РАЗРАБОТАНЫ БИОЧЕРНИЛА ДЛЯ 3D-ПЕЧАТИ ПЕРСОНАЛЬНЫХ ЛЕКАРСТВ

 Исследователями Университета Калифорнии в Лос-Анджелесе были разработаны эффективные биологические чернила для 3D-печати лекарств. Свое открытие ученые представили на выставке 3D Medical Expo в Маастрихте.

Недостатком современной фармакологии является то, что она не берет в расчет состав крови и генетическую специфику каждого пациента. А так как геном каждого человека уникальный, также будет отличаться реакция организма на лекарства.

Биочернила, которые представили ученые Лос-Анджелеса, были созданы из гиалуроновой кислоты (ключевой ингредиент, входящий в состав кожи, нервной системы и соединительных тканей). Кислоте сообщили свойство фотоинициирования для того, чтобы она затвердевала на свету, и смешали с гидрохлоридом ропинорола, который стимулирует вещества и обычно используется для снятия симптомов болезни Паркинсона. Ропинорол выбрали для того, чтобы препарат растворялся в воде.

Ученые сформировалииз получившихся биочернил таблетки и испытали их в кислотной субстанции, которая должна была имитировать желудочную среду. В первые пятнадцать минут растворилось 60% составляющих таблетки. Через пятнадцать минут — еще 20%. Через час препарат достиг максимального действия. Потери оказались незначительными, примерно 4%.

Метод печати биочернилами ученые выбрали потому, что он имеет преимущества над другими 3D-технологиями благодаря своей нетребовательности и скорости: лекарства можно производить при комнатной температуре и в промышленном масштабе.

Светочувствительные чернила подходят для использования в 3D-принтере PolyJet, патентом на который владеет компания Stratasys. InternetMedicine пишет, что упростив технологию создания расходных материалов для биопечати, ученые способствуют тому, чтобы биопечать стала эффективным и наиболее распространенным методом производства лекарств.

Ученые Бристольского университета разработали новый вид биочернил. Он состоит из синтетических и оргначеских полимеров и позволяет печатать живые ткани, пригодные для имплантации, на 3D-принтере,— хрящевые и костные ткани.

ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ И НОВЕЙШИЕ ТЕХНОЛОГИИ ТРАНСФОРМИРУЮТ МЕДИЦИНУ

IBM предсказывает, что в ближайшие годы искусственный интеллект, соединенный с новейшими аппаратными средствами, сумеет привести к уникальным изобретениям в сфере медицины. И в лабораториях компании уже идет работа над подобными технологиями.

Например, в лабораториях IBM разрабатывают систему, которая сумеет распознавать не только видимый свет, но и части электромагнитного спектра, не доступные человеческому глазу. Такая технология, в соединении с сильными камерами и различными датчиками, даст возможность врачам на молекулярном уровне «заглянуть» внутрь таблеток и определить, насколько они безопасные, или быстро обнаружить, есть у пациента кариес. Также, такие системы имеют потенциал использования в беспилотных автомобилях, чтобы распознавать объекты и анализировать риски. Оборудование, необходимое для реализации технологии, уже существует. Теперь исследователи готовят его к коммерциализации — к примеру, работают над снижением его стоимости.

Также, IBM работает над «лабораториями на чипе» — миниатюрными устройствами, которые будут анализировать каплю крови или любую другую биологическую жидкость, чтобы определить есть ли в ней бактерии, вирусы или определенные элементы, к примеру, белки, которые могут быть маркерами заболеваний.

Психическое здоровье человека — еще одна область, в которой станут применять искусственный интеллект. В течение двух лет IBM будет разрабатывать прототип системы на основе машинного обучения, которая поможет врачам ставить психиатрические диагнозы, основываясь на речи пациентов.

IBM УЖЕ ИМЕЕТ ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ИИ В МЕДИЦИНЕ

Когнитивная система Watson поможет врачам поставить точный диагноз пациентам с заболеваниями сердца

Уже несколько лет когнитивная система IBM Watson работает в такой сложной сфере, как онкология, где помогает ставить точный диагноз и находить эффективный способ излечения для каждого из пациентов.

В настоящее время разработчики IBM решили расширить возможности Watson, предложив помощь системы и кардиологам. По задумке авторов проекта, когнитивная облачная платформа в рамках этого проекта станет анализировать большое количество медицинских данных, которые имеют отношение к пациентам. В число этих данных входят изображения с УЗИ, рентгеновские снимки и все другая графическая информация, которая позволяет уточнить диагноз человека.

В самом начале возможности Watson будут использоваться для поиска признаков стеноза аортального сердечного клапана. При стенозе отверстие аорты сужается за счет сращивания створок её клапана, что препятствует нормальному току крови из левого желудочка в аорту. Проблема в том, что выявить стеноз клапана не так и просто, несмотря на то, что это очень распространённый порок сердца у взрослых (70-85 % случаев среди всех пороков).

Watson попытается определить, что он «видит» на медицинских изображениях: стеноз, опухоль, очаг инфекции или просто анатомическую аномалию. Работать система будет в MD Anderson Cancer Center в Хьюстоне, Техас.

«Если у вас есть ультразвуковое изображения сердца, качество его может быть не слишком хорошим, а диагноз и лечение зависит от уровня подготовки специалистов, которые это изображение анализируют», — говорит Энн Ли Гранд, один из руководителей Watson Health. — «Что мы хотим сделать, так это внимательно взглянуть на историю болезни. Мы хотим помочь врачам изучить историю болезни внимательнее».

Как и в других случаях, система Watson будет изучать большое количество различных источников информации, включая записи кардиологов, историю болезни и другие источники данных. Эта технология уже протестирована на стадии разработки, правда, в небольших масштабах.

Кроме того, получив доступ к историям болезни, Watson будет искать и других пациентов с симптомами, схожими на симптоматику пациентов с диагностированными проблемами сердца. Это поможет обнаружить других людей с аналогичной проблемой даже в том случае, если Watson не изучал их снимки, ни ультразвуковые, ни рентгеновские.

Кроме проблем с сердцем, Watson способен по медицинским снимкам с использованием дополнительной информации уточнять диагноз пациентов онкологии, ставить диагноз пациентам с легочными болезнями или проблемами с головным мозгом. В ближайшем будущем разработчики планируют еще больше расширить возможности Watson, направив его способности на диагностирование глубокого тромбоза вен, кардиомиопатии, сердечных приступов разных видов.

Изначально технология будет тестироваться в США. Американские медики смогут воспользоваться услугами когнитивной системы уже в этом году через несколько месяцев. В целом, IBM Watson способен помочь врачам, снимая с них часть рутинных обязанностей по анализу снимков, помогая обрабатывать и анализировать такую информацию. Возможность же использовать дополнительные данные с информацией, полученной в ходе анализа снимков помогает ставить точный диагноз с минимальной вероятностью ошибки.

Стоит отметить, что когнитивная система уже довольно давно используется для борьбы с раковыми заболеваниями. К примеру, IBM Watson помогает медикам в рамках программы Watson for Oncology. При этом, активный блок системы уже не занимает целую комнату, а равен примерно трем коробкам пиццы, поставленным друг на друга. Watson задаёт вопросы и делает предположения, используя данные последних медицинских исследований в области онкологии, плюс используется информация из медицинской карточки пациента и текущие симптомы. В результате каждый пациент получает индивидуальный подход – ведь одно и то же заболевание, даже самое простое и безобидное, у разных людей протекает по-разному.

СОЗДАН ОРГАН-НА-ЧИПЕ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ПРЕЖДЕВРЕМЕННОГО СТАРЕНИЯ

Международной группой ученых был разработан искусственный орган, позволяющий выяснить, как клетки сосудов реагируют на их сокращения при заболеваниях и в норме. С его помощью они пришли к выводу, что при одном из генетических заболеваний, сопровождающихся преждевременным старением, механическое растяжение клеток приводит к их воспалению. Отчет об исследовании опубликован в журнале Small.

Речь идет о прогерии Хатчинсона-Гилфорда — это очень редкое врожденное), при котором из-за мутации гена возникает дефект белка ламина А, который входит в состав оболочки клеточного ядра. Это приводит нарушению репарации ДНК, другим биохимическим дефектам и, как следствие, к очень быстрому старению организма, начинающемуся уже детстве. У больных происходит задержка в росте, у них деформируется скелет, они имеют морщинистую кожу, атрофичную подкожную клетчатку, нарушения обмена веществ. В среднем больные живут около тринадцати лет.  

Больше всего подвержены такому ускоренному старению клетки сосудистых стенок, постоянно расширяющиеся и сокращающиеся под действием пульсовых волн. До настоящего времени было не известно, какую роль играет подобная динамичная среда в старении клеток. На животных исследование провести невозможно из-за некоторых особенностей.

Чтобы разобраться в этом вопросе, сотрудники Массачусетского технологического института с коллегами из Франции, Португалии, США и Нидерландов создали орган-на-чипе, симулирующий естественные движения сосудистой стенки в различных условиях. Устройство из полидиметилсилоксана имеет размеры 40×18 миллиметров и состоит из двух камер, разделенных эластичной перегородкой.

Ученые заселили «сосуд» гладкомышечными клетками, дифференцированными из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, которые получили из фибробластов здоровых людей и пациентов с прогерией, после чего подвергли их цикличным растяжениям. Уже через сутки клетки стали выстраиваться перпендикулярно направлению механической силы и соединяться друг с другом, как в живом кровеносном сосуде.

Оказалось, что накопление прогерина приводит к увеличению механочувствительности гладкомышечных клеток и, как следствие, воспалительному ответу в них. В эксперименте с органом-на-чипе ученым удалось обратить подобный воспалительный ответ в дефектных клетках.

«Созданная платформа хороша для изучения в сосудистой биологии роли биомеханики, в частности в условиях заболеваний сосудов и старения, при этом облегчая поиск новых лекарств и мишеней для терапии», — рассказывают авторы работы.

Не так давно ученые сумели обратить старение, продлив жизнь мышей с моделью прогерии временным «включением» факторов транскрипции, которые преобразуют зрелые клетки в стволовые (так называемых факторов Яманаки по имени нобелевского лауреата, разработавшего технологию получения индуцированных плюрипотентных стволовых клеток).

В США ПРИНЯТ ПЛАН ПО УНИЧТОЖЕНИЮ ГЕПАТИТА В И С К 2030 ГОДУ

Ежегодно из-за гепатита В и С в США умирает более двадцати тысяч человек. Учение планируют начать активно бороться с заболеванием и к 2030 году предотвратить около 90 тысяч смертей.

Ученые полагают, что проблема состоит в том, что исследования этого заболевания не считаются приоритетными. Хотя вирусный гепатит — седьмая по масштабам причина летальных исходов в мире, Национальный институт здравоохранения выделяет на него лишь 1% бюджета.

В США 1,3 миллионов человек болеют хроническим гепатитом B, а 2,7 миллионов человек болеют хроническим гепатитом C. Также эти инфекции увеличивают риск рака печени — гепатиты В и С являются причиной 80% эпизодов рака печени в мире. В США за период с 2003 по 2012 год случаи болезни рака печени увеличились на 38%, а смертность от рака печени увеличилась на 56%, и причиной этому был именно вирусный гепатит.

Предотвратить гепатит В можно при помощи вакцинации, последние достижения науки помогли сделать гепатит С излечимым. Так что, к 2030 году число смертей от гепатита В можно уменьшить вдвое. А если лечить всех людей, имеющих хронический гепатит C, то к 2030 году можно будет снизить число новых случаев заболевания на 90%, и уменьшить смертность от гепатита C на 65% за то же время.

Также важным шагом к достижению цели станет профилактика. Примерно 90% американских детей и только около четверти взрослых старше 19 лет были полностью вакцинированы против гепатита B в 2013 году. Если США поддержит вакцинацию от гепатита на том же уровне, как и вакцинацию от сезонного гриппа, то будут достигнуты большие успехи. Также важно внимательно относиться к вакцинации детей, которые родились у женщин, которые болеют хроническим гепатитом — их нужно привить в течение двенадцати часов после рождения.

В прошлом году команда ученых канадского Университета Макгилла создала мгновенный тест на гепатит С и ВИЧ. А недавно в США было одобрено лекарство от всех штаммов гепатита С — оно оказывает почти 100% эффект через три месяца регулярного приема.