Generolas

11 Žmogaus biologijos ir medicinos pokyčiai ir atradimai per pastaruosius dešimt metų

11 Žmogaus biologijos ir medicinos pokyčiai ir atradimai per pastaruosius dešimt metų


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Po to, kai buvo baigtas novatoriškas žmogaus genomo projektas, mūsų biologijos, mokslo ir žmogaus kūno supratime buvo padaryta didžiulė pažanga. Genetiniame ar ląsteliniame lygmenyje buvo padaryta daugybė pokyčių, kurie ateityje gali būti milžiniški.

Nuo 3D spausdinimo naujuose organuose, naudojant kamienines ląsteles, iki pritaikant vaistų terapiją pacientams iki galimo žmogaus ląstelių viruso atsparumo, paskutinis dešimtmetis jau davė reikšmingų vaisių. Tobulėjant mokslui ir augant mūsų supratimui, ateinantis dešimtmetis ar dešimtmečiai gali visiškai pakeisti sveikatos priežiūros paslaugas visam laikui.

Šie 11 yra toli gražu neišsamūs ir nėra ypatingos eilės.

1. 3D organų spausdinimas gali paversti organų donorystę

Viena didžiulė žmogaus biologijos raida apima 3D spausdintuvų ir žmogaus kamieninių ląstelių naudojimą.

3D spausdinimas vystosi iki tokio lygio, kad gali atspausdinti pagrindines atsargines dalis žmonėms. Naujausi tokių institucijų kaip Bristolio universitetas pokyčiai apima naujos rūšies biologinio rašalo naudojimą, kuris ne taip tolimoje ateityje gali leisti gaminti sudėtingus žmogaus audinius chirurginiams implantams.

Biologinis rašalas pagamintas iš poros skirtingų ingredientų, kurių pagrindas yra polimeras. Vienas iš jų gaunamas iš jūros dumblių, todėl yra natūralus polimeras.

Antrasis ir paskutinis yra aukojamasis sintetinis polimeras. Kiekvienas iš šių polimerų skiria skirtingą vaidmenį biologiniame rašale. Sintetinis komponentas leidžia biologiniam rašalui sukietėti tinkamomis sąlygomis, o pirmasis suteikia papildomą struktūrinę atramą.

Šio rašalo idėja yra suteikti galimybę 3D formatu atspausdinti struktūrą, kuri gali išlikti patvari panardinta į maistines medžiagas ir nepažeisti jokių į struktūrą įvestų ląstelių.

Osteoblastai (kamieninės ląstelės, gaminančios kaulą) ir chondrocitai (kamieninės ląstelės, padedančios pasigaminti kremzles) gali būti įterpiami į 3D spausdinto polimero struktūrą esant maistingoms medžiagoms, kad būtų sukurtas galutinis „sintetinis“ naujas organas / struktūra.

Šis procesas, kai jis bus visiškai išvystytas, ateityje gali būti naudojamas pacientų audiniams spausdinti, naudojant jų pačių kamienines ląsteles.

Kiti pokyčiai apima inkstų spausdinimą ir odos spausdinimo galimybes gydant nudegimus. Ar tai gali būti ir nemirtingumo raktas?

2. Konkretus narkotikų taikymas gali sukelti vėžio pabaigą

Nuo žmogaus genomo atsiradimo daugiau nei prieš 25 metus buvo įmanoma atlikti daugybę tyrimų sričių. Vienas nepaprastai svarbus įvykis gali būti genetiškai pritaikytų vaistų gamyba, kartais vadinama farmakogenetika.

Tai gali reikėti sukurti tikslinius vaistus vėžio gydymui, o ne naudoti bendresnes „visiems tinkamas“ alternatyvas, tokias kaip chemoterapija. Jau yra bendrovių, tokių kaip „Foundation Medicine“, kurios teikia biopsijos mėginiuose vėžinių ląstelių DNR tyrimą.

