируется масспектрометром в режиме реального времени, давая хирургу полную картину по составу тканей организма.

Еще одна сфера применения AR – программы медицинского обучения. В 2016 году доктор Шафи Ахмед провела первую операцию с использованием камер виртуальной реальности в больнице Royal London. Каждый желающий мог наблюдать за ней в режиме реального времени через две камеры, дающие обзор в 360 градусов. Технологии могут совершенно изменить форматы профильного образования: молодые медики будут изучать анатомию на виртуальных таблицах рассечения, а не на человеческих трупах, а сотни учебных томов будут преобразованы в виртуальные 3D-решения и модели с использованием дополненной реальности. Именно в этом направлении сейчас работают такие компании, как Anatomage, ImageVis3D и 4DAnatomy: интерактивный софт, построенный на дополненной реальности и моделировании ресурсов.

Забота о пациентах и медицинский суперкомпьютер

Роботы постепенно входят в мир заботы о пациентах. Работа врача – поставить диагноз, назначить лечение или провести операцию, а круглосуточный уход можно переложить на плечи разумных автоматов. Сейчас на рынке развиваются сразу несколько подобных проектов. Робот TUG – мобильное устройство, способное нести несколько стоек, тележек или отсеков, содержащих препараты, лабораторные образцы или другие чувствительные материалы. RIBA и Robear используются в работе с пациентами, которые нуждаются в помощи: оба могут поднимать и перемещать пациентов в постели, помочь пересесть в инвалидную коляску, встать или приподняться, чтобы предотвратить пролежни, взять ряд анализов и передать их врачи.

Помимо механических помощников в медицине активно используются методики машинного обучения. Разрабатываемый IBM Watson – искусственный интеллект в области медицины, будет помогать врачам в анализе больших данных, мониторинге как отдельных пациентов, так и целых социальных групп, принятии важных клинических и профилактических решений. Watson имеет возможность прочитать 40 млн. документов в течение 15 секунд и предложить наиболее подходящие методы лечения. Также суперкомпьютеры привлекаются к разработке лекарственных средств для моделирования их влияния на различные болезни, сокращения побочных эффектов и поиска оптимальных химических формул. Еще одно направление – статистика и администрирование. Google Deepmind Health использует данные медицинской документации, чтобы обеспечить наиболее востребованные, эффективные и быстрые услуги в области здравоохранения.

В качестве резюме

Нельзя не упомянуть и о рисках, которые несут в себе прогрессивные технологии. Например, развитие видеоигр спровоцировало синдром зависимости и даже посттравматические расстройства, шлемы виртуальной реальности вызывают привыкание и проблемы со зрением и координацией. Медицинский 3D-принтер наверняка сможет распечатывать не только полезные витамины, но и героин. А лекарства на основе генома в руках террористов – потенциальная угроза появления биологического оружия. Как и любой аспект прогресса, развитие медицины несет в себе множество угроз, и какая чаша весов в итоге перевесит, предсказать невозможно.

www.forbes.ru

Какой будет медицина будущего

Время идет, и ученые не сидят сложа руки, а делают все для того, чтобы медицина постоянно развивалась, прогрессировала и получала больше возможностей для работы с пациентами. Их целью является достижение такого уровня, когда все болезни будет можно победить, и что еще лучше – вообще предотвратить их появление. Как близко они приблизились к этому, и какой станет медицина будущего -  мы расскажем вам в этой статье.

Наноботы: надежда всего человечества

Кто из нас не знает о нанотехнологиях? В мире медицины и науки они у всех на слуху, ведь это наше будущее и тот самый волшебный способ решения многих проблем, связанных со здоровьем человека. 

В чем их особенность? Наночастицы имеют уникальные свойства, которые открывают перед учеными множество новых возможностей. 

В научно-фантастических книгах или фильмах часто показывают технологии, позволяющие быстро реанимировать человека, восстановить его поврежденные конечности, и так далее. Еще десять лет назад все это казалось просто выдумкой, плодом чьего-то воображения. Но уже сегодня это реалии будущего, ведь ученые прогнозируют, что как только наноструктуры получат более широкое распространение, они начнут создавать миниатюрных роботов, которые смогут быстро восстановить организм человека, грубо говоря, провести его капитальный ремонт. 

Конечно же, такое заявление выглядит весьма сомнительно, но на самом деле оно вполне реально. Схема взаимодействия больного человека и нанотехнологий будет выглядеть следующим образом. Пациент выпивает смесь, где содержатся наноботы, то есть миниатюрные роботы, или же она вводится внутривенно, и те всасываются в кровеносное русло. В ходе своего перемещения они смогут устранить все внутренние повреждения. 

При помощи наночастиц также станет возможным коррекция ДНК, что позволит не только исправлять ее, но и предотвращать возникновение мутаций, приводящих к образованию разного рода заболеваний. 

Киборги – фантастика или реальность?

Еще одна излюбленная тема научной фантастики – это люди-киборги, то есть те, кто имеет механизированные части тела. Но можно ли сегодня считать такие возможности чем-то фантастическим? Вряд ли, ведь уже в 2011 году в Америке была проведена операция, в ходе которой пациенту полностью удалили сердце, а вместо него установили два ротора, отвечающих за перекачку крови. 

Также довольно давно медики научились ставить искусственные стимуляторы, что тоже можно считать своего рода кибернитизацией человека. Проблема таких установок была в том, что их приходилось довольно часто менять. Впрочем, уже на сегодняшний день израильские ученые учли их недостатки и создали более совершенные варианты стимуляторов и других подобных приспособлений, питающихся биотоками человеческого тела. А значит, потребность в столь частой замене тоже отпала.

Как знать, возможно, вскоре светлые умы человечества научатся создавать еще более удобные и стабильные механизированные приспособления, которые смогут заменить выращенные искусственным путем органы.

Искусственные органы

Ни для кого не секрет, что проблемы с уровнем экологии, резкий прирост населения на планете, и многие другие факторы, стимулировали и возрастание количества заболеваний. К сожалению, они не щадят никого и часто приводят к длительным мучениям и летальным исходам. Людям, которые находятся на диализе и нуждаются в пересадке органов, можно только посочувствовать, ведь довольно часто их ожидания не оправдываются. 

Также стоит заметить, что трансплантация органов – это очень сложный, а главное дорогостоящий процесс. Но эту проблему раз и навсегда помогут решить стволовые клетки. Длительное время учеными велась работа по изучению их особенностей и возможности выращивать из отдельных тканей новые органы. На сегодняшний день было проведено множество успешных исследований в лабораториях, которые подтверждают, что совсем скоро каждый человек сможет при помощи стволовых клеток получать нужный орган и даже излечиваться от таких ужасных заболеваний, как ДЦП.

Диагностика будущего – какой она будет?

Ну и какое же будущее в медицине возможно без развития ранней диагностики? На самом деле большинство неизлечимых или трудноизлечимых заболеваний возникают именно из-за того, что пациенты слишком поздно обращаются за профессиональной медицинской помощью или же из-за некачественного оборудования.

Новые технологии будут максимально простыми, удобными в использовании, а главное – очень точными. Благодаря им медики смогут определять возникновение всех заболеваний на очень ранних стадиях, а значит, процесс лечения тоже упростится, и будет менее болезненным и дорогостоящим.

Наука уже сделала существенные шаги в этом направлении, вспомнить хотя бы всевозможные приборы, позволяющие следить за давлением человека, уровнем сахара в крови, и т.д.

В будущем планируется создание небольших датчиков, которые можно будет вживлять в кожу человека или же вшивать в его одежду. При помощи таких биосенсорных механизмов каждый сможет следить за общим состоянием своего организма, в том числе и о таких показателях, как частота сердечных сокращений, давление, уровень сахара в крови, уровень гормонов и о многих других, не менее важных.

Эти данные будут передаваться вашему лечащему врачу, и в случае каких-либо нарушений он сразу же вам об этом сообщит и предложит курс лечения на ранних стадиях заболевания или же в качестве профилактики.

Вернуться к статьям

professiya-vrach.ru

Медицина будущего - vechnayamolodost.ru

От головастика к киборгу

О парадигме превентивной медицины, киборгизации людей и медицине в далеком будущем в своей лекции в «Газете.Ru» рассуждает кандидат медицинских наук, преподаватель кафедры РНИМУ, кандидат медицинских наук, сотрудник Института Стволовых Клеток Человека Роман Деев.

Клеточные технологии: есть ли однозначное будущее?

Вопрос о том, какой будет медицина в будущем, и весьма интересен, и весьма провокационен. Прогноз развития медицины может быть продиктован, с одной стороны, тем, каким эволюционным путем развивается наша способность познавать окружающую действительность – от планетарного до наноуровней. С другой – появлением исследователей, способных неожиданно преломить совокупность знаний и выдать «асимметричное» предложение, чем совершить качественный скачок (один Крейг Вентер чего стоит!).

При взгляде из нашей страны может показаться, что за ее пределами будущее уже наступило. Существуют и используются роботизированные хирургические установки, оттесняя хирурга из операционной в геймерскую комнату. После первого тканеинженерного органа – мочевого пузыря Антонио Атала – появилась уже тиражированная технология Паоло Маккиарини – тканеинженерные органы стали событием дня сегодняшнего, а не завтрашнего. Положительные фантазии о биоартифициальных органах в районных аптеках в общем перестали быть несбыточной мечтой, осталось лишь немого оптимизировать технологии культивирования и биопринтинга тканей и органов. Не сбылись черные фантазии о клонировании человека и выращивании гомункулов «на органы»: и технически невозможно, и дорого – растет медленно, кушает много… Технология гуманизированных органов в этом смысле куда перспективнее.

В первую декаду ХХI века мы пережили романтическую волну расцвета надежд на клеточные технологии (регенеративную медицину), с тех пор в нашем сознании закрепилась фраза о том, что они и есть будущее медицины, и все они весьма перспективны. Мы рассчитывали на то, что извлеченные из организма и специальным образом подготовленные в лабораторных условиях клетки смогут бороться после трансплантации с тем, с чем люди в белых халатах пока, увы, справиться не могут, – с фатальными последствиями инфаркта, со злокачественными опухолями, с генетическими заболеваниями и т. д.

Однако прошли годы, и стало ясно, что, по сути, человечество, несмотря на богатый накопленный опыт, осталось в той же технологической точке медицинских клеточных технологий – на уровне второй половины ХХ века.

Трансплантация кроветворных клеток костного мозга, произведенная Доналлом Томасом в 1968 году, открыла эру действенной борьбы со злокачественными заболеваниями кроветворной системы (лейкозов, лимфом, множественных миелом и др.), теперь есть инструмент борьбы с этим смертельным недугом. С тех пор было произведено более 60 000 операций по пересадке костного мозга, и при некоторых заболеваниях эффективность ее применения достигла 90-процентного уровня. За разработку данного метода Д. Томас был удостоен Нобелевской премии в 1990 году.

Еще одна «работающая», а не вспомогательная клеточная технология – экстракорпоральное оплодотворение – была выполнена в 1977-1978 году Робертом Эдвардсом, и тоже нобелевский год в истории – 2010 год. В остальном глобальных побед регенеративной медицины пока не случилось.

И будут ли тут прорывы – большой исторический вопрос, ответ на который, возможно, связан со сменой исследовательского мировоззрения: разрабатывать не только и не столько средства «ремонта» организма, а предугадывать возможности развития того или иного патологического процесса и профилактировать его.

Однако, чтобы превентивная медицина как культура потребления и оказания медицинских услуг или медицинской помощи заработала, исследователям и разработчикам, а также организаторам здравоохранения придется с клеточного уровня проникнуть еще глубже – на молекулярную и генетическую ступени.

Некоторое время назад стало очевидно, что предвестники болезней – специфические белки или их осколки, являющиеся продуктами распада или извращенного синтеза единичных больных клеток – можно выявить в крови, так же как и антитела к ним. Это открытие вдохнуло жизнь в формирующуюся парадигму превентивной медицины.

Действительно, как показал профессор Александр Борисович Полетаев, это явление можно взять на вооружение и разработать несколько диагностических панелей – для раннего обнаружения рака желудочно-кишечного тракта, мониторинга течения беременности, состояния сердечно сосудистой системы и многих других. Все они уже сегодня активно используются в соответствующем медицинском исследовательском центре. Более того, появились уже и более совершенные тест-системы, когда по дыханию пациента можно выявить рак в самой ранней стадии.

Гораздо сложнее обстоят дела, когда исследователь проникает еще глубже – в мир генетической информации, но именно с ним связан завтрашний день превентивной медицины.

Нобелевский лауреат и первооткрыватель двухцепочечной структуры ДНК Джеймс Уотсон как-то сказал фразу, которая тут же стала крылатой: «Было принято считать, что наша судьба скрыта в звездах. Однако теперь мы точно знаем, что она записана в наших генах». Ему вторит руководитель программы «Геном человека» сэр Френсис Коллинз: «Действительно, можно утверждать, что практически любое заболевание (возможно, за исключением травм) имеет генетически обусловленные компоненты». Профессор Сергей Львович Киселев (Институт общей генетики РАН) любит их цитировать на своих лекциях. Он развивает следующую мысль: «Идея коррекции работы генов появилась уже два десятилетия назад, возникло целое научно-практическое направление – генная терапия. На сегодня ее практические достижения еще не очень велики, хотя определенные успехи уже есть – это применяемые в мире четыре геннотерапевтических препарата (в том числе и один российский). Самый новый из этих препаратов можно смело отнести не только к категории средств «ремонта» поврежденных генов, но и профилактики (у группы пациентов) развития атеросклероза и его тяжелых осложнений.

Но, пожалуй, самое важное, что дало это направление, – это совершенствование технологий генетической коррекции клеточной специализации.

Еще в 1987 г. была показана возможность с помощью генов изменить клеточную специализацию, превратить клетки кожи в клетки мышцы. Сегодня, спустя 25 лет, мы знаем гораздо больше о генах человека, об их структуре и функциях. Уже в ближайшее время можно ожидать, что генетическая коррекция наследственного заболевания станет возможной на самых ранних стадиях, если окажется возможным совместить ее с клеточными технологиями экстракорпорального оплодотворения».

Именно работа с генами стволовых клеток открыла путь к репрограммированию. Недавно врученная Синъе Яманаке Нобелевская премия сделала знакомым большому числу интересующихся секрет превращения любой клетки взрослого организма в клетки самого раннего эмбриона, что дает им особенные свойства к дальнейшему развитию в самые разнообразные рабочие элементы тканей организма – нейроны, кардиомиоциты, пигментные клетки и т. д., это делает их почти тождественные по своим свойствам и значению эмбриональным стволовым клеткам, также отмеченным Нобелевским комитетом (Мартин Эванс, 2007). Технология Синъи Яманаки реализуется в лабораторных условиях, в специальных питательных средах и пока еще далека от клинической практики.

Однако нашлись и такие ученые, которые подумали, что если перепрограммирование возможно в искусственных условиях лаборатории, то нельзя ли перепрограммировать клетки «нежелательных» тканей непосредственно в «необходимые» внутри организма: например, при инфаркте – рубцовые фибробласты в работоспособные кардиомиоциты.

Сразу же нескольким научным группам из Бостона, Токио и Техаса удалось получить первые положительные результаты у лабораторных животных: после местного введения в постинфарктный рубец генетических конструкций или особого вида РНК часть фибробластов были перепрограммированы и «превратились» в клетки сердечной мышцы. Вполне очевидно, что, если технология станет воспроизводимой и у более сложноорганизованных и крупных животных, потенциально она вытеснит необходимость лабораторной работы с перепрограммированием, все манипуляции по исправлению аварийной ситуации можно будет выполнять непосредственно в тканях.

Ремонт генетически поврежденного организма

Совершенно другие технологии необходимы, чтобы «отремонтировать» организм не в случае приобретенного заболевания, а при врожденном нарушении генетического аппарата. Даже в таком тонком деле развиваются несколько технологий, отличающиеся друг от друга уровнями филигранности решения проблем. Самым грубым вмешательством в святая святых организма является использование вирусов, способных встраиваться в структуру нашей ДНК. Такие вмешательства хоть и высокоэффективны, однако несут высокий риск развития злокачественных опухолей. Поэтому разрабатываются новые способы «оперирования генома» – столь же высокоэффективные, сколь и безопасные.

Не так давно, в 2005 году, Федор Урнов и его соавторы разработали способ коррекции мутантного генома при помощи технологии так называемых цинк-фингерных эндонуклеаз – специализированных ферментов, вырезающих поврежденный участок ДНК. Этот подход уже начали отрабатывать в исследованиях с участием пациентов с ВИЧ (для создания невосприимчивости лимфоцитов к вирусу).

Однако, пожалуй, одним из самых дерзких подходов является сотворение в лабораторных условиях искусственной хромосомы.

Да-да, оказывается, можно взять обычную хромосому, удалить из нее все «ненужные» участки, оставив только те, которые отвечают за ее удвоение перед клеточным делением, – центромеру и теломеру, а между ними интегрировать необходимый полноценный исправный ген. А можно, как показал наш соотечественник из Национальных институтов здоровья (США) Владимир Ларионов, даже собрать, как бусы, абсолютно функциональную искусственную хромосому из фрагментов-бусин искусственно синтезированных участков ДНК, включая необходимый терапевтический ген или огромный кусок другой хромосомы. В ходе «сборки» можно предусмотреть и вставить регуляторные участки, через которые позже станет возможно управлять процессом ее удаления из клетки при необходимости.

После помещения искусственной хромосомы в клетки больного организма в нем начинают вырабатываться недостающие белки, и постепенно организм с усиленным таким образом геномом выздоравливает.

Пока не обнаружено, чтобы эта манипуляция приводила к развитию опухолей или другим неблагоприятным последствиям. Дальше всех в этом направлении продвинулись Джулио Коссу (Лондонский королевский колледж) и Мицуо Ошимура (Университет Тоттори, Токио). В большом эксперименте на животных с поврежденным геном белка дистрофина (у человека такое повреждение приводит к смертельному заболеванию – миопатии Дюшенна) им удалось добиться встраивания искусственных хромосом в мышечные клетки и выработку последними полноценного белка, что положительно сказалось на продолжительности жизни и двигательной активности животных. Сейчас ученые заняты созданием такой же искусственной хромосомы, но полностью оптимизированной под клетки и организм человека.

Как отмечает Алексей Николаевич Томилин, член-корреспондент РАН, заведующий лабораторией молекулярной биологии стволовых клеток Института цитологии РАН: «Искусственные хромосомы человека могут иметь огромную практическую значимость для лечения широкого ряда заболеваний, в том числе наследственных. Основными преимуществами искусственных хромосом над вирусными и другими векторными системами являются практически неограниченная емкость, митотическая стабильность, отсутствие каких-либо модификаций хозяйского генома, а также возможность контролируемого удаления этих хромосом из клеток. Наиболее удобным средством переноса искусственных хромосом в организм пациента являются стволовые клетки».

Найти и исправить в зародыше

Самое интересное, что обнаружить болезнь можно еще до рождения человека – пока он находится в утробе матери. Явление фетального микрохимеризма, т. е. сохранения в материнских тканях некоторых клеток плода, проникших в родительский кровоток через плацентарный барьер, известно давно.

Недавно удалось подсчитать, что клетки плода появляются в крови матери начиная с 7-й недели беременности. Такие «путешествующие» клетки ребенка могут стать важным диагностическим объектом, характеризующим состояние здоровья ребенка, а значит, при необходимости врачи смогут принять меры к срочному лечению, даже если плод еще находится в утробе матери. В частности, это и внутриутробная (фетальная) хирургия; аллогенная трансплантация кроветворных или иных стволовых клеток еще не родившемуся ребенку, чтобы излечить врожденную болезнь: ведь внутриутробный период – это самое удобное время, когда иммунная система незрелая и риск развития несовместимости донорского материала крайне низок. В мире уже выполнены несколько десятков таких операций. Это ли не самая настоящая профилактическая медицина?

Вот как рисует облик медицины будущего директор Института стволовых клеток человека Артур Исаев:

Идея превентивной и профилактической медицины с точки зрения понимания уже давно принята и понятна практически всеми. Никто не возражает этой концепции, поскольку очевидно, что предупреждение заболеваний дешевле, чем их лечение; реализация этой концепции приведет к увеличению продолжительности и качества жизни.

Однако пока только часть этой концепции реализуется системой здравоохранения: это прививки и борьба с вирусными заболеваниями, это профилактические осмотры, диспансерный учет и т. п. К сожалению, целый ряд мероприятий, которые могли бы быть реализованы, не проводятся: ведь технологии для них существуют, пока не внедряются.

Вот что имеется в виду: во-первых, это преконцепционная медицина (направленная на лечение еще не рожденного ребенка) и наследственные заболевания – ежегодно рождаются более 10 000 детей с наследственными моногенными заболеваниями, ассоциированными со смертельным исходом в раннем возрасте. И это происходит несмотря на то, что существуют недорогие технологии проверки родителей на носительство таких заболеваний, равно как и технологии, обеспечивающие рождение собственных здоровых детей (преимплантационная диагностика).

Во-вторых, это выявление наследственных предрасположенностей, прогнозирование их реализации в ходе жизни организма и управление ими. Технологии такого скрининга доступны, а медицинские подходы для профилактики и предупреждения реализации предрасположенностей к заболеваниям в части случав так же понятны.

Третья составляющая превентивной медицины – это биострахование. Сохраняя свои клетки или клетки своих детей в различных клеточных банках – Гемабанке, банке фибробластов, банке репродуктивных (половых) клеток, – человек заранее заботится о возможных проблемах, которые в случае возникновения могут быть решены. По этим позициям у общества и профессионалов есть общее понимание, осталось сформировать культуру реализации».

Совершенно очевидно, что к XXI веку медицинская наука добилась впечатляющих результатов, были побеждены тяжелые инфекционные заболевания, улучшилось качество жизни. Средний человек прибавил несколько десятков лет жизни. Однако по мере накопления знаний становится ясно, что следующий качественный скачок возможен только при коренной смене врачебного мировоззрения и системы здравоохранения, которая должна предвидеть и предвосхищать болезнь.

В этом направлении работают мировые исследовательские центры. Много в новые отрасли медицины инвестируют крупнейшие компании, не имеющие, казалось бы, прямого отношения к медицине (например Google).

Только по клеточным технологиям в США за минувший год, например, вышло более 50 000 научных статей, сопоставимое количество в Европе – это огромный, несравнимый с другими науками поток знаний.

Возможности, открывающиеся перед человечеством, поражают воображение и внушают оптимизм многим неизлечимым больным. Некоторые из таких возможностей похожи на фантастический роман. Год назад отечественный нейробиолог Дмитрий Кузьмин, работающий сейчас в University College London, выступал с научно-популярной лекцией на тему «Люди и медицина будущего», где затронул возможную киборгизацию людей, которые хотят жить более 120 лет.

И первые шаги в этом направлении уже сделаны: развитие таких недугов, как болезнь Альцгеймера или болезнь Паркинсона, можно замедлить или даже остановить с помощью имплантата, вживленного в мозг паценту. Соответствующие разработки в 2012 году представили исследователи из американского Университета Джона Хопкинса.

В качестве постскриптума

На дворе стоял 1906 год, когда Росс Гаррисон в Университете Джона Хопкинса впервые смог создать условия для поддержания жизнеспособности участка центральной нервной системы головастика. Он поместил фрагмент спинного мозга в питательную среду и несколько дней наблюдал, как в искусственных условиях поддерживалась жизнь и происходил рост нервных отростков. Больше 100 лет прошло с тех пор; по меркам развития цивилизации не так уж и много. Возможно, настанет и тот момент, когда в питательную среду можно будет поместить весь мозг – и головной, и спинной, – это и станет датой пришествия «будущего медицины» – того состояния, когда и медицина «ремонта», и медицина профилактики не нужны.

Нет тела – нет и болезней.
Возможно, человечество научится жить без необходимости физического тела, поддерживая нестареющее сознание в искусственных условиях, научится находить общий информационный язык с техническими устройствами. Болезни, поражающее клетки и ткани, болезни, старящие тело, уйдут в прошлое. Но это лишь один из вариантов будущего медицины.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
25.12.2012

www.vechnayamolodost.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *