Технология «выключения боли»
Несколько лет назад в журнале Nature Biotechnology был опубликован доклад, в котором исследователи рассказали про успехи оптогенетики. Так называется методика изучения работы нервных клеток способом введения в мембрану опсинов — специальных рецепторов, которые реагируют на возбуждение светом.
Ученые создали крошечные импланты, которые могут доставить свет в любую часть человеческого тела. Исследователи считают, что новое устройство способно избавить человека от хронических болей. Особенно это важно для пациентов, которые уже невосприимчивы к другому лечению. Нейроны с активацией от света могут заблокировать сигнал о боли еще до момента, как он достигнет мозга.
Сперва ученые создают генетическую конструкцию, которая содержит ген, кодирующий опсин. Опсин — чувствительный к свету рецептор, связанный с белком. Похожий находится в сетчатке глаза человека. Объединение генов встраивают в геном вируса, безопасного для человеческого организма. Его вводят в мозг подопытной мыши.
Вирус, проникая в нужные нейроны, начинает синтез белка. В завершение нужно подключить к выбранной области на голове животного оптоволокно. Чередование подачи светового сигнала стимулирует работу белка на новом месте. Белок выполняет уже новую роль — ионного канала в клеточной мембране, которая открывается в нужный момент.
Эксперименты, проводимые на мышах, показали, что при воздействии на группу нейронов CeAga восприятие сразу нескольких видов боли отключается. В процессе исследования специалисты проверили оптогенетический метод с помощью легкого болевого импульса на подопытных мышах. Во время освещения нейрона у мышей мгновенно отключалось «болевое поведение» — они прекращали потирать мордочку лапой и облизываться. При ослаблении стимуляции CeAga такое поведение вновь возвращалось.
Хотя метод и не доработан, нейрофизиологи советуют углубиться в исследования, ведь они способствуют не только изучению областей мозга, но и возможности управлять воспоминаниями.
Технологичный подход к обезболиванию предложили также американские ученые из Северо-Западного университета. Они презентовали имплант, способный охлаждать нервы для блокирования боли острого характера, например — ампутации.
Устройство представляет собой насос, имплант из эластичного полимера и внешнюю систему управления. В полимере находится набор каналов маленького размера, которые, как манжета, расположены вокруг целевого нерва. Охладительный агент в жидком виде и сухой азот проходят по пути импланта, жидкость испаряется, в результате чего температура падает. Весь процесс отслеживается электронным датчиком. Это дает возможность контролировать поток и обеспечить на нерве стабильную температуру. В это время пациент ощущает онемение конечности.
Данный подход хорош тем, что, в отличие от медикаментозного обезболивания, не вызывает в организме привыкания. К тому же после использования имплант в течение нескольких месяцев разрушается в организме благодаря биосовместимым и водорастворимым составляющим.
Минус метода в том, что блокируются также те типы волокон, которые связаны с мышцами и осязанием. Есть вероятность приобретения мышечной слабости. На данном этапе ожидается возможность тестирования устройства на людях.
Универсальная кровь
В будущем не придется запоминать, какая у вас группа крови: ее можно будет заменить на универсальную O (I) Rh-. Канадские ученые команды Марсело Сайпеля, профессора Университета Торонто, в сотрудничестве с коллегами больниц и учебных заведений Канады разработали метод, который может в корне изменить ситуацию с донорской кровью.
На сегодняшний день медики используют при переливании крови и пересадке органов только совместимые группы. Группа крови зависит от антигенов на поверхности эритроцитов. Кровь II группы имеет антиген А, III группа — антиген В, IV группа имеет оба антигена — АВ, а в крови I группы нет ни единого. И ее можно считать универсальной. Если же антигены для организма чужеродны, они способны вызывать иммунный ответ.
Специалисты из Канады научились донорскую кровь любой группы менять на первую. С помощью ферментов ее очистили от 97% антигенов. После этого исследователи сравнили обработанные образцы с кровью первой группы и обнаружили, что разница минимальна. Такое открытие поможет создать «универсальную» кровь, подходящую всем, кто в ней нуждается.
Опробовали метод на донорских легких с I группой крови. Их поместили в систему с искусственной прокачкой крови для сохранения. К одному органу поступала жидкость с добавлением веществ, которые меняют группу крови, а второе легкое получало обычную кровь. После этого врачи смоделировали условия помещения легких в организм человека с неприемлемой группой крови. В результате второе легкое не прижилось. С первым же все в порядке, так как большая часть антигенов пропала.
Авторы нового метода в ближайшее время планируют провести клинические испытания и в будущем готовить донорские органы для пересадки пациенту, независимо от его группы крови.
Замена донорской крови любой группы на первую позволит создать банк универсальных органов, что поможет спасти больше жизней. Ведь длительность ожидания пациентом с первой группой крови, например, пересадки легкого, увеличивает риск смертности на 20%, по сравнению с пациентами второй или третьей группы.
В России количество трансплантаций увеличивается — около 2−2,5 тыс. в год. Такая помощь доступна уже в 40 регионах страны, но пациенты ждут донорские органы месяцы и даже годы. Даже в Москве сердце можно ждать около 3−4 месяцев, а почку — до полутора лет. Отечественные трансплантологи считают, что России нужно в 10 раз больше операций по пересадке, чем это делается сейчас.