Медицина
Медицина

2021 рік поглядом nauka.ua. Медицина

Минулорічні підсумки року ми публікували із заголовком «Але є і хороші новини», прагнучи показати, що всупереч поширенню ковіду з його новими варіантами та страшними наслідками, наука нас тішила й позитивними новинами. Але 2021 рік виявився не легшим, а наука так само була нашим приводом сподіватися на краще майбутнє. Ми знову ділимося з вами новинами року, що минає, які найбільше надихнули нас та запам'яталися. У цій публікації говоритимемо про те, чого досягнули науковці у сфері медицини.

T-лімфоцити інфіковані вірусом імунодефіциту людини (жовто-зелений) під сканувальним електронним мікроскопом. NIAID / Wikimedia Commons

T-лімфоцити інфіковані вірусом імунодефіциту людини (жовто-зелений) під сканувальним електронним мікроскопом. NIAID / Wikimedia Commons

Зроблено нові кроки на шляху до приборкання ВІЛ

Хоча діагноз інфекція вірусом імунодефіциту людини (ВІЛ) вже давно не є вироком і за своєчасного початку лікування пацієнти можуть прожити довге життя, захворювання все ще не є виліковним і чинить негативний вплив на організм. Та дослідники не покладають зусиль, щоб віднайти ефективні ліки. Зокрема, цьому сприяє вивчення незвичайних людей, чия імунна система самостійно змогла пригнітити віруси в організмі до рівня, як при прийманні противірусних препаратів. Таких людей називають елітними контролерами, і їхня частка серед усіх інфікованих складає лише близько 0,5 відсотка. Минулого року вчені описали випадок жінки із їхнього числа, якій вдалося без лікування очистити організм від функціональних копій ВІЛ (принаймні їх не знайшли, проаналізувавши понад мільярд імунних клітин пацієнтки). Цього року виліковування від ВІЛ-інфекції запідозрили у ще однієї жінки. Із 2013 року вона не приймала противірусні препарати, окрім як у період вагітності, а обстеження після народження дитини не виявило функціональних копій вірусу у більш ніж 1,8 мільярда досліджених клітин.

ВІЛ-інфікована клітина. Science Photo Library

ВІЛ-інфікована клітина. Science Photo Library

Окрім цього, у 2021 році медицина поповнилася дієвими препаратами проти ВІЛ: Управління з продовольства та медикаментів США (FDA) дало дозвіл на використання двох ін'єкційних засобів тривалої дії — по одному для лікування та профілактики ВІЛ-інфекції. Стандартна противірусна терапія для лікування ВІЛ-інфекції або запобігання їй вимагає щоденного прийняття таблетованих ліків, натомість нові препарати у вигляді ін'єкції достатньо вводити раз на місяць або два.

Сучасні технології повернули втрачені можливості

Ще ближчим став до нас і той час, коли люди з інвалідністю зможуть повернути собі втрачені можливості. Як показали дослідження останніх років, одна з ключових ролей у цьому належатиме нейрокомп'ютерним інтерфейсам — пристроям, які під'єднують мозок до комп'ютера.

Цьогоріч двоє чоловіків із паралічем, який зачепив і їхню можливість говорити, змогли ефективно комунікувати з іншими через мозковий імплантат, який реєструє електричну активність нейронів. Один із них зміг виводити літери прописом на екрані комп'ютера, уявляючи, що він пише їх від руки. Швидкість набору тексту 65-річним чоловіком у такий спосіб склала 18 слів на хвилину, що подібно до швидкості друку його однолітків на смартфоні. Інший пацієнт, 36-річний паралізований, замість окремих літер думав та виводив на екран цілі слова — вчені припустили, що це природніший спосіб спілкуватися. Так людина змогла виводити на екран у середньому 15,2 слова у хвилину. Поки що це небагато, але результат вражає, зважаючи на те, що пацієнт не розмовляв словами більш ніж 15 років. А технологію надалі збираються вдосконалити.

UC San Francisco (UCSF) / YouTube

UC San Francisco (UCSF) / YouTube

Та новітні технології допомогли не лише в комунікації, а й у можливості знову бачити. Сліпа жінка з Іспанії погодилася взяти участь у дослідженні, під час якого їй у мозок встановили імплантат, що активує частини зорової кори комбінаціями електродів, даючи їй змогу побачити фігури без посередництва очей. Коли до імплантату під'єднали ще й відеокамеру на оправі окулярів, то пацієнта змогла таким чином побачити темні й світлі лінії та вказати на потрібну фігуру на екрані комп'ютера. А незрячий внаслідок генетичної хвороби чоловік частково повернув зір завдяки іншій технології — оптогенетиці. Вона полягає у генетичній модифікації нейронів, завдяки якій ті стають чутливими до світла, а значить їхньою активністю можна керувати впливом променів із відповідною довжиною хвиль. Піддослідному ввели в одне око віруси, які вбудували у нервові клітини його сітківки ген білка, чутливого до бурштинового світла. Відтак йому теж видали окуляри із відеокамерою, які перетворювали зображення з неї на світлові імпульси та передавали їх на сітківку ока чоловіка. Завдяки цьому він зміг побачити та торкнутися предметів перед собою, наприклад, блокноту.

Вакцина й ультразвук поборолися з пухлинами мозку

Деякі противники вакцинації проти коронавірусної інфекції обґрунтовують своє побоювання тим, що проти такої страшної хвороби як рак науковці вже багато десятиліть не можуть розробити вакцину, тож дивно, що проти ковіду її створили менш ніж за рік. Не будемо вдаватися у пояснення того, що безглуздо порівнювати онкологічні та інфекційні хвороби, просто зазначимо, що цьогоріч медицина стала ближче й до створення дієвих вакцин проти раку.

Німецькі дослідники описали успішні результати випробування вакцини проти дифузної гліоми — агресивного раку головного мозку. У більшості пацієнтів із цим діагнозом ракові клітини мають однакову мутацію, яка призводить до вироблення ними зміненого білка. Вчені припустили, що можна вакциною націлити на нього імунну систему хворих, яка відтак знищуватиме злоякісні клітини. Перше випробування такої вакцини, покликане вивчити безпечність препарату, провели на 33 пацієнтах. Більш ніж у 93 відсотків учасників втручання спричинило бажану імунну реакцію і в їхній крові виявили імунні клітини, здатні націлюватися та знищувати ракові клітини дифузної гліоми. Поки що вчені фокусувалися на вивченні безпечності вакцини, а не ефективності, але результати обнадійливі й указують на потенціал вакцинації проти раку мозку.

Інший підхід, який дав надію на ефективне лікування пухлин мозку, полягає у застосуванні ультразвуку. Ліки, навіть здатні ефективно боротися із пухлинами, часто не можуть потрапити в мозок у достатній для терапевтичного ефекту кількості. Все через наявність гематоенцефалічного бар'єра, чия функція полягає у захисті центральної нервової системи від потрапляння до неї токсичних речовин із крові.

Та канадські дослідники знайшли спосіб тимчасово порушити бар'єр, щоб крізь нього міг проникнути протираковий препарат із крові. Для цього вони використали введення в організм, окрім ліків, мікробульбашок контрастної речовини. Коли та доходила до судин мозку, вчені впливали на них фокусованим ультразвуком, чим спонукали мікробульбашки вібрувати та розширювати проміжки між клітинами, у які вже вільно міг проникнути лікарський засіб. Випробуваний на чотирьох пацієнтках із мозковими метастазами, підхід показав свою попередню безпечність і можливість зменшити розміри стійких пухлин мозку.

Людський організм не відторгнув свинячий орган

Одним із найвагоміших досягнень трансплантології 2021 року, на нашу думку, є перше успішне пересадження нирки свині людині. Свині здаються зручними донорами органів для людей через відносну простоту утримання та розміри, але дотепер спроби пересадити їхні органи приматам були невдалими. Все через наявність на їхніх клітинах вуглеводу, який відсутній у приматів і спричиняє в них (зокрема, в нас) сильну імунну реакцію на нього. Тож науковці вивели лінію генномодифікованих свиней, яких позбавили можливості продукувати той вуглевод в надії на краще приживання їхніх органів.

Трансплантація нирки свині людині. Joe Carrotta for NYU Langone Health / Handout via REUTERS

Трансплантація нирки свині людині. Joe Carrotta for NYU Langone Health / Handout via REUTERS

Група американських хірургів взялася випробувати можливість трансплантації органів ГМО-свиней людині — вони під'єднали нирку тварини до кровоносної системи пацієнтки зі смертю мозку, яку очікувало відключення від апаратів життєзабезпечення. Протягом трьох днів, що нирка була приєднана до тіла жінки, лікарі не виявили ознак негайного відторгнення, як це властиво органам звичайних свиней. Пересаджена нирка навіть стала виконувати свої функції, виробляючи нормальну кількість сечі. Далі лікарі планують спробувати пересадити нирку свині пацієнтам із нирковою недостатністю, яким не допомагає діаліз.

Усвідомлений сон ще не був настільки усвідомленим

Сновидіння є одним із найзагадковіших продуктів роботи психіки, навіть для сучасної науки. Зрозуміти, що вони таке, для чого існують і чи можуть вказати на розлади психіки й способи їх лікування, дуже важко з огляду на те, що сни є дуже суб'єктивним явищем. Ніхто не може потрапити в чужий сон, подібно ді Капріо у фільмі «Початок», щоб його дослідити (принаймні поки що), а покладатися на спогади сновидців не надто інформативно, зважаючи на їхню фрагментарність та й загалом погане запам'ятовування снів. Але можна розпитати безпосередньо самих сплячих, що їм сниться.

Дослідники індукували в добровольців свідомі сновидіння, коли людина усвідомлює, що вона спить. А потім поспілкуватися з ними, ставлячи прості запитання з відповідями «так» або «ні». Після прокидання учасники розповіли вченим, що чули їхні слова у снах ніби закадровим голосом або ж вбудованим у сон (наприклад, до одного з них запитання лунало через автомобільне радіо).

Elia Pellegrini / Unsplash

Elia Pellegrini / Unsplash

Такий сон науковці назвали інтерактивним. У цьому дослідженні учасники не розповіли про те, що бачать, але вчені хоча б показали, що можливо спілкуватися із людьми крізь сон.

А нестачу сну принаймні частково замінила фізична активність

Поки що незрозуміло, який (і чи взагалі якийсь) вплив мають усвідомлені сновидіння на здоров'я людини, але беззаперечним є факт, що повноцінний сон є важливою умовою підтримання хорошого самопочуття та продуктивності. Водночас поганий сон (його нестача, низька якість, хропіння тощо) не лише загрожує хронічною втомою, а й підвищує ризик передчасної смерті. Та не варто надто засмучуватися людям, чий сон поки що не підлягає корекції — все ще є спосіб підвищити шанси на довге життя!

Як показало дослідження австралійських учених, найвищі ризики померти передчасно, особливо від раку, мають люди у яких поганий сон поєднується ще й із малорухливим способом життя. А найменший ризик, відповідно, у людей зі здоровим сном та високою фізичною активністю. Але найкраще тут у тому, що навіть якщо сон людини залишає бажати кращого, але вона має значні фізичні навантаження, ризики від поганого сну були майже такими ж низькими, як у тих щасливчиків, що добре сплять і активні.

Проти діабету теж знайшлися нові потенційні підходи

Цукровий діабет характеризується порушенням організму нормально знижувати рівень глюкози у крові. Діабет першого типу спричиняється автоімунним розладом, за якого організм знищує власні бета-клітини підшлункової залози, які виробляють інсулін — гормон, що знижує рівень глюкози у крові. Такі пацієнти зазвичай повинні отримувати інсулін зовні у вигляді ін'єкцій, зокрема шляхом використання штучних підшлункових залоз — пристроїв, які за потреби самостійно вводять гормон в організм. Але вчені невпинно розглядають можливості вилікувати захворювання.

Канадські дослідники випробували спосіб імплантації стовбурових клітин підшлункової залози під шкіру хворих із діабетом першого типу, щоб поповнити нестачу бета-клітин. За кілька місяців клітини дозріли до стану, подібного на бета-клітини, й стали виробляти інсулін. Через рік після процедури в учасників знизилася потреба в інсуліні у середньому на 20 відсотків. Це, звісно, не вилікувало їх, але принаймні науковці вказали на потенціал підходу й знають, над чим працювати у наступних дослідженнях.

Клітини підшлункової залози, репрограмовані виробляти інсулін. Pedro Herrera / UNIGE

Клітини підшлункової залози, репрограмовані виробляти інсулін. Pedro Herrera / UNIGE

Натомість цукровий діабет другого типу головним чином характеризується зниженням клітинами організму чутливості до інсуліну та відносним зменшенням вироблення гормону, через що рівень глюкози в крові неефективно знижується. Лікування таких пацієнтів полягає у зміні способу життя з дотриманням дієти та утриманням ваги в нормальному діапазоні, а також прийманні цукрознижувальних препаратів. Проте більшість таких ліків протипоказані хворим, у яких уже розвинулося ускладнення діабету у вигляді ниркової недостатності. Їх лікують подібно до пацієнтів із діабетом першого типу, вводячи ін'єкції інсуліну. Але розрахувати точне дозування важко, тому часто хворі отримують або недостатню кількість інсуліну, або надмірну.

Вчені припустили, що допомогти може високочутлива штучна підшлункова залоза, яка застосовується при лікуванні діабету першого типу. Вона безперервно відстежує рівень глюкози у крові та вводить необхідну дозу інсуліну. Випробування на пацієнтах із діабетом другого типу, що потребували діалізу через ниркову недостатність, показало, що штучна підшлункова допомагає контролювати у таких хворих рівень глюкози ефективніше за стандартну терапію ін'єкціями.

Хрящ із носа допоміг відновити хрящ колінного суглоба

При остеоартриті відбувається руйнування хрящів у суглобах, найчастіше колінних та кульшових. Попри те, що хвороба є найпоширенішою серед тих, що вражають суглоби, вилікувати її наразі неможливо. Самостійно хрящ не може відновитися, тому у важких випадках хворим проводять операцію із заміною суглоба на протез, який потребує заміни через певний час. Група науковців у цьогорічній статті описала можливий спосіб незвичайної терапії остеоартриту — пересадкою хряща з носа до вражених суглобів. Метод виправданий тим, що клітини носового хряща показали високу стійкість до запальних речовин, які присутні у вражених остеоартритом суглобах, та здатність до розростання й формування нової хрящової тканини.

Досліди на мишах, вівцях та двох пацієнтах показали, що вилучення клітин носового хряща від хворих на остеоартрит з подальшим їх вирощуванням у поживному середовищі й наступною імплантацією до пошкоджених суглобів допомагає зменшити прояви остеоартриту й відновити хрящ. Поки що невідомо, як довго триває ефект, але учасникам вдалося відтермінувати заміну колінних суглобів протезами щонайменше на два роки.

Вакцини проти малярії нарешті стали доступнішими

Всесвітня організація охорони здоров'я (ВООЗ) вже кілька років наголошувала на необхідності розроблення ефективних вакцин проти малярії, що допомогло би рятувати тисячі життів щороку. Лише у 2019 році на хворобу захворіло маже 230 мільйонів людей, із яких загинуло 409 тисяч, більшість — діти до п'яти років. Восени ВООЗ дозволила використання вакцини проти малярії для дітей у регіонах, де хвороба є поширеною. Вакцина захищає від інфікування із ефективністю близько 39 відсотків, а від важкого протікання — 29 відсотків. Утім, при поєднанні вакцинації із профілактичними протималярійними препаратами дієвість запобігання госпіталізації та смерті зростає до 70 відсотків.

Малярійні плазмодії (зелені) в інфікованій клітині. James Cavallini / BSIP SA

Малярійні плазмодії (зелені) в інфікованій клітині. James Cavallini / BSIP SA

Між тим, розробники іншої вакцини вперше показали, що вакцина проти малярії може досягти ефективності у більш ніж 75 відсотків — саме до такого мінімального показника ефективності закликала ВООЗ прагнути. Дослідження на 450 дітях вказало, що вакцина вберігає від малярії з ефективністю 77 відсотків при використанні високих доз і 71 відсоток — за низьких доз.