Многими десятилетиями биомедицинские исследователи грезили о некой «волшебной пуле», доставляющей по воле врачебной лекарства непосредственно туда, где они организму требуются.
Ныне специалистами Калифорнийского университета в Сан-Диего представлена на суд науки концепция микроартиллерийского орудия, палящего наноскопическими пулями (или ядрами) по пораженным недугом тканям. Пушка управляется ультразвуком.
Идею артиллерийского обстрела недугов медикаментами (или клеток — генами) исследователи (профессоры Джозеф Ванг и Сэдик Эсенер) почерпнули из реального макромира, в котором пушечные снаряды, а также пули и ракеты выглядят самыми быстрыми и надежными средствами для высокоточного поражения сил и имущества врага. По задумке американцев, в мире микроскопическом такими средствами (назовём их микропушками) можно и нужно управлять на расстоянии с помощью ультразвуковых импульсов.
Собственно микропушки представляют собой крошечные полые трубки конической формы. Такие структуры синтезируют, нанося поочередно слои золота и оксида графена на полимерный шаблон. Затем трубку наполняют силикатными нанопулями, погруженными в гелевую матрицу и контактирующими с эмульсией перфторуглеводородов (PFC). При воздействии сфокусированного ультразвука перфторуглероды начинают испаряться. Тем самым создаётся давление, выталкивающее из пушки нанопули (nanobullets, Nbs) на большой скорости.
Вышеописанная технология имеет множество сфер применения, однако прежде всего эксперты из Калифорнии думают об использовании невидимых невооруженному оку пушек для нужд медицины — в тех ситуациях, когда надо, чтобы лекарственный препарат попал в нужное место несмотря на определенные физические преграды. Например, если цель находится в глубине органа или ткани, а сильнодействующий медикамент расценивается на вес того самого жёлтого металла, которым покрывают созданные наноинженерами орудия «микроартиллерии». Или если потребуется как-либо доставить генетический материал в ядро живой клетки — в ходе так называемой генной терапии.
В ходе испытания своего изобретения профессоры Ванг и Эсенер построили батарею микропушек, прикрепленную к особой мембране, и принялись вести «артобстрел» целей, изготовленных из геля и имитирующих живые органы (tissue phantom gel). Эксперимент состоялся успешно, однако испытание концепции в действии надо провести еще и с применением тканей и материалов биологического происхождения, «ин виво». Кроме того, ученые из Калифорнии обещают изучить возможность заряда микропушки пулями, содержащими не какое-то одно, а несколько лечебных веществ.
По мнению американских учёных, шизофрения более не является таинственным недугом.
Установлено, что душевная болезнь запускается геном, изменяющим работу мозга в подростковом возрасте.
Открытие полезно для ранней диагностики, лучшего лечения и даже профилактики казавшегося безнадёжным сумасшествия.
Если многовековую борьбу разумного человечества с тяжелым заболеванием мозга — шизофренией — считать игрой, подчас жестокой и редко весёлой, то отныне правила этой игры изменились. Поскольку специалисты из США полагают, что им удалось обнаружить биологическую причину болезни. Впервые в истоии медики смогли связать между собой инвалидизирующий человека недуг и конкретный физический процесс, подвластный законам природы и доступный для научного разбора. Речь идет о своего рода «обрезке» некоторых соединений между нейронами головного мозга, которые организм больного полагает «ненужными». Ученые надеются, что их открытие станет основой для разработки эффективных методов терапии шизофрении, в которых лечению подлежат не симптомы недуга, а его причины.
В статье об исследовании и открытии, опубликованной в журнале «Nature», говорится о том, что мозг человека в его юные (подростковые) годы по генетическим причинам подвергается «перепрограммированию», в ходе которого рвется биологическая связь в синапсах множества нервных клеток мозга. Синапсы, напомним, служат в нервной системе для передачи сигнала от нейрона к нейрону.
В ходе исследования медики из Гарвардского университета провели генетический анализ почти 65 тысяч граждан самых различных стран всей планеты. Обработка результатов анализа указала на дефективный ген в ДНК, который делает возрастную «обрезку» синапсов чрезмерной, что и приводит к заболеванию. Симптомами которого являются утрата связи с реальностью, паранойя и галлюцинации.
Шизофренией болеет свыше 21 миллиона мужчин и женщин во всём мире. Обычно болезнь даёт знать о себе в поздние подростковые годы или на рубеже юности и взрослой жизни. Половина людей, живущих с шизофренией, не получают никакого лечения или ухода, связанного с недугом, как утверждается в отчетах ВОЗ. Но, даже если больного лечат, то медикаменты оставляют желать лучшего, поскольку они не устраняют причину заболевания и мало развивались в последние 50 лет, после открытия первых эффективных лекарств, купирующих симптомы шизофрении.
Как пишет доктор Стивен Маккэррол из медицинской школы Гарварда, несмотря на то, что шизофрения как таковая была открыта и описана более столетия назад, биологическая природа душевного расстройства оставалось для людей науки «чёрным ящиком». На попытки открыть этот ящик многие потратили карьеры. Отчасти это связано с тем, что невозможно смоделировать аналогичное человеческому расстройство работы клеток мозга на животных, даже самых умных. Но шаг вперед в развитии науки о психических расстройствах был сделан с расшифровкой генома человека.
Повинный в развитии шизофрении ген называется C4, и он играет важную роль в работе иммунной системы — маркировании инфекционных микробов, предназначенных к обезвреживанию и разрушению. Именно поэтому первоначальный генетический анализ привел ученых к предположению, что шизофрения может начинаться по велению какого-либо патогена, которым пациент неожиданно заражается.
В ходе исследования выяснилось, что ген C4 метит не только микробов, приговоренных к уничтожению, а и вмешивается в процесс взросления головного мозга, помечая те нервные связи, которые ЦНС больше не нужны и подлежат разрыву. Дефективная версия гена С4 обрекает на разрушение гораздо больше синаптических связей, чем надо. Это объясняет, почему шизофрения обычно даёт о себе знать в позднем школьном возрасте.
У людей, страдающих шизофренией, кора головного мозга нередко тоньше, чем у здоровых ровесников. А также имеет меньшее число синапсов, то есть связей между отдельными нервными клетками. При этом кора головного мозга — это и есть тот орган, в коем происходит обработка сенсорной информации, и который играет ключевую роль в сознательной деятельности и мышлении.
Ученым предстоит исследовать всё, что связано с геном С4 и его работой, в частности выяснить, каким именно образом он управляет разрывом связей между нейронами и с какими другими фрагментами ДНК он при этом взаимодействует. Это позволит составить перечень белковых веществ, являющихся непосредственной причиной необратимых изменений в мозге у пациентов, живущих с диагнозом «шизофрения».