10 største medisinske gjennombrudd i 2015

Forskere har hatt et travelt år, med 2015 et spesielt produktivt år for medisin. Vi har hatt spennende funn, gjennombrudd i teknologi og nye applikasjoner for eksisterende produkter. Her er 10 medisinske overskrifter fra 2015 som er sikker på å få stor innvirkning på verden i årene som kommer.

10 Discovery Of Teixobactin

I 2014 advarte Verdens helseorganisasjon om at verden kom inn i en "post-antibiotisk epoke", og de hadde rett. Vi har ikke funnet et nytt antibiotika som faktisk ble brukt som medisin siden 1987, nesten 30 år siden. Narkotika-resistente infeksjoner blir et stadig større problem. Men i 2015 gjorde forskere en oppdagelse som har blitt beskrevet som en "Ægame changer"

Forskere oppdaget en ny klasse antibiotika med 25 nye antimikrobielle stoffer, inkludert en potente som heter teixobactin. Dette nye antibiotikum dreper mikrober ved å blokkere deres evne til å bygge cellevegger, slik at mikrober ikke kan utvikle en resistens mot stoffet. Så langt har teixobactin vist seg effektivt ved å drepe MRSA og flere bugs som forårsaker tuberkulose.

Kanskje enda viktigere, brukte laget bak oppdagelsen en ny metode for å dyrke antibiotika for å få disse resultatene. De opprettet et "Äusubterranean hotel", hvor hver pod (eller, Erummet ") er skilt fra resten og inneholder en enkelt bakterie.

Det, Äúhotel, er da plassert i jord, slik at mange antibiotika kan dyrkes i laboratorier som tidligere ikke kunne gjøre det. Når det gjelder teixobaktin, gir lovende tester på mus fører til menneskelig testing, som skal begynne i 2017.

9 Leger vokser vokalledninger fra grunnen av

Et av de mest spennende, futuristiske feltene i medisin er vevsgenerering. I 2015 tilføyte listen over regenererte organer en ny oppføring da leger ved University of Wisconsin vokste menneskelige vokalledninger fra bunnen av.

Ledet av Dr. Nathan Welham, laget bioengineered vev som etterligner vokal ledd slimhinnen, som representerer klaffene som vibrerer i strupehodet for å skape menneskelig tale. De donerte cellene kom fra fem humane pasienter og ble dyrket i laboratoriet i to uker. Da ble de festet til larynges ved hjelp av falske luftrør.

Forskerne beskrev lyden som ble skapt av ledningene som en "Eeeee-lignende lyd" som en robotkazoo. Dette stemmer imidlertid med lyden som normalt vil bli generert av ekte menneskelige vokalledninger i isolasjon. Ved hjelp av ekstra strukturer som hals eller munn, er forskerne sikre på at laboratoriestamlene kan samsvare med lydene fra ekte ledninger.

I den siste fasen av forsøket testet forskerne om musene som ble konstruert med humane immunforsvar, ville avvise vevet. Heldigvis gjorde de det ikke, og Welham mener nå at stemmeledningsvev er immunoprivilegert, noe som betyr at det ikke utløser en reaksjon fra immunsystemet.

8 Kreftbruk kan hjelpe Parkinsons lidelser

Tasigna (aka nilotinib) er et FDA-godkjent legemiddel som regelmessig brukes til å behandle mennesker med leukemi. En ny prøve utført ved Georgetown University Medical Center foreslår imidlertid at Tasigna kan være ekstremt kraftig i å håndtere symptomene på Parkinsons sykdom ved å forbedre kognisjon, motoriske ferdigheter og ikke-motoriske funksjoner.

Fernando Pagan, en av legene med ansvar for studien, mener at nilotinibbehandlingen kan være den første i sin natur å reversere kognitiv og motorisk tilbakegang hos pasienter med en neurodegenerativ sykdom som Parkinsons.

Studien varede i seks måneder og involverte 12 pasienter som tok økende doser av nilotinib. Alle 11 testpersoner som avsluttet prøven, hadde noen fordel av terapien, hvorav 10 rapporterte signifikante kliniske forbedringer.

Det primære målet med denne studien var sikkerhet - for å sikre at menneskekroppen kunne tolerere nilotinib uten bivirkninger. Dosene som ble brukt var mye mindre enn de som normalt ble gitt til leukemi-pasienter.

Selv om stoffet har vist seg vellykket, ble studien utført på en liten gruppe mennesker uten kontroll eller placebogrupper. Mer forskning er nødvendig før Tasigna blir en levedyktig behandling for Parkinsons sykdom.

7 Verdens første 3-D-Trykte Ribbein

I de senere årene har 3-D-utskrift vært å lage overskrifter ved å produsere spennende innovasjoner på mange områder, inkludert medisin. I 2015 utførte legene ved Salamanca universitetssykehus i Spania verdens første ribbeinstransplantasjon ved hjelp av en 3-D-trykket brystprotes.

Pasienten lider av brystveggsarkom. For å nå svulstene og hindre dem i å spre seg, måtte legene fjerne delene av ribbeholderen. Et titanimplantat som erstatter de manglende stykkene, eksisterte allerede.

Imidlertid er et implantat for en stor del av skjelettet laget av flere komponenter som kan løsne seg over tid og skape nye medisinske komplikasjoner. Dessuten er hver persons skjelettstruktur unik, noe som gjør det komplisert å passe perfekt på implantatet.

Leger innså at en 3-D-skriver kunne brukes til å lage en svært tilpasset titanstruktur som bedre passer til denne pasienten. Etter å ha oppnådd 3-D CT-skanning med høy oppløsning brukte forskere $ 1,3 millioner Arcam-skriveren til å skape et implantat med deler av brystbenet og ribbeholderen. Operasjonen for å fikse implantatet inne i kroppen gikk bra, og pasienten gjorde en fullstendig gjenoppretting.

6 hudceller slått inn i hjerneceller

Forskerne ved Salk Institute i La Jolla, California, har hatt et travelt år med å studere den menneskelige hjerne. De utviklet en metode for å skifte hudceller i hjerneceller og har allerede funnet flere nyttige applikasjoner for denne nye teknikken.

For det første fant forskerne en måte å snu hudprøver til gamle hjerneceller.Dette gjør det lettere for Alzheimers og Parkinsons spesialister å studere hjernevæv som har hatt effekten av aldring. Historisk ble dyrs hjerner brukt til forskning, men det er grenser for hva vi kan lære av andre arter.

Senere ble stamceller forvandlet til hjerneceller for forskning. Imidlertid opplevde disse en foryngelsesprosess under deres konvertering og etterlignet ikke nøyaktig hjernen til en eldre person.

Når forskerne utviklet teknikken for kunstig å skape hjerneceller, spesialiserte de seg på å lage nevroner som produserer serotonin. Selv om disse utgjør en liten del av den menneskelige hjerne, har de vært knyttet til store lidelser som autisme, schizofreni og depresjon.

Hittil har neuroner utviklet under laboratorieforhold produsert en annen hjernekjemikalie kjent som glutamat. Denne nye teknikken bør være en reell velsignelse for forskere som studerer psykisk lidelse.

5 Mannlig P-piller

I Japan har forskere ved Osaka Universitets forskningsinstitutt for mikrobielle sykdommer gitt ut ny forskning som kan føre til en mannlig p-piller i nær fremtid. De jobbet med medisiner kalt takrolimus og syklosporin A.

Normalt administreres disse legemidlene til organtransplantasjonspatienter for å undertrykke deres immunsystem og redusere sjansene for at kroppen deres avviser nye organer. Dette gjøres ved å hemme produksjonen av et enzym kalt calcineurin, som inneholder PPP3R2 og PPP3CC, to proteiner som også finnes i sædceller.

Forskerne studerte mus og oppdaget at de som ikke klarer å reprodusere, hadde lave mengder PPP3CC, noe som tyder på at fraværet av dette proteinet kan forårsake infertilitet. Ved nærmere studie konkluderte forskerne at proteinet var ansvarlig for å gi spermacellen nok fleksibilitet og tvinge til å trenge inn i membranen til det kvinnelige egget.

En test utført på normale, sunne mus bekreftet sine funn. Det tok bare takrolimus og syklosporin A henholdsvis fire og fem dager for å gjøre musene ufruktbare. Fruktbarheten kom tilbake til normal en uke etter å ha tatt stoffene. Enda viktigere er at calcineurin ikke er et hormon, så målrettet det bør ikke påvirke en persons kjønnsdrift.

Til tross for lovende resultater, er en mannlig p-piller fortsatt år unna, hvis det kommer i det hele tatt. Rundt 80 prosent av studier på mus er ikke anvendelige for mennesker. Forskerne forblir imidlertid håpløse fordi effekten på menneskelig fruktbarhet allerede er rapportert. Også lignende stoffer har allerede gjennomgått kliniske forsøk og brukes på mennesker.

4 DNA-utskrift

Teknologien med 3-D-utskrift har skapt en unik, ny industri-en som skriver ut og selger DNA. Selv om begrepet utskrift er mye brukt fordi det har kommersiell appell, beskriver det ikke nøyaktig hva som skjer.

Som konsernsjef på Cambrian Genomics forklarer, er prosessen mer likt en høyteknologisk versjon av "stavekontroll" enn utskrift. Millioner av stykker DNA på små metallperler blir skannet av en datamaskin som velger de som er nødvendige for å lage den ønskede DNA-sekvensen. Etterpå brenner en laser til høyre perler og plasserer DNA i en brett for å danne den streng som kunden ønsker.

Bedrifter som Kambrium ser en nær fremtid hvor folk vil kunne bruke dataprogramvare til å samle nye organismer bare for moro skyld. Forståelig, dette har noen mennesker bekymret for de etiske og praktiske implikasjonene av slik kraft i hendene på din gjennomsnittlige Joe, enn si noen som har til hensikt å bruke det ondsinnet.

For nå er DNA-utskrift regnet som en velsignelse for det medisinske feltet. Narkotikaprodusenter og forskningsselskaper er de primære kundene til organisasjoner som Cambrian.

Forskere ved Karolinska Institutt i Sverige gikk et skritt videre og konstruerte DNA-tråder i form av en kanin. DNA origami, som de kaller det, kan virke som bare et kult festtrick, men det kan også ha medisinske applikasjoner som en ny, mer effektiv metode for levering av medisiner. Prosessen kan brukes til å lage mer motstandsdyktige strukturer som ikke vil bryte ned i menneskekroppen.

3 Nanobots arbeid i levende skapning

I begynnelsen av 2015 gjorde robotenes felt en stor seier da et team av forskere fra University of California i San Diego kunngjorde at de hadde utført de første vellykkede testene der nanobotter ble brukt til å utføre en oppgave i en levende skapning.

De aktuelle skapningene var labmus. Etter at de ble implantert inne i dyrene, reiste mikromachinene til magenes mage og leverte nyttelaster - små flak av gull. På slutten av prosedyren hadde musene ingen skade i deres mageforinger, noe som viste at det er trygt for dyr å innta disse mikroskopiske nanobotene.

Etterfølgende undersøkelser viste at flere gullflager holdt seg i magen ved å bruke denne metoden enn ved ganske enkelt å innta dem. Dette antyder at nanoboter kan bli en mer effektiv metode for levering av medisiner i fremtiden.

Motoren på maskinene er laget av sink. Når de kommer i kontakt med syrer i kroppen, oppstår en kjemisk reaksjon som genererer hydrogenbobler og propellerer nanobotten. Etter en stund oppløses motorene i magesyren.

Selv om denne prosedyren var et tiår i produksjonen, var det ikke før 2015 at det ble utført suksessivt på dyr i stedet for cellekulturer i petriskål. I fremtiden kan nanoroboter brukes til å oppdage og til og med behandle et bredt spekter av sykdommer ved å angripe individuelle celler.

2 Injiserbar Brain Nano Implant

Et team ved Harvard utviklet et hjerneimplantat som lover å behandle en rekke maladier som spenner fra neurodegenerative sykdommer til lammelse. Implantatet består av en elektronisk enhet laget av stillaser som kan kobles til forskjellige maskiner etter at de er satt inn i hjernen.Det kan da brukes til å overvåke nevral aktivitet, stimulere vev og fremme nevronregenerering.

Det elektroniske nettverket er laget av ledende polymertråder som har enten transistorer eller nanoskalaelektroder festet ved deres kryss. Fleksibel og myk for å etterligne hjernevæv, består masken for det meste av tomt rom slik at celler kan ordne seg enkelt rundt den.

Fra begynnelsen av 2016 gjennomfører Harvard-teamet fortsatt tester for å se hvor trygt prosedyren er. Så langt har to mus hatt enheter laget av 16 elektriske komponenter implantert i hjernen deres. Disse enhetene har overvåket og stimulert individuelle nevroner.

1 THC-produserende gjær

I årevis har marihuana blitt brukt til å behandle symptomer forårsaket av HIV eller kjemoterapi. Alternativt er det piller som bruker den syntetiske versjonen av marihuana viktigste psykoaktive forbindelse, tetrahydrocannabinol (aka THC).

Nå har biokjemikere ved Dortmunds tekniske universitet i Tyskland annonsert at de har konstruert en ny gjærstatning som er i stand til å produsere THC. Videre har de også upubliserte data på en gjærstamme som produserer cannabidiol, en annen aktiv forbindelse av marihuana.

Marijuana har flere molekylære forbindelser av interesse for forskere. Derfor vil en effektiv, pålitelig metode for å generere det ønskede molekylet i store mengder være en stor velsignelse for den medisinske verden. Men for øyeblikket vokser anlegget fortsatt den mest effektive metoden. Opptil 30 prosent av tørrvekten til en moderne marihuana-stamme kan være THC.

Likevel er Dortmund-forskerne håper at dette kan endres i fremtiden. I øyeblikket er gjæren basert på forløpermolekyler istedenfor det foretrukne alternativet til enkle sukkerarter. Dette fører til små mengder THC opprettet med hver batch.

Men videre forskning kan forfine prosessen til det punktet hvor biokjemikere kan maksimere THC-produksjonen og oppskalere den til industrielle formål. Dette vil gjerne medisinske forskere og europeiske regulatorer, som er på utkikk etter en ny måte å produsere THC uten å dyrke marihuana.