Jų analizė pateikia ataskaitą, kurioje išsamiai aprašomi paciento DNR genai, kurie, kaip žinoma, yra susiję su vėžiu, ir pateikia informaciją apie „veikiamas“ mutacijas. Šios veikiamos DNR sekos yra sritys, kuriose egzistuoja arba yra tiriami priešvėžiniai vaistai.

Tokios ataskaitos galėtų paskatinti gydytojus ir pacientus skirti specialius vaistus paciento vėžio konkrečiai formai gydyti.

Būsimas tokio pobūdžio gydymo veiksmingumas ateityje gali suteikti milžiniškų atradimų žmogaus genome ir, tikėtina, garantuoti vėžio gydymo sėkmę.

3. Išgąsdinti galima būtų paverčiant ląsteles iš vienos formos į kitą

Praėjusių metų pradžioje buvo paskelbta, kad tyrėjai galėjo padaryti didžiulį proveržį gydydami žaizdas. Jie galėjo rasti būdą „nulaužti“ audinį žaizdoje, kad regeneruotų odą nepalikdami randinio audinio.

Gydytojai iš Perelmano medicinos mokyklos, Pensilvanijos universiteto, Kalifornijos universiteto „Plikus“ vystymosi ir regeneracinės biologijos laboratorijos Irvine'o, bendradarbiavo metus ir galiausiai paskelbė savo išvadas 2017 m. Sausio mėn.

Jie rado metodą, kaip paversti miofibroblastus (bendrą žaizdų gydomąją ląstelę) riebalų ląstelėmis - kažkada tai buvo manoma neįmanoma. Nors miofibroblastai yra būtini gydymui, jie taip pat yra kritinis rando audinio susidarymo elementas.

Randai iš dalies susidaro dėl poodinių riebalų ląstelių, vadinamų adipocitais, praradimo. Jei tada miofibroblastai galėtų būti tam tikru būdu paversti riebalų ląstelėmis, išgąsdinimas būtų ne toks ryškus, jei apskritai būtų matomas.

George'as Cotsarelis, pagrindinis projekto tyrėjas, Dermatologijos katedros pirmininkas ir Penno dermatologijos profesorius Milton Bixler Hartzell paaiškina: - "Iš esmės mes galime manipuliuoti žaizdų gijimu, kad tai paskatintų odos atsinaujinimą, o ne randus".

"Paslaptis yra pirmiausia atkurti plaukų folikulus. Po to riebalai atsinaujins reaguodami į tų folikulų signalus." - tęsė Džordžas.

Jie nustatė, kad signalai yra speciali baltymų rūšis, vadinama kaulų morfogenetiniu baltymu (BMP).

„Paprastai manyta, kad miofibroblastai negali tapti kitokio tipo ląstelėmis“, - sakė Cotsarelis. "Tačiau mūsų darbas rodo, kad mes galime paveikti šias ląsteles ir kad jas galima efektyviai ir stabiliai paversti adipocitais". - paaiškino Džordžas.

Šis tyrimas gali būti pritaikytas kitoms ligoms, taip pat sulėtinti senėjimo procesą, ypač užkirsti kelią raukšlių susidarymui.

4. Mitochondrijų DNR „pavasarinis valymas“ gali užkirsti kelią senėjimui

Mokslininkai neseniai atrado metodą, kaip manipuliuoti senėjančių žmogaus kūno ląstelių DNR. Mokslininkai iš „Caltech“ ir UCLA sugebėjo sukurti metodą, leidžiantį pritaikyti ląstelės elektrines - mitochondrijas.

Senėjimas žmogaus kūne yra iš dalies mūsų DNR kopijavimo klaidų laikui bėgant rinkinio pasekmė. Šis blogas DNR kopijavimas sukelia telomerų sutrumpėjimą ir kitas mutacijas.

Mitochondrijos yra vieni iš blogiausių to kaltininkų žmogaus ląstelėje - nors mitochondrijų DNR (abb. MtDNR) yra atskirta nuo pagrindinės ląstelės branduolio.

Kiekvienoje ląstelėje yra šimtai mitochondrijų, o kiekviena mitochondrija turi savo mtDNR paketą. laikui bėgant mtDNR bus linkusi kauptis ląstelėje ir skirstoma į du tipus; normali mtDNR ir mutantinė mtDNR.

Kai pastaroji ląstelėje susikaupia iki tam tikros koncentracijos, ji nustoja tinkamai veikti ir miršta.

"Mes žinome, kad padidėjęs mtDNR mutacijos greitis sukelia ankstyvą senėjimą", - paaiškino Bruce'as Hay'as, "Caltech" biologijos ir biologinės inžinerijos profesorius. "Tai kartu su faktu, kad mutantinė mtDNR kaupiasi pagrindiniuose audiniuose, tokiuose kaip neuronai ir raumenys, kurie senstant praranda funkciją, rodo, kad jei galėtume sumažinti mutantinės mtDNR kiekį, galėtume sulėtinti arba pakeisti svarbius senėjimo aspektus."

Komanda sugebėjo rasti būdą, kaip visiškai pašalinti mutavusį mtDNR iš mitochondrijų, taip atitolinant problemas, kurias sukelia ląstelėje susikaupę mtDNR lygiai.

Mutantinė mtDNR taip pat buvo susijusi su degeneracinėmis ligomis, tokiomis kaip Alzheimerio liga, su amžiumi susijusiu raumenų praradimu ir Parkinsono liga. Paveldėta mtDNR taip pat galėtų būti autizmo vystymąsi skatinantis veiksnys.

5. 79-asis žmogaus kūno organas buvo atrastas 2017 m

2017 metų pradžioje mokslininkai oficialiai pridėjo naują organą prie Grėjaus anatomijos. Vargonai, tiesiogine to žodžio prasme, šimtmečius buvo paslėpti akivaizdoje.

Naujasis organas, vadinamas Mesenterija, dabar oficialiai yra 79-asis žmogaus kūno organas. Organų pavadinimas reiškia „žarnų viduryje“ ir yra dvigubas pilvaplėvės (arba pilvo ertmės gleivinės) klostė, pritvirtinanti žarnas prie pilvo sienos.

Iš pradžių manyta, kad Mesenterija yra suskaidyta struktūra, kuri buvo virškinimo sistemos dalis. Tačiau jie atrado, kad tai vienas ištisinis organas.

Pirmą kartą jį nustatė J. Calvinas Coffey (Limeriko universiteto profesorius), kuris netrukus paskelbė savo išvadas „The Lancet“. Kad ir kokia įdomi ši raida, naujojo vargono funkcija vis tiek yra kažkas paslapties.

„Kai prie jo priartėsime kaip prie kiekvieno kito organo, pilvo ligas galime suskirstyti pagal šį organą“, - paaiškino Coffey.

„Mes sukūrėme anatomiją ir struktūrą. Kitas žingsnis yra funkcija “, - išplėtė Coffey. „Jei suprantate funkciją, galite nustatyti nenormalią funkciją ir tada turite ligą. Sudėkite juos visus ir turėsite mezenterinio mokslo sritį ... pagrindą visai naujai mokslo sričiai “.

Kai jis dabar priskiriamas oficialiems organams, mokslininkai turi pradėti tirti tikrąjį jo vaidmenį organizme. Įgijus daugiau supratimo apie tai, chirurgai gali atlikti mažiau invazines operacijas.

Tai gali sumažinti komplikacijas, pagreitinti sveikimo laikotarpį ir netgi sumažinti išlaidas.

6. Tyrėjai rado naujo tipo smegenų ląsteles

Šių metų pradžioje mokslininkai išleido ataskaitą „Dabartinėje biologijoje“, kad žmogaus vidurinėje laikinojoje skiltyje (MTL) yra naujo tipo žmonėms dar nematytos ląstelės - vadinamos tikslinėmis ląstelėmis.

Vakarų Virdžinijos universiteto chemijos ir biomedicinos inžinerijos docento Shuo Wango vadovaujama komanda atrado naujas ląsteles stebėdama pacientus, sergančius epilepsija. Jie galėjo užfiksuoti akių judesius ir vieno neurono aktyvumą MTL ir medialinėse pacientų priekinėse žievėse.

„Atliekant tikslinę vizualinę paiešką, šios tikslinės ląstelės signalizuoja, ar šiuo metu fiksuotas elementas yra dabartinės paieškos tikslas“, - paaiškino Wangas. "Šis taikinio signalas buvo elgsenos požiūriu svarbus, nes jis numatė, ar tiriamasis aptiko fiksuotą taikinį, ar praleido jį, t. Y. Nepavyko nutraukti paieškos."

Jų išvados parodė, kad šios ląstelės mažai rūpinosi taikinio turiniu. Atrodė, kad jie „susitelkė“ tik į tai, ar jie buvo tikslai, kurių ieškoti.

"Šio tipo atsakas iš esmės skiriasi nuo to, kuris pastebėtas MTL aukštupio vietose, t. Y. Apatinėje laikinojoje žievėje, kai ląstelės yra vizualiai sureguliuotos ir moduliuojamos tik taikinio buvimu ar nebuvimu šio regėjimo derinimo viršuje", - sakė Wangas. „Šio naujo tipo ląstelių MTL atradimas žmonėms rodo tiesioginius konkretaus MTL tikslo atitikimo iš viršaus į apačią signalus.“

7. Pilnas genomo sekvenavimas gali tapti įprastas

Įprasta genominė seka, kaip įprasto klinikinio gydymo dalis, gali tapti įprasta praktika netolimoje ateityje. Į 2011, mokslininkai iš Viskonsino medicinos koledžo ėmėsi žingsnių pradėdami viso genomo sekos nustatymo procesą, kurį jie tikėjosi atlikti įprasta praktika.

Jis buvo skirtas išbandyti vaikus dėl retų paveldimų sutrikimų, kuriuos labai sunku diagnozuoti naudojant tradicinius metodus. Šio tipo diagnostikos įrankis jau buvo nuėjęs ilgą kelią po to, kai buvo baigtas novatoriškas žmogaus genomo projektas.

Viso paciento genomo sekos nustatymo išlaidos dabar kainuoja maždaug tiek pat, kiek seka tik keliems genams atliekant komercinius diagnostinius tyrimus. Atgal 2011, jis jau pradėjo pasinaudoti galimybe nustatyti specifines genetines mutacijas, kurios yra retų ir sunkiai diagnozuojamų ligų rinkinys.

Kai kuriais atvejais ji taip pat galėjo suteikti gyvybę išgelbėjusius gydymo būdus.

Žinoma, sekos seka yra kažkieno DNR dalis - sunkiausia yra išsiaiškinti, ką reiškia seka. Komanda sukūrė savo programinę įrangą, kad galėtų traluoti seką ir pažymėti bet kokią dominančią mutaciją bei ieškoti genetinių duomenų bazių atitikmenų.

2010 m. Gruodžio mėn. Komanda sukėlė ažiotažą, kai po 100 chirurginių procedūrų ir trejų metų gydymo nepavyko nustatyti blogos vaiko sveikatos priežasties. Paaiškėjo, kad berniukų X chromosomoje buvo mutacija, kuri buvo susijusi su intereso imuniniu sutrikimu.

Tai buvo taip retai, manoma, kad ji buvo unikali ir tuo metu neaptikta jokiam kitam gyvūnui ar žmogui. Ginkluoti šia informacija, gydytojai galėjo atlikti kraujo šerdies transplantaciją, o po aštuonių mėnesių berniukas buvo ne ligoninėje ir klestėjo.

Tikėtina, kad ši technika ateityje taps įprasta ir, ko gero, to reikalaus daugelis sveikatos draudikų ne per tolimoje ateityje.

