За последние 10 лет биологи сделали ряд значительных для развития медицины открытий, которые уже влияют на здоровье людей или способны сделать это в будущем.
«Благодаря этим открытиям создаются эффективные вакцины, препараты для лечения рака и инфекционных заболеваний, а также для замедления старения на клеточном уровне».
CRISPR-Cas9: революция в редактировании генома
«Технология CRISPR-Cas9 позволяет точечно редактировать геном живых организмов: дает возможность удалять, изменять или добавлять участки ДНК, — продолжает эксперт. — Белок Cas9 действует как молекулярные ножницы — он разрезает нити ДНК в определенном месте, позволяя внести изменения».
Технология открыла возможности для лечения генетических заболеваний, например, мышечной дистрофии Дюшена, синдрома Леша-Нихена и даже изменения ДНК эмбрионов.
В России сейчас ведется масса разработок, однако они пока находятся на стадии испытаний на животных. По мнению ученых, на внедрение этих технологий уйдут годы, т.к. нужно детально изучить все возможные последствия и провести необходимые стадии исследований.
За это открытие ученые Дженнифер Дудна и Эммануэль Шарпантье получили в 2020 году Нобелевскую премию
Разработка вакцин на основе мРНК
Вакцины против COVID-19, разработанные с использованием мРНК-технологий, стали прорывом в биологии и медицине. Они используют генетический код для производства антигенов и стимуляции иммунной системы, что позволило быстро разработать эффективные прививки.
Эта технология теперь исследуется для лечения рака и других инфекционных заболеваний. В России созданием подобных мРНК-вакцин против онкологических заболеваний занимаются в Центре Гамалеи. Но вакцины можно применять в редких случаях, например, при меланоме.
Создание синтетических живых клеток
В 2021 году ученые смогли создать синтетические клетки, которые выглядят и действуют как клетки организма. Они способны самовоспроизводиться и выполнять биологические функции.
Такие клетки можно использовать в области регенеративной медицины — в перспективе это позволит создавать биологические ткани с различными функциями, а также для диагностики и доставки лекарств.
Расшифровка биомов человека и окружающей среды
В последние годы учеными активно исследуется микробиом — совокупность всех микроорганизмов, живущих в организме человека, и их взаимодействие. Исследователи обнаружили, что микробиом влияет на иммунитет, пищеварение, мозговую деятельность и даже на настроение человека.
«Это открытие способствует развитию новых методов лечения болезней через управление микробиомом, — объясняет биолог. — Это касается как заболеваний, связанных с питанием, таких как ожирение и диабет, так и хронических воспалительных, онкологических и неврологических нарушений».
Ученые уже активно работают над изучением микробиома кишечника, чтобы научиться предотвращать болезни и лечить их.
Иммунные клетки CAR-T в терапии рака
Технология CAR-T-терапии, основанная на модификации иммунных клеток пациента для борьбы с раковыми, позволила добиться значительных успехов в лечении онкологических заболеваний, таких как лейкемия и лимфома. Благодаря ей, пациенты уже получают индивидуализированные иммунные клетки, которые способны находить и уничтожать опухоли.
В 2017 году агентство FDA одобрило несколько CAR-T препаратов, после чего они постепенно вошли в практику, и сейчас в США и Европе применяются практически уже рутинно.
В феврале 2024 года в Москве была представлена работа по созданию первого российского CAR-T-клеточного препарата для лечения онкологических заболеваний. Он был разработан в лаборатории трансплантационной иммунологии ФГБУ «НМИЦ гематологии» Минздрава России.
Открытие «темной материи» генома
Исследования «некодирующих» участков ДНК, ранее считавшихся бесполезными, показали, что они играют ключевую роль в регуляции активности генов. Это открытие расширило понимание учеными того, как гены включаются и выключаются, и как они связаны с развитием различных заболеваний, например, с раком.
Ученые продолжают исследования доклинических моделей рака и уже рассматривают возможность сотрудничества с существующими компаниями для разработки препарата.
Прогресс в создании органоидов
Пионером среди ученых, кто разработал новый метод — выращивание в лабораториях из стволовых клеток органоидов (органов в миниатюре), была исследовательница из Кембриджа Мэдлин Ланкастер. Позже ее опыт повторило множество других ученых.
Например, немецкие ученые научились получать «в пробирке» зародыши структур мозга с глазными бокалами, способными реагировать на свет. Мини-мозг создают и российские разработчики, например, в Институте цитологии и генетики Сибирского отделения РАН.
Органоиды позволяют ученым изучать функции органов и болезни в более реалистичных условиях. Это открытие имеет потенциал для создания новых методов лечения и разработки лекарств.
Исследования старения и долголетия
За последние годы значительные открытия были сделаны в области биологии старения. Учеными изучаются как новые фармакологические средства, так и влияние окружающей среды, наших действий, разнообразного питания и сна на скорость старения нашего организма.
Например, было обнаружено, что определенные молекулы, такие как NAD+ и сенолитики (антивозрастные лекарственные препараты) могут замедлять процессы старения на клеточном уровне. Они разрушают стареющие клетки — поврежденные, которые перестали делиться, но отказываются умирать.
Эти открытия открывают перспективы для увеличения продолжительности жизни и улучшения здоровья в старости.
Дополнительные источники:
