Metai biomedicinoje

Kamieninės ląstelės

Lengvas judėjimas: Parodydami, kaip optogenetika gali būti taikoma medicininėms problemoms spręsti, mokslininkai genetiškai modifikavo pelę, kad jos sėdmeniniame nerve būtų išreikštas šviesai jautrus baltymas (parodytas žaliai). Tada jie galėtų sukelti raumenų judėjimą, apšviesdami raumenis.

Spalio mėn., praėjus 12 metų po to, kai pirmą kartą buvo išskirtos žmogaus embrioninės kamieninės ląstelės, iš tokių ląstelių gauta terapija pirmą kartą buvo išbandyta su žmonėmis (Pirmieji žmogaus embrioninių kamieninių ląstelių terapijos testai vyksta). Geron sukurta terapija skirta nugaros smegenų pažeidimams gydyti į traumos vietą suleidžiant diferencijuotas nervines ląsteles.

Kadangi klinikinis tyrimas yra pirmasis tokio pobūdžio, Geronui teko žengti nauju keliu į priekį su JAV maisto ir vaistų administracija, agentūrai sprendžiant, kaip reguliuoti embrioninių kamieninių ląstelių terapiją ir įvertinti šių ląstelių saugumą. Iš pradžių bendrovė gavo patvirtinimą pradėti klinikinius tyrimus praėjusiais metais, tačiau po kelių mėnesių jie buvo atidėti, nes bandymai su gyvūnais iškėlė naujų saugumo problemų. (FDA leidžia atnaujinti kamieninių ląstelių tyrimus)

Antroji bendrovė „Advanced Cell Technology“ lapkričio mėnesį gavo FDA patvirtinimą, kad pradėtų embrioninių kamieninių ląstelių terapijos, skirtos paveldėtam aklumui, bandymus su žmonėmis.

Nors šie du bandymai su žmonėmis žymi didelius žingsnius į priekį kamieninių ląstelių tyrimų srityje, federalinis teisėjas Vašingtone, Kolumbijos apygardoje, galėjo stumti šią sritį milžinišku žingsniu atgal. Rugpjūčio mėn., praėjus vos 18 mėnesių po to, kai prezidentas Obama panaikino prezidento George'o W. Busho administracijos vykdomąjį įsakymą, kuriuo federalinės lėšos buvo apribotos tam tikram embrioninių kamieninių ląstelių linijų skaičiui, teisėjas Royce'as Lamberthas pribloškė kamieninių ląstelių bendruomenę. išduodant įsakymą, blokuojantį federalinį finansavimą bet kokiems tyrimams, susijusiems su embrioninėmis kamieninėmis ląstelėmis. (Naujas teismo sprendimas gali pakenkti kamieninių ląstelių tyrimui)

Tyrėjai teigia, kad sprendimas – net jei jis vėliau bus atšauktas – turės žalingą poveikį sričiai ir pristabdys daug žadančius medicininius tyrimus, kurie tik sustiprino pagreitį. Visos didžiausioje šalies finansavimo agentūroje Nacionaliniuose sveikatos institutuose (NIH) svarstomos dotacijos, susijusios su žmogaus embriono kamieninėmis ląstelėmis, buvo sustabdytos, o NIH ir kitos vyriausybinės agentūros bando panaikinti įsakymą.

Federalinė vyriausybė greitai apskundė įsakymą, o apeliacinis teismas rugsėjį laikinai sustabdė ir šį mėnesį išklausė naujausius argumentus byloje. Vis dar neaišku, kaip greitai tas teismas priims sprendimą arba kada teisėjas Lamberthas priims galutinį sprendimą.

Siekdami išvengti etinių mūšių, trukdančių atlikti embrioninių kamieninių ląstelių tyrimus, mokslininkai sukūrė naują metodą, skirtą indukuotoms pluripotentinėms kamieninėms ląstelėms, kurios yra tokios pat lanksčios kaip embrioninės kamieninės ląstelės, bet gali būti sukurtos iš suaugusiųjų audinių nenaudojant embrionų. („Naujas būdas gaminti kamienines ląsteles“) Naujasis metodas, sukurtas Derrickas Rossi ir bendradarbių Harvarde, yra labai efektyvus ir naudoja RNR, o ne DNR, kad pagamintų keturis baltymus, reikalingus ląstelei perprogramuoti. DNR poreikio pašalinimas apeina kai kuriuos susirūpinimą keliančius klausimus kuriant šias ląsteles, pavyzdžiui, auglių augimo riziką.

Genomika

Šiais metais, praėjus 10 metų po Žmogaus genomo projekto pabaigos, genomo sekos nustatymas pagaliau pateko į medicinos praktiką. Jamesas Lupskis , gydytojas mokslininkas, kenčiantis nuo neurologinio sutrikimo, vadinamo Charcot-Marie-Tooth, po 25 metus trukusių paieškų nustatė savo ligos šaltinį, nustatydamas viso jo genomo seką. ( A Family Mystery, Solved by a Genome ) Lupskio tyrimas buvo pirmasis, kuris parodė, kaip viso genomo sekos nustatymas gali būti naudojamas siekiant nustatyti genetinę individo ligos priežastį

Mokslininkai taip pat naudoja seką tirdami ir gydydami vėžį, lygindami paciento sveikų audinių ir naviko audinių genomus, kad nustatytų genetines klaidas, dėl kurių vėžio ląstelės galėjo augti nekontroliuojamai. Stevenas Jonesas, Janessa Laskin ir bendradarbiai iš Britų Kolumbijos vėžio agentūros naudojo šį metodą, kad padėtų parinkti vaistus žmogui, sergančiam reta adenokarcinoma. ( Vėžio gydymas remiantis jo genomu ) Elaine Mardis ir bendradarbiai palygino pirminio naviko ir to paties paciento metastazavusio naviko genomo seką, siekdami surasti mutacijas, leidusias ląstelėms išsivaduoti iš pradinės vėžio vietos ir išplisti po kūną. ( Genetic Clues to Cancer's Spread ) Kembridže, Masačusetso valstijoje įsikūrusi startuolis Foundation Medicine siekia pasinaudoti šiais atradimais sukurdamas atrankos testą, galintį aptikti šimtų su vėžiu susijusių genų variacijas. ( Pradėti siūlyti pacientams genetinį jų vėžio profilį )

Smegenų kontrolė

Optogenetika – šviesos naudojimas kontroliuojant genetiškai modifikuotus neuronus – greitai tapo viena karščiausių neurologijos sričių. Optogenetinė technologija dabar naudojama šimtuose laboratorijų visame pasaulyje, padedant mokslininkams suprasti smegenis. Nors didžioji dalis tyrimų yra sutelkta į pagrindinius mokslus, keletas šiais metais paskelbtų projektų rodo kelią į klinikinį pritaikymą. Weill Cornell medicinos koledžo Niujorke mokslininkai sukūrė tikslesnį tinklainės protezą akloms pelėms, kurios buvo genetiškai modifikuotos taip, kad tam tikrose tinklainės ląstelėse išreikštų šviesai jautrų baltymą. (Dabar aš tave matau) Genų terapija vieną dieną gali padaryti tą patį žmonėms.

Karlas Deisserothas ir kolegos iš Stanfordo naudojo optogenetinę technologiją pelių raumenų judėjimui kontroliuoti, genetiškai modifikuotiems, kad jų periferinėje nervų sistemoje išreikštų šviesai jautrų baltymą. Mažytė implantuojama LED manžetė į nervą tiekdavo milisekundžių šviesos impulsus, todėl gyvūnų kojų raumenys susitraukdavo. Tyrėjai teigia, kad šviesos sukelti susitraukimai labiau imitavo įprastą raumenų veiklą nei susitraukimai, atsirandantys perduodant elektrinius signalus tiesiai į nervą. (Genetiniai šviesos jungikliai, kontroliuojantys raumenų judėjimą) Išvados gali padėti sukurti nervus stimuliuojančius prietaisus, kurie padės žmonėms, paralyžiuotiems dėl nugaros smegenų traumų ar ligų.

Norėdami panaudoti optogenetiką žmogaus smegenyse, mokslininkai turi išsiaiškinti, kaip perduoti šviesą giliai į smegenis. Medtronic, viena didžiausių pasaulyje medicinos prietaisų gamintojų, dirba būtent tuo. Šiuo metu bendrovė gamina elektrinius giluminius smegenų stimuliatorius, patvirtintus Parkinsono ligai ir kitiems neurologiniams sutrikimams gydyti. Panašus prietaisas, tiekiantis šviesą, o ne elektrą, galėtų padėti tobulinti giliųjų smegenų stimuliatorių dizainą ir ilgainiui tapti pačia terapija. ( Smegenų implantas , kuris naudoja šviesą )

Edas Boydenas, vienas iš optogenetikos kūrėjų, buvo pristatytas spalio mėnesio numeryje Technologijų apžvalga (Smegenų valdymas) ir svečių rubrikoje internete rašo daugiau apie tai, kaip mokslas kooptuoja išradingus gamtos sprendimus. ( Gamtos išradimo algoritmo apibrėžimas )

Sintetinė biologija

Galiausiai Craigas Venteris ir kolegos iš Venter instituto sukūrė gyvenimą. ( Synthetic Genome Reboots Cell , Making a Genome Quickly from Scratch ) 15 metų trukusio projekto kulminacijoje mokslininkai sukūrė sintetinį genomą ir panaudojo jį mikrobų ląstelei paleisti iš naujo.

Naudojant metodą, sukurtą 2008 m tyrėjai, vadovaujami genomikos pradininko Craigo Venterio, susintetino mažytės bakterijos, vadinamos, genomą. Mycoplasma mycoides , kuriame yra kiek daugiau nei milijonas DNR bazių porų. Tada jie persodino sintetinį genomą į susijusią bakteriją, Mycoplasma capricolum , procese, kurį jie anksčiau buvo ištobulinę naudojant nesintetines chromosomas.

Kai ląstelės gavėjos įtraukė sintetinį genomą, jos iš karto pradėjo vykdyti genome užkoduotas instrukcijas. Tik gaminamos ląstelės M. mycoides baltymų, o per kelis savaiminio replikacijos raundus dingo visi recipientės rūšies pėdsakai.

Venteris ir jo kolegos dabar dirba su Novartis ir Nacionaliniai sveikatos institutai, kad pritaikytų technologiją greitai sukurti vakcinas nuo naujų gripo viruso atmainų.

paslėpti