Окончательный диагноз
АрхивБиология и МедицинаТест для «супер-пневмонии» - Кремниевый синапс - Лечение контактными линзами - Белковые пластики - В чем секрет «синдрома войны в Заливе»?
Врачи из Гонконга разработали простой диагностический тест для вируса, ответственного за вспышку «супер-пневмонии», сообщает New Scientist.. Сейчас тест проверен на восьми пациентах, что стало возможным после того, как ученые добились роста вируса в лабораторных условиях. Достижение является критически важным, как для идентификации патогена, так и для определения лекарственных средств, которые помогут в лечении.
Заболевание, которое получило название «тяжелая форма острого респираторного синдрома» (Severe Acute Respiratory Syndrome, SARS) сейчас поразило уже 400 человек в 14 странах, — 17 из них скончались. Ранняя вспышка тяжелой пневмонии поразила 300 человек в провинции Гуандон, на севере Китая и вызвала шесть смертей.
Так называемый «тест на нейтрализацию» было разработан Маликом Пейрисом (Malik Peiris) из Университета Гонконга. Она заключается в том, что антитела из организма пациентов, предположительно больных SARS, помещаются вместе с образцами вируса, выращенного в лаборатории. Если антитела замедляют рост вируса, SARS считается диагностированной. Подробнее о SARS можно прочитать здесь.
Как известно, передача информации по нервной системе происходит в виде электрических импульсов, которые распространяются по цепям нейронов. Однако в других типах клеток для передачи сигнала используются химические вещества, и тогда преобразование происходит в межклеточных соединителях — синапсах.
New Scientist также сообщил о том, что ученые из Стэнфордского университета в Калифорнии создали «искусственный синапс» (подробности здесь) — кремниевую микросхему, которая выделяет химические вещества, стимулирующие клетки — нейротрансмитеры. В перспективе это может открыть путь для создания имплантантов, которые будут взаимодействовать с нервной системой на гораздо более тонком уровне, чем это возможно при непосредственном воздействии электрическим током.
Природный синапс занимает в поперечнике около 50 нанометров и при каждом «выдохе» выделяет несколько тысяч молекул нейротрансмитера. Все это делает создание искусственного синапса непростой задачей. Однако Марк Петерман (Mark Peterman) и Харви Фишман (Harvey Fishman) сделали первый шаг в этом направлении. На биофизической конференции в Техасе, которая происходила в начале этого месяца, они сделали сообщение о созданной ими кремниевой микросхеме площадью в один квадратный сантиметр, которая содержит четыре «искусственных синапса». Для клеток на поверхности этого устройства они выглядят как отверстия в поверхности кремния, и каждое такое отверстие соединено с резервуаром, в котором находится нейротрансмитер. Под воздействием электрического поля вещество из резервуара начинает перекачиваться по каналу, и его небольшая порция выдавливается через отверстие, стимулируя близлежащие клетки. При размере в 5000 нанометров искусственный синапс по размерам ближе к целой клетке, нежели к реальному синапсу, но пара точно настроенных устройств, уже позволяет стимулировать только одну клетку в слое на поверхности кремния.
Конечной целью такой разработки может стать создание протезов, которые смогут взаимодействовать с нервной системой. Сейчас уже существуют имплантируемые протезы с электрической стимуляцией, например, устройства способные частично восстановить слух, но использование химического воздействия обещает куда более изощренные возможности. Ведь различные вещества по разному воздействуют на одну и ту же клетку, и наоборот, разные клетки могут реагировