Новая технология иммунной системы, разработанная исследователями из Университета Бар-Илан, направлена на то, чтобы адаптировать лечение онкологического больного к его или ее собственному организму.
3D-иллюстрация раковых клеток (Depositphotos)
Новая биотехнология измеряет изменения в клетках иммунной системы, окружающих раковые клетки, показывая, как организм пациента реагирует на иммунотерапию – точное лечение, которое побуждает иммунную систему атаковать и убивать раковые клетки.
Впервые ученым удалось измерить взаимодействие между иммунными и раковыми клетками на основе биопсии пациента.
Исследовательская группа под руководством доктора Шахара Алона с инженерного факультета Бар-Илана совместно с Израильской онкологической ассоциацией изучила изменения в поведении иммунных клеток в непосредственной близости от раковых клеток. Команда обнаружила, что определенные виды иммунных клеток демонстрируют отчетливую генетическую подпись, когда они расположены рядом с раковой тканью.
Исследователи говорят, что наблюдение за взаимодействием между двумя типами клеток позволит врачам принимать более обоснованные решения о лечении пациента иммунотерапией.
«Раковые клетки обладают способностью манипулировать иммунными клетками, уклоняясь от естественной защиты организма», — сказал Алон.
«Количественно оценивая молекулярные изменения, которые происходят, когда иммунные клетки сталкиваются с раковыми клетками, мы получаем более глубокое понимание этого сложного взаимодействия», — сказал он.
«Исследования не знают границ, и каждый прорыв может принести пользу пациентам во всем мире», — сказал генеральный директор Израильской онкологической ассоциации Моше Бар Хаим.
«Это новое понимание реакции иммунной системы на раковые клетки обещает более эффективное лечение и более высокие показатели выздоровления».
Австралийский стартап Cortical Labs разрабатывает нечто удивительное: компьютерный чип, созданный с использованием живых клеток человеческого мозга. Этот проект, получивший название Dishbrain, представляет собой настоящую инновацию.
На кремниевой основе чипа растут живые нейроны человеческой коры головного мозга, выполняя функции проводников и связываясь между собой и с другими элементами системы. Это можно сравнить с миниатюрной версией мозга, которому уже удалось научиться играть в классическую видеоигру Pong. Хотя в игре он показал себя не идеально, скорость и эффективность его обучения превзошли традиционные цифровые методы ИИ. Такие гибридные чипы могут кардинально изменить не только развитие искусственного интеллекта, но и медицину, предоставляя новые возможности для тестирования лекарств и изучения заболеваний.
Cortical Labs утверждают, что их чипы способны расти, учиться и адаптироваться, подобно человеческому мозгу. Возможности, которые откроются перед нами благодаря этому изобретению, могут быть поистине революционными.
Если вам интересны новые технологии, полезные сервисы и новости будущего, добро пожаловать в ИИшница 🍳
Способно ли человечество «обшарить» вселенную или хотя бы только одну нашу Галактику в поисках неземной жизни? Давайте подумаем. Наша Галактика в поперечнике – примерно сто тысяч световых лет, в толщину – около тридцати тысяч. Один световой год – это приблизительно десять триллионов километров. На самолёте, летящем со скоростью тысяча километров в час, нашу Галактику пересечь получится за... 114 миллиардов лет с копейками.
Если учесть, что возраст всей Вселенной (по современным представлениям учёных) – чуть больше тринадцати миллиардов лет, то... Вывод напрашивается сам собой – «освоить» (или хотя бы просто облететь) всю Галактику человечество ни при каких обстоятельствах не сможет.
Казалось бы, решить эту проблему невозможно. Но... Ещё в шестидесятые годы учёные предложили механизм, который позволяет это препятствие преодолеть. Изначальным автором идеи был математик фон Нейман, – кстати, компьютер, перед которым вы сидите, или смартфон, который вы держите в руках, работает на принципах так называемой «архитектуры фон Неймана».
В сороковых годах прошлого века фон Нейман заинтересовался вопросами создания живого из неживого, для чего предложил удивительную математическую конструкцию – «автомат фон Неймана», первый в мире клеточный автомат. В дальнейшем математиками было создано множество разных клеточных автоматов. Клеточный автомат – это математическая структура, которая может (помимо всего прочего) «копировать сама себя», то есть создавать собственные копии. Наблюдать за такими клеточными автоматами очень увлекательно – даже не верится, что это «всего лишь математика»!
А вот интересно, что будет, если концепцию «автомата фон Неймана» из области математики перенести в реальный мир? Допустим, перед нами стоит очень сложная и масштабная техническая задача – скажем, наладить добычу полезных ископаемых на Марсе. Мы можем построить миллионы космических роботов для добычи руды, но сколько на это у нас уйдёт ресурсов? Сколько лет и триллионов рублей? Однако представим себе, что мы построили только одного робота – но такого, который способен саморазмножаться, то есть строить собственные копии, используя имеющееся под рукой сырьё!
Смотрите: наш робот высаживается на Марс, добывает первую порцию металлов и из неё – тут же! – делает собственную копию! Теперь у нас уже два робота. Через какое-то время – пускай через день – эти роботы снова каждый делает по собственной копии. Сколько у нас уже роботов? Четыре. Через три дня у нас будет восемь роботов, через четыре – шестнадцать... А через месяц, то есть через тридцать дней, у нас будет (можете сами подсчитать)...
1 073 741 824.
Один миллиард семьдесят три миллиона семьсот сорок одна тысяча восемьсот двадцать четыре робота.
Лепота?
Сами понимаете, с такой мега-армией роботов можно не то что добычу полезных ископаемых наладить – весь Марс разобрать «по кирпичику». Классная идея?
Теперь применим её к исследованиям космоса. Предположим, что мы построили всего лишь один исследовательский корабль-автомат, зонд-разведчик. Но при этом снабдили его функцией «саморазмножения»: обнаружил наш исследовательский зонд в космосе астероид или планету, то есть «сырьё» – и тут же строит свою копию, которая тоже отправляется собирать данные, открывать и исследовать, а ещё делать собственные копии... Математические расчёты показывают: «всего лишь» за пятьсот тысяч лет (для человека это очень много, но для истории Вселенной – ерунда) такие вот «зонды фон Неймана» успешно «завоюют» (то есть исследуют) всю Галактику!
Эта идея кажется настолько простой – и одновременно открывающей безграничные возможности! – что сперва дух захватывает. А потом как бы сам по себе появляется коварный вопрос – а нет ли здесь каких-нибудь «слабых мест», «подводных камней»?
Ну вот вам идея для фантастического рассказа: для того, чтобы завоевать... город? страну? планету? ну, неважно, что именно... нам не нужны тысячи танков или самолётов. Мы создадим (или кто-то другой создаст) «умный» танк или самолёт, способные саморазмножаться, то есть в свободное от боёв время строить собственные копии! Пусть всего лишь одну копию в день – и тогда всего лишь через десять дней у нас (или у кого-то другого) будет уже тысяча (точнее, 1024) танков или самолётов, уже целая армия! Может ли это стать опасным для людей, а?
А уж если говорить про космические исследовательские корабли... Ведь такой корабль должен будет заниматься исследованиями в миллиардах километров от Земли, верно? А значит, мы должны будем построить для него очень умную систему управления, самый настоящий искусственный интеллект. Способный распознавать опасности, находить интересные для исследований объекты, искать те самые ресурсы для воспроизводства, «принимать решения», «строить планы», «решать задачи», «устранять препятствия» – пускай хотя бы на уровне трёх-четырёхлетнего ребёнка!
Могут ли такие «умные» зонды, в огромных количествах расплодившиеся по Галактике, рано или поздно вступить друг с другом в конфликт за те самые ресурсы, полезные ископаемые? Начать уничтожать друг друга? Даже если мы пропишем в программе команду, что этого делать категорически нельзя – а где гарантия, что под воздействием тех же космических лучей в программе спустя сотни лет не возникнет «случайный сбой», «ошибка»? «Мутация»? И что в один прекрасный день жаждущий всё новых ресурсов и полезных ископаемых многомиллионный флот таких «зондов фон Неймана» вдруг не появится в небе нашей Земли?
Продолжаем фантазировать. Из огромного космоса перенесёмся в мир микроскопически маленький, мир атомов и молекул... В современной робототехнике существует очень интересная концепция – «нано-роботы», они же «наниты», то есть технические устройства, созданные на том самом уровне молекул, обладающие невероятно маленькими размерами. Крохотные роботы – настолько крохотные, что их в одной капле воды могут быть тысячи и даже миллионы!
Только представьте себе, какие возможности такая технология открывает, скажем, в медицине. Задаём нанитам нужную программу – скажем, «распознавать и уничтожать вирусы». Вводим человеку в кровь – и умные наниты за считанные часы вылечат нас от любой простуды, причём «без всякой химии» и побочных эффектов. Да что там от простуды! Их можно научить бороться практически с любыми заболеваниями, даже теми, которые считаются неизлечимыми. Их можно научить делать операции на внутренних органах «супербережно», вообще не разрезая живые ткани. Их можно научить восстанавливать поражённые органы, «без следа» заживлять самые тяжёлые раны...
Умные нано-роботы могут применяться абсолютно везде. С их помощью будет можно легко и быстро, скажем, очистить от загрязнений самый загаженный в мире водоём – только представьте себе: выливаем в вонючий, безжизненный, залитый нефтепродуктами пруд маленькую бутылочку «нано-раствора» – и буквально через день видим перед собой пруд с чистейшей и прозрачной питьевой (как на Байкале) водой! А добавив пару миллиардов таких нанитов в масло для автомобильного двигателя, получим двигатель, который будет «сам себя обслуживать и сам себя чинить»! Сгорела плата в компьютере или микросхема? Просто капаем нано-раствор – и наниты за считанные минуты сделают так, что микросхема будет «как новенькая». Ведь круто, да?
Однако и тут есть маленькая проблема. Догадались, какая? Ну да, таких нано-роботов будут нужны даже не миллиарды – триллионы! Как же их производить в таких количествах? Конечно, автомат фон Неймана. Достаточно сделать хотя бы один такой нано-юнит, просто снабдить его функцией саморазмножения, «репликации». И получайте наниты в абсолютно любых количествах, причём даже никаких заводов строить не надо...
И снова идея кажется настолько вкусной, что сами собой закрадываются подозрения. А вдруг? Что произойдёт, если у таких вот микроскопически малых роботов вдруг случится «зависание», «сбой в программе», «системная ошибка»? Если вдруг они вместо вредных вирусов начнут «атаковать» здоровые клетки человека?
Или если выйдет из-под контроля, станет неограниченной их функция саморазмножения? Образуется состоящая из огромного количества нано-роботов масса, «серая пыль» или «серая слизь», которая будет в буквальном смысле пожирать всё на своём пути, извлекать из всего необходимые ресурсы – и снова размножаться, размножаться, размножаться... И против этой слизи-пыли будут бессильны пушки, танки или пистолеты. Человечество, жизнь на Земле, да вся наша планета просто утонет в серой слизи – и станет безжизненной, но при этом смертельной «планетой-ловушкой» для любых прилетающих инопланетян (вот вам ещё сюжет для фантастического рассказа).
Хорошенько подумав, вы скажете: «Тогда надо придумать других нано-роботов, которые будут контролировать численность этих нано-роботов. И ещё других, которые будут контролировать тех, которые будут контролировать. И уничтожать, если у тех будет обнаружена ошибка в программе!». А что, неплохая идея.
...А главное, уже не раз опробованная в истории
Создать сложное взаимозависимое «сообщество» из микроскопически малых молекулярных структур, сложно запрограммированных, взаимодействующих друг с другом, контролирующих друг друга, питающих друг друга, конкурирующих друг с другом, ограничивающих размножение друг друга... В общем, идея – класс. Вот только не вы (и даже не мы) её первыми придумали. Придумал её давным-давно кто-то другой.
Догадываетесь, что мы имеем в виду? Ещё нет? Ну как же! Мы, вы, всё живое на Земле состоит из клеток... А что происходит внутри живых клеток? Ежеминутно, ежесекундно, пока вы читаете эту статью? А?
Кхм... В общем, стоит ли нам, людям, изобретать «нано-роботов фон Неймана»? То есть – прямого и непосредственного конкурента жизни?
Представьте себе лабораторию, способную вырастить ткань из вашего собственного тела, чтобы заменить кость, потерянную в результате повреждения или болезни, и в течение нескольких недель сможет заполнить пробел настолько хорошо, что, как только он заживет, вы никогда не узнаете, что он там был.
(Depositphotos)
Израильская медико-технологическая компания Bonus Biogroup заявляет, что создала способ сделать это и намерена вывести на рынок свою инновацию в области регенерации тканей в ближайшие пару лет.
Компания работает в области клеточной терапии и тканевой инженерии, выращивая живые ткани человека in vitro (вне организма) «в системах, которые имитируют наше тело», — рассказывает NoCamels доктор Томер Бронштейн, вице-президент по развитию бизнеса Bonus Biogroup.
Показательно: компания Bonus Biogroup заявляет, что ее решение BonoFill может помочь людям, страдающим остеопорозом (Depositphotos)
Миллионы людей теряют костную ткань каждый год по разным причинам, объясняет он, включая травму, войну, остеопороз (потерю качества костей) или рак.
«До сих пор золотым стандартом для пациентов, потерявших костную ткань, было взятие кости из одного места тела и перемещение ее в место трансплантата», — объясняет Бронштейн.
«Например, если вы теряете кость нижней челюсти, вы можете взять одно из ребер, разрезать его и положить туда. И это делается миллионам пациентов каждый год во всем мире», — говорит он.
По словам Бронштейна, это легко сделать, когда процесс затрагивает небольшое количество ткани, но использование большего количества кости означает, что в исходном месте останется зазор.
«Это был золотой стандарт до тех пор, пока компания Bonus не пришла с новой идеей», — говорит он.
Запатентованная платформа BonoFill от Bonus Biogroup предполагает взятие из организма клеток, которые Бронштейн называет «клетками контроля повреждений», и выращивание их в соответствии с потребностями отдельного пациента.
«Мы выращиваем их in vitro до необходимого нам количества и характеристик в области травмы или разрыва, а затем за относительно короткое время у нас появляется достаточно кости, чтобы заполнить полость», — говорит он.
Наглядно: компания Bonus выращивает костную ткань в лаборатории с использованием собственных клеток пациента (Pexels)
Эти клетки известны как мезенхимальные клетки (МСК), которые могут как обновляться, так и изменять свои функции.
«Это средства регенерации организма», — объясняет генеральный директор Bonus доктор Шай Мерецки. «Они отвечают за создание трех типов тканей – жировой, хрящевой и костной ткани… Мы берем их из жировой ткани самого пациента».
Клетки помещают в биореактор, воссоздающий условия для роста внутри человеческого тела, и через две недели ткань можно вводить в щель в кости.
Каждый пациент получает трансплантат, состоящий исключительно из его собственных исходных клеток, что, как объясняет Бронштейн, является единственным способом создать «бесшовное» восстановление ткани, которая останется в организме на всю жизнь.
«На самом деле вы не можете сказать, где была полость: это совершенно здоровая, совершенно нормальная кость», — говорит он. «Мы говорим о полном и окончательном исцелении».
Мерецки приводит пример успешной замены кости мужчине, попавшему в автомобильную аварию, в результате которой у него остался восьмисантиметровый разрыв в кости голени.
«Этот пациент ранее перенес три неудачных вмешательства, прежде чем начать лечение с помощью BonoFill», — рассказывает он NoCamels. «Он почти два года находился в инвалидной коляске, и в какой-то момент они решили ампутировать ногу, потому что она не имела никакой функции».
Наглядно: выращенная в лаборатории ткань вводится в место поврежденной кости (Pexels)
Но всего через два с половиной месяца после процедуры, говорит Мерецки, мужчина уже мог прыгать вверх и вниз, а через полтора года после замены тканей участвовал в соревнованиях Ironman.
Другой случай касался мужчины, который игнорировал зубную боль, вызванную бактериальной кистой, которая в конечном итоге привела к образованию значительной дыры в его нижней челюсти. В лунку установили BonoFill, а через полгода мужчине удалось установить зубные имплантаты в регенерированную кость.
По словам Бронштейна, компания BonoFill завершила вторую фазу клинических испытаний по реконструкции лица с 90-процентным успехом. В настоящее время компания вступает в третью фазу испытаний в США, где намерена получить одобрение Управления по контролю за продуктами и лекарствами (FDA).
Использование BonoFill для конечностей все еще находится на второй фазе испытаний в Израиле. Испытание, которое проводится в шести местах, недавно было расширено до медицинского центра Барзилай в Ашкелоне. Расширение было разработано, чтобы помочь людям получившие травмы различной тяжести. — говорит Мерецки.
«Мы делаем все возможное, чтобы помочь и облегчить выздоровление в этой области».
Основанная в 2008 году компания со штаб-квартирой в Хайфе на сегодняшний день привлекла $60 млн частных инвестиций и сегодня проводит торги на Тель-Авивской фондовой бирже.
По словам Мерецки, конкуренты «Бонуса» «находятся где-то на очень ранней стадии академических исследований на животных и на годы отстают в плане развития».
В январе компания получила награду за инновации в области биотехнологий в области клеточной терапии на Неделе передовой терапии, престижной международной конференции, проводимой в США для демонстрации глобальных инновационных методов лечения.
«Bonus Biogroup признана одной из ведущих – если не ведущей – организацией в мире в этих областях клеточной терапии и тканевой инженерии», — говорит Мерецки.
В настоящее время компания разрабатывает другие методы лечения, основанные на том же процессе, с целью создания кровеносных сосудов для трансплантированных органов, чтобы помочь остановить их отторжение организмом и уменьшить воспаление, которое может оказаться смертельным при респираторных заболеваниях, таких как COVID-19 и пневмония.
По мнению Мерецки, будущее открывает безграничные возможности для исцеления, пока существуют идеи.
«Первый премьер-министр Израиля Давид Бен-Гурион сказал, что для того, чтобы быть реалистом в Государстве Израиль, нужно верить в чудеса»
Российская компания "Биолаборатория" сообщает, что они начали производство хлеба, в рецептуре которого используются личинки мухи черная львинка, согласно статье, опубликованной в газете "Коммерсантъ". Насекомых разводят на предприятии, расположенном в Архангельской области.
Ученые провели эксперименты и выпекли хлеб, содержащий протеин насекомых. В результате такого подхода, хлеб дольше сохраняет свежесть, не черствеет и не портится в течение пяти-семи суток, при условии, что буханку не разрезать. Также отмечается, что добавление пары граммов протеина насекомого на каждый килограмм муки ускоряет процесс созревания теста (как с дрожжами, так и без дрожжей) примерно в два раза.
В настоящее время большинство россиян относятся скептически к рынку продуктов, содержащих белок на основе мух и других насекомых. В компании считают, что для преодоления психологических барьеров у потенциальных потребителей их продукции можно использовать предметы личной гигиены, такие как мыло и другие средства дезинфекции, в состав которых важную роль играет черная львинка в качестве антисептика.
Инфаркт миокарда является одним из наиболее серьезных и распространенных заболеваний сердца, приводящих к повреждению сердечной мышцы. Традиционные методы реабилитации после инфаркта включают медикаментозное лечение, изменение образа жизни и физическую терапию. Однако последние достижения в области биотехнологий открывают новые перспективы для восстановления функций сердца и улучшения качества жизни пациентов.
Регенеративная медицина и стволовые клетки
Одним из наиболее перспективных направлений в реабилитации после инфаркта является применение регенеративной медицины, в частности, терапии стволовыми клетками. Стволовые клетки обладают уникальной способностью превращаться в различные типы клеток, в том числе и в кардиомиоциты – клетки сердечной мышцы. Их использование может способствовать восстановлению поврежденных участков сердца и улучшению его функции.
Методы введения стволовых клеток:
инъекции непосредственно в сердечную мышцу;
внутривенное введение;
имплантация биосовместимых матриц с клетками.
Тканевая инженерия
Другой инновационный подход – тканевая инженерия, которая включает создание искусственных сердечных тканей. Ученые работают над созданием патчей из биосовместимых материалов, которые могут быть населены клетками пациента и затем имплантированы для замены поврежденной ткани.
Преимущества тканевой инженерии:
снижение риска отторжения;
возможность точной подгонки размера и формы патча;
улучшение интеграции с существующей сердечной тканью.
Генная терапия
Генная терапия представляет собой введение генетического материала в клетки для коррекции или замены дефектных генов. В контексте реабилитации после инфаркта, генная терапия может стимулировать регенерацию сердечной мышцы и восстановление кровообращения.
Возможности генной терапии:
стимуляция роста новых кровеносных сосудов;
защита кардиомиоцитов от повреждений;
регуляция воспалительных процессов.
Комментарий эксперта
Профессор Джеймс Тейлор, ведущий кардиолог из США, делится своим оптимизмом относительно биотехнологий в реабилитации после инфаркта: "Мы на пороге революции в лечении сердечно-сосудистых заболеваний. Биотехнологии предоставляют нам инструменты для восстановления сердца на клеточном уровне, что было немыслимо всего несколько десятилетий назад."
Биотехнологии открывают новые горизонты в реабилитации после инфаркта, предлагая методы, которые могут значительно улучшить восстановление и качество жизни пациентов. Хотя многие из этих методов все еще находятся на стадии исследований, уже сейчас они внушают надежду на будущее, в котором сердечные заболевания будут не столь опасными.
Посетите эти источники, чтобы узнать больше о последних исследованиях и разработках в области биотехнологий и реабилитации после инфаркта.
В феврале этого года Российская биотехнологическая компания «Биокад» подала в Минздрав России документы для регистрации препарата против болезни Бехтерева, который компания разработала совместно с учеными РНИМУ им. Н.И. Пирогова. Препарат является предметом гордости, поскольку, согласно источника, направлен на саму причину заболевания, а не на устранение ее последствий по канонам существующей терапии.
«Ученые со всего света бились над тем, как можно остановить ее развитие. А российским новаторам удалось создать препарат, который способен помочь десяткам тысяч людей. Гордимся такими успехами», — сказал Михаил Мишустин на выступлении в Госдуме с отчётом о работе правительства за 2023 год.
Житель дагестанского горного села Чандатли, Руслан Батцханов, передал морпехам Каспийской флотилии четверых хохлатых орлов. Птицы будут использоваться как высотные разведчики.
Руслан зарабатывает на жизнь тем, что дрессирует и продаёт различных хищных птиц для охоты. Он внимательно следит за ходом СВО. Мужчину очень огорчал факт того, что дроны в наших войсках – расходник. Да и дальность полёта у них небольшая.
Вот я и подумал, говорит Руслан, - а что если обучить орла? Птицы они умные, да и у меня опыт неплохой. Орёл часами может летать с несколькими килограммами полезного веса, такой автономности нет ни у одного дрона. РЭБ на него не действует, попасть в него со стрелкового оружия тоже тяжело.
Орнитолог начал с того, что купил себе дрон Мавик-3. Как только птенцы хохлатого орла вылупились, дрон заменил им родителей. С дрона их кормили, учили летать. Когда пришла пора «встать на крыло», орлята могли резко взмывать ввысь и часами парить в том направлении, куда улетел Мавик. Руслан купил видеокамеры и антенны, придумал систему крепления и передал нашим морпехам специально обученных хохлатых орлят. На данный момент 177 огвмп является единственным подразделением в мире, которое использует биодроны. С нетерпением ждём отзывов от наших бойцов