Американские биологи успешно завершили серию клинических испытаний по использованию вируса герпеса для уничтожения раковых опухолей в мозге: опыты доказали, что подобная терапия является безопасной для человека, говорится в статье, опубликованной в журнале Clinical Cancer Research.

"Вирус HSV1716, который мы протестировали, очень похож по своей структуре на T-Vec, уже одобренный вирусный препарат для лечения рака кожи. Онколитические вирусы имеют большой терапевтический потенциал и при этом вызывают минимальные токсические эффекты благодаря тому, что они нацелены на атаку только клеток опухоли", — заявил Тимоти Крайп (Timothy Cripe) из университета штата Огайо в Коламбусе.

В последние годы молекулярные биологи и медики начали возлагать на так называемую иммунотерапию особые надежды при борьбе с раком, аллергией, диабетом и другими пока неизлечимыми заболеваниями. Этот метод очень прост по своей сути – ученые пытаются "натравить" иммунитет человека на раковые клетки, используя различные антитела, живых микробов и ряд других необычных "приманок".

Одной из самых перспективных методик борьбы с раком являются особые генно-модифицированные вирусы, способные проникать в раковые клетки и ослаблять их, привлекая внимание иммунной системы, или даже заставляющие их самоуничтожиться. У этих вирусов есть ряд уникальных преимуществ – их можно вводить в неоперируемые опухоли, и они не трогают здоровые клетки, так как они не способны делиться внутри них.

Как рассказывает Крейп, создание T-Vec и его первые испытания показали, что в некоторых случаях эти вирусы могут прятаться внутри здоровых нейронов и вызывать усталость, воспаления и другие негативные эффекты. Все это поставило под сомнение возможность применения вирусотерапии для лечения самых неприступных опухолей – глиом и прочих злокачественных образований в мозге.

Для решения этой проблемы ученые в сотрудничестве с корпорацией AmGen (разработчик T-Vec) создали новый вид вируса герпеса, в ДНК которого были удалены не только гены, отвечающие за размножение в здоровых клетках и "невидимость" вируса для иммунной системы, но и участки, связанные с его выживанием внутри нейронов.

Этот вирус, получивший название HSV1716, команда Крейпа протестировала на девяти добровольцах: трех детях и шести молодых людях в возрасте от 8 до 30 лет, страдавших от рака мозга, костной ткани, мускулов и почек на последних стадиях.

Как показал эксперимент, вирус успешно проник в раковые клетки в шести из девяти случаев и не вызвал хронических инфекций и прочих негативных последствий, связанных с его размножением вне пределов опухоли.

Как отмечают ученые, ни в одном случае рост опухоли не был зафиксирован, а у одного пациента они выявили массовую гибель раковых клеток, что биологи посчитали хорошим знаком для продолжения опытов с HSV1716 в клинических условиях.

Пока не понятно, сможет ли этот вирус уничтожить опухоли, так как эксперименты велись очень непродолжительное время и были прекращены через несколько недель для возобновления химиотерапии. Тем не менее, Крейп и его коллеги считают, что эта версия вируса герпеса будет справляться с поставленной задачей не хуже, чем T-Vec, и при этом будет более безопасной для мозга и других нервных тканей.

 

Подробнее по теме: РАК

 

12.15.2017 Источник: ria.ru

 

 

Инженеры Оксфордского университета Великобритании создали своего робота-хирурга, способного выполнять операции на глазах, уже довольно давно, но их разработка, получившая название Robotic Retinal Dissection Device (да-да, R2D2), только недавно успешно прошла первые клинические испытания. Тестирование показало, что R2D2 способен выполнять множество сложных операций, сообщает NBC.

При операции обычный хирург может оставить шрам на сетчатке, даже не заметив этого. Повлиять на твёрдость руки может всё что угодно: от возраста специалиста до чуть дрогнувшей руки. Специалисты утверждают, что даже поток крови в руках врача может сказаться на точности надреза, а это, в свою очередь, влечёт за собой серьёзные проблемы со здоровьем пациента. Робот R2D2 лишён таких недостатков, поэтому на него возлагают большие надежды.

Работа над ним ведётся с 2011 года. Уже осенью прошлого года он успешно провёл экспериментальную процедуру на глазу 70-летнего пациента, а с начала этого года принял участие ещё в 11 операциях. Аккуратность и эффективность робота подтвердилась во всех одиннадцати случаях, но пока операция с его участием стоит довольно дорого — за операцию на одном глазу придётся выложить около 35 тысяч долларов.

Впрочем, говорить о полноценном его внедрении пока рано — предстоит ещё много испытаний, тестов и доработок. Сейчас разработчики собираются оснастить робота иглами для инъекций в заднюю часть глаза и улучшить функциональность устройства.

 

 

Ранее по теме: Робота впервые опробовали для операции на сетчатке

Больше новостей о методах восстановления зрения: ЗРЕНИЕ

 

 

10.05.2017 Источник: hi-news.ru

 

Когда две последовательности ДНК отличаются на одну букву, то есть на один нуклеотид (A, T, G или С), это называется однонуклеотидным полиморфизмом, или SNP (англ. Single nucleotide polymorphism). Конкретный вариант, имеющийся у конкретного человека, называется «аллель».

 

Ученые выявили в геноме букву, которая может участвовать в механизмах развития аутоиммунных заболеваний, в частности рассеянного склероза.

 

Исследовательская группа из Института молекулярной биологии им. В.  А. Энгельгардта, Института общей генетики им. Н.  И. Вавилова и МФТИ выявила в геноме букву, которая может участвовать в механизмах развития аутоиммунных заболеваний, в частности рассеянного склероза. В статье, опубликованной в PLоS ONE, ученые рассмотрели, как замена этой буквы может влиять на работу гена IL2RA, производящего важный для иммунной системы белок.

Список подозреваемых

Список SNP, которые с разной частотой встречаются у здоровых людей и у людей с аутоиммунными заболеваниями, можно получить из данных GWAS — полногеномного поиска ассоциаций, то есть поиска связей между разными вариантами генома и, например, болезнями. Лаборатории по всему миру определяют геномы огромного числа людей, сравнивают больных и здоровых и ищут характерные мутации. Благодаря таким исследованиям для некоторых болезней уже можно оценить риск того, что человек заболеет, просто прочитав его последовательность ДНК. Как правило, с одним признаком ассоциировано несколько SNP, то есть однобуквенных замен на разных участках генома. Однако список подозрительных аллелей ничего не говорит о механизмах заболевания. Чтобы открыть возможности точной диагностики и персонализированной медицины, требуется проводить детальное исследование каждого случая.

Замена не приходит одна: вместе с одной буквой наследуется другая. Например, в одном месте стоит буква А, а в другом — сцепленная с ней буква Т. Тогда, если вместо А стоит G, то вместо T тоже будет стоять другая буква. Однобуквенные замены наследуются группой, и у одного человека наблюдается сразу несколько характерных аллелей. Однако, чтобы докопаться до причин болезни, необходимо понять, кто из этой преступной группы является зачинщиком болезни, а кто — скорее, свидетелем.

Пострадавший ген

Чтобы иммунная система верно стояла на страже организма, ее клетки должны передавать друг другу сигналы. Одна клетка выпускает сигнальную молекулу, а другая — принимает ее с помощью специального рецептора. Например, рецептор интерлейкина-2 (IL2R) активируется, когда к нему приходит молекула интерлейкина-2. Активация этого рецептора дает клеткам команду: атаковать или, наоборот, притормозить. Интересно, что реакция на этот сигнал у разных типов клеток разная. Поэтому здесь важен тонкий баланс: если рецепторов будет слишком много или слишком мало, это приведет к болезни.

«Было показано, что когда сигнал, передающийся интерлейкином-2, усиливается или прерывается, у мышей возникает аутоиммунная реакция. У людей с рядом аутоиммунных заболеваний тоже были обнаружены изменения в работе соответствующих рецепторов. Поэтому мы сосредоточились на гене IL2RA и на соседних SNP, ассоциированных с аутоиммунными болезнями», — рассказывает Марина Афанасьева, первый автор исследования, сотрудник Института молекулярной биологии им. В. А. Энгельгардта.

В некодирующей части гена ученые отобрали шесть замен в геноме, связанных с такими аутоиммунными заболеваниями, как рассеянный склероз, ревматоидный артрит, болезнь Крона, язвенный колит и т. д.

Белок производится по «рецепту», записанному в РНК. В свою очередь, РНК «переписывается» с ДНК — это называется транскрипцией. Некоторые участки ДНК не входят в итоговый «рецепт», то есть белок они не кодируют. Однако эти участки могут усиливать или подавлять транскрипцию, так что замена одной буквы в них может повлиять на количество белка.

 

Молекулярный посредник

РНК-полимераза синтезирует РНК на основе последовательности ДНК. Промотор — это участок ДНК, который служит для РНК-полимеразы стартовой площадкой для начала транскрипции. Для правильной инициации транскрипции должен собраться белковый комплекс.

 

Есть разные варианты того, каким образом одна буква может повлиять на судьбу гена. На некодирующем участке влияние может оказываться через белки, которые называются транскрипционными факторами. Такие белки связываются с определенными участками ДНК и с другими белками. В результате собирается большой белковый комплекс, который запускает транскрипцию. Некоторые факторы стимулируют транскрипцию, а некоторые — тормозят ее. Получается, что для правильной работы гена важны не только те его участки, на которых закодирован белок, но и области, на которые садятся транскрипционные факторы. Если фактор транскрипции «не узнает» свою последовательность, он не свяжется с ней и в итоге получится не то количество белка, которое нужно. Однако не все замены одинаково сильно влияют на совместимость с транскрипционными факторами. Следовательно, круг подозреваемых сужается.

С помощью биоинформатического анализа исследователи предсказали, какие SNP находятся в местах связывания с транскрипционными факторами. Применив еще несколько критериев, они отобрали замену, обозначаемую как rs12722489. У большинства людей на определенном участке встречается буква G, но у некоторых эта буква заменена на A, и статистически замена реже встречается у людей с аутоиммунными заболеваниями. Анализ этого участка ДНК показал, что если замены нет, то последовательность обладает сродством к транскрипционным факторам ERα и ERβ (эстрогеновые альфа- и бета-рецепторы). Изменение количества белка под влиянием транскрипционных факторов и может быть причиной нарушений в иммунной системе.

Очная ставка

Как замена буквы может влиять на транскрипцию, ученые проверили при помощи тестовой конструкции. В ней закодировали белок люциферазу, который в присутствии люциферина светлячка вызывает биолюминесценцию — химическую реакцию, сопровождающуюся испусканием света. Это стандартный генноинженерный прием, позволяющий по светимости определять активность транскрипции. В кольцевую ДНК вставили копию участка, с которого происходит запуск транскрипции IL2RA. Сразу за ней вставили ген люциферазы светлячка, а еще дальше — копию участка с rs12722489. Эти кольца поместили внутрь живых клеток, чтобы запустить внутриклеточные реакции и по степени светимости определить активность гена, которая зависит от регуляции транскрипции. Одна часть конструкций содержала А-вариант, другая — G-вариант, последний продемонстрировал светимость в 1,5 раза больше. Это означает, что замена rs12722489 ослабляет транскрипцию IL2RA.

 

Кольцевая ДНК. Промотор — это участок, на котором происходит запуск транскрипции (показан светло-зеленым). Далее идет ген люциферазы, красным обозначена область, содержащая замену.

 

В этом же эксперименте авторы показали, что в отсутствие эстрогена светимость у A- и G-аллелей одинаковая. Для доказательства того, что ERα действительно связывается с G-вариантом и не связывается с А-вариантом, использовалось еще три экспериментальных метода. Таким образом, авторы исследования показали, что, по крайней мере, в клеточных культурах замена rs12722489 влияет на производство белка IL2RA. Если в найденной позиции стоит буква G, участок ДНК связывается с транскрипционным фактором ERα, который усиливает транскрипцию гена IL2RA. А в результате замены на букву A может получаться меньше белка, что, возможно, уменьшает склонность к аутоиммунным заболеваниям.

Конечно, по одной букве полный диагноз поставить невозможно, но чем больше мы узнаем о генетике болезней, тем точнее становятся прогнозы, а лечение и профилактика — своевременнее. Лишь небольшое число генов изучено сегодня столь подробно.

11.05.2017 Источник: naked-science.ru

 

 

Сегодня отмечается Международный день защиты прав инвалидов, который призван обратить внимание общества на проблемы людей с ограниченными возможностями. Одна из основных — передвижение по городу и доступность городской инфраструктуры. В обозримом будущем на смену инвалидным креслам, не всегда удобным в условиях мегаполиса, придут высокотехнологичные экзоскелеты.  Уже сегодня они помогают людям быстрее восстанавливать способность ходить после серьезных травм, позволяют двигаться тем, у кого ноги полностью парализованы. С внедрением новых разработок инвалидные коляски постепенно уйдут в прошлое, и городская среда станет более доступной для передвижения.

Фактически экзоскелет – это самостоятельный робот, который прикреплен к телу человека и двигает его руками или ногами (в зависимости от задачи).  Он управляется при помощи внешних сигналов кнопками, джойстиком или посредством беспроводной связи через компьютер, телефон или планшет. Первые экзоскелеты появились в середине 60-х годов прошлого века и основной их задачей было помочь человеку переносить тяжести. Тогда развитие далеко не пошло, так как сами производимые конструкции были громоздкими и тяжелыми. С развитием композитных материалов появилась возможность изготавливать легкие и прочные экзоскелеты, пригодные для ношения человеком. Сегодня эти носимые роботы находят промышленное применение на производстве, в армии и медицине.
В мире медицинские экзоскелеты для восстановления мышц и для бытового применения серийно производят несколько компаний в мире. Наиболее известные из них  новозеландская REX (REX P),  американские Parker Hannifin Corporation (бренд Indego) и Ekso Bionics (Ekso Bionics GT), израильская ReWalk, японская CyberDyne (HAL).

 

 

Компания REX Bionics из Новой Зеландии одна из пионеров рынка роботизированной техники для людей с ограниченными возможностями. Основное назначение устройств — реабилитация и ускоренное восстановление. Модель REX P может использоваться в домашних условиях, для передвижения в ограниченном пространстве. На улице в нем ходить достаточно проблематично из-за массы и габаритов. Кроме того система электропитания экзоскелета рассчитана всего на 1 час непрерывной работы.

Американская компания Ekso Bionics разрабатывает и производит интеллектуальные экзоскелеты различного назначения. В числе разработок промышленные экзоскелеты для тяжелых работ. Медицинская разработка Ekso Bionics GT  ускоряет реабилитацию пациентов с нарушениями двигательных функций ног. При массе 21,4 кг система  может использоваться человеком массой до 100 кг. В марте 2017 года новейшую модификацию экзоскелета представили на выставке CeBIT-2017 в Ганновере.

 

 

Наиболее продвинутый экзоскелет израильской компании ReWalk Robitics сегодня выпускается уже в 6 поколении. Компания производит две модификации экзоскелетов: для реабилитации пациентов (ReWalk Rehabilitation) и для использования в повседневной жизни (ReWalk Personal 6.0). С каждой новой версией экзоскелет становится более легким и менее громоздким по сравнению с аналогами. В нем человек может идти со скоростью 2.6 км\ч.  Устройство весит 25 кг, и рассчитано на человека массой до 80 кг. На одной зарядке аккумулятора экзоскелет может работать до 180 минут.  Его стоимость в России сегодня около 3.5 млн рублей.

 

 

Компания Parker Hannifin Corporation выпускает экзоскелет Indego. Он получил одобрение в США на использование в быту и медицине в марте 2016 года. Что выделяет его среди прочих – его модульная конструкция. Все части собираются и подгоняются под конкретного пользователя непосредственно во время надевания. Масса всей конструкции – 12 кг, она рассчитана на пользователя массой до 113 кг и ростом о 155 до 191 см. Аккумулятор обеспечивает 4 часа непрерывной работы. Пользователь может идти, стоять, наклоняться вперед, вставать и садиться. Данные о состоянии системы и элементы управления могут выводиться на смартфон. Производитель указывает, что экзоскелет не предназначен для занятий спортом и в нем не получится взобраться по лестнице.

 

 

В качестве основного уникального свойства  экзоскелета HAL японские  разработчики из компании  Cyberdyne указывают его способность заново обучить мозг передвигать конечности. Во время ходьбы от мозга к мышцам посылаются сигналы, которые "протекают" на поверхность кожи. Датчики экзоскелета считывают эти сигналы и в соответствии с ними компенсируют сокращение  отдельных мышц, помогая пациенту ходить, стоять и сидеть за счет силы с его собственных ног. Еще одна особенность в том, что японская разработка разборная и может использоваться как на двух ногах, так и на одной. Конструкция из алюминия и пластика цвета слоновой кости весит 12 кг и рассчитана на пользователя не больше 80 кг.  Cyberdуne не продает свои изделия, а сдает их в аренду сроком до 5 лет. По этой же схеме модель распространяется и на европейском рынке. В России разработками экзоскелетов занимаются достаточно активно. Причем деятельность ведется как в направлении создания механизмов, так и в области проектирования систем управления, нейроинтерфейсов.

 

 

 

Наиболее известная  российская разработка известна под названием "ЭкзоАтлет".  Она создается в одноименной компании — резидента инновационного центра "Сколково". Экзоскелет может использоваться как в быту, так и для реабилитации в клиниках. В числе отличительных особенностей экзоскелета разработчики указывают возможность вносить изменения в программу по мере движения. Для пользователя "ЭкзоАтлет" стоит сегодня 1.5 миллиона рублей, что значительно ниже зарубежных аналогов. Более сложная технически версия для клиник стоит дороже.

 

 

В конце апреля 2017 года сотрудники лаборатории мехатроники и робототехники Юго-Западного государственного университета в Курске представили модификацию экзоскелета ExoLite, разработанную по гранту Российского научного фонда.  Разработку в течение года тестировала чемпион Европы по фехтованию на инвалидных колясках Анна Гладилина. Разработчики рассказали, что одной из задач сегодня  является научить робота спускаться и подниматься по лестнице, двигаться быстрее, чем один километр в час, и сохранять устойчивость на неровной поверхности. Это позволит применять разработку в условиях улицы. Сроки начала серийного производства экзоскелета ученые пока не называют.

 

 

В Нижегородском государственном университете имени Н.И.Лобачевского ведутся разработки экзоскелета под эпическим названием "Илья Муромец". Прототип уже представлялся на выставках и, как заявляют разработчики, по своим характеристикам он не уступает зарубежным аналогам.  В феврале текущего года в ННГУ сообщали о том, что проект прошел стадию создания экспериментального образца, и начинается движение в сторону серийного производства. Проректор по научной работе ННГУ Виктор Казанцев выразил надежду, что технологические решения данного проекта скоро будут доступны населению. В апреле текущего года было объявлено, что проект по разработке экзоскелета медицинского назначения получит субсидии из федерального бюджета в размере 140 млн рублей.

 

 

Сегодня экзоскелеты управляются преимущественно заранее заложенными в контроллер алгоритмами передвижения, оставляя пользователю возможность следить за своим положением при помощи индикаторов и корректировать нажатием соответствующих клавиш или движением джойстиков. Следующий шаг в развитии, дающий дополнительную свободу пользователю, —  создание и внедрение в конструкцию нейроинтерфейсов. Подобными исследованиями занимаются как университеты и НИИ так и частные компании, например, "Нейроботикс" и "Андроидная техника". Сигналы будут поступать напрямую от мозга в контроллер, необходимость нажимать кнопки исчезнет. Достаточно будет только подумать о том, куда нужно двигаться. Как видим, подобные идеи уже частично реализованы в японских разработках и исследуются российскими учеными.  А пока при помощи сигналов от мышц ученые обучают экзоскелет движениям, наиболее похожим на движения человека.

 

 

Подробнее по теме: ЭКЗОСКЕЛЕТЫ

 

 

05.05.2017 Источник: ria.ru