10 største medicinske gennembrud i 2015

Forskere har haft et travlt år, med 2015 et særligt produktivt år for medicin. Vi har haft spændende opdagelser, gennembrud i teknologi og nye applikationer til eksisterende produkter. Her er 10 medicinske overskrifter fra 2015, der helt sikkert vil få stor indflydelse på verden i de kommende år.

10 Opdagelse af Teixobactin

I 2014 advarede Verdenssundhedsorganisationen om, at verden kom ind i en "post-antibiotisk æra", og de havde ret. Vi har ikke fundet et nyt antibiotikum, der faktisk blev brugt som medicin siden 1987, næsten 30 år siden. Narkotika resistente infektioner bliver et stadig mere udbredt problem. Men i 2015 lavede forskere en opdagelse, der er blevet beskrevet som en "Ægame-changer"

Forskere opdagede en ny klasse af antibiotika med 25 nye antimikrobielle stoffer, herunder en potent, der hedder teixobactin. Dette nye antibiotikum dræber mikrober ved at blokere deres evne til at bygge cellevægge, så mikroberne ikke kan udvikle en resistens over for lægemidlet. Hidtil har teixobactin vist sig effektivt ved at dræbe MRSA og flere bugs, der forårsager tuberkulose.

Måske endnu vigtigere, brugte teamet bag opdagelsen en ny metode til dyrkning af antibiotika for at få disse resultater. De skabte et Æørubterranean hotel, hvor hver pod (eller, Erummet ") er adskilt fra resten og indeholder en enkelt bakterie.

Det, Äúhotel, er så placeret i jord, så mange antibiotika kan dyrkes i laboratorier, der tidligere ikke kunne gøre det. Hvad angår teixobactin, giver lovende tests på mus fører til test af mennesker, som skal begynde i 2017.

9 læger vokser sangkabel fra bunden

Et af de mest spændende, futuristiske felter i medicin er vævsregenerering. I 2015 tilføjede listen over regenererede organer en ny post, da læger ved University of Wisconsin voksede menneskelige vokalbånd fra bunden.

Under ledelse af Dr. Nathan Welham, teamet bioengineered væv, der efterligner vokal slimhinden, som repræsenterer de flapper, der vibrere i strubehovedet for at skabe menneskelig tale. De donerede celler kom fra fem menneskelige patienter og blev dyrket i laboratoriet i to uger. Derefter blev de fastgjort til larynger ved hjælp af falske luftrør.

Forskerne beskrev lyden, der blev skabt af ledningerne som en "æeeee-lignende lyd" som en robotkazoo. Dette matcher dog den lyd, der normalt genereres af ægte menneskelige vokalledninger i isolation. Ved hjælp af ekstra strukturer som hals eller mund er videnskabsmændene overbevist om, at laboratoriestamkabelene kan matche lyde lavet af ægte ledninger.

I den sidste fase af eksperimentet testede forskere, hvis mus konstrueret med humane immunsystemer ville afvise vævet. Heldigvis gjorde de det ikke, og Welham mener nu, at stemmekabelvæv er immunoprivilegeret, hvilket betyder, at det ikke udløser en reaktion fra immunsystemet.

8 Kræftstof kan hjælpe Parkinsons lidelser

Tasigna (aka nilotinib) er et FDA-godkendt lægemiddel, der regelmæssigt anvendes til behandling af mennesker med leukæmi. En ny undersøgelse udført på Georgetown University Medical Center foreslår imidlertid, at Tasigna kan være ekstremt kraftfuld til at håndtere symptomerne på Parkinsons sygdom ved at forbedre kognition, motoriske færdigheder og ikke-motoriske funktioner.

Fernando Pagan, en af ​​lægerne med ansvar for undersøgelsen, mener, at nilotinibbehandling kan være den første af sin art at vende kognitiv og motorisk tilbagegang hos patienter med en neurodegenerativ sygdom som Parkinsons.

Undersøgelsen varede seks måneder og involverede 12 patienter, der tog øgede doser af nilotinib. Alle 11 forsøgspersoner, der afsluttede forsøget, havde nogen gavn af terapien, hvoraf 10 rapporterede signifikante kliniske forbedringer.

Det primære mål for denne undersøgelse var sikkerhed - for at sikre, at den menneskelige krop kunne tolerere nilotinib uden bivirkninger. De anvendte doser var meget mindre end dem, der normalt blev givet til leukæmipatienter.

Selv om stoffet har vist sig vellykket, blev undersøgelsen udført på en lille gruppe mennesker uden kontrol- eller placebogrupper. Mere forskning er nødvendig, før Tasigna bliver en levedygtig behandling af Parkinsons sygdom.

7 Verdens første 3-D-Trykte Rib Cage

I de seneste år har 3-D-udskrivning lavet overskrifter ved at producere spændende innovationer på mange områder, herunder medicin. I 2015 udførte læger på Salamanca Universitetshospital i Spanien verdens første ribburtransplantation ved hjælp af en 3-D-trykt brystprotes.

Patienten lider af brystvægssarkom. For at nå tumrene og forhindre dem i at sprede sig, måtte lægerne fjerne dele af hans ribbe bur. Et titaniumimplantat til erstatning for de manglende stykker eksisterede allerede.

Imidlertid er et implantat til en stor del af skeletet lavet af flere komponenter, der kan komme løs over tid og skabe nye medicinske komplikationer. Desuden er hver persons skeletstruktur unik, hvilket gør det kompliceret at passe perfekt til implantatet.

Læger indså, at en 3-D printer kunne bruges til at lave en meget tilpasset titanium struktur, der bedre passer til denne særlige patient. Efter at have opnået højopløselig 3-D CT-scanning, brugte forskere $ 1,3 millioner Arcam printeren til at skabe et implantat med dele af brystbenet og ribbenburet. Operationen til at fixere implantatet inde i kroppen gik godt, og patienten fik en fuld opsving.

6 hudceller forvandlet til hjerneceller

Forskerne ved Salk Institute i La Jolla, Californien, har haft et travlt år med at studere den menneskelige hjerne. De udviklede en metode til at omdanne hudceller til hjerneceller og har allerede fundet flere nyttige applikationer til denne nye teknik.

Til at begynde med fandt forskerne en måde at gøre hudprøver til gamle hjerneceller.Dette gør det lettere for Alzheimers og Parkinsons specialister at studere hjernevæv, der har lidt effekten af ​​aldring. Historisk set blev dyrehjerne brugt til forskning, men der er grænser for, hvad vi kan lære af andre arter.

For nylig blev stamceller omdannet til hjerneceller til forskning. Men disse oplevede en foryngelsesproces under deres konvertering og efterlignede ikke nøjagtigt hjernen hos en ældre person.

Når forskere udviklede teknikken til kunstigt at skabe hjerneceller, specialiserede de sig i at lave neuroner, der producerer serotonin. Selvom disse udgør en lille del af den menneskelige hjerne, har de været forbundet med store lidelser som autisme, skizofreni og depression.

Hidtil har neuroner udviklet under laboratoriebetingelser produceret et andet hjernekemikalium kendt som glutamat. Denne nye teknik bør være en ægte velsignelse for forskere, der studerer psykisk sygdom.

5 Mandlig P-piller

I Japan har forskere ved Osaka University Research Institute for Microbial Diseases udgivet ny forskning, der kan føre til en mandlig p-piller i den nærmeste fremtid. De arbejdede med lægemidler kaldet tacrolimus og cyclosporin A.

Normalt administreres disse lægemidler til organtransplantationspatienter for at undertrykke deres immunsystem og reducere chancerne for, at deres organer afviser nye organer. Dette gøres ved at hæmme produktionen af ​​et enzym kaldet calcineurin, som indeholder PPP3R2 og PPP3CC, to proteiner, der også findes i sædceller.

Forskerne studerede mus og opdagede, at de, der ikke kunne reproducere, havde lave mængder PPP3CC, hvilket tyder på, at fraværet af dette protein kunne forårsage infertilitet. Ved nærmere undersøgelse konkluderede forskerne, at proteinet var ansvarligt for at give sædcellen tilstrækkelig fleksibilitet og tvang til at trænge ind i membranen af ​​hundeæget.

En test udført på normale, sunde mus bekræftede deres resultater. Det tog kun tacrolimus og cyclosporin A henholdsvis fire og fem dage for at gøre musene ufrugtbare. Deres frugtbarhed vender tilbage til normal en uge efter at have taget stofferne. Endnu vigtigere er calcineurin ikke et hormon, så målretning mod det bør ikke påvirke en persons sexdrev.

På trods af lovende resultater er en mandlig p-piller stadig mange år væk, hvis det kommer overhovedet. Omkring 80 procent af undersøgelser på mus er ikke anvendelige for mennesker. Forskere forbliver dog håb, fordi effekten på menneskelig fertilitet allerede er rapporteret. Ligeledes har lignende lægemidler allerede gennemgået kliniske forsøg og anvendes på mennesker.

4 DNA-udskrivning

Teknologien med 3-D-udskrivning har skabt en unik, ny industri, der udskriver og sælger DNA. Selvom udtrykket "udskrivning" er meget udbredt, fordi det har kommerciel appel, beskriver det ikke præcist, hvad der sker.

Som CEO for Cambrian Genomics forklarer, er processen mere beslægtet med en high-tech version af "stavekontrol" end trykning. Millioner af stykker af DNA på små metalperler scannes af en computer, der vælger dem, der er nødvendige for at lave den ønskede DNA-sekvens. Herefter brænder en laser ved de rigtige perler og placerer DNA'et i en bakke for at danne den streng, som kunden ønsker.

