В новом выпуске "Дайджеста" новостей аватар-технологий от Общественного движения "Россия 2045" речь пойдет о том, что органы биологического тела стареют по-разному и с разной скоростью; о планируемом масштабном исследовании препарата, который должен замедлить старение человеческого организма.
Кроме того, в этом выпуске: наночастицы для точной доставки лекарства в нужную область; новый метод изучения мозга у червей-нематод под названием соногенетика. И наконец, информация от DARPA о том, что их специалистам удалось создать метод и успешно опробовать его на пациенте, который позволил с помощью новейшего бионического протеза получить физические ощущения на уровне естественного осязания.
1. Секрет старения
Американские исследователи установили, что органы биологического тела стареют по-разному и с разной скоростью. Что свидетельствует о том, что старость нельзя рассматривать как единый процесс для всего организма – это сложный феномен, порождаемый старением каждого органа по-отдельности и их взаимодействием друг с другом.
Наблюдая за состоянием клеток печени и мозга в организме молодых шестимесячных и пожилых двухгодовалых мышей, ученые заметили, что их белковое содержимое и система сборки молекул белков стареют по разным сценариям. Например, в мозге больше всего страдали белки, отвечающие за передачу сигналов между клетками, и машина по сборке белков. В клетках печени проблемы возникали в первую очередь с белками, отвечающими за считывание генов и управление метаболизмом клетки.
Ученые сделали вывод, что для разных органов характерен свой собственный набор проблемных белков, эффективность работы которых падала с разной скоростью. Будем надеяться, что это исследование станет ключом к пониманию того, как можно остановить старение хотя бы самых быстро стареющих органов.
2. Лекарство от старости
Медики из колледжа Альберта Эйнштейна в Нью-Йорке (США) заявили о возможном начале клинических испытаний препарата, который должен замедлить старение человеческого организма. Предварительное одобрение на проверку ученые получили у надзорных органов США. В рамках масштабного эксперимента три тысячи пожилых добровольцев будут принимать метформин – лекарство от диабета, продлившее жизнь грызунам на 5-6% в экспериментах, которые ученые проводили два года назад.
Это лекарство меняет работу митохондрий, что переводит их в энергосберегающий режим и заставляет активнее окислять жиры. Благодаря метформину мыши на лекарственной диете меньше страдали от ожирения, катаракты глаза и чувствовали себя лучше в последние месяцы жизни, в отличие от подопытных из контрольной группы.
У метформина слабый эффект, но он хорошо изучен, абсолютно безопасен для человека и не опасен при передозировке. Ученые понимают, что препарат вряд ли способен продлевать жизни на годы, но рассчитывают, что с его помощью удастся продлить срок здоровой и полноценной жизни. Пока разрешение на испытания носит предварительный характер. Медикам еще предстоит сформировать процедуру проведения эксперимента и найти финансирование, которое составит от 30 до 70 миллионов долларов.
3. Нанодоставка лекарств
Ученые из США научились покрывать полимерные наночастицы мембраной тромбоцитов из крови человека, эффективно маскируя таким образом наночастицы от иммунной системы и улучшая точность доставки лекарства в нужную область. Доставка лекарств является одной из самых популярных областей нанотехнологий на сегодняшний день. Содержащие медикаменты наночастицы, нацеленные на пораженные участки организма, способны исцелять различные болезни, например рак. При этом против них "восстает" иммунная система.
Команда исследователей из Университета Калифорнии в Сан-Диего поставила задачу "замаскировать" наночастицы под фрагменты клеток крови. Чтобы усыпить "бдительность" организма ученые покрыли наночастицы из биоразлагаемого полимера, содержащие антибиотик, плазматической мембраной тромбоцитов человеческой крови. Мембрана содержит ряд белков, предохраняющих клетки от иммунной атаки.
Опыты по вживлению наночастиц проводились на мышах, инфицированных смертельной для людей инфекцией. У зараженных мышей после обработки наночастицами было отмечено 1000-кратное снижение числа бактерий в селезенке и печени по сравнению с их сородичами, получившими обычные антибиотики.
4. Соногенетика червей
Молекулярные биологи и нейрофизиологи вывели крайне необычный подвид трансгенных червей-нематод, поведением и работой мозга которых можно управлять при помощи ультразвука. Для того чтобы сделать нейроны чувствительными к воздействию ультразвука, ученые из Института Салка в Ла-Хойе (США) с помощью генной инженерии "привязали" к отдельным клеткам мозга белки, которые под влиянием ультразвукового импульса "открывают" ионные каналы. В результате ионы устремляются через мембрану клетки, заставляя нейрон активизироваться.
Исследователи заставили свободно ползущего червя в ответ на короткие импульсы ультразвука начать двигаться в обратном направлении, перестать разворачиваться или поворачивать под более острым углом. Новому методу дали название "соногенетика", по аналогии с оптогенетикой, когда на отдельные модифицированные клетки влияет свет. Пока эта методика "контроля разума" работает только для червей, но ученые надеются, что ее можно адаптировать для работы с нейронами человека. И в случае успеха этот метод будет помогать людям бороться с эпилепсией и другими расстройствами в работе мозга.
5. Уникальный бионический протез
Агентство по перспективным оборонным научно-исследовательским разработкам США выпустило пресс-релиз, в котором сообщается, что 28-летний мужчина, который потерял руку десять лет назад, стал первым, кто смог с помощью новейшего бионического протеза получить физические ощущения на уровне естественного осязания и распознать их. Протезы, которыми можно управлять силой мысли, подают большие надежды, но без обратной связи от устройства к мозгу, очень трудно достичь уровня контроля, необходимого для выполнения точных движений.
Пресс-релиз вышел без видео и иллюстраций, так что ждем визуальных подробностей, а пока показываем видео, в котором демонстрируются возможности самого протеза, который по-настоящему хорош. Однако в новой разработке благодаря проведению сигнала от протеза непосредственно в мозг пациента стало возможным восстановить почти естественную функцию осязания.
Ученые установили массив электродов в области сенсорной зоны коры головного мозга пациента, ответственной за тактильные ощущения. При этом тестируемый протез был оснащен датчиками крутящего момента, чтобы пациент мог распознавать, какой именно палец испытывает в данный момент прикосновение. В ходе эксперимента мужчина определял источник тактильных ощущений с завязанными глазами. И к большой радости ученых справился с поставленной задачей почти на 100 процентов. В настоящий момент усовершенствование нового поколения протезов продолжается и ведется работа по их максимальному удешевлению перед выводом на рынок.