Исследование ученых из Йельского университета выявило неожиданные закономерности в том, как температура поверхности влияет на стойкость вирусов. Если ранее считалось, что материал поверхности и время – главные факторы их выживаемости и активности, то новая работа показывает, что немаловажную роль играет температура.
Ранее в контексте COVID-19 и оспы было известно, что вирусы могут сохраняться на предметах долгое время – на некоторых материалах до двух недель.
Но вот активны ли эти вирусные частицы и способны ли они заражать дальше? Чтобы изучить физику процесса и исключить влияние иммунной системы, ученые провели эксперимент с бактериофагами – вирусами, которые заражают бактерии.
Эксперимент проводился на трех популярных поверхностях: меди, нержавейке и пластике. Образцы изучали при 37°C и примерно 4°C. В результате выяснилось, что медь при 37°C демонстрирует самые сильные антимикробные свойства: вирусы быстро теряют свою способность заражать, а у одного из них половина вирусных частиц разрушилась за полчаса. Ионы меди активно разрушают генетический материал и белки вирусов, а тепло ускоряет эти реакции, что и объясняет эффективность меди.
На холоде, при 4°C, процессы замедлялись: вирусы сохраняли активность значительно дольше. На некоторых поверхностях они оставались живыми несколько часов, что объясняет, почему осенью и зимой инфекции распространяются активнее, особенно в плохо отапливаемых помещениях.
Сохраняют ли вирусы способность заражать
Особый интерес вызвало тестирование того, насколько вирусы способны заражать после нахождения на той или иной поверхности. Результаты показали, что даже если часть вирусов была повреждена, оставшиеся могли быстро размножаться при контакте с бактериальными хозяевами.
Главный вывод – материал поверхности и температура играют важнейшую роль в сохранении или уничтожении вирусов. То есть на медных ручках в теплых помещениях риск заражения снижается. А вот холод и пластик могут способствовать долгому сохранению активных, заражающих вирусов.
А если скорость гибели вирусов на поверхностях не статична, а зависит от условий, в которых они находятся, необходимо это учитывать при разработке методов борьбы с инфекциями и профилактики заболеваний. Нужно использовать антимикробные материалы в интерьере помещений с большим потоком людей, а плохо отапливаемые склады и коридоры убирать особенно тщательно, чтобы снизить риск распространения инфекций.
Что бы понять, что ты такое на самом деле, нам надо разобраться, что такое ретровирусы и заглянуть на 100 миллионов лет назад.
Что такое вирус? Вирусы настолько просты, что многие биологи не считают их полноценными живыми организмами. Каждый вирус — это, по сути, микроскопический пакет генетического материала. У каждого царства есть свои вирусы. Размножаться они могут только заражая живые клетки: они перестраивают механизмы работы хозяина и заставляют его клетки создавать свои копии. Зачастую они вызывают у своих хозяев заболевания. Они используют наши собственные механизмы, поэтому их так трудно убить, ведь получается, надо вредить своим внутриклеточным процессам, чтобы остановить вирусное машиностроение.
Хорошо, с вирусами разобрались, так что такое ретровирус? Природа ретровирусов была впервые поднята в 1960-х. Они, можно сказать, переписали догмы биологии. До их открытия считалось, что клетки из ДНК делают РНК, а из нее — протеины. Но ретровирусы умеют из РНК делать ДНК, то есть процесс идет в обратную сторону! Эта способность впоследствии послужила человечеству, и мы теперь можем исследовать активные гены в клетках. Главная особенность ретровирусов в том, что они умеют встраивать свою ДНК в ДНК хозяина, и могут сидеть там годами, не вызывая подозрений у иммунной системы.
Обычно вирусы передаются горизонтально: при чихании, занятиях любовью, при контакте с кровью зараженного и т.д. В этом случае вы распространяете укомплектованные частицы вируса кому угодно. Ретровирусы могут прятаться в вашей ДНК, и если ретровирус проникнет в зародышевую линию клеток, в гаметы (яйцеклетки и сперматозоиды), то он предастся вертикально к вашим детям и потомкам. Вертикальная передача вируса может повлиять на нашу эволюцию, и, как мы видим, это уже произошло. Из-за древнего ретровируса, который инфицировал нашего предка, у нас появилась плацента!
Несмотря на большое разнообразие вирусов, к счастью, известно только четыре ретровируса, заражающих человека. Все они были открыты в 1980-х годах: Т-лимфотропный вирус человека 1, вызывающий одну из форм рака, и близкородственный ему Т-лимфотропный вирус человека 2, а также печально известные вирусы иммунодефицита человека ВИЧ 1-го и 2-го типов, вызывающие СПИД.
Как же получилось, что ретровирус, сидит в ДНК и не отсвечивает? Когда древний ретровирус инфицировал нашего предка и стал передаваться по наследству, как советский сервиз, то стали накапливаться мутации. Эти мутации делают так, что ретровирус больше не может создать активные копии себя, и ему не осталось ничего другого, как смириться и стать частью нас. Такие дробленые кусочки вирусной ДНК называются эндогенными ретровирусами, мы будем звать их встроенными ретровирусами. Наша ДНК полна их. Когда в 2001 году секвенировали геном человека, оказалось, что почти 8% нашей ДНК, оказалась не нашей, а встроенными ретровирусами. 8% твоей ДНК, Карл, не твоя!
Встроенные ретровирусы есть у всех позвоночных. Большинство человеческих встроенных ретровирусов не являются уникальными для нашего вида и встречаются у некоторых других приматов, например, шимпанзе. Мы унаследовали их от наших общих обезьяньих предков. Некоторые из встроенных ретровирусов действительно древние, например, на хромосоме 17 есть кусочек ретровируса возрастом 104 миллиона лет. Когда гигантские ящеры ходили по земле, а наши предки были мелкими млекопитающими и по совместительству подножным кормом динозавров, они заразились каким-то ретровирусом, который так и остался в ДНК. Что именно делает этот кусочек, пока не ясно.
И так как же мы получили плаценту? Если быть совсем точным, то ни мы, ни наши обезьяньи предки плаценту не получили. Плаценту получил общий предок млекопитающих, когда мы пошли другой эволюционной дорогой, чем сумчатые животные. И со временем по наследству получили плаценту и мы.
Когда древний ретровирус находил подходящего хозяина, он объединял свою мембрану с мембраной хозяина, чтобы слиться воедино. В этом ему помогал белок синцитин. После слияния с клеткой, он внедрял свой геном, включая отвечающий за слияние ген, производящий синцитин, в геном хозяина. Но однажды вечером, хотя это могло бы быть и утро, или ночь, все пошло не по плану, и клетка перехватила инициативу, использовала ген сама, и организм начал использовать синцитин в своих нуждах. Вирус не смог успешно инфицировать. Как говорится, не повезло, не фортануло.
В процессе эволюции предки млекопитающих вырастили плаценту, а древний ретровирус стал лишь тенью самого себя — встроенным ретровирусом. Соединяя клетки матери и клетки эмбриона, плацента может передавать эмбриону питательные вещества и выводить отходы. Ретровирусы неоднократно инфицировали млекопитающих на протяжении всей их эволюционной истории, поэтому у разных групп млекопитающих часто встречаются разные синцитины, происходящие от разных ретровирусов.
Примерно 25 миллионов назад от прадеда всех ящериц откололась одна ветвь — ящерица мабуя (Scincidae). А примечательны они были тем, что были живородящими, тогда как большинство рептилий откладывали и откладывают до сих пор яйца, покрытые твердой оболочкой. А рожать живых детенышей они смогли из-за вируса, который наследил в ДНК мабуя. Тот же самый вирус оставил в наследство плаценту и им. Без этого вирусного гена плацента в самках не развивается, ученые подтвердили это на мышах. То есть вирус вырастил нам целый орган! Так что, если выиграете какую-нибудь награду, не забудь поблагодарить семью, коллег, друзей и вирусы!
Плацента — не единственный пример работающих ретровирусов.
Зародышевые клетки известны своей множественной силой и потенциалом развиваться в любой вид клеток: костей, мышц, нервов, крови, кожи и т.д. А могут они это потому, что встроенный ретровирус производит особенный подвид РНК-молекулы, пока эти молекулы производятся, клетка многопотенциальна. Другие встроенные ретровирусы регулируют активность генов и тем самым контролируют процессы в организме. Например, наш организм использует фермент амилазу для расщепления углеводов, таких как крахмал, который мы получаем с пищей. Амилаза производится в двух местах: в поджелудочной железе и во рту, выделяясь со слюной. Так вот, встроенный ретровирус активирует выделение амилазы в слюнных железах через промотер. Промотер — область ДНК, в которой начинается транскрипция гена, где начинают из ДНК делать РНК для последующего образования белка.
Как видно из вышеперечисленного, ретровирусы теперь служат на благо хозяина. В плаценте и развивающемся эмбрионе можно встретить еще один белок — супрессин, доставшийся нам от встроенного ретровируса. Похожий белок можно найти во внешних оболочках других вирусов. Из-за схожести белков супрессин блокирует проникновение ретровирусов в клетки, поскольку он связывается с рецепторами на внешней мембране клетки, которые сами вирусы использовали бы для проникновения в клетку. Если объяснить на пальцах, то супрессин — это ключ, который оставили в замке. Если в дверь вставить похожий ключ, он не сможет открыть дверь, так как оставленный ключ будет ему мешать. Так ретровирус не сможет проникнуть в эмбрион. Исследователи полагают, что первоначально супрессин использовался для предотвращения заражения ретровирусами эмбрионов, которые имеют очень слабую иммунную систему.
На данный момент насчитывается около 1500 потенциальных встроенных ретровирусов. Некоторые производят белки (супрессин, синцитин), некоторые РНК (как в зародышевых клетках). Новые исследования говорят о том, что некоторые помогают иммунной системе нацеливаться на раковые клетки. Для здорового существования очень важно, чтобы гены включались и выключались в точной последовательности, а встроенные ретровирусы могут это контролировать. Без них ни одно животное, включая человека, не существовало бы в своем нынешнем виде. Но хотя они могут защищать нас от болезней, было бы неудивительно, если бы некоторые встроенные вирусы также были ответственны за негативные последствия.
А как же сейчас? Внедряются ли современные ретровирусы в наши зародышевые клетки? К счастью, нет, последние несколько тысяч лет нет никаких свидетельств появления новых встроенных ретровирусов. А вот коалам повезло меньше. Они подвергаются нашествию ретровируса коалы, ДНК которого обнаруживается в некоторых популяциях коал, но не в других. Ученые с особым интересом наблюдают за эволюцией и "вторжением генома в режиме реального времени".
Единственное, что вызывает смутные сомнения и переживания, это тот факт, что встроенные вирусы у мышей и куриц могут инфицировать другие клетки организма и вызывать заболевания, а вот у людей не могут. И это, наверное, лишь вопрос времени, когда в очередных несуществующих биолабораториях самая миролюбивая военная организация в мире не найдет способ, как это исправить.
Источники:
Cornelis, Guillaume, et al. "An endogenous retroviral envelope syncytin and its cognate receptor identified in the viviparous placental Mabuya lizard." Proceedings of the National Academy of Sciences 114.51 (2017): E10991-E11000. bbc.com/future/article/20230519-the-viruses-that-helped-to-make-you-human Lee, Adam, et al. "Identification of an ancient endogenous retrovirus, predating the divergence of the placental mammals." Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences 368.1626 (2013): 20120503.
Прочитал Ваш пост (для ЛЛ: таблетки быстрее усваиваются, если пациент лежит на правом боку), заинтересовало, т.к. в прошлом работал в сфере медицинских и биологических наук. Как раз сейчас болею, постоянно принимаю лекарства, решил проверить на себе. Как оно со скоростью действия - статистика пока не репрезентативная, но совершенно точно когда я лежу на левом боку, я громче пержу.
Завершилась фаза I клинических исследований первого российского противоопухолевого препарата созданногона основе генно-модифицированного онколитического вируса VV-GMCSF-Lact. Испытания не только подтвердили его безопасноcть, но и показали эффективность в подавлении роста опухоли молочной железы. Препарат разработан Институтом химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН, центром «Вектор» Роспотребнадзора в партнерстве с ООО «Онкостар» (резидент «Сколково»).
Участие в исследовании принимали пациентки, находящиеся в терминальной стадии заболевания. У них было явное прогрессирование рака молочной железы. После введения препарата у примерно 55% пациенток врачи наблюдали уменьшение размеров опухоли и стабилизацию процесса. Полученные данные дают возможность утверждать, что препарат эффективен, а значит, можно переходить ко второй фазе испытаний
Целью первой фазы клинических исследований являлась оценка безопасности, переносимости и фармакокинетических параметров препарата. Сначала врачи вводили его разным пациентам однократно, а потом рассматривали, как реагирует организм на многократное введение. На втором этапе фазыпациенты получали максимально допустимую дозу препарата четырёхкратно с интервалом в одну неделю. Испытания подтвердили, что препарат не токсичен и безопасен для пациенток, а также вызывает положительный терапевтический эффект.
Препарат представляет собой противоопухолевое лекарственное средство, сконструированное на базе рекомбинантного штамма VV-GMCSF-Lact вируса осповакцины. Ученые вырезали из генома вируса два участка, отвечающие за его вирулентность, и вставили вместо них гены, усиливающие онколитическую активность вируса. Впервые в мире в противоопухолевый препарат введен ген, синтезирующий белок-убийцу раковых клеток.
Клинические испытания препарата, являющегося первым в своем классе, начались в России в 2022 году. Они проходили в Национальном медицинском исследовательском центре онкологии им. Н.Н. Петрова (г. Санкт-Петербург), Национальном медицинском исследовательском центре онкологии им. Н.Н. Блохина (г. Москва), ООО «Онкологический научный центр» (г. Санкт-Петербург), Городском клиническом онкологическом диспансере Минздрава России в Санкт-Петербурге.
Прием антибиотиков может иметь далеко идущие последствия не только для кишечника, но и для психического состояния человека. К такому выводу пришли научные исследователи из Первой клиники Чунцинского университета медицины в Китае, проанализировав, каким образом лечение антибактериальными средствами может влиять на уровень тревожности как у животных, так и у людей.
Применение антибиотиков часто приводит к нарушению равновесия микробиома – совокупности микроскопических организмов, живущих в кишечнике и выполняющих важные функции в пищеварении и регулировке иммунной системы. Эти микроорганизмы также играют роль и в работе мозга.
Сначала эксперименты провели над взрослыми мышами, назначив им антибиотики. В результате у животных появились признаки повышенной тревожности. Анализы показали, что у таких грызунов микробиота существенно изменилась: появилось снижение концентрации короткоцепочечных жирных кислот, а обмен веществ между кишечником и мозгом пришел в дисбаланс.
Также было зафиксировано уменьшение уровня ацетилхолина – важного нейромедиатора, регулирующего работу нервной системы, – в кишечнике, крови и гиппокампе (участке мозга, отвечающем за память и эмоции). Именно это снижение коррелировало с проявлениями тревоги у животных.
Эксперименты с людьми
Исследование продолжилось с участием людей. Добровольцев разделили на три группы: пациентов, недавно прошедших курс терапии антибиотиками; тех, кто не принимал антибактериальные препараты; и абсолютно здоровых. В итоге у тех, кто пил антибиотики, наблюдались более выраженные симптомы тревожности, а состав кишечных бактерий был изменен. Кроме того, уровень короткоцепочечных жирных кислот и ацетилхолина в их кале и крови значительно снизился.
Для подтверждения связи ученые провели дополнительные опыты: введение метахолина, аналога ацетилхолина, снижало тревожность у мышей и уменьшало воспалительную активность микроглии в гиппокампе. Полученные результаты свидетельствуют о связи между составом микробиоты, нейромедиаторным балансом и эмоциональным состоянием.
Авторы исследования подчеркивают, что негативное влияние антибиотиков на настроение, похоже, обратимо. Тем не менее, неоправданное использование таких лекарств может создавать риск для психического здоровья. В перспективе эти выводы могут послужить основой для разработки новых методов восстановления микробиоты и снижения тревожных расстройств после курса антибиотикотерапии.
В мозге каждого из нас живет древний вирус. А если точнее, то его генетический код, который давно стал частью нашего генома и теперь, вероятно, играет ключевую роль в работе того, что мы называем сознанием.
Согласно двум исследованиям (первое и второе), опубликованным в рецензируемом журнале Cell, миллионы лет назад вирус внедрил свой генетический код в геном четвероногих животных. После многочисленных эволюционных хитросплетений до наших дней "уцелел" лишь фрагмент кода, но он все еще продолжает функционировать в человеческом мозге, выполняя типично вирусную задачу: упаковывает генетическую информацию и отправляет ее от одних нервных клеток к другим в небольших "капсулах", очень похожих на сами вирусы.
Вирусные гены — это норма
Может показаться странным, что части человеческого генетического кода берут свое начало от вирусов, но это — абсолютная норма. Согласно научным данным, от 40 до 80 процентов человеческого генома сформировались благодаря древним вирусам, которые миллионы лет назад внедрились в ДНК наших очень далеких предков.
Связано это с тем, что вирусы — не просто микроскопические "сущности", стремящиеся покомфортнее обосноваться в организме как бактерии. Вирус — это генетический паразит, целью которого является внедрение своего генетического кода в клетки хозяина с целью их захвата и превращения в фабрики для производства новых вирусов. Чаще всего эти "вирусные манипуляции" не дают результатов, но в некоторых случаях — наносят серьезный вред носителю. Однако в природе встречается и третий исход: иногда внедренные вирусные гены оказываются полезными, поэтому они остаются с нами навсегда.
Ген Arc в действии
Стоит синапсу* активироваться и древний вирусный ген Arc тут же оживает, начиная записывать свои инструкции в виде подвижного генетического кода, известного как РНК. За пределами клеточного ядра РНК служит посланником ДНК, представляя собой односпиральную копию кода двойной спирали ДНК.
*Синапс — это место контакта между двумя нервными клетками (нейронами).
Следуя инструкциям Arc, нервная клетка возводит вокруг вирусной РНК "капсиды" (вирусоподобные оболочки, состоящие из белков), что позволяет ей свободно перемещаться между клетками — иммунная система не распознает ее как угрозу. Таким образом вирусная РНК беспрепятственно проникает в соседние нейроны и передает им свой пакет генетической информации.
И вот тут начинается самое интересное: ученые пока не знают, что делает эта информация, попадая в новую клетку. Но авторы исследования обнаружили, что если этот механизм нарушен, то синапсы отмирают. Проблемы с геном Arc часто встречаются у людей с аутизмом и другими нетипичными неврологическими состояниями.
Исследователи считают, что эти процессы необходимы для реорганизации мозга с течением времени (сознание ребенка, определенно, отличается от сознания взрослого человека).
"Они [эти процессы] лежат в основе функционирования мозга — от классических условных рефлексов до человеческого самопознания и концепции 'я'", — отмечают они.
Многократное вторжение
Ген Arc, похоже, передавался от вирусов к животным не один раз. У людей и четвероногих существ гены Arc тесно связаны друг с другом. Однако гены Arc у плодовых мушек и червей, по-видимому, появились независимо друг от друга.
Следующий шаг исследования — объединить экспертов в области нейронауки и вирусологии, чтобы выяснить, когда и как именно Arc попал в наш геном, и какую информацию он передает между нашими клетками сегодня.
В природе встречаются примеры, когда паразиты полностью контролируют поведение носителя. Например, паразитический червь Лейкохлоридий парадоксальный (лат. Leucochloridium paradoxum) внедряется в организм улитки и превращает ее в покорного раба, заставляя забраться как можно выше, чтобы она была съедена птицей. Оказавшись в организме пернатого создания, червь приступает к размножению.
Может быть, древний вирус, наградивший нас геном Arc, тоже преследовал свои цели, но более масштабные. Возможно, целью вируса было расширение сферы влияния далеко за пределы Земли, поэтому нас так тянет к звездам. То есть наше совершенно иррациональное желание колонизировать абсолютно непригодные для жизни миры вроде Луны и Марса может быть не нашим сознательным выбором, а древней вирусной программой.
Обложка журнала ACS Nano, в котором была опубликована обсуждаемая статья. На рисунке, созданном при помощи нейросетей, показан вирус парагриппа на поверхности с наношипами. Изображение с сайта pubs.acs.org
Международному коллективу ученых удалось создать материал на основе кремния, покрытый наноразмерными острыми шипами. Такая нанотекстурированная поверхность способна убивать осевшие на нее вирусы парагриппа, механически прокалывая их оболочки.
За 6 часов инкубации материал снижает количество жизнеспособных вирусов на 96%, что делает его перспективным для применения в больницах, лабораториях и других учреждениях, где существует повышенная опасность передачи инфекционных заболеваний.
После событий последних лет в очередной раз мы вспомнили, что опаснее всего дверные ручки, ленты транспортеров в супермаркетах, перила эскалаторов и прочие поверхности, за которые ежедневно хватаются сотни людей, превращая их в гигантский хаб-вирусообмениик. В одночасье вопрос создания поверхностей, способных убивать вирусы сами по себе, без расхода антисептиков и необходимости их постоянного применения, оказался снова актуальным.
Идею, как часто бывает, подала сама природа — а конкретно, насекомые. Бактерии и грибы представляют для них, как и для человека, угрозу — и, не имея адаптивного иммунитета, они вынуждены эволюционно находить другие решения. Ситуация усугубляется тем, что хитиновый экзоскелет, включая крылья, не промывается гемолимфой, поэтому иммунные белки бесполезны против бактерии, решившей прилипнуть к крылу, размножиться и им полакомиться. Похоже, что один из ответов насекомых на эту угрозу —нанотекстурированные поверхности.
А в начале 2024 года группа исследователей под руководством профессора Елены Ивановой (Elena P. Ivanova) из Мельбурнского королевского технологического института (Австралия) разработала и протестировала аналогичный нанотекстурированный материал для защиты от вирусов. Именно эта группа более 10 лет назад описала наношипы на крыльях цикад, а в прошлом году они же изобрели нанотекстуру, убивающую грибы родаCandida(P. Le et al., 2023.Apoptosis of Multi-Drug ResistantCandidaSpecies on Microstructured Titanium Surfaces). Результаты их нового исследованияопубликованыв журналеACS Nano.
Кремниевая поверхность бомбардировалась химически активной плазмой, содержащей фторид-ионы и кислород. Шипы возникали из-за причудливой химической конкуренции между двумя процессами: образованием защитного слоя из фторидов кремния с одной стороны и удалением материала с поверхности активными формами кислорода с другой. Чрезвычайно малые неоднородности в соотношении этих процессов приводили к формированию острых пиков высотой в среднем чуть менее 300 нм — более чем в 15 раз меньше диаметра человеческого эритроцита! — и шириной примерно 1–2 нм (рис. 3).
Рис. 3. Вирус парагриппа на нанотекстурированной поверхности с шипами спустя один час после начала инкубации. Шипы уже начали впиваться в него, но это пока не очень заметно — вирусная частица еще сохраняет форму. Увеличение — 65 000 раз. Изображение с сайта rmit.edu.au
Противовирусные свойства поверхности были испытаны на вирусепарагриппа человека 3-го типа, вызывающем гриппоподобное ОРВИ. Это шарообразный вирус, покрытыйсуперкапсидом, диаметром 100–420 нм, что вполне соответствует размеру шипов поверхности.
Материал с шипами и контрольный материал без шипов, не подвергнутый реактивному ионному травлению, инкубировались с вирусами парагриппа на протяжении 1, 3 и 6 часов, а затем с поверхностей брались смывы и анализировались методом бляшкообразования — то есть засевом на клеточную культуру с подсчетом образовавшихся бляшек из мертвых клеток.
Спустя час инкубации на нанотекстурированной поверхности сохранилось на 74% меньше жизнеспособных вирусов, чем на контрольном материале. Спустя 3 часа разница выросла до 85%, а спустя 6 часов — на 96%. Очевидно, что поверхность с шипами оказалась убийцей вирусов.
Сканирующая электронная микроскопия (а также ее более точная модификация с фокусированным ионным лучом) выявила механизм такого вирулицидного действия.
Как оказалось, микроскопические наноколючки прокалывали вирусы, проникая внутрь суперкапсида и приводя к постепенному механическому разрушению вируса.
На протяжении 6 часов прилипшие к поверхности вирусы постепенно теряли форму и спустя 6 часов оказывались полностью разрушенными (рис. 4).
Любопытно, что ПЦР смывов с поверхности оставался положительным — РНК вируса сохранялась.
Но вирус с разорванным суперкапсидом уже не способен заразить даже культуру клеток, не говоря о человеке.
Рис. 4. Спустя шесть часов вирусы на поверхности с наношипами напоминали лопнувшие воздушные шарики. Cудя по моделированию физики процесса, с ними примерно это и происходило. Изображение с сайта rmit.edu.au
Интересно, что поверхность с шипами проявляла и бактерицидный эффект — правда, менее впечатляющий. На такой поверхности погибало 20% клеток синегнойной палочки и 30% клеток золотистого стафилококка — это не очень большой результат.
Но фото синегнойной палочки с дырками в мембране в электронном микроскопе (рис. 5) явно стоит того, чтобы его увидеть.
Рис. 5. Клетки синегнойной палочки, побывавшие на нанотекстурированной поверхности, носят на себе явные следы воздействия шипов в виде отверстий в мембране, обозначенных синими стрелками. Для бактерии такие повреждения несовместимы с жизнью. Рисунок из обсуждаемой статьи
В заключении статьи авторы отметили, что 96-процентного снижения заразности вируса на поверхности с наношипами достаточно для того, чтобы существенно снизить вирусную нагрузку, вызванную каплями выдыхаемого зараженными людьми аэрозоля вирусов.
Эффективность такого снижения напрямую зависит от вида вируса и его инфекционной дозы — так что требуется еще много исследований с разными геометриями шипов и с разными вирусами.
Но даже сама идея наконец сделать поверхности в больницах, лабораториях и общественных уборных безопасными — просто изготавливая их из нанотекстурированного материала — чрезвычайно интересна.
Называется оно HOVILPRI (действующее вещество — прителивир), разработали его в Японии, а на днях оно было зарегистрировано FDA. Предназначено для лечения именно устойчивых вариантов вируса простого герпеса (1 и 2 типов), когда простые препараты не помогают.
Лекарством первой линии против ВПГ является ацикловир. Попадая в клетку, заражённую вирусом, ацикловир подхватывается тимидинкиназой. Вирусная тимидинкиназа в связях не слишком разборчива, поэтому активирует его, подсоединяя к молекуле ацикловира трифосфатную группу.
Активированную молекулу ацикловира, в свою очередь, использует вирусная ДНК-полимераза, строя копии вирусной ДНК. Точнее, пытаясь строить, потому что ацикловир в активной форме хотя и похож на гуанин, таковым не является. Вирусная полимераза, встроив его в ДНК, прекращает активность:
Ацикловир всем хорош, но бывает, что герпес мутирует и его тимидинкиназа изменяется так, что больше не активирует молекулы ацикловира. Приходится переходить на другие препараты, а они дорого стоят, имеют серьёзные побочки и тоже могут не работать.
Поэтому человеки пошли дальше и придумали новый способ блокировки вирусной активности: ингибитор хеликазы-праймазы.
За страшным словом скрывается ещё один вирусный фермент, выполняющий две важные функции:
Разрывает водородные связи в ДНК, расплетая двойную спираль и давая возможность работать полимеразе;
Устанавливает праймер — молекулу, показывающую, откуда начинать синтез новой вирусной ДНК.
Молекула прителивира связывается с хеликазой-праймазой и блокирует её деятельность, не давая копировать ДНК:
HOVILPRI – первый препарат с новым принципом действия, зарегистрированный FDA впервые за почти 30 лет. В прошедших испытаниях он сравнивался с существующими лекарствами третьей линии (внутривенный фоскарнет, внутривенный/местный цидофовир или 5% местный имиквимод) и показал с себя с самой лучше стороны:
63% против 34% пациентов с полностью зажившими поражениями на 28 день;
82% против 42% пациентов с ответом на лечение на 42 день;
Побочные реакции составили 22% случаев против 54%;
Отказавшихся от лечения из-за непереносимости прителивира было в 10 раньше (2% против 20% в группе существующих лекарств).
А ещё прителивир выпускается в виде таблеток, а не в виде раствора для внутривенного введения, так что закидываться им можно дома.
Людей, резистентных к привычным препаратам для лечения простого герпеса, не слишком много, меньше одного процента от всех заражённых. Но это в относительных числах, а вот в абсолютных их достаточно много, так как носителями вируса простого герпеса являются миллиарды и сотни миллионов людей.
Кроме того, люди с ослабленным иммунитетом в несколько раз более чувствительны к инфекционным агентам, так что ВПГ-активность у них встречается в разы чаще. Именно для таких людей и предназначено новое лекарство. Ранее, если резистентность у них успевала развиться, шансов было мало. Теперь вот есть.
P.S. Ещё у меня есть бессмысленные и беспощадные ТГ-каналы (ну а как без них?):
Вот тут про молекулярную биологию, медицину и новые исследования: https://t.me/nextmedi;
На днях американская биофармацевтическая компания Gilead Sciences похвалилась регистрацией нового препарата от ВИЧ (вирус иммунодефицита человека) под названием Bixlenvo. Это комбинированный препарат, содержащий два действующих вещества:
биктегравир 75 мг, ингибитор интегразы;
ленакапавир 50 мг, ингибитор капсида.
Bixlenvo представляет собой таблетку, принимаемую раз в день и предназначен для людей, находящихся на сложных схемах лечения или для людей, у которых ВИЧ выработал резистентность к уже существующим препаратам.
В настоящий момент Bixlenvo – действительно единственные подобный препарат в мире, дающий надежду для людей, которым уже ничего не помогает. Ключевым его элементом является ленакапавир — ингибитор вирусного капсида.
Что такое ВИЧ? Это очень интересный и сам по себе злобный вирус, от которого нет ни вакцины, ни лечения. Единственное спасение от него — это антиретровирусная терапия, подавляющая репликацию вируса. Принимать её нужно пожизненно, и очень важно не нарушать режим лечения. Пропуск даже всего одного дня, если не повезёт, может привести к мутации вируса и необходимости смены схемы лечения.
Почему так? Потому что ВИЧ очень любит мутировать. Мутируют вообще все вирусы, но ВИЧ тут, наряду с вирусом гепатита С, один из чемпионов. Именно поэтому ни для одного, ни для второго до сих пор не создано вакцины.
Чтобы понять, почему нет вакцины или почему нельзя нарушать режим приёма лекарств при ВИЧ, нам нужно понять, как иммунная система вообще с ним борется.
Связывание
Когда наш организм встречает какой-либо патоген, он начинает вырабатывать к нему антитела. Процесс этот долгий и само по себе интересный, но в результате должны появиться иммуноглобулины класса IgG, борящиеся с инфекционным агентом. В нашем случае с вирусом:
Так вот, когда говорят, что появились антитела к какому-либо вирусу — это не совсем соответствует действительности. Антитела вырабатываются не к самому вирусу целиком, а только к его частям, так называемым антигенам. Антигенов у вируса несколько типов, например, ферменты, капсид или поверхностные белки. Именно последние чаще всего становятся мишенью для вакцин:
Красненькие «пупырки» - это и есть белки оболочки вируса
Но и это ещё не всё. Молекулы антител вырабатываются не ко всему антигену, а к его конкретной небольшой части, так называемому эпитопу. Называется это сайтом связывания, к нему присоединяется антитело. При этом тоже не всё, а тоже только своей небольшой частью, называемой паратопом. Если эпитоп и паратоп подходят друг к другу (хотя бы частично), иммунная система получает возможность взаимодействовать с вирусом:
Механизм взаимодействия антигена-антитела можно представить как процесс сборки 3D-паззла или конструктора лего. Только вместо механической силы для конструктора в основе связывания эпитопа и паратопа лежат электромагнитные.
Противовирусные лекарства действуют по схожему принципу: молекула лекарства связывается с элементом вируса и блокирует его работу:
А теперь самое важное: что будет, если вдруг изменится эпитоп или сайт связывания у других элементов вируса? Если изменение незначительно, то антитела и лекарство продолжат действовать, пусть и с меньшей эффективностью.
А вот если вирусный сайт связывания изменится значительно, то антитела или лекарство просто перестанут действовать. В этом случае приходится менять схему лечения или вдруг обнаружить, что старая вакцина от какого-нибудь коронавируса не действует.
Только и остаётся, что костерить учёных/врачей и податься в лагерь антипрививочников, утверждая, что вакцины не действуют.
Безответственная ревертаза
Вернёмся к ВИЧ, вот он какой:
Геном (сверху) и вирион (снизу) вируса иммунодефицита человека
Каждый вирус несёт в себе генетический материал — схему-инструкцию, где записано, как он должен размножаться. В качестве генома может выступать как РНК, так и ДНК разных видов. Например, для ВИЧ геном представлен двумя цепочками РНК.
Геном кодирует все элементы вируса, начиная от поверхностных белков и заканчивая вспомогательными элементами. Последовательность нуклеотидов определяет, из чего должны состоять элементы вируса.
Один из генов вируса отвечает за производство полимеразы. Это фермент, предназначенный для работы с РНК или ДНК: оно делает из ДНК РНК (и наоборот), а также создаёт копии и того, и другого.
ВИЧ в этом плане вирус практически уникальный. Его полимераза (её ещё называют ревертазой) из РНК производит ДНК, в то время как в природе процесс идёт в обратном направлении: из ДНК производится РНК.
После производства ДНК другой фермент ВИЧ под названием интеграза подхватывает получившуюся ДНК и встраивает её в ДНК клетки. И вуаля — человек становится пожизненным носителем. Встроенная ДНК (её называют провирусом) воспринимается клеткой как часть своего генома и ежедневно штампует новые вирусные частицы. Прервать процесс можно только принимая антиретровирусную терапию. При этом сам провирус никуда не девается.
А теперь снова самое важное. В идеале, полимераза должна создавать точную копию генома. Для живой клетки это критично, ведь если копия не точна, новая клетка может работать с ошибками или вообще превратиться в раковую и начать бесконтрольно делиться. Дабы этого избежать, полимеразы клеток действуют с повышенной точностью, да ещё и корректируют свою неправильную работу, а потом их работа проверятся дополнительно.
А вот для вируса всё совсем не так. Ему просто плевать на то, что его потомки будут мутантами. Новые вирусные частицы производятся в неимоверных количествах каждый день, и чем их больше — тем лучше, даже если часть из них заведомо не способны размножиться:
Поэтому ревертаза ВИЧ мало того, что не имеет никаких средств коррекции ошибок, так и сама по себе крайне не точная. Практически каждый провирус не соответствует своей матричной РНК и содержит хотя бы одну ошибку.
Дальше провирус начинается делать мутантные вирионы, они, в свою очередь, заражают новые клетки, а там уже их неточная ревертаза при производстве дочернего провируса делает свои ошибки. И понеслись плодиться мутанты, их мутантные последователи и мутантные последователи мутировавших последователей мутантов.
Геном и его устойчивость
Что будет, если процесс не прервать? В организме человека через цепочку мутаций расплодится огромное количество подвидов исходного ВИЧ. Какие-то вымрут, а какие-то станут доминирующими.
А теперь представим, что человек сидит на АРВТ, действующее вещество которой ингибирует протеазу (это вирусный фермент, разрезающий белковую последовательность). Сразу же начинают возникать мутации в геноме вируса и часть из этих мутаций за счёт великого рандома образуется в гене pol, кодирующим протеазу.
Дальше как повезёт — мутация может оказаться фатальна и новые протезы просто не смогут собраться. А может оказаться не фатальной и протеаза сохранит свои функции, но при этом молекулярная форма протеазы будет отличаться от той, на которую действует лекарство. Молекула принимаемого препарата больше не сможет связываться с молекулой протеазы. Всё, приехали, здравствуй, резистентность и изменение схемы лечения.
И очень повезёт, если в загашнике найдутся молекулы, которые ещё могут связываться с элементами вируса. Бывает так, что цепочка мутаций приводит к появлению настоящих монстров, которых не берёт ни одно лекарство. Вот почему терапия от ВИЧ так строга ко времени. Не выпил вовремя таблетку/таблетки — ревертаза может произвести (и обязательно произведёт) провирус с изменённой формой вирусных компонентов. И вот почему монотерапии ВИЧ не существует — мутации, обходящие одно действующее вещество, возникают очень быстро.
К счастью, глубина мутаций ограничена. Некоторые элементы генома могут мутировать очень сильно без утраты функций, а для некоторых ключевых элементов лишь незначительная часть мутаций позволяет выжить.
Например, поверхностные белки вируса, к которым обычно и вырабатываются антитела иммунной системой, допускают высокую степень изменения. Поэтому вакцину от ВИЧ до сих пор не сделали — классическим способом просто невозможно охватить все формы поверхностных белков. А вот другие элементы, вроде самой ревертазы или интегразы допускают заметно меньше мутаций.
Капсид и его ингибиторы
Возвращаясь к упомянутому в начале Bixlenvo. Ленакапавир, его ключевое действующее вещество, на сегодняшний момент является единственным ингибитором капсида ВИЧ. И оно получилось настолько удачным, что блокирует практически все разновидности ВИЧ.
Почему? Потому что капсид, на который долго не обращали внимания, оказался самым чувствительным элементов вируса. Его код допускает очень небольшое количество ошибок, иначе капсид просто не способен существовать. И даже если участок генома, отвечающего за капсид, изменится не фатально, новый мутантный капсид выходит настолько дохлым, что активность вируса падает в десятки раз.
Добавляем к терапии ингибитор ещё одного наименее устойчивого элемента вроде интегразы или ревертазы — и получаем ситуацию, когда вероятность появления двойного мутанта стремится к нулю.
Так что когда вакцины не действуют — это не значит, что они плохие. Это обычно значит, что конкретный вирус, который мы подхватили, просто имеет не подходящую (слабо или сильно) к антителам форму эпитопа.
P.S. Ещё у меня есть бессмысленные и беспощадные ТГ-каналы (ну а как без них?):
Вот тут про молекулярную биологию, медицину и новые исследования: https://t.me/nextmedi;
Ученые из Университета Иллинойса провели исследование, подтверждающее сохранение способности мозга к образованию новых нейронов до глубокой старости. Анализ образцов тканей очень пожилых людей показал, что высокая интенсивность нейрогенеза в гиппокампе напрямую коррелирует с сохранением памяти и когнитивных функций.
Исследования показывают, что очень пожилые люди сохраняют превосходную память благодаря нейрогенезу, который производит новые клетки мозга.
«Нервные клетки не восстанавливаются». На протяжении почти всего XX века в науке господствовало убеждение, сформулированное лауреатом Нобелевской премии Сантьяго Рамон-и-Кахалем, о том, что нейроны в мозге взрослого человека не рождаются. Этот постулат преподавали в университетах как неоспоримую истину. Но проблема заключалась в том, что в отличие от мышей, которым можно ввести специальные химические маркеры для отслеживания деления клеток, изучать мозг живого человека такими методами невозможно. Современные генетические тесты наконец позволили обойти это ограничение, доказав, что нервные клетки все-таки восстанавливаются.
Новая работа, опубликованная в журнале Nature, представила веские доказательства в пользу того, что процесс нейрогенеза (рождения новых нейронов) не прекращается даже после восьмидесяти лет. Исследователи обнаружили, что у пожилых людей с острым умом и отличной памятью уровень формирования молодых нейронов сопоставим с показателями гораздо более молодых людей.
В процессе нейрогенеза нервные стволовые клетки (показанные здесь) могут превращаться в нейроны.
Хотя эти новые клетки составляют лишь малую долю от общего числа нейронов в гиппокампе — около одной сотой процента — их роль в поддержании ментального здоровья трудно переоценить.
В то же время у пациентов, страдающих болезнью Альцгеймера или иными формами деменции, наблюдается резкое снижение числа незрелых нейронов. Это позволяет предположить, что угасание нейрогенеза является одним из ключевых факторов когнитивного спада. Таким образом, наличие молодых клеток выступает своеобразным маркером устойчивости мозга к старению.
Перспективы для медицины
Если нейрогенез продолжается в пожилом возрасте, человек сохраняет острый ум и память.
Для подтверждения своих выводов команда использовала передовые методы секвенирования РНК и эпигенетического анализа, что позволило выявить уникальные генетические подписи стволовых клеток. Соавтор работы Орли Лазарова подчеркивает фундаментальную значимость этого открытия для поиска новых способов лечения нейродегенеративных заболеваний. Она отмечает: «Понимание механизмов, которые мозг использует для генерации нейронов и поддержания когнитивных функций в пожилом возрасте, поможет исследователям разработать препараты, индуцирующие нейрогенез у людей с нарушениями интеллекта».
В будущем ученые планируют сосредоточиться на функциональности этих клеток, чтобы точно определить их задачи в нейронных сетях. Если удастся найти способ искусственно стимулировать рождение новых нейронов, это откроет путь к терапии, способной возвращать ясность ума даже в очень преклонном возрасте. Пока же науке предстоит разработать еще более чувствительные методы визуализации, чтобы наблюдать за жизнью молодых клеток в мозге живого человека в реальном времени.
Помощь другим всего несколько часов в неделю может замедлить ухудшение памяти и снизить риск развития деменции! К такому выводу пришло крупное новое исследование.
А вы часто помогаете другим?
По данным ученых, простые добрые поступки (от волонтерства до помощи друзьям и соседям) способны замедлить снижение когнитивных функций на 20%.
О чем говорит новое исследование?
Хотя деменция остается неизлечимой, ранняя диагностика позволяет замедлить ее развитие и лучше контролировать симптомы, к которым относятся потеря памяти, сложности с концентрацией внимания, изменения настроения и трудности в общении.
Растущее количество данных указывает на то, что нарушения зрения, слуха, вкуса, осязания и равновесия могут появляться за годы до классических симптомов болезни.
Ученые из Техасского университета в Остине на протяжении 20 лет наблюдали более чем за 30 000 американцев в возрасте от 51 года и старше. Участникам регулярно проводили телефонные интервью, в ходе которых оценивали память и мышление.
Испытуемые проходили три теста: на кратковременную память, рабочую память и скорость обработки информации. Чем выше был суммарный балл, тем лучше оценивалось состояние мозга.
Затем ученые проанализировали два типа помощи другим:
формальное волонтерство — работа в благотворительных, общественных, образовательных или религиозных организациях;
неформальная помощь — бесплатная поддержка друзей, соседей или родственников, с которыми участники не проживали вместе.
Результаты показали, что люди, помогавшие другим в любой форме, сталкивались с когнитивным снижением на 15–20% медленнее, чем те, кто этого не делал. Наибольший эффект наблюдался у тех, кто уделял помощи всего два-четыре часа в неделю.
«Даже повседневная поддержка, будь то организованная или личная, может иметь долгосрочное значение», — отметил доктор Саэ Хван Хан, доцент кафедры развития человека и семейных наук Техасского университета и руководитель исследования. Он добавил, что особенно его удивило то, что польза для мозга была не кратковременной, а накапливалась со временем при регулярной помощи.
«Неформальную помощь часто считают менее полезной для здоровья из-за отсутствия общественного признания. Поэтому было приятно обнаружить, что ее влияние на когнитивные функции сопоставимо с формальным волонтерством», — подчеркнул ученый.
Полученные данные дополняют более ранние исследования профессора Хана, в которых было показано, что волонтерство может смягчать вредное воздействие хронического стресса на воспалительные процессы в организме, а именно они связаны с развитием деменции.
В том исследовании наибольший защитный эффект наблюдался у людей с повышенным уровнем воспаления, что говорит о том, что люди с более слабым здоровьем могут получать от помощи другим максимальную пользу.
По словам профессора Хана, именно пожилые люди с неидеальным состоянием здоровья «могут особенно выиграть, если им предоставить возможности помогать другим».
Она достигла этого первой среди стран с населением больше ста миллионов человек
Всемирная организация здравоохранения официально признала Бразилию страной, искоренившей передачу ВИЧ-инфекции от матери ребенку. В ней выполнены формальные критерии искоренения: снижение вертикальной передачи вируса до уровня менее двух процентов и достижение более чем 95-процентного покрытия пренатальной помощью, рутинным тестированием на ВИЧ и своевременным лечением инфицированных беременных. Помимо этого, страна продемонстрировала качественное оказание медицинских услуг матерям и младенцам, а также современное лабораторное оснащение и системы хранения и обработки данных.
Тестирование беременной на ВИЧ в Бразилии
Первой страной, искоренившей вертикальную передачу ВИЧ-инфекции, стала Куба в 2015 году. К настоящему времени этот статус получили 19 стран, включая Бразилию (она стала первой с населением более 100 миллионов человек). 12 из них находятся в Американском регионе ВОЗ, преимущественно на Карибских островах. Перед этим искоренения достигли Ямайка и Сент-Винсент и Гренадины в 2024 году.
Американские исследователи провели систематический обзор публикаций по теме и выяснили, что повышение потребления воды, определенная диета и некоторые лекарственные средства могут значимо уменьшить вероятность повторного образования камней в почках. Статья опубликована в журнале Annals of Internal Medicine.
Камнеобразование в почках (нефролитиаз) может поражать детей и взрослых, ему способствуют небольшой объем мочи, отклонения ее кислотности и повышенное содержание кальция, мочевой кислоты, оксалатов или цитратов. Заболевание может проходить бессимптомно или вызывать интенсивную боль (почечную колику), появление крови в моче (гематурию), тошноту и рвоту. Камень, перекрывающий отток мочи, без своевременного лечения может привести к повреждению почки и сепсису.
В течение пяти лет после образования первого камня риск повторного камнеобразования у взрослых составляет примерно 25 процентов, повторных камней (если до этого они уже образовывались два и более раз) — 50 процентов, а у детей он может достигать 75 процентов. Для профилактики повторного образования камней в отсутствие противопоказаний всегда рекомендуют увеличить потребление жидкости. Иногда к этому добавляют модификации диеты и лекарственные препараты, но доказательства их эффективности весьма ограничены, как и профилактических обследований лучевыми методами (рентгенографией, КТ и УЗИ).
Гэри Эшер (Gary Asher) с коллегами по Университету Северной Каролины в Чапел-Хилле провели систематический поиск по базам данных PubMed и Cochrane Library, а также Международной платформе регистрации клинических испытаний Всемирной организации здравоохранения до декабря 2025 года. В обзор включили 31 публикацию (26 рандомизированных контролируемых испытаний и пять нерандомизированных исследований). Все они, кроме трех, включали только взрослых участников. Данные объединили с помощью моделей со случайными эффектами, риск систематических ошибок оценили инструментом Кокрейновского сотрудничества.
Обзор показал, что уменьшить вероятность повторного образования оксалатных, фосфатных и смешанных камней в почках взрослых могут повышение потребления воды для достижения объема мочи как минимум два литра в день (относительный риск 0,45; абсолютная разница рисков –148 случаев на 1000 человек). Схожим эффектом обладала диета с нормальным или высоким содержанием кальция и низким содержанием белка и натрия (относительный риск 0,52; абсолютная разница рисков –183 случая на 1000 человек). Убедительность этих доказательств расценили как низкую из-за относительно высокого риска системных ошибок во многих работах.
Из лекарственных средств данные хотя бы о минимальной эффективности для профилактики оксалатных, фосфатных и смешанных камней в почках взрослых были получены для тиазидных диуретиков, ощелачивающих агентов (например, цитратов щелочных металлов) и аллопуринола, а для замедления роста связанных с инфекциями камней — для ацетогидроксамовой кислоты. Существенной разницы между селективной и эмпирической фармакотерапией получено не было. В отношении профилактических мер у детей, а также других медицинских мероприятий, включая профилактические обследования лучевыми методами, собранных доказательств оказалось недостаточно.
По результатам обзора авторы заключили, что повышение потребления воды, диета с нормальным или высоким содержанием кальция и низким содержанием белка и натрия, а также терапия тиазидными диуретиками, ощелачивающими агентами или аллопуринолом могут снижать вероятность повторного образования оксалатных, фосфатных и смешанных камней в почках взрослых. Другие профилактические меры не продемонстрировали значимой эффективности, или данных по ним оказалось недостаточно.
Проведенная ранее эмуляция клинических испытаний показала, что ингибиторы SGLT1 (глифлозины) защищают от повторного нефролитиаза при сахарном диабете лучше, чем другие сахароснижающие средства. А исследователи из Стэнфорда создали генетически модифицированную бактерию, способную разрушать оксалаты, что в перспективе может защитить от камнеобразования пациентов с кишечной гипероксалурией.
Ученые Института бионических технологий и инжиниринга Сеченовского Университета совместно с концерном «Радиоэлектронные технологии» (КРЭТ) приступили к созданию искусственной «поджелудочной железы» для пациентов с сахарным диабетом первого типа.
Разработка представляет собой портативное устройство, которое будет автоматически контролировать уровень глюкозы в крови и корректировать дозу инсулина без участия пациента.
Конструкция искусственного «органа» включает датчик для непрерывного мониторинга глюкозы, миниатюрную инсулиновую помпу и компьютерный алгоритм. Устройство работает по принципу «замкнутой петли»: алгоритм анализирует данные с датчика и предсказывает изменения уровня сахара в крови, после чего инсулиновая помпа автоматически корректирует дозу гормона.
В результате получится избежать резких скачков глюкозы и гипогликемий — опасного снижения уровня сахара в организме. Кроме того, искусственная поджелудочная поможет улучшить качество жизни пациента, так как сможет автоматически и более точно регулировать дозу инсулина. Это эффективнее, чем ручной расчет.
По словам Дмитрия Телышева, директора Института бионических технологий и инжиниринга Сеченовского Университета, основное ноу-хау разработки в том, что используемый в устройстве датчик непрерывного мониторинга глюкозы будет многоразовым и его не придется полностью менять даже спутся две недели. Сменными будут только пластырь и имплантируемая часть датчика с тонкой иглой. А корпус с микроэлектроникой можно будет использовать повторно — разработчики рассчитывают, что он прослужит не менее года.
«Корпус с микроэлектроникой будет не вклеиваться в пластырь, как у других датчиков, а защелкиваться, — пояснил Дмитрий Телышев. — Поэтому его можно будет использовать многократно, а менять только то, что соприкасается с телом. Таким образом мы планируем в разы удешевить стоимость систем непрерывного мониторинга. Наш датчик ориентировочно будет стоить около 4,5 тысяч рублей».
Планируется, что первые опытные образцы (MVP) искусственной поджелудочной железы будут готовы к августу 2027 года.
Слово сенесценция звучит красиво, будто название духов или эфирного масла. Но на деле все гораздо мрачнее. Сенесценция — это процесс, при котором клетки теряют способность делиться и расти. По сути, это клеточное старение. Оно неизбежно и в конечном итоге приводит к гибели организма.
Эх, научится бы с ним бороться!
Однако исследователи из Колледжа ветеринарной медицины Корнеллского университета считают, что нашли способ замедлить или даже остановить этот процесс. Ключ к этому — во внеклеточных везикулах.
Внеклеточные везикулы — это микроскопические пузырьки, окруженные мембраной. Их размер от 10 микрон до 20 нанометров. Клетки выделяют их во внеклеточное пространство, где они участвуют в передаче сигналов между клетками.
В статье, опубликованной в Journal of Biological Chemistry, команда под руководством аспиранта Шуна Эномото показала: везикулы, полученные из эмбриональных стволовых клеток, способны замедлять клеточное старение, защищая другие клетки от окислительного стресса.
Окислительный стресс возникает, когда в клетке слишком много свободных радикалов и недостаточно антиоксидантов. В результате клетка перестает нормально функционировать и со временем погибает, именно так запускается сенесценция.
Но внеклеточные везикулы из эмбриональных стволовых клеток способны блокировать этот процесс. По словам Эномото, это похоже на «использование энергии молодости».
Что еще показало исследование
Ранее ученые уже знали, что внеклеточные везикулы помогают стволовым клеткам сохранять их полезные свойства. Поэтому следующим шагом стало изучение их способности восстанавливать поврежденные ткани.
«Нас заинтересовало, могут ли эти везикулы не только помогать регенерации, но и замедлять или полностью останавливать старение клеток», — объясняет Эномото.
Исследователи выделили внеклеточные везикулы из эмбриональных стволовых клеток мышей и добавили их к обычным дифференцированным клеткам — нервным, кожным, мышечным и другим. Эти клетки, в отличие от стволовых, уже имеют конкретную функцию и ограниченные возможности деления.
Результат оказался поразительным: клетки, получившие внеклеточные везикулы, полностью перестали стареть. Они продолжали расти и делиться, в то время как необработанные клетки уже прекратили свое развитие.
«Наблюдать, как обработанные клетки продолжают расти, когда остальные уже остановились, было поразительно», — говорит Марк Антониак, соавтор исследования.
Дальнейшие эксперименты показали, что эффект связан с белком фибронектином, который покрывает поверхность везикул. Он запускает высвобождение ферментов, блокирующих воздействие окислительного стресса — основного механизма клеточного старения.
Ранее уже появлялись исследования о том, как внеклеточные везикулы из «молодой крови» помогают замедлять старение у мышей, а также о роли физической активности, которая стимулирует выработку везикул, поддерживающих нейрогенез и защищающих мозг от деградации. Эта работа стала очередным шагом в развитии антиэйдж-науки.
Однако у дизайна исследования есть значимые ограничения
Проспективное когортное исследование показало, что при серьезных травмах у пациентов чаще развивается гипокальциемия — снижение уровня кальция в крови. Однако риск смерти значительно повышался при повышенном уровне кальция в крови — гиперкальциемии. Результаты анализа опубликованы в JAMA Network Open.
Часто гипокальциемия возникает у пациентов в критическом состоянии, в том числе с тяжелыми травмами, из-за переливания компонентов крови. Однако есть ограниченные сведения о том, что травма сама по себе может снижать уровень кальция в крови. Различные ретроспективные исследования отражают нарушения уровня кальция у реанимационных пациентов, но часто они оставляют без внимания случаи его повышенного уровня. При этом что высокий, что низкий уровень кальция приводит к значительным нарушениям в нервной и мышечной системах, вплоть до нарушений функции легких и сердца.
Чтобы уточнить, как именно изменяется уровень кальция в крови у людей с серьезными травмами, группа врачей под руководством Стивена Шауэра (Steven Schauer) из медицинского кампуса Форта Сэм-Хьюстон Объединенной базы Сан-Антонио определяла частоту нарушений уровня кальция у 1270 пациентов сразу при поступлении в приемное отделение. Наиболее распространенными причинами травм были столкновения транспортных средств и применение огнестрельного оружия. У 282 пациентов (22 процента) наблюдалась гипокальциемия, у 925 (73 процента) — нормальный уровень кальция, а у 57 (пять процентов) — гиперкальциемия.
При этом самая высокая смертность в течение суток наблюдалась у пациентов с повышенным уровнем кальция (22,8 процента), за которыми следовали пациенты с гипокальциемией (11,9 процента) и с нормальным уровнем микроэлемента (4,3 процента). Получение любых препаратов крови было более частым среди пациентов с дефицитом кальция.
Важным ограничением этого исследования стал тот факт, что пациенты с гиперкальциемией чаще, чем пациенты с гипокальциемией, получали кальций до прибытия в больницу. Поэтому сложно однозначно оценить, истинное ли это было повышение уровня кальция, или оно связано с его предшествующим вливанием. Также частота гипокальциемии была выше среди тех, кто получал кровь или жидкости на догоспитальном этапе. Смертность в течение 30 дней распределялась U-образно в зависимости от уровня кальция при поступлении.
Ученые признают ограничения их исследования, поэтому рассчитывают провести проспективные интервенционные исследования, чтобы понять, как именно изменяется уровень кальция при серьезных травмах и какие лечебные мероприятия будут наиболее эффективны при этих изменениях.
На метаболизм кальция в организме значимо влияет витамин D, и если выпить его слишком много, то уровень микроэлемента в крови значительно повысится. Однако у некоторых людей, которые принимают небольшие дозы витамина, все равно развиваются симптомы гиперкальциемии. О том, почему так происходит, можно узнать в материале «Вместо Солнца».
В начале 90х и немного ранее трудился я в одном закрытом оборонном ящике в отделе разработки электронных схем.
Нужно отметить что техника в те времена у нас появлялась весьма экзотическая по тем временам и вполне современная. Если бы не перестройка, то и многие наши разработки в области компьютерной техники наверняка пошли бы в жизнь. Коллективом руководил Клименко Сергей Васильевич - просто гениальный инженер и мой первый учитель. К сожалению пути разошлись и я не знаю где он теперь и жив ли...
Вот только некоторые из разработок. На сегодняшний день они кажутся смешными и примитивными, но в те времена давали очень большой экономический эффект.
Электронный квазидиск или по другому QD, как мы его сокращенно называли (по сути блок быстродействующей памяти) на 1024 и 2048 кб заменявший дисковод у компьютеров ДВК-2. Для него были написаны драйвера. При загрузке ОС и программы выгружались на квазидиск, после чего система грузилась с него. Это позволяло в сотни, а может и тысячи раз, повысить быстродействие любых операций (точных замеров не проводили). Сравнивать быстродействие дисковода и электронной памяти бессмысленно. А Жестких дисков для ДВК тогда ещё не было, да и потом особо много их тоже не успело появиться. Скажу одно: по сравнению с IBM PC/XT, имевшей на борту жесткий диск, ДВК-2 с QD работал в разы быстрее на сходных задачах благодаря другой внутренней архитектуре (в основе лежала PDP-11).
Несколько контроллеров для сопряжения несовместимых в то время напрямую устройств. Например данные для печатных плат разрабатывались в то время на ЕС ЭВМ и приходили на перфолентах или перфокартах (уже плохо помню). Графопостроители управлялись от СМ ЭВМ, где использовалась перфолента - вещь крайне ненадёжная. Чтобы отрисовать микросборку, чертёж, печатную плату требовалось эти данные считать, сдублировать на перфоленту и потом скормить СМ-ЭВМ. Этим занимался УПДЛ в симбиозе со считывателем перфокарт. Контроллер, в разработке которого мне довелось участвовать и защищать по этой теме свой диплом, позволял исключить из процесса перфоленту и загнав данные в память напрямую отдавать их графопостроителю. Именно отсюда и вырос в последствии QD для ДВК-2.
Разработка первого САПР на базе ДВК-2 с CGA дисплеем. Это был комплекс из двух дисплеев, ПО нашей разработки и устройств ввода-вывода. Работа была очень большая и интересная, но увы.. Мышка Robotron с COM портом, обрезиненным металлический шариком и кабелем из кембрика до сих пор хранится у меня где-то в недрах исторических ценностей.
И это только то, что было вне плана и не засекречено. Позже были не менее интересные разработки и проекты уже в составе малого предприятия, поскольку отдел расформировали.
Тот самый комплекс УПДЛ. Кстати, стол был отлично заземлён, а рядом стоял у нас армянский дисплей РИН-609...
Легендарный РИН-609.
С этими двумя устройствами было много приключений. РИН-609 благодаря емкостной развязке в схеме питания всегда имел на корпусе пол фазы... Дотрагиваться до двух устройств сразу (УПДЛ и РИН) было крайне нежелательно - клинт получал нехилый удар током через две руки. Обычно попадались парни из ЧПУ решившие покадриться с красивой девушкой готовившей перфоленту.
Вторым случаем могут гордиться монтажники из Зеленограда устанавливавшие у нас новую СМ ЭВМ и подключавшие её к РИН. Кто-то перепутал заземление корпуса РИН и подключил его к минусу питания СМ ЭВМ. Пизданул знатно! Процессорная корзина оплавилась местами, а микросхемы взлетели и прилипли к верхним платам. В итоге после 3-х месяцев безуспешных попыток её реанимировать новую СМ ЭВМ успешно списали (2 или 3 стойки разного железа - уже не помню).
После этого РИНы также активно стали отправлять в утиль, меняя их на новые мониторы.
Но вернёмся к IBM PC/XT, появившейся у нас в самом начале 1990 года. Сказать что э то был прорыв после алфавитно-цифровых и монохромных дисплеев - это ничего не сказать! По началу рабочее применение машинки было небольшим. По большей части программисты изучали новую технику и пробовали писать на ней программы. Также её пытались соединить с быстрым французским плоттером CPF и пытались найти решение как заставить их рисовать данные с ЕС ЭВМ - плоттер в отличие от использовавшихся графопостроителей был просто бомбой. Рисовал в разы быстрее и без сбоев.
Тогда же была крайне популярна игра Arcanoid в которую народ на этой IBM дружно рубился урвав минутку. И в то же время появился вирус Пятница 13е (Friday the 13th) который я успешно словил именно в пятницу тринадцатого играя в обеденный перерыв в ту самую игру...
Ну и немного о Friday the 13th
В те годы компьютеры были намного слабее защищены - никто особо не беспокоился в наличии какой-то антивирусной программы, да и обновлять базы было многим негде - Интернет только начинал шагать по стране.
Вирус Иерусалим (Jerusalem), известный также как Friday the 13th, был впервые обнаружен в Израиле в 1988 году в канун 40-летия создания еврейского государства. Известно большое число модификации этого вируса.
Вирус активировался достаточно просто: как только на календаре наступала пятница, 13, так все используемые программы и файлы заражались и уничтожались.Не было какого-то специфического способа распространения данного вируса, но это происходило через обычные системы, такие как флоппи-диски, CD-ROM или вложения в электронных письмах.
Вирус заражал файлы с расширениями COM, EXE или SYS и увеличивал размер всякий раз, когда файл выполнялся, чем сокращал объем памяти, доступный на компьютере и приводил к замедлению в работе компьютера. А вот каждую пятницу 13 числа вирус активировался и уничтожал компьютерные файлы, которые использовались в тот день...
Сегодня я решила поговорить немного об особенностях обезболивания в условиях Скорой Медицинской Помощи. Думаю, всем интересен вопрос - почему так редко обезболивают боль в спине или головную боль сотрудники скорой?
В стародавние времена, когда я только пришла работать на Скорую, с обезболиванием совсем беда была. Помню, как ругалась со старшим врачом из-за выставленного мне дефекта за обезболивание почечной колики. Почему-то считалось, что если колика возникла впервые, то её обезболивать не надо. Следовало так в приёмник везти. Чёрт! Если ты впервые проходишь через это, то должен вполне вкусить эту боль? Так получается? Я даже к заведующему нашей скорой жаловаться ходила. И дефект сняли, так как заведующий встал на мою сторону. Теперь старший врач сам стал заведующим. Да ещё и экспертом, проверяющим карты вызов со скорой из других городов. Он сам выставит дефект карте вызова, если на почечную колику ничего не сделают. Времена изменились, и теперь можно, и даже нужно обезболивать пациентов, если они жалуются на сильную боль при колике.
А онкологические больные? Они и их родственники (даже в основном родственники) буквально отсудили у Минздрава "право на адекватное обезболивание". Вот только адекватность обезболивания оценивает лечащий врач. Также как и то, какие именно препараты, в какой дозировке и какой формы выпуска выписывать больному. Вызывая скорую помощь к онкологическому больному, надо помнить, что сотрудники скорой связаны по рукам и ногам определёнными правилами. Они в обязательном порядке попросят выписки, подтверждающие заболевание больного. На слово никто не будет верить. Если есть документы, подтверждающие онкологию, и пациент просит обезболить, не стоит рассчитывать на наркотические или сильнодействующие препараты. Максимум - нестероидные анальгетики типа кеторолака. Это всегда пожалуйста. Но смысл от кеторолака, если пациент принимает Трамадол? Наркотические препараты поставят только в том случае, когда этот препарат только что выписан, а пациент (или родственник) не успел его выкупить, так как аптека закрылась. Например, ночь на дворе, а боли сильнейшие. Если препарат выписан давно, но "неожиданно закончился", вряд-ли медики будут использовать наркотик из своей укладки. Скажите спасибо нарикам за это. Ну и за многое другое. Но медик может что-нибудь посоветовать. Например, добавить к анальгетикам антигистаминный препарат (супрастин или тавегил). Считается, что это усиливает и продлевает действие обезболивающих. Я безмерно сочувствую больным с онкологией. К сожалению, очень редко такие пациенты могут уйти из жизни достойно и без мучений.
Обычную головную боль скорая не обезболивает. Так уж получилось, что нет такого диагноза "головная боль" на скорой. Но если кроме головной боли, есть тошнота, рвота, головокружение, то обезболить должны. И диагноз поставить неврологический. Быть может предложат госпитализацию. Одно время я думала, что на Пикабу будут интересны информационные посты, и написала целую серию про головную боль. Заодно углубилась в её изучение. Я как-то рассказывала про кластерную головную боль. А через пару месяцев попала на вызов на такую боль у мужчины. Он вызвал скорую ночью. Сообщил свой диагноз и сказал, что проснулся от боли. Попытался найти таблетки, которые ему выписали. А их нет. И ночь на дворе. Я ему сделала кеторолак в вену и увезла в больницу. Он не обезболился совершенно. Необходимых препаратов на скорой нет. Увы. Но я попыталась ему помочь хоть чем-то. Все ли будут так делать? Нет. Потом писала в карте вызова: "мужчина плачет от боли". Он действительно плакал, но одним глазом. Слезотечение было с больной стороны.
Да. Люди имеют право на адекватное обезболивание. Даже при остеохондрозе. С этим всегда была проблема. Нам категорически запрещали обезболивать эту патологию. Считалось, что если человека один раз обезболить, то он не будет лечиться, а станет бесконечно скорую вызывать. Потом нам разрешили вводить обезболивающие препараты при условии, что будет ярко выраженный болевой синдром. В этом случае надо было ещё предложить пациенту проехать в приёмное отделение. А потом в карте вызова описать правильно "болевой синдром" - вынужденное положение, кожные покровы бледные, влажные, пульс частит. А раз пульс частит, то ЭКГ надо снять. Если такого пациента привезёшь в приёмник, то велика вероятность получить нагоняй от невролога: "Нахрена привёз? Ты же знаешь, что мы таких в стационар не кладём". А потом невролог может позвонить к старшему врачу и наябедничать на тебя. Мол не так уж и болит у пациента. И никто не будет слушать, что сильно болело, пока не обезболили. Я думаю теперь понятно, почему некоторые медики отказываются обезболивать радикулиты и ишиасы. Не хочется заморачиваться. Я их не оправдываю. И к ним не присоединяюсь. Но я в курсе этих причин. И решила поделиться информацией с вами.
Вот такие у нас особенности обезболивания в условиях скорой помощи. С одной стороны негласные запреты, определённые приказы и лень, а с другой - пациент, страдающий от боли, и совесть медика.
Она применялась у недоношенных детей с респираторным дистресс-синдромом
Клиническое исследование китайских ученых показало, что применение высокочастотной осцилляторной искусственной вентиляции легких у недоношенных с острым респираторным дистресс-синдромом снижает риск развития бронхолегочной дисплазии. По сравнению с обычной вентиляцией легких такой подход уменьшал риск на 8–32 процента (в зависимости от определения бронхолегочной дисплазии). Результаты исследования опубликованы в JAMA Network Open.
При остром респираторном дистресс-синдроме новорожденных, который, как правило, развивается у недоношенных детей, из-за незрелости легочной ткани клетки вырабатывают недостаточно сурфактанта, который отвечает за поддержание альвеол в расправленном состоянии. Коллапс альвеол приводит к уменьшению функциональной емкости легких, снижению растяжимости легочной ткани и нарастанию дыхательных нарушений. При этом состоянии применяется искусственная вентиляция легких (ИВЛ), однако из-за нее у пациентов может возникнуть бронхолегочная дисплазия.
При бронхолегочной дисплазии повреждение слаборазвитых бронхов давлением и высокой концентрацией кислорода приводит к тяжелым дыхательным нарушениям, в том числе долгосрочным. Поэтому подбор оптимального метода и режима искусственной вентиляции легких остается насущным вопросом неонатологии.
Исследовательская группа под руководством Лонг Чена (Long Chen) из Медицинского университета Чунцина провела клиническое исследование, в котором сравнивался риск развития бронхолегочной дисплазии у недоношенных с острым респираторным дистресс-синдромом при использовании высокочастотной осцилляторной ИВЛ и стандартной ИВЛ. В первом типе ИВЛ подается крайне малый объем газовой смеси, а еще в нем предусмотрено наличие фазы активного выдоха, что практически исключает риск создания высокого давления в легких.
Всего в исследование включили 386 недоношенных детей, родившихся на сроке 25–35 недель. В группе высокочастотной осцилляторной ИВЛ оказался 181 ребенок, в группе стандартной ИВЛ — 205 детей. У участников в группе осцилляторной ИВЛ риск развития бронхолегочной дисплазии снизился на восемь процентов (при определении заболевания как необходимости в кислороде в течение 28 дней после рождения).
При определении бронхолегочной дисплазии как состояния, при котором требуется респираторная поддержка на 36 неделе постменструального возраста, риск снижался на 32 процента. Анализы чувствительности подтвердили эту зависимость.
Результаты исследования показывают, что применение высокочастотной осцилляторной ИВЛ может быть более эффективным и безопасным у недоношенных с респираторным дистресс-синдромом, чем стандартный протокол вентиляции легких. Такой метод снижает риск развития бронхолегочной дисплазии, что облегчает долгосрочные исходы.
Недоношенность повышает риск различных нарушений здоровья, причем даже во взрослом возрасте. Мы рассказывали, что рождение до 32 недели беременности связано с снижением баллов IQ во взрослом возрасте.
Канадские ученые провели систематический обзор имеющихся исследований и обнаружили в них указания на эффективность псилоцибина при обсессивно-компульсивном расстройстве. Свидетельства эффективности каннабиса и его производных были противоречивыми и менее убедительными. Дизайн работ и размеры выборок позволяют считать эти данные лишь предварительными. Обзор опубликован в Journal of Psychiatric Research.
Обсессивно-компульсивное расстройство (ОКР) представляет собой хроническое нейропсихиатрическое состояние, которое характеризуется стойкими навязчивыми мыслями (обсессиями) и повторным совершением определенных действий (компульсий). В качестве первой линии терапии применяют антидепрессанты из группы селективных ингибиторов обратного захвата серотонина и когнитивно-поведенческую психотерапии, отдельно или в сочетании. Эти средства эффективны лишь в 40–60 процентах случаев, что заставляет искать альтернативные виды лечения. В числе прочих как потенциальные методы терапии рассматривают психоделики (агонисты серотониновых 5HT2A-рецепторов) и медицинский каннабис.
Майкл Ван Америнген (Michael Van Ameringen) с коллегами по Университету Макмастера провел систематический поиск и обзор немногочисленных имеющихся опубликованных и неопубликованных исследований эффективности психоделиков и медицинской марихуаны при ОКР. Преимущественно это были опросы, отчеты об отдельных случаях и обсервационные исследования с небольшой долей клинических испытаний.
В отношении психоделиков обнаружены международный ретроспективный опрос по эффектам рекреационного использования псилоцибина и ЛСД при ОКР (174 участника), отчеты о случаях, открытые нерандомизированные испытания псилоцибина (девять участников) и три двойных слепых рандомизированных испытания этого препарата (15, 18 и 22 участника). По ЛСД нашлось единственное описание двух случаев, по остальным психоделикам, а также кетамину и МДМА информации не было. Суммарный анализ этих работ указал на значимое и стойкое уменьшение симптомов ОКР по шкале YBOCS после терапии с использованием псилоцибина (p от 0,028 до менее 0,001).
На тему медицинского каннабиса найдены два кросс-секционных исследования (87 и 70 участников), одно проспективное обсервационное (4751 участник, 257 из них с ОКР) и единственные двойные слепые рандомизированные испытания (12 участников), а также три отчета о случаях с применением синтетических каннабиноидов. Опросы и наблюдения показывали некоторый субъективный позитивный эффект, рандомизированные испытания дали отрицательный результат, имеющиеся доказательства свидетельствуют не в пользу применения каннабиса при ОКР.
Результаты обзора имеют серьезные ограничения, связанные с небольшим количеством исследований, их дизайном (преимущественно кросс-секционные опросы, наблюдения и отчеты о случаях), малыми размерами выборок и проблемами со слепым дизайном испытаний (поскольку психоделики и каннабис производят ощутимые изменения восприятия). В силу этого авторы призывают трактовать эти результаты как ранние и предварительные и указывают на необходимость проведения более крупных рандомизированных контролируемых испытаний с рациональным дизайном.
Проведенные ранее исследования показали, что нейрохимия компульсивного поведения схожа у здоровых людей и при ОКР, при игромании и ОКР различается чувствительность к награде, риск ОКР возрастает с удалением от экватора и что в терапии этого расстройства может принести пользу иллюзия резиновой руки.
Комментарии