Virksomheder som Cambrian ser en nær fremtid, hvor folk vil være i stand til at bruge computersoftware til at samle nye organismer bare for sjov. Det er forståeligt nok, at nogle mennesker er bekymrede for de etiske og praktiske konsekvenser af en sådan magt i jeres gennemsnitlige Joe's hænder, endsige nogen har til hensigt at bruge det ondsindet.

For nu er DNA-udskrivning betragtes som en velsignelse for det medicinske område. Narkotikaproducenter og forskningsvirksomheder er de primære kunder af organisationer som Cambrian.

Forskere ved Karolinska Institut i Sverige gik et skridt videre og konstruerede DNA-tråde i form af en kanin. DNA origami, som de kalder det, kan virke som et kult festtrick, men det kan også have medicinske applikationer som en ny, mere effektiv lægemiddelleveringsmetode. Processen kan bruges til at gøre mere modstandsdygtige strukturer, der ikke brydes ned i menneskekroppen.

3 Nanobotter arbejder i levende væsen

I begyndelsen af ​​2015 scorede området for robotik en stor sejr, da et team af forskere fra University of California i San Diego meddelte, at de havde udført de første succesfulde tests, hvor nanoboter blev brugt til at udføre en opgave i en levende væsen.

De pågældende skabninger var labmus. Efter at være implanteret inde i dyrene, rejste mikromachinerne til mavens mave og leverede deres nyttelast - små flager af guld. Ved afslutningen af ​​proceduren havde musene ingen skade i deres maveforinger, hvilket viser, at det er sikkert for dyr at indtage disse mikroskopiske nanoboter.

Efterfølgende undersøgelser viste, at flere guldflager forblev i maven ved at bruge denne metode end ved simpelthen at indtage dem. Dette tyder på, at nanoboter kan blive en mere effektiv lægemiddelleveringsmetode i fremtiden.

Motoren på maskinerne er lavet af zink. Når de kommer i kontakt med syrer i kroppen, opstår der en kemisk reaktion, der frembringer hydrogenbobler og fremdriver nanobotten. Efter et stykke opløses motorerne simpelthen i mavesyren.

Selvom denne procedure var et årti i færdiggørelsen, var det først i 2015, at det blev udført med succes på dyr i stedet for cellekulturer i petriskåle. I fremtiden kunne nanoroboter bruges til at opdage og endda behandle et bredt udvalg af sygdomme ved at angribe individuelle celler.

2 Injicerbart Brain Nano Implantat

Et team hos Harvard udviklede et hjerneimplantat, der lover at behandle et væld af sygdomme, der spænder fra neurodegenerative sygdomme til lammelse. Implantatet består af en elektronisk enhed fremstillet af stilladser, som kan tilsluttes forskellige maskiner efter at være indsat i hjernen.Det kunne derefter bruges til at overvåge neurale aktiviteter, stimulere væv og fremme neuronregenerering.

Det elektroniske net er fremstillet af ledende polymertråde, der har enten transistorer eller nanoskalaelektroder fastgjort ved deres kryds. Fleksibel og blød til at efterligne hjernevæv, består masken hovedsagelig af tomt rum for at give cellerne mulighed for at arrangere sig let omkring det.

Fra begyndelsen af ​​2016 gennemfører Harvard-teamet stadig tests for at se, hvor sikker proceduren er. Hidtil har to mus haft enheder lavet af 16 elektriske komponenter implanteret i deres hjerner. Disse enheder har med succes overvåget og stimuleret individuelle neuroner.

1 THC-producerende gær

I årevis har marihuana været brugt til at behandle symptomer, der er forårsaget af hiv eller kemoterapi. Alternativt er der piller, der bruger den syntetiske version af marihuana hoved psykoaktive forbindelse, tetrahydrocannabinol (aka THC).

Nu har biokemikere ved Dortmunds tekniske universitet i Tyskland meddelt, at de har konstrueret en ny gærstamme, der er i stand til at producere THC. Desuden har de også upublicerede data på en gærstamme, der producerer cannabidiol, en anden aktiv forbindelse af marihuana.

Marijuana har flere molekylære forbindelser af interesse for forskere. Derfor ville en effektiv, pålidelig metode til generering af det ønskede molekyle i store mængder være en stor velsignelse for den medicinske verden. Men i øjeblikket er dyrkning af planten stadig den mest effektive metode. Op til 30 procent af tørvægten af ​​en moderne marihuana stamme kan være THC.

Alligevel er Dortmund-forskere håbede, at dette kan ændre sig i fremtiden. I øjeblikket er gæren baseret på forstadiemolekyler i stedet for det foretrukne alternativ til simple sukkerarter. Dette fører til små mængder THC oprettet med hver batch.

Yderligere forskning kan dog forfine processen til det punkt, hvor biokemikere kan maksimere THC-produktionen og opskalere den til industrielle formål. Dette vil gerne læge forskere og europæiske regulatorer, der søger en ny måde at fremstille THC uden at dyrke marihuana.