Медицина и биология: итоги 2014 года
 (кликните картинку для увеличения) |
|
||||||||
Проблема заболеваний
В 2014 году учёные находили новые решения старых проблем. Вернее, углубляли существующее понимание механизмов развития многих болезней и расширяли спектр потенциально возможных средств борьбы с ними. Так, например, было найдено новое средство, которое позволяет замедлить развитие болезни Паркинсона. Речь об экспериментальном препарате XPro1595. Было показано, что данное средство может достигать головного мозга в нужном количестве, оказывая нужное влияние на организм. Продолжались поиски лекарства от рака. Например, Кристофер Парсонс и его коллеги пытались решить проблему первичной выпотной лимфомы (ПВЛ). Это смертельно опасная разновидность диффузной В-крупноклеточной лимфомы, которая часто выявляется у ВИЧ-инфицированных людей. Хоть учёным и известно, что саркома Капоши-ассоциированный герпесвирус вызывает ПВЛ, создавать эффективные методы лечения болезни — сложная задача. Опухоли при ПВЛ возникают внутри полостей тела, быстро прогрессируют. Стандартным средством медицинской помощи при ПВЛ является комбинированная химиотерапия. Однако побочные эффекты (включая супрессию костного мозга) и лекарственная устойчивость (формирующаяся через вирус-ассоциированные механизмы) ограничивают эффективность стандартного лечения. Авторы предложили весьма эффективный селективный ингибитор сфингозинкиназы. Данный фермент важен при образовании биологически активных сфинголипидов в опухолях ПВЛ. Было показано, что экспериментальный препарат ABC294640 селективно подавляет развитие опухолевых клеток путём ингибирования сфингозинкиназ. Таким образом, можно говорить о том, что в ближайшие 10 лет может появиться лекарство от первичной выпотной лимфомы.
Благодаря усилиям специалистов института неврологии Брюссельского свободного университета удалось выявить фактор, который может подавлять развитие медуллобластом – наиболее часто встречаемых у детей опухолей головного мозга. В настоящее время не существует эффективного их лечения. Результаты проведённого исследования открывают новые перспективы для диагностики и лечения данных опухолей головного мозга. Специалисты обнаружили, что фактор, именуемый BCL6, способен подавлять рост медуллобластом в организме мышей и в культуре опухолевых клеток человека. Как выяснили учёные, BCL6 – фактор, контролирующий экспрессию генов, он регулирует конверсию нейральных стволовых клеток в нейроны мозжечка – одного из отделов головного мозга. Авторы проведённого исследования изучили то, как BCL6 промотирует нейрогенез в мозжечке. Они обнаружили, что данный фактор действует эпигенетически – как «переключатель», путём выключения генов сигнального пути, известного под названием «Соник Хеджхог».
В уходящем году учёные также собирали информацию о фундаментальных аспектах развития новообразований. Так выяснилась роль белка FAK в процессе метастазирования злокачественных опухолей. Оказалось, он способствует выходу злокачественных клеток в кровяное русло. Расширились представления о мире мутаций злокачественных новообразований. Учёные из университета Бригама Янга обнаружили потенциальный опухолевый супрессор под названием апоптотический белок 5 (англ. Programmed Cell Death Protein 5, PDCD5. Результаты проведённой ими работы открывают новые перспективы для специалистов, работающих над решением проблемы злокачественных новообразований.
К слову, проблема развития злокачественных опухолей из года в год не исчезает, но постепенно становится более решаемой, как минимум в теоретическом поле. Не только опухоли волнуют биологов и медиков. Существует много других проблем, о которых нельзя забывать. Например, в 2014 году специалисты раскрывали механизмы развития боли при бактериальной инфекции, искали варианты повышения эффективности химиотерапии, новые способы лечения людей, пострадавших от инсульта, людей, у которых выявляется сахарный диабет 2-го типа. Расширялись представления о способах борьбы с гриппом. В целом было проведено много полезных и интересных исследований, которые с течением лет могут привести к появлению новых эффективных лекарственных средств от самых разных болезней.
Фундаментальная и прикладная биология
Казалось бы, организм человека и многих других живых существ уже изучен от и до. Это заблуждение. Несмотря на то количество информации, которым располагают биологи и медики в наши дни, многие-многие системы, работающие в организме различных живых существ – большая тайна. В 2014 году их изучение продолжилось. Так специалисты университета Британской Колумбии рассмотрели влияние бактерий Bacteroides ovatus на пищеварение в организме человека. Ионные каналы – важная область физиологии – не были оставлены без внимания. Учёные из университета Базеля смоделировали структуру HCN-каналов для калия, уточнив механизм их действия. Калиевые каналы встроены в клеточную мембрану. Они формируют пору с фильтром, которая селективно пропускает ток ионов калия и контролируется с помощью сигнальных молекул цАМФ. Ранее предполагалось, что пора может открываться и закрываться, регулируя таким образом ток ионов калия. Авторы проведённого исследования полагают, что механизм работы калиевых каналов иной. Используя технологию кристаллизации и электронную микроскопию, они реконструировали интактную трёхмерную структуру бактериального ионного канала, находящегося в естественной среде в присутствии и отсутствии цАМФ. Опираясь на анализ данной структуры учёные, вопреки бытующему мнению, выяснили что поровая часть канала остаётся открытой. «Когда сигнальная молекула цАМФ заякоривается на ионном канале, это приводит к перестройке и перемещению белкового остова. Мы думаем, что цАМФ в действительно делает фильтр несколько шире, таким образом контролируя ток ионов калия» — уточнила Юлия Коваль (Julia Kowal, первый автор исследования).
Благодаря работе учёных из Ратгерского университета удалось расширить представления о процессе старения. Выяснили в году уходящем, что ненормально повышенный риск развития лейкемии может являться следствием хромосомной катастрофы. Учёные из университета НьюКасла обнаружили, что люди, родившиеся с редкой хромосомной аномалией, подвержены в 2700 раз повышенному риску развития редкой формы лейкемии. В случае данной аномалии происходит объединение двух хромосом и повышается их склонность к разрушению. Память и обучение также не остались без внимания биологов в уходящем году. Специалисты научно-исследовательского института Скриппса во Флориде выявили белковый комплекс, который играет принципиально важную ранее неизвестную роль в обучении и формировании памяти. Речь о белке RGS7. Кроме того было показано, что добавление всего лишь одного грамма куркумы к завтраку может помочь улучшить работу памяти людей, у которых выявляются начальные стадии сахарного диабета и риск когнитивных нарушений. Данное открытие имеет важное значение: старение населения планеты неумолимо повышает рост числа заболеваний, которые увеличивают вероятность развития диабета – болезни, связанной со слабоумием.
Генные инженеры искали решение проблемы перепрограммирования клеток, генетики определили фактор, важный для нормального развития головного мозга, молекулярные биологи расширили представления о работе белков-участников апоптоза – Bax и Bak.
Клеточное деление – основа основ жизнедеятельности любого организма. Это сложный, многоэтапный процесс, в который вовлечено множество самых разных компонентов, работающих крайне слаженно. Каждый компонент выполняет отведенную ему задачу, работая строго определённым образом. Как показали результаты исследования, проведённого специалистами научно-исследовательского института молекулярной патологии в Венне, белок когезин контролирует процесс распределения ДНК в ходе клеточного деления. Исследование функции когезина может принести пользу для лечения людей. По словам авторов, ряд опухолей ассоциирован с мутациями в когезиновых генах, среди данных опухолей находятся те, что выявляются при лейкемии и раке мочевого пузыря. Ошибки при клеточном делении, вызванные неправильной работой когезина, могут так же приводить к хромосомальным аберрациям, например к трисомии по 21-й паре хромосом (генетическое отклонение, при котором развивается синдром Дауна). С нарушением функции когезина связывают снижение фертильности у женщин и спонтанные выкидыши.
Свободные радикалы, как было принято считать, оказывают негативное влияние на клетку. Так что результаты исследования, проведённого учёными из Калифорнийского университета в Сан-Диего, удивили. Оказалось, что свободные радикалы в нужном количестве способствуют ранозаживлению. В очередной раз подтвердилось то, что алкоголь не полезен для сердца. Было показано, что снижение количества употребляемых спиртных напитков, даже в случае людей, которые пьют, не выходя за разумные пределы, может привести к улучшению состояния здоровья сердечно-сосудистой системы. Например, к снижению риска возникновения коронарной болезни сердца, понижению индекса массы тела и кровяного давления.
Важным достижением в области прикладной биологии стало получение в лабораторных условиях кровеносных и лимфатических сосудов. Учёные из Цюриха впервые сконструировали кожу, несущую кровеносные и лимфатические капилляры. Они успешно изолировали все необходимые типы клеток тканей кожи человека и создали тканеинженерный эквивалент нормальной кожи.
Глобальные угрозы
Проблема безопасности ГМО дала о себе знать в начале 2014 года. В 2013 году, напомним, прошла информация о том, что ГМ-кукуруза на самом деле не повышает риск развития опухолей в организме крыс. В январе 2014 года стало известно о том, что в России подготовили петицию, в которой было предложено резко ограничить или полностью запретить распространение ГМО на территории РФ. Причина – потенциальная опасность для здоровья нации.
Много беспокойства в уходящем году вызвала геморрагическая лихорадка Эбола. Не берёмся давать какие-либо комментарии по поводу вируса-возбудителя. Отметим лишь, что уже зафиксирован случай полного излечения от опасной болезни. Об этом успехе сообщили сотрудники Франкфуртского госпиталя. Может, не так страшен чёрт, как его малюют?
Необычные исследования
Каждое новое открытие – результат некого подхода, который использовали авторы, чтобы получить искомое неизвестное. Правда, иногда подход учёных к решению проблемы или искомое неизвестное вызывает доброе удивление или искреннюю улыбку. Не обошлось без таких удивлений и эмоций и в 2014 году. Например, специалистами Массачусетского технологического института был предложен деревянный фильтр для очистки воды. Сотрудники Лондонского университета пришли к выводу, что для поиска лекарства от болезни Паркинсона можно использовать амёб. Учёные из государственного университета Огайо расширили представления о природе боязни математики. В университете Колорадо выяснили, что люди склонны выбирать себе супругов со схожей ДНК. В Амстердамском свободном университете пришли к выводу, что лидеру важнее выглядеть не умным, а здоровым. В университете Орегона проверили биологическую связь между сотовым телефоном и его владельцем. Оказалось, «мобильник» отражает микробиом своего «хозяина». Чтобы проверить биологическую связь человека с телефонами, учёные из университета Орегона определяли микробов с указательных и больших пальцев доминантной руки 17 человек, а так же с сенсорных экранов их смартфонов. Как показали полученные результаты, образцы, взятые со смартфонов, сильно напоминали образцы микробиома, взятые с пальцев их владельцев. 82% бактерий, наиболее часто встречаемых на пальцах участников исследования, выявлялись на телефонах.
Подводя итог написанному выше, хочется сказать, что в 2014 году направление работы учёных от медицины и биологии осталось прежним: много внимания уделяли проблеме новообразований, других болезней, окружающему миру и различным механизмам обеспечения жизни организмов. Хочется надеяться, что наступающий 2015 год принесёт не меньше интересных, прорывных, важных открытий.
Также по теме:
- Обзор 2012 года по версии Nature
- Обзор 2013 года по версии Nature
- Физика: итоги 2014 года
- Медицина и биология: итоги 2013 года
- Медицина и биология: итоги 2012 года