Продвинутые семьи начинают применять самодельные устройства в борьбе с диабетом

Медицинские компании работают над созданием искусственной поджелудочной железы. Но для многих семей ожидание стало слишком долгим.

Третьеклассник Эндрю Калабрезе (Andrew Calabrese) не расстаётся со своим рюкзаком нигде, когда находится в школе, расположенной в районе Сан-Диего. Рюкзак заполнен не только учебниками — в нём также его искусственная поджелудочная железа. Устройство, которое долго рассматривалось как Святой Грааль технологий лечения диабета I типа не было собрано именитой медицинской компанией. Его не одобряли государственные регуляторы. Его собрал отец Эндрю. Джейсон Калабрезе (Jason Calabrese), программист по профессии, следовал инструкциям, найденным онлайн — по ним он переделал инсулиновую помпу, чтобы автоматически вводить сыну нужную дозу гормона в ответ на колебания уровня сахара в крови. С одобрения семейного доктора Эндрю теперь носит самодельное устройство и в школу. Семья Калабрезе не одинока: более 50 человек спаяли, собрали и запрограммировали подобные устройства для себя или для своих детей. Системы (известные как «системы с обратной связью», closed-loop systems) — изучаются десятилетиями, но прогресс в области технологий для мониторинга уровня сахара в реальном времени сделал их возможными на практике. FDA сделало своим приоритетом рассмотрение и согласование таких устройств и несколько компаний уже над ними работают. Но этот процесс может занять годы, и технически продвинутые семьи начали брать дело в свои руки.

В самом начале Джейсон очень переживал за безопасность своего изделия. Он собирал его 2 месяца и потратил ещё недели на отладку. Сначала он использовал его только в выходные и по ночам. Когда же он убедился в его надёжности, он решил, что будет безответственным не использовать его на его 9-летнем сыне по-полной. “Диабет опасен сам по себе. Инсулин опасен. Я считаю, что то, что мы делаем, улучшает качество его жизни и снижает риск" — сказал 41-летний отец. FDA обладает правом регулировать деятельность медицинских компаний и врачей. Но до тех пор, пока люди колдуют над инсулиновыми помпами сами и не продают/раздают их, федеральное ведомство связано по рукам. Более миллиона американцев живут с диабетом I типа, аутоиммунным заболеванием, при котором поджелудочная железа прекращает вырабатывать инсулин — гормон, нужный для превращения сахара в энергию. Повышение уровня сахара в крови грозит серьёзными долгосрочными последствиями — от отказа почек до комы. Надежда на искусственную поджелудочную железу состоит в том, что алгоритм сможет грамотно дозировать инсулин по показаниям подкожного датчика, измеряющего уровень сахара.

Любительский проект, которым воспользовалась семья Калабрезе, OpenAPS (Open Artificial Pancreas System), был начат Даной Льюис (Dana Lewis, 27), живущей в Сиэтле. Дана, страдающая диабетом I типа, начала использовать систему в декабре 2014 в порядке эксперимента на себе. После месяцев ведения журнала своего проекта в Твиттере она привлекла внимание многих, кому требовалось подобное решение. Главным препятствием было то, что желающим было необходимо собрать устройство самим. Дана и другие помогают советами, но в итоге это ответственность каждого — знать, как отладить аппарат. Так, кардиолог из Bay Area осваивает программирование, чтобы собрать устройство для своего годовалого ребёнка, диагноз которому поставили в марте. Система включает в себя не очень современную инсулиновую помпу, радио-модуль, общающийся с постоянно работающим датчиком содержания глюкозы, портативный компьютер на плате и блок батарей. Инсулиновая помпа выглядит как блок размером с пейджер — она занимается тем, что постоянно вводит инсулин в нужных дозах через катетер под кожу. Разработка стала развитием ещё одного открытого проекта, в рамках которого заботящиеся о диабетиках искали способ удалённого мониторинга сахара в крови близких. Размер установки варьируется — та, что носит Эндрю Калабрезе, шаг за шагом уменьшилась с размеров коробки для обуви до величины футляра для наушников. Теперь ребёнок носит инсулиновую помпу и компьютер на поясе. Джейсон Калабрезе уточняет, что разработка не станет универсальным средством — в первую очередь потому, что дозировка инсулина в соответствии со съеденным всё равно высчитывается вручную. К тому же система подвержена огрехам технологии — таким, как редкие отказы помпы и засоры катетера. Но при всём при том, заключает отец, алгоритм более дисциплинирован. «Люди для подобного приспособлены плохо; это удел машин».

Источник: geektimes.ru 8.05.2016

Главное преимущество стволовых клеток состоит в том, что они являются своего рода уникальным ремонтным материалом — они могут преобразовываться в клетки любой ткани. Организм на протяжении жизни использует хранилища стволовых клеток для залечивания повреждений, которые накапливаются с возрастом. Однако эти банки всегда молодых клеток не являются бесконечными. Поэтому учёные по всему миру учатся "перепрограммировать" клетки взрослого организма (уже ставшие, например, кожей) обратно в молодое состояние, чтобы затем использовать универсальные клетки для лечения той или иной болезни.

Лечение макулодистрофии сетчатки с помощю клеток кожи.

Биологи из Японии впервые успешно применили стволовые клетки из "перепрограммированной" кожи для возвращения зрения 70-летней женщине, страдавшей от дистрофии сетчатки глаза, о своих успехах ученые рассказали на ежегодной встрече Ассоциации изучения зрения и офтальмологии в Сиэтле.

По текущим оценкам Всемирной организации здравоохранения, на нашей планете проживает примерно 20-25 миллионов человек, страдающих от слепоты, возникшей в результате повреждения или распада фоточувствительных элементов сетчатки глаза. Ученые в последние десять лет активно работают над созданием технологий, позволяющих восстанавливать сетчатку при помощи стволовых клеток, а также особых кибернетических протезов, способных заменить ее.

Два года назад группа молекулярных биологов под руководством Масайо Такахаси (Masayo Takahashi) из Института RIKEN (Япония) впервые смогла вырастить полноценную сетчатку, используя "перепрограммированные" стволовые клетки, созданные из клеток кожи мыши. Они доказали, что такая сетчатка способна корректно воспринимать свет и передавать сигнал в мозг.

Убедившись в работоспособности своей методики, Такахаси и его коллеги еще в 2014 году пересадили небольшой фрагмент пигментного эпителия, выращенного из стволовых клеток, в глаза женщины, страдавшей от макулодистрофии сетчатки.

Эксперимент завершился успешно, однако ученые не сообщали о его проведении из-за того, что не были уверены, приживется ли новая сетчатка и как долго проживут ее клетки внутри глаза пожилой дамы.

"Пересаженный пигментный эпителий живет уже более полутора лет, и мы пока не смогли обнаружить никаких следов отторжения этой сетчатки или, наоборот, ее дальнейшего роста в другие области глаза. Мы достигли главной цели этого эксперимента", — заявил Такахаси, выступая на встрече в Сиэтле.

По словам самой пациентки, ее зрение заметно улучшилось – она стала лучше видеть мир, и ее поле зрения заметно расширилось. Как подчеркивают ученые, это не полное восстановление. Тем не менее оно дает шанс людям с разрушающейся сетчаткой повторно увидеть мир при помощи своих собственных глаз.

Колония iPSC под микроскопом

Американские ученые обнаружили один из ключевых факторов, ответственных за перепрограммирование зрелых соматических клеток в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPSC). Им оказался оптимальный баланс активных форм кислорода (АФК, ROS) на разных стадиях клеточной трансформации. Результаты исследования опубликованы в журнале Cell Reports.

При перепрограммировании соматических клеток метаболизм переключается с окислительного фосфорилирования на гликолиз. У iPSC меньше митохондрий, они синтезируют меньше АТФ и лучше развиваются при низком уровне кислорода. Соответственно, они синтезируют меньше АФК (свободнорадикальных молекул с высокой реакционной способностью, которые образуются в процессе тканевого дыхания, обладают повреждающим действием на ДНК и другие макромолекулы, но, в то же время, являются медиаторами некоторых сигнальных путей в клетке). Также iPSC более чувствительны к вызываемому АФК апоптозу (естественной гибели).

Сотрудники Методистского исследовательского института Хьюстона получили iPSC из фибробластов мышиных эмбрионов и проанализировали в них метаболизм АФК. Выяснилось, что на ранних стадиях перепрограммирования (на второй день) в клетках под влиянием универсального транскрипционного фактора NF-κB в десятки раз повышается экспрессия ферментов семейства Nox (никотинадениндинуклеотидфосфатоксидаз, НАДФ-оксидаз), которые отвечают за образование АФК. Соответственно, уровень АФК в это время также оказался значительно повышен.

В процессе созревания iPSC (к шестому дню) уровень Nox и АФК постепенно возвращается к нормальному уровню. Одновременно возрастает экспрессия антиоксидантных генов супероксиддисмутаз (SOD1/2) и глутатионпероксидазы (Gpx), нейтрализующих свободные радикалы. В результате этого в зрелых iPSC уровень АФК снижается вдвое по сравнению с исходными фибробластами.

Исследователи провели серию экспериментов, в ходе которых они снижали и повышали уровни АФК в перепрограммируемых клетках фармакологическими и генетическими методами. Выяснилось, что как увеличенная, так и уменьшенная концентрация АФК приводили к существенному (до 50 процентов) снижению количества iPSC в культуре. Таким образом, поддержание оптимального баланса АФК и его динамики в процессе трансформации клеток играет ключевую роль в получении iPSC.

Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки могут развиваться в различные виды клеток организма аналогично эмбриональным стволовым клеткам, что делает их незаменимыми при разработке разных видов клеточной терапии. За создание технологии их получения Джон Гердон и Синъя Яманака в 2012 году получили Нобелевскую премию.

22.04.2016

Источник: nplus1.ru