8. CRISPR-Cas9 tapo žaidimų keitėju atliekant žmogaus biologijos tyrimus

CRISPR arba „Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats“ pirmą kartą Archeoje, o vėliau - bakterijas atrado Fransiciso Mojica iš Alikantės universiteto (Ispanija) 2007 m. Eksperimentiniai stebėjimai leido jam pažymėti, kad šie genetinių medžiagų gabalai sudarė neatsiejamą jų dalį. pirminių ląstelių gynybiniai mechanizmai, siekiant užkirsti kelią įsiveržiantiems virusams.

CRISPR yra genetinio kodo dalys, kurias pertraukia „tarpinės“ sekos, veikiančios kaip ląstelės imuninė atmintis nuo ankstesnių „infekcijų“. Archėjos ir bakterijos naudoja CRISPR, kad ateityje aptiktų įsibrovėjus ir kovotų su jais, vadinamais bakteriofagais.

Įeinant į CRISPR, katapultuota į viešąją erdvę2013 „Zhang Lab“ sugebėjo parodyti pirmąjį žinduolių genomo redagavimą naudojant CRISPR-Cas9 (su CRISPR susijęs baltymas 9).

Šis sėkmingas eksperimentas parodė, kad CRISPR galima naudoti norint nukreipti specifines gyvūno genetinio kodo dalis ir redaguoti DNR in situ.

CRISPR gali būti nepaprastai svarbus žmogaus biologijos ateičiai, nuolat modifikuojant gyvų ląstelių genus, siekiant ištaisyti būsimas galimas mutacijas ir gydyti ligų priežastis.

Tai pakankamai įspūdinga, tačiau CRISPR technologija nuolat tobulinama ir tobulinama.

Daugelis pramonės ekspertų mano, kad „CRISPR-Cas9“ laukia šviesi ateitis. Tai greičiausiai taps gyvybiškai svarbia diagnostine ir korekcine priemone žmogaus biologijos srityje ir gali būti naudojama kaip vėžio ir retų ligų, tokių kaip cistinė fibrozė, gydymas.

9. CAR T ląstelių imunoterapija gali būti vėžio kelio pabaiga

CAR T ląstelių imunoterapija yra vienas potencialių tyrimų, galinčių pašalinti vėžio grėsmę mums visiems, vystymas.

Per pastaruosius kelerius metus imunoterapija labai išsivystė ir žada įtraukti ir sustiprinti paties paciento įgimtas gynybines sistemas, kad būtų galima nukreipti navikus ir juos užpulti. Ši gydymo forma tapo žinoma kaip „penktoji vėžio gydymo atrama“.

T ląstelės, esant sveikai imuninei sistemai, nenuilstamai patruliuoja savo kūne ir ieško svetimų įsibrovėlių, tokių kaip bakterijos ir virusai. Deja, jie paprastai būna neveiksmingi prieš vėžines ląsteles, nes jie vis dėlto gali „pasislėpti“ nuo organizmo imuninės sistemos - nekontroliuojami vietinių ląstelių.

Jei mokslininkai galėtų pritaikyti kūnams natūralią gynybinę sistemą, kad nustatytų vėžines ląsteles kaip svetimą įsibrovėlį, tai galėtų suteikti galimybę automatiškai jas ieškoti ir sunaikinti. Tai yra pažadėtas T-ląstelių imunoterapijos „šventasis gralis“.

CAR T ląstelių terapija patenka į adopcinių ląstelių perkėlimo (ACT) terminą, kurį galima toliau skirstyti į keletą tipų (vienas iš jų yra CAR). Vis dėlto CAR T-Cell terapija yra lyga prieš kitus, kol kas žengia į priekį.

Kai kurias CAR-T ląstelių terapijas FDA patvirtino net 2017 m. Vienas iš tokių pavyzdžių yra ūminės limfoblastinės leukemijos (ALL) gydymas naudojant šią techniką.

Bet kol dar neapsikentėme savo ateities potencialo, jis vis dar yra tik kūdikystės stadijoje.

Stevenas Rosenbergas, daktaras, mokslų daktaras, NCI vėžio tyrimų centro (CCR) chirurgijos skyriaus vadovas, vis dėlto labai tikisi terapijos.

„Per ateinančius kelerius metus, - sakė jis, - manau, kad pamatysime dramatišką pažangą ir peržengsime ribas to, kas, daugelio žmonių manymu, buvo įmanoma taikant šiuos įvaikinimo ląstelių perkėlimu pagrįstus gydymo būdus.

10. Buvo nustatyti genai, lemiantys nosies formą

Atgal 2016, Londono universiteto koledžo mokslininkams pavyko pirmą kartą nustatyti keturis genus, kurie lemia žmogaus nosies formą. Komanda sutelkė dėmesį į nosies plotį ir smailumą, kuris žmonėms labai skiriasi.

Atlikdami tyrimus su daugiau nei 6000 žmonių Lotynų Amerikoje, jie sugebėjo nustatyti genus, lemiančius nosies ir smakro formas.

Pagal jų ataskaitą:

"Visi GLI3, DCHS2 ir PAX1 yra genai, kurie, kaip žinoma, skatina kremzlės augimą - GLI3 davė stipriausią signalą kontroliuoti šnervių plotį, nustatyta, kad DCHS2 kontroliuoja nosies aštrumą, o PAX1 taip pat įtakoja nosies landos plotį. Buvo pastebėta, kad kaulų augimą skatinantis RUNX2 valdyti nosies tilto plotį. " -Sci naujienos

Šis tyrimas gali padėti ateityje nustatyti vaikų apsigimimus ir gali būti labai naudingas atliekant teismo ekspertizę „peršalimo atveju“.

11. Naujausi žmogaus biologijos pokyčiai gali mus apsaugoti nuo virusų

Naujausi mokslinių grupių, tokių kaip „Genome Project-write“ (GP-Write) tyrimai, planuoja žmogaus ląsteles paversti „virusų nepraleidžiančiomis“. Jie taip pat planuoja padaryti ląsteles atsparias užšalimui, radiacijai, senėjimui ir, taip, jūs jau atspėjote, vėžiui.

Galutinis tikslas yra sukurti „superląsteles“, kurios, jei pasisektų, turėtų didžiulį poveikį žmogaus biologijai ir visai visuomenei.

Neseniai Sistemų genetikos instituto ir NYU Langone medicinos centro direktorius Jefas Boeke sakė: „Yra labai rimta priežastis manyti, kad galime pagaminti ląsteles, kurios būtų visiškai atsparios visiems žinomiems virusams“.

"Taip pat turėtų būti įmanoma modifikuoti kitus bruožus, įskaitant atsparumą prionams ir vėžį." jis išsiplėtė.

Kad ir kaip ambicingai tai skamba, jie iš tikrųjų turi didesnių planų, tikiuosi, vieną dieną laboratorijoje visiškai susintetinti žmogaus genomą.

Jų tikslai bus pasiekti naudojant procesą, vadinamą DNR perkodavimu. Šis procesas neleis virusams išnaudoti žmogaus ląstelių, kurios bus perprogramuojamos kaip virusų gamyklos.

"Bendrasis GP rašymo projektas yra orientuotas į didelių genomų rašymą, redagavimą ir sukūrimą. Mes sukursime daug informacijos, susiejančios DNR nukleotidų bazių seką su jų fiziologinėmis savybėmis ir funkcine elgsena, leidžiančiomis kurti saugesnius, pigesnius ir pigesnius efektyvesnė terapija ir platus pritaikymo spektras kitose srityse, tokiose kaip energetika, žemės ūkis, sveikatos priežiūra, chemikalai ir biologinis valymas “, - aiškino Boeke.

Jei jų tyrimai bus sėkmingi, mes galėtume valyti ir tobulinti žmogaus genomą savo nuožiūra ir daug greičiau nei evoliucija. Galimybės (ir pavojai) žmonijai būtų milžiniškos.


Žiūrėti video įrašą: KYMATICA - FULL LENGTH MOVIE - Expand Your Consciousness!!! (Gegužė 2022).