Девять чудес одного года

Согласно расхожей истине, большое видится на расстоянии и по прошествии времени. Ускорение научно-технического прогресса в медицине, похоже, вносит в нее поправки. Ряд североамериканских объединений врачей провели опросы, выявившие 9 апробированных в прошлом году технологий и методик, которые, по мнению профессионалов, уже очень скоро найдут применение в медицинской науке и практике.

Легкое на микрочипах
Объединив успехи в тканевой биоинженерии и микроэлектронике, известный биолог из Гарвардского университета Дональд Ингбер с коллегами создал модель синтетического легкого, позволяющую намного быстрее и эффективнее определять воздействие токсинов на дыхательные пути и испытывать препараты для лечения респираторных заболеваний.

В прошлом году возглавляемая ученым группа опубликовала в журнале Science описание метода, при котором клетки, выстилающие внутреннюю поверхность легких, и клетки питающих их капилляров помещались по обе стороны пористой гибкой мембраны из полимеров.

По мере того, как два типа клеток обменивались воздухом и питательными веществами, идентичными циркулирующим в легких человека, исследователи с помощью встроенных в мембрану микрочипов побуждали сконструированное ими легкое сокращаться и расширяться, в точности повторяя движения натурального.

«Наше устройство в буквальном смысле дышало», - говорит Ингбер, выражая уверенность, что основанная на микрочипах модель легкого может со временем стать столь же обыденным инструментом в медицинском обиходе как, скажем, рентгеновский аппарат. Тем более что она, как и натуральное легкое, обладает способностью обнаруживать и защищаться от вторжения вредных микроорганизмов из внешней среды.

Например, после проникновения вместе с воздухом бактерий E.coli созданное устройство привлекало для их отражения и нейтрализации лейкоциты - процесс, который ученые давно разгадали, но до сих пор не могли воспроизвести в лабораторных условиях. В то же время неопасные для человека частицы беспрепятственно проникали через мембрану искусственного легкого.

Вдохновленные успехом, Ингбер и его команда работают над созданием аналогичных моделей других органов, включая сердечно-сосудистую систему и пищеварительный тракт.

Трансплантат с гарантией
Тем временем бригада врачей из медицинского центра при Университете Торонто, которой руководит Шаф Кешавджи, отработала передовую технологию по сохранению предназначенных для пересадки легких донорских органов, которые в наибольшей степени подвержены быстрой порче.

До недавнего времени трансплантологам удавалось сохранять только 15% из всех донорских легких достаточно долго, чтобы они могли выжить в теле реципиента, вследствие чего погибал каждый пятый из нуждающихся в оперативной трансплантации.

По новому методу вместо традиционного охлаждения легкие донора помещают в защитную камеру с температурой 37 градусов. В такой среде и в сочетании с системой подачи специальной жидкости, насыщенной кислородом и питательными элементами, извлеченная из тела донора легочная ткань продолжает нормально функционировать до 12 часов – гораздо дольше, чем прежде. Это дает достаточно времени для оценки их пригодности и последующей регенерации.

«Идея заключается не просто в расширении банка доступных трансплантатов, а в их качественном улучшении, – говорит Кешавджи. – Поэтому восстановление дыхательных функций у пациентов протекает много быстрее».

Сообщая о результатах своей работы в Science Translational Medicine, Кешавджи и его коллеги предсказывают, что следующим шагом должно стать получение генетически трансформированного легочного материала и освоение терапии дыхательных органов на генном уровне.

Диагноз ставится быстрее
Раз речь зашла о генетике, то одной из самых больших проблем в этой области считается обнаружение и диагностика передаваемых по наследству болезней. Чтобы добиться полной ясности и достоверности в каждом клиническом случае, требуются месяцы, если не годы. Ученые из Университета штата Вашингтон, похоже, нашли способ, как ускорить этот процесс.

Вместо того чтобы перебирать весь массив генетической информации человека, то есть его геном целиком, они сфокусировались на экзоме (exome) – ключевой части генома, содержащей 20-25 тыс. закодированных в белковых клетках генов.

Исследователи предположили, что таким образом возможно выявить большинство генетических сбоев, вызывающих отклонения от нормального развития. Эта теория подтвердилась после того, как им удалось выявить и локализовать в экзоме ген, отвечающий за такую редкую патологию, как синдром Миллера – Дикера.

Существенное сокращение сферы поиска означает, что ученые будут способны выявлять другие редкие генетические мутации гораздо быстрее и дешевле, чем до сих пор. В настоящее время процедура индивидуальной расшифровки содержащейся в экзоме генетической информации уже доступна публике в медицинском центре при Университете Мак-гилла в Монреале.

Клетки кожи – на поток
Каждый представляет себе домашний настольный принтер. Труднее представить, что аналогичное устройство может печатать... новые клетки кожи и использоваться при лечении ожогов.

Именно в этом суть метода, предложенного в Центре регенеративной медицины в Уинстон-Салеме, Северная Каролина. Созданный его авторами биопринтер содержит лазер, который с микроскопической точностью сканирует рану пациента для измерения ее размера. Специальная компьютерная программа запускает и контролирует процесс производства клеток кожи, которые затем наносятся непосредственно на участок раны в точно обозначенном месте.

До сих пор эта технология применялась только на мышах, и ей еще предстоят долгие клинические испытания. Однако уже первые результаты показывают, что с ее использованием заживление ожоговых ран происходит на две недели раньше, чем обычно.

Доказано, что с помощью биопечати в принципе возможно воспроизводить собственные кожные клетки пациента и тем самым заменить болезненную процедуру традиционной пересадки кожи. Руководитель центра д-р Энтони Атала уверяет, что 8 недель будет достаточно для получения количества, равного поверхности тела человека.

Хирургам на заметку
Маркировка инструментов с помощью радиочастотной идентификации (RFID) уже вошла в практику хирургии. Теперь настал черед расходных влагопо-глощающих материалов, таких как хирургические тампоны, салфетки и губки для осушения ран, – инородных предметов, которые, кстати, чаще всего забывают извлечь из тела пациента при операции. В США, например, ежегодно фиксируется до 1,5 тыс. таких происшествий, причем в большинстве случаев инородные предметы сказываются на здоровье пациентов и требуют повторного хирургического вмешательства.

Исключить подобное позволит технология Smart Sponge System, получившая одобрение федеральных властей США в прошлом году. Встроенные в расходные предметы интегральные схемы-метки RFID подобны тем, что используются для идентификации товаров в магазинах.

Система позволяет автоматически вести учет каждого из этих предметов на всем протяжении операции. В случае несовпадения номеров на входе и выходе медперсонал может обнаружить «недостачу» в теле пациента, на хирургическом столе или на полу с помощью многоразового считывателя информации.

Роговица из дрожжей
Повреждение или затемнение роговой оболочки глаза считается главной причиной наступления слепоты. Во многих странах пациентам приходится ждать несколько лет до получения донорской роговицы, которая может помочь им вернуть зрение. Стремясь разрешить эту проблему, офтальмолог Мэй Гриффит, которая практикует в шведском городе Линчёпинг, и сотрудники научного института при университетском госпитале Оттавы решили попробовать изготавливать искусственную роговицу.

После 10 лет поисков они наконец достигли успеха. «За основу мы взяли искусственный коллаген, вырабатываемый дрожжевыми клетками, – объясняет Гриффит. – Он оказался материалом, вполне пригодным к приживлению. Подвергнув его химической обработке и придав ему форму и размер естестен-ной роговицы, мы смогли добиться, чтобы клетки и нервы сращивались с ним. В результате получилась регенеративная роговая оболочка, напоминающая натуральную, здоровую ткань».

В ходе первичных испытаний в Швеции из 10 пациентов, получивших имплантат, у 6 улучшилось зрение. В целом, при использовании правильно подобранных контактных линз все пациенты могут видеть столь же хорошо, как люди, которым была сделана обычная замена роговицы. Метод пока находится в стадии клинических испытаний.

Дела сердечные
Возможно ли улучшить работоспособность сердца с помощью стволовых клеток? Две группы исследователей из Университета Монреаля и местного госпиталя Мэзонеф-Роузмонт объединили усилия, чтобы впервые выяснить это.

Одна группа, которую возглавляет кардиолог Самер Мансур, принялась запитывать через артерии стволовые клетки, взятые из спинного мозга, в поврежденные участки сердечной мышцы людям, пережившим сердечный приступ. Клинические испытания, которые охватывают 40 человек, еще продолжаются, но первые результаты уже внушают достаточный оптимизм. «Восстановление полноценной работы сердца у пациентов происходит быстрее, чем обычно, – говорит д-р Мансур. – Это очень обнадеживает».

Параллельно исследователи под началом Николя Нуазо поставили целью улучшение сердечной деятельности у пациентов, прошедших аортоко-ронарное шунтирование. Процедура включает введение их стволовых клеток напрямую в сердечную мышцу.

«Мы судим о работоспособности сердца по объему выталкиваемой крови во время сокращения его камер, – объясняет Нуазо. – При среднем объеме перекачиваемой за один цикл крови в 100 мл этот показатель у здорового человека составляет 60%. У наших пациентов он уже достигает 40%, при этом у одного из них он улучшился на 15%, что является бесспорным прогрессом».

Реовирус против рака
Всё, что связано с борьбой против рака, закономерно привлекает повышенный интерес.
 
В прошлом году в центре внимания здесь оказалась работа, проводимая в раковом центре при Техасском университете в Сан-Антонио. Онколог Алан Митт в ходе обычной химиотерапии решил применить препарат рео лизин, созданный на основе органических РНК-содержащих реовирусов и успешно опробованный на животных.

«Здоровые клетки в организме избавляются от таких вирусов очень быстро, – излагает Митт суть метода. – В то же время некоторые виды злокачественных клеток проигрывают в борьбе с ними и постепенно погибают».

Митт стал первым врачом, применившим реолизин для воздействия на так называемые
чешуйчатые раковые клетки в легких. Больные этим видом рака, как правило, не живут дольше года. Поступивший с таким диагнозом в клинику Мит-та 79-летний пациент имел неоперабельную опухоль в правом легком размером с кулак. После 6-месячного курса лечения реолизином она уменьшилась на 90% и ее рост прекратился.

Клинические испытания с использованием новой методики охватывают 20 человек. В случае успеха следующая стадия охватит 50 человек с другими формами рака.

Уроки живой природы
Могут ли тараканы когда-нибудь спасти вашу жизнь? Английские исследователи дали утвердительный ответ на этот вопрос, установив, что головной мозг (!) тараканов и родственной им саранчи обладает мощными антибиотическими свойствами, способными убивать 90% бактериальных инфекций, часто смертельно опасных для человека. В их числе такие невосприимчивые к известным антибиотикам бактерии, как стафиллококки и кишечная палочка. При этом человеческим клеткам не причиняется вреда.

Ожидается, что это открытие, обнародованное в сентябре 2010 г. на заседании Общества общей микробиологии в Ноттингеме, может привести к способам лечения бактериальных инфекций, упорно оказывающих сопротивление многим сегодняшним лекарствам.

Аналогичным образом биохимик Джек Стюарт из университета канадской провинции Нью-Брансуик заинтересовался свойствами слюны северной короткохвостой землеройки, которая питается улитками и дождевыми червями, умерщвляя их при помощи нервно-паралитического яда, выделяемого при укусах. Выделив из него крошечное количество активного вещества – белка под названием solicidin, Стюарт в ходе экспериментов обнаружил, что оно убивает раковые клетки яичника, не затрагивая здоровые ткани.

Остается гадать: кто быстрее окажет неоценимую услугу человечеству — обыкновенный таракан или землеройка?

Том ЗАЙЦЕВ, журналист.
Торонто — Нью-Йорк.