Медицинский дайджест #16 [TechnologyTimes]

Ученые пересадили мышам 3D-печатные ткани печени из стволовых клеток человека

Исследователи из Эдинбургского университета успешно пересадили мышам ткани печени, напечатанные на 3D-принтере на основе стволовых клеток человека.

Взяв за основу человеческие эмбриональные стволовые клетки и индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, ученые в течение года выращивали из них клетки печени или гепатоциты. Затем клетки нарастили на напечатанный каркас из поликапролактона — полимера, одобренного для имплантации человеку.

Вырастив на клеточном каркасе кровеносные сосуды, ученые имплантировали ткань под кожу мышей, больных тирозинемией. Это — смертельное генетическое заболевание, при котором ферменты в печени не разрушают тирозин. Спустя некоторое время в крови грызунов был обнаружен белок печени человека, что стало свидетельством успешности эксперимента. А новые ткани позволили уничтожить избыток тирозина.

Биопринтеры HP помогут в борьбе с супербактериями

Практически на протяжении всей своей истории человечество ведет непримиримую борьбу с болезнетворными бактериями. И в ней чаша весов склоняется то в одну, то в другую сторону. Изобретение антибиотиков помогло людям вырваться вперед, но микробы начали приспосабливаться и к этому, мутируя и совсем никак не реагируя на антибиотикотерапию. Все чаще сегодня нужно разрабатывать новые виды противобактериальных препаратов, но это очень долго (и дорого). И тут на помощь может прийти Hewlett-Packard со своими биопринтерами, которые ускорят разработку средств для спасения жизни и здоровья людей.

В последнее время мировое научное сообщество действительно крайне обеспокоено тем, что появляется все больше супербактерий, которые требуют особого подхода в лечении. Ведь, согласно данным Всемирной организации здравоохранениия, только в Северной Америке ежегодно супербактериями заражается около 2 миллионов человек.

Для борьбы с этим и ускорения тестирования новых препаратов Центр по контролю и профилактике заболеваний США (CDC) закупил у компании Hewlett-Packard биопринтеры HPD300e для использования в лабораториях в Нью-Йорке, Миннесоте, Теннесси и Висконсине. Основная суть работы этих устройств заключается в том, что они работают практически также, как и обычные струйные принтеры, но с одним исключением: вместо чернил они печатают биологические основы из живых клеток пациента, на которых ученые могут проверять различные комбинации антибиотиков, их воздействие на клетки, а также на болезнетворные бактерии, которые подселяются в напечатанные основы. Как заявила в пресс-служба CDC в интервью изданию Engadget,

«Чтобы спасти и защитить людей, нам важно обеспечить доступность технологий в лабораториях по всей стране. Мы надеемся, что наш пилотный проект повысит число пациентов, выздоровевших после заражения супербактериями.»

Открыт новый тип нейронов головного мозга

Головной мозг является одним из самых загадочных человеческих органов. И не так давно он вновь смог удивить исследователей, ведь группа биологов из Венгрии и США в рамках совместных исследований обнаружила в коре головного мозга новый тип нейронов, о существовании которых раньше даже не подозревали.

Как сообщает редакция журнала Nature Neuroscience, за открытие отвечают исследователи из Сегедского университета и Института Аллена. Новый тип нейронов получил название rosehip cells (клетки шиповника) за внешнее сходство с одноименным растением. Обнаружены нейроны были в ходе изучения коры больших полушарий человеческого головного мозга. В процессе секвенирования РНК клеток, ученым удалось обнаружить новый тип интернейронов, ключевую роль в работе которых играет ГАМК (гамма-аминомаслянная кислота). ГАМК является важнейшим тормозным медиатором центральной нервной системы и образуется как эндогенно, так и может поступать извне, в том числе и в составе лекарственных средств. ГАМК учувствует в процессах метаболизма в головном мозге, способствует утилизации глюкозы и удалению из головного мозга токсичных продуктов обмена. Помимо этого, она положительно влияет на процессы памяти, а также восстанавливает кровообращение после его нарушения (например, после инсульта).

Особенностью новых клеток является не только их необычная форма, но и взаимодействие с другими типами клеток. Rosehip cells связываются в основном лишь с пирамидальными нейронами, которые отвечают за возбуждение. По словам ведущего автора исследования доктора Габора Тамаса,

«Если представить, что нейроны — это система управления автомобилем, то rosehip cells будут тормозами, которые останавливают машину в строго определенном месте. Иными словами, этот тип клеток способен оказывать тормозящее действие на те отделы мозга, на которые другие нейроны подействовать не в состоянии. При это rosehip cells мы обнаружили пока только у человека, так как у них существует своего рода «генетическая подпись», присущая нашему виду. У грызунов подобных образований мы обнаружить не смогли. Но возможно, что такие клетки будут найдены у приматов.»

Трехмерная карта генома человека

Уже не первый год ученые со всего мира занимаются изучением генома. Сделаны значительные успехи в его расшифровке, однако подробную трехмерную карту генома удалось составить лишь недавно. Причем, помогло это сделать растение, которое растет практически повсеместно: обыкновенный хрен.

О создании карты генома сообщает издание Journal of Cell Biology. За исследование отвечают американские молекулярные биологи из университета Иллинойса. Им впервые в истории удалось получить детальную трехмерную карту генома, которая позволяет увидеть внутри ядра живой клетки все известные гены и участки ДНК. Причем предназначение некоторых из них ученые пока что не могут понять. Как заявил один из авторов работы,

«На данный момент весьма сложно разобраться в расположении ДНК в ядре клетки, но при этом можно с уверенностью сказать, что даже небольшие сдвиги хромосом в ту или другую сторону могут существенно влиять на уровень активности самых разных генов. Дело в том, что в «спокойном» состоянии хромосомы представляют собой клубок из тесно переплетенных нитей и главный вопрос заключается в том, как расположены внутри этого клубка различные гены, отвечающие за функционирование всего организма.»

Для создания карты ученые использовали шарообразные структуры РНК и белков (которые также называются спеклами), которые могут накапливать фермент пероксидазы хрена. Этот элемент был выбран не просто так, так как он может подсвечивать нити хромосом и выделять отдельные гены. Затем эксперты узнали расположение, пометив отдельные гены. При этом интенсивность свечения падала с удалением от центра распространения фермента.

У летучих мышей нашли новый тип вируса лихорадки Эбола

Это первый случай, когда этот вирус найден у переносчика болезни, а не у человека. На сегодняшний день известны пять типов эболавирусов, из них четыре могут заразить человека. Новый вирус Бомбали (BOMV) нашли благодаря тому, что в 2016 году ученые взяли пробы у 535 животных, из которых 244 были летучими мышами. Новый вид вируса нашли у четырех насекомоядных летучих мышей двух видов, Chaerephon pumilus и Mops condylurus, — они живут в домах людей.

При этом гликопротеин вирусной оболочки нового типа Эболы позволяет ему заражать людей, однако пока непонятно, опасен ли он для человека. В дальнейшем для выяснения этого ученым придется проводить новые эксперименты.

Кроме того, в статье указывается, что нельзя убивать летучих мышей, поскольку их трупы распространяют огромное количество вирусов. Помимо этого, нельзя пить воду и есть еду, к которой прикасались летучие мыши, а также трогать их экскременты.

Дайджест подготовлен специально для канала @TechnologyTimes