Din moment ce anul 2011 se apropie de sfarsit, m-am gandit sa va prezint cateva din descoperirile medicale importante ce au avut loc pe parcursul acestui an.
1. Imprimanta de organe- martie, San Diego, SUA
Este primul prototip al unei masinarii care poate reproduce microarhitectura tesuturilor umane, utilizand celule stem. Bioprinterul functioneaza ca o imprimanta inkjet profesionala, si, in viitor, va putea construi tesuturi si organe pentru transplante direct in salile de chirurgie. In prezent se lucreaza la realizarea de vase sanguine, insa idealul final este acela de a crea organe complexe. Totusi, conform estimarilor, in 5 ani arterele bioimprimate vor fi deja disponibile pentru operatiile pe cord deschis.
2. Insulina - utila pentru tratamentul bolii Alzheimer- aprilie, Scoala Medicala Washington, Seattle, SUA
Un studiu pilot realizat pe un esantion de 104 persoane a aratat ca o doza de insulina administrata de 2 ori pe zi ar putea incetini sau chiar opri progresia bolii Alzheimer. Substanta trebuie administrata intranazal, prin pulverizare, pentru a ajunge mai repede la creier. Insulina are un rol important intr-o serie de functii ale SNC, iar perturbarea procesului de sinteza a acesteia contribuie la patofiziologia bolii Alzheimer. In plus, studiul releva importanta diabetului ca factor de risc in aparitia dementei senile.
3. Human Brain Project - harta creierului - mai, Scoala Politehnica Federala, Lausanne, Elvetia
Human Brain Project este un proiect stiintific ce are ca scop cartografierea creierului uman. El are la baza Blue Brain, un program ce poate simula 360.000 neuroni. Desi acestia reprezinta doar o parte din creierul unui sobolan, cercetatorii spera sa ajunga la simularea a 100 de miliarde de neuroni, cat are aproximativ creierul uman. De altfel, Blue Brain functioneaza prin milioanele de lucrari stiintifice care ofera informatii fragmentate despre modul de functionare a creierului. Se spera ca pe viitor, Blue Brain sa adune toate informatiile despre creier intr-un model unificat.
4. Transplantul de celule stem cardiace pentru recuperarea post-infarct- iunie, Universitatea Louisville, Kentucky, SUA
Este posibil: cultivarea celulelor stem in vitro, preluate anterior de la un bolnav ce a suferit de infarct, si introducerea lor inapoi, in inima bolnavului, prin transfuzie intracoronariana. Celulele stem ajuta inima sa se recupereze si sa creasca volumul de sange pompat cu fiecare bataie. Pentru verificarea acestor ipoteze, cercetatorii au luat 2 grupuri de bolnavi: o parte au fost supusi doar unei operatii de bypass, pentru devierea circuitului sanguin blocat prin infarct. Cealalta parte a fost tratata cu celule stem. Prin comparatie cu primii, cei din urma au avut o recuperare mai buna. Dupa o luna, fractia de ejectie a crescut de la 30% la 36%(normal fiind intre 50 si 60%), iar dupa 4 luni, la 38 sau chiar 42%. Pacientii care au fost supusi doar bypass-ului au ramas cu fractia de ejectie nemodificata.
5. Plamanii artificiali - iulie, Universitatea Case Western Reserve, Cleveland, Ohio, SUA
Desi actualii plamani artificiali sunt ineficienti, incomozi si mai ales, preiau doar oxigen, noul model de plamani artificiali poate respira aer obisnuit. Acestal este modelat dupa principiile naturale ale plamanului uman: contine tuburi de cauciuc siliconat, asemanatoare vaselor sanguine, cu diametre cat ¼ din grosimea firului de par, care se dilata si se contracta, permitand circulatia aerului ca intr-un plaman normal. Astfel, se creeaza un raport bun suprafata/volum, dotand dispozitivul cu o mare eficienta a transportului de oxigen. Cu toate ca in prezent aparatul este un cilindru metalic de mari dimensiuni, se spera ca pe viitor acesta sa devina implantabil si imbunatatit, astfel incat sa fie similar plamanului uman atat functional cat si anatomic.
6. Neuroni din celule stem pentru tratarea bolii Parkinson - august, Memorial Sloan-Kettering Cancer Centre, New York, SUA
Desi in Europa celulele stem reprezinta un subiect controversat, in SUA experimentele de acest gen inregistreaza numeroase succese. Unul dintre ele reprezinta transformarea celulelor stem in neuroni dopaminergici. Timp de 25 de zile, celulele stem au fost expuse unor cascade de semnale proteice, astfel incat acestea s-au transformat in neuroni dopaminergici functionali mai multe luni. Apoi, acestia au fost utilizati pentru tratarea unor cobai bolnavi de Parkinson(soareci, maimute, sobolani). La toate cele 3 specii, neuronii dopaminergici au reusit sa restabileasca conexiuni nervoase distruse de boala si sa refaca, macar partial, abilitatile motorii. In plus, nu s-a consemnat nici o crestere tumorala.
7. Medicamentul universa l- august, Laboratorul Lincoln din cadrul MIT, SUA
Cu un nume cat se poate de neobisnuit, DRACO( Double-Stranded RNA Activated Caspase Oligomerizers) este inspirat chiar din sistemul de aparare al celulelor, si functioneaza tintind un tip de ARN produs de celulele infectate cu virusuri. Medicamentul a fost testat pe 15 virusuri si a fost eficient in distrugerea fiecaruia dintre ele: de la rinovirusuri la H1N1, pana la virusul polio sau al febrei Dengue. Astfel, soarecii infectati cu gripa aviara au primit DRACO si s-au vindecat complet, fara a exista o toxicitate a compusului. Acest medicament ar fi extrem de util in tratarea gripei sau febrei hemoragice Ebola, care sunt imune la antivirale, prin tintirea celulelor infectate si distrugerea acestora.
8. Transfuzie cu sange “aproape” artificial - septembrie, Universitatea Pierre et Marie Curie, Paris, Franta
Procesul s-a asemanat mult cu o transfuzie normala, doar ca donatorul si primitorul au fost aceeasi persoana. Cercetatorii au recoltat de la acest voluntar un fragment de maduva osoasa, din care au extras celule stem hematopoietice. Apoi au cultivat eritrocite in vivo, pe care le-au reintrodus ulterior in circulatie( 10 miliarde, aproximativ 2 ml de sange). Rata de supravietuire a eritrocitelor a fost de 41-63% la 26 de zile de la transfuzie, procente similare pentru o transfuzie obisnuita. De asemenea, functia de transport de oxigen a celulelor rosii s-a dovedit a fi eficienta, iar aceste celule nu au general celule canceroase. Aceste date vor permite, pe viitor, cresterea cantitatii de sange artificial disponibil pentru transfuzie, impreuna cu diminuarea riscului de infectie. Este prima transfuzie artificiala realizata cu succes.
9. Primul vaccin impotriva cancerului pulmonar - 6 septembrie, la Centrul de Imunologie Moleculara din Havana, Cuba
Clima Vax-EGF, rezultatul a peste 25 de ani de studii, este primul vaccin impotriva cancerului din lume. Nu este neaparat un vaccin in sensul preventiv, adica nu impiedica aparitia cancerului la noi pacienti, ci ataca mecanismul prin care acesta produce daune organismului. Substanta sa activa produce anticorpi impotriva proteinelor raspunzatoare de inmultirea necontrolata a celulelor(EGF=epithelial growth factor). Astfel, cancerul pulmonar este transformat intr-o boala cronica ce poate fi tratata. Vaccinul a fost creat pentru pacientii cu cancer pulmonar in stadii terminale, la care orice alta forma de tratament a esuat.
10. Mancarea care ne modifica genele - octombrie, Universitatea Nanjing, China
Intr-un studiu realizat pe 31 de voluntari, cercetatorii chinezi au descoperit ca in sangele lor, pe langa eritrocite, leucocite, trombocite si proteine, precum si alte elemente ale plasmei, circula si fragmente de microARN, provenite din mancarea ingerata. Aceste fragmente supravietuiesc digestiei si modifica activitatea genelor. Aceasta descoperire a avut loc absolut intamplator, in timp ce cercetatorii incercau sa clasifice microARN-ul din laptele matern. In el au descoperit microARN de origine vegetala si, deoarece gatitul alimentelor nu distruge ARNul, au presupus ca provine din alimente. Cautand si in alte tesuturi si sange, au gasit 40 de molecule de microARN, majoritatea provenind din orez, broccoli si conopida. Astfel, este posibil ca in alimente sa fie inserate, pe viitor, framgente de microARN ce modifica genele in scop terapeutic.
11. Stresul modifica ADN-ul- noiembrie, Universitatea Duke, SUA
Daca pana acum aceasta ipoteza era doar banuita, fara a exista insa o explicatie, cercetatorii americani au gasit mecanismul molecular al acestui fenomen. Adrenalina, markerul stresului cronic, poate realiza pe termen lung mutatii cromozomiale. Se pare ca nivelurile serice ridicate de adrenalina provoaca o scadere a proteinei P53. Aceasta este o proteina inhibitoare a tumorilor si este un fel de “gardian al genomului”, caci previne anomaliile genetice ce determina aparitia tumorilor. Astfel, studiul ofera o explicatie plauzibila pentru fenomene cauzate de stres, precum modificari benigne, ca de exemplu albirea parului, sau modificari maligne, ce pot periclita viata.
12. Albumina umana, produsa din orez transgenic - noiembrie, Universitatea Wuhan, China
Albumina umana este utilizata in tratamentul arsurilor, hemoragiilor grave si cirozei, dar si in cercetare, pentru producerea de vaccinuri si medicamente. In prezent, este extrasa exclusiv din sange si este in cantitate insuficienta. In plus, exista unele riscuri, precum raspandirea unor boli ca HIV sau hepatita. Ei bine, cercetatorii chinezi au reusit sa modifice genetic plante de orez asiatic pentru a produce cantitati mari de albumina umana. Procedeul dureaza 2 zile, insa albumina rezultata este asemanatoare cu cea umana. Dintr-un kg de orez, se pot produce 3 g de albumina, prin urmare, aspectul cantitativ al acestei realizari este foarte important. Mai mult, teste realizate pe animale de experienta au demonstrat ca proteina este echivalenta celei gasite in sange, atat din punct de vedere molecular, cat si functional.
13. Reintinerirea celulelor persoanelor varstnice - noiembrie, la Institute of Functional Genomics, din Montpellier, Franta
Se pare ca cercetatorii francezi au reusit primul pas in directia dezvoltarii unor terapii capabile sa combata imbatranirea: au reusit sa reprogrameze celule ale persoanelor in varsta sa devina celule stem pluripotente(iPS), adica celule ce se pot diferentia in orice tip de celula adulta, astfel generand orice tip de tesut. Pana acum, in 2007, se reusise doar reprogramarea celulelor adulte in celule stem, insa nu si ale persoanelor varstnice.
14. Pe 22 noiembrie, s-a realizat un model de lentile de contact electronice, care afiseaza texte si imagini chiar in fata ochiului. Astfel, nu trebuie sa ne uitam pe o foaie sau sa privim monitorul pentru a vedea pozele sau citi textele. Mai mult, exista optiunea de “zoom”, astfel incat nu trebuie sa apropii obiectul respectiv de ochi. Lentilele se aplica pe ochi ca si cele conventionale.
Sursa: Revista Stiinta si Tehnica, nr 9, decembrie 2011
Ruxandra Canarache Este primul prototip al unei masinarii care poate reproduce microarhitectura tesuturilor umane, utilizand celule stem. Bioprinterul functioneaza ca o imprimanta inkjet profesionala, si, in viitor, va putea construi tesuturi si organe pentru transplante direct in salile de chirurgie. In prezent se lucreaza la realizarea de vase sanguine, insa idealul final este acela de a crea organe complexe. Totusi, conform estimarilor, in 5 ani arterele bioimprimate vor fi deja disponibile pentru operatiile pe cord deschis.
2. Insulina - utila pentru tratamentul bolii Alzheimer- aprilie, Scoala Medicala Washington, Seattle, SUA
Un studiu pilot realizat pe un esantion de 104 persoane a aratat ca o doza de insulina administrata de 2 ori pe zi ar putea incetini sau chiar opri progresia bolii Alzheimer. Substanta trebuie administrata intranazal, prin pulverizare, pentru a ajunge mai repede la creier. Insulina are un rol important intr-o serie de functii ale SNC, iar perturbarea procesului de sinteza a acesteia contribuie la patofiziologia bolii Alzheimer. In plus, studiul releva importanta diabetului ca factor de risc in aparitia dementei senile.
3. Human Brain Project - harta creierului - mai, Scoala Politehnica Federala, Lausanne, Elvetia
Human Brain Project este un proiect stiintific ce are ca scop cartografierea creierului uman. El are la baza Blue Brain, un program ce poate simula 360.000 neuroni. Desi acestia reprezinta doar o parte din creierul unui sobolan, cercetatorii spera sa ajunga la simularea a 100 de miliarde de neuroni, cat are aproximativ creierul uman. De altfel, Blue Brain functioneaza prin milioanele de lucrari stiintifice care ofera informatii fragmentate despre modul de functionare a creierului. Se spera ca pe viitor, Blue Brain sa adune toate informatiile despre creier intr-un model unificat.
4. Transplantul de celule stem cardiace pentru recuperarea post-infarct- iunie, Universitatea Louisville, Kentucky, SUA
Este posibil: cultivarea celulelor stem in vitro, preluate anterior de la un bolnav ce a suferit de infarct, si introducerea lor inapoi, in inima bolnavului, prin transfuzie intracoronariana. Celulele stem ajuta inima sa se recupereze si sa creasca volumul de sange pompat cu fiecare bataie. Pentru verificarea acestor ipoteze, cercetatorii au luat 2 grupuri de bolnavi: o parte au fost supusi doar unei operatii de bypass, pentru devierea circuitului sanguin blocat prin infarct. Cealalta parte a fost tratata cu celule stem. Prin comparatie cu primii, cei din urma au avut o recuperare mai buna. Dupa o luna, fractia de ejectie a crescut de la 30% la 36%(normal fiind intre 50 si 60%), iar dupa 4 luni, la 38 sau chiar 42%. Pacientii care au fost supusi doar bypass-ului au ramas cu fractia de ejectie nemodificata.
5. Plamanii artificiali - iulie, Universitatea Case Western Reserve, Cleveland, Ohio, SUA
Desi actualii plamani artificiali sunt ineficienti, incomozi si mai ales, preiau doar oxigen, noul model de plamani artificiali poate respira aer obisnuit. Acestal este modelat dupa principiile naturale ale plamanului uman: contine tuburi de cauciuc siliconat, asemanatoare vaselor sanguine, cu diametre cat ¼ din grosimea firului de par, care se dilata si se contracta, permitand circulatia aerului ca intr-un plaman normal. Astfel, se creeaza un raport bun suprafata/volum, dotand dispozitivul cu o mare eficienta a transportului de oxigen. Cu toate ca in prezent aparatul este un cilindru metalic de mari dimensiuni, se spera ca pe viitor acesta sa devina implantabil si imbunatatit, astfel incat sa fie similar plamanului uman atat functional cat si anatomic.
6. Neuroni din celule stem pentru tratarea bolii Parkinson - august, Memorial Sloan-Kettering Cancer Centre, New York, SUA
Desi in Europa celulele stem reprezinta un subiect controversat, in SUA experimentele de acest gen inregistreaza numeroase succese. Unul dintre ele reprezinta transformarea celulelor stem in neuroni dopaminergici. Timp de 25 de zile, celulele stem au fost expuse unor cascade de semnale proteice, astfel incat acestea s-au transformat in neuroni dopaminergici functionali mai multe luni. Apoi, acestia au fost utilizati pentru tratarea unor cobai bolnavi de Parkinson(soareci, maimute, sobolani). La toate cele 3 specii, neuronii dopaminergici au reusit sa restabileasca conexiuni nervoase distruse de boala si sa refaca, macar partial, abilitatile motorii. In plus, nu s-a consemnat nici o crestere tumorala.
7. Medicamentul universa l- august, Laboratorul Lincoln din cadrul MIT, SUA
Cu un nume cat se poate de neobisnuit, DRACO( Double-Stranded RNA Activated Caspase Oligomerizers) este inspirat chiar din sistemul de aparare al celulelor, si functioneaza tintind un tip de ARN produs de celulele infectate cu virusuri. Medicamentul a fost testat pe 15 virusuri si a fost eficient in distrugerea fiecaruia dintre ele: de la rinovirusuri la H1N1, pana la virusul polio sau al febrei Dengue. Astfel, soarecii infectati cu gripa aviara au primit DRACO si s-au vindecat complet, fara a exista o toxicitate a compusului. Acest medicament ar fi extrem de util in tratarea gripei sau febrei hemoragice Ebola, care sunt imune la antivirale, prin tintirea celulelor infectate si distrugerea acestora.
8. Transfuzie cu sange “aproape” artificial - septembrie, Universitatea Pierre et Marie Curie, Paris, Franta
Procesul s-a asemanat mult cu o transfuzie normala, doar ca donatorul si primitorul au fost aceeasi persoana. Cercetatorii au recoltat de la acest voluntar un fragment de maduva osoasa, din care au extras celule stem hematopoietice. Apoi au cultivat eritrocite in vivo, pe care le-au reintrodus ulterior in circulatie( 10 miliarde, aproximativ 2 ml de sange). Rata de supravietuire a eritrocitelor a fost de 41-63% la 26 de zile de la transfuzie, procente similare pentru o transfuzie obisnuita. De asemenea, functia de transport de oxigen a celulelor rosii s-a dovedit a fi eficienta, iar aceste celule nu au general celule canceroase. Aceste date vor permite, pe viitor, cresterea cantitatii de sange artificial disponibil pentru transfuzie, impreuna cu diminuarea riscului de infectie. Este prima transfuzie artificiala realizata cu succes.
9. Primul vaccin impotriva cancerului pulmonar - 6 septembrie, la Centrul de Imunologie Moleculara din Havana, Cuba
Clima Vax-EGF, rezultatul a peste 25 de ani de studii, este primul vaccin impotriva cancerului din lume. Nu este neaparat un vaccin in sensul preventiv, adica nu impiedica aparitia cancerului la noi pacienti, ci ataca mecanismul prin care acesta produce daune organismului. Substanta sa activa produce anticorpi impotriva proteinelor raspunzatoare de inmultirea necontrolata a celulelor(EGF=epithelial growth factor). Astfel, cancerul pulmonar este transformat intr-o boala cronica ce poate fi tratata. Vaccinul a fost creat pentru pacientii cu cancer pulmonar in stadii terminale, la care orice alta forma de tratament a esuat.
10. Mancarea care ne modifica genele - octombrie, Universitatea Nanjing, China
Intr-un studiu realizat pe 31 de voluntari, cercetatorii chinezi au descoperit ca in sangele lor, pe langa eritrocite, leucocite, trombocite si proteine, precum si alte elemente ale plasmei, circula si fragmente de microARN, provenite din mancarea ingerata. Aceste fragmente supravietuiesc digestiei si modifica activitatea genelor. Aceasta descoperire a avut loc absolut intamplator, in timp ce cercetatorii incercau sa clasifice microARN-ul din laptele matern. In el au descoperit microARN de origine vegetala si, deoarece gatitul alimentelor nu distruge ARNul, au presupus ca provine din alimente. Cautand si in alte tesuturi si sange, au gasit 40 de molecule de microARN, majoritatea provenind din orez, broccoli si conopida. Astfel, este posibil ca in alimente sa fie inserate, pe viitor, framgente de microARN ce modifica genele in scop terapeutic.
11. Stresul modifica ADN-ul- noiembrie, Universitatea Duke, SUA
Daca pana acum aceasta ipoteza era doar banuita, fara a exista insa o explicatie, cercetatorii americani au gasit mecanismul molecular al acestui fenomen. Adrenalina, markerul stresului cronic, poate realiza pe termen lung mutatii cromozomiale. Se pare ca nivelurile serice ridicate de adrenalina provoaca o scadere a proteinei P53. Aceasta este o proteina inhibitoare a tumorilor si este un fel de “gardian al genomului”, caci previne anomaliile genetice ce determina aparitia tumorilor. Astfel, studiul ofera o explicatie plauzibila pentru fenomene cauzate de stres, precum modificari benigne, ca de exemplu albirea parului, sau modificari maligne, ce pot periclita viata.
12. Albumina umana, produsa din orez transgenic - noiembrie, Universitatea Wuhan, China
Albumina umana este utilizata in tratamentul arsurilor, hemoragiilor grave si cirozei, dar si in cercetare, pentru producerea de vaccinuri si medicamente. In prezent, este extrasa exclusiv din sange si este in cantitate insuficienta. In plus, exista unele riscuri, precum raspandirea unor boli ca HIV sau hepatita. Ei bine, cercetatorii chinezi au reusit sa modifice genetic plante de orez asiatic pentru a produce cantitati mari de albumina umana. Procedeul dureaza 2 zile, insa albumina rezultata este asemanatoare cu cea umana. Dintr-un kg de orez, se pot produce 3 g de albumina, prin urmare, aspectul cantitativ al acestei realizari este foarte important. Mai mult, teste realizate pe animale de experienta au demonstrat ca proteina este echivalenta celei gasite in sange, atat din punct de vedere molecular, cat si functional.
13. Reintinerirea celulelor persoanelor varstnice - noiembrie, la Institute of Functional Genomics, din Montpellier, Franta
Se pare ca cercetatorii francezi au reusit primul pas in directia dezvoltarii unor terapii capabile sa combata imbatranirea: au reusit sa reprogrameze celule ale persoanelor in varsta sa devina celule stem pluripotente(iPS), adica celule ce se pot diferentia in orice tip de celula adulta, astfel generand orice tip de tesut. Pana acum, in 2007, se reusise doar reprogramarea celulelor adulte in celule stem, insa nu si ale persoanelor varstnice.
14. Pe 22 noiembrie, s-a realizat un model de lentile de contact electronice, care afiseaza texte si imagini chiar in fata ochiului. Astfel, nu trebuie sa ne uitam pe o foaie sau sa privim monitorul pentru a vedea pozele sau citi textele. Mai mult, exista optiunea de “zoom”, astfel incat nu trebuie sa apropii obiectul respectiv de ochi. Lentilele se aplica pe ochi ca si cele conventionale.
Sursa: Revista Stiinta si Tehnica, nr 9, decembrie 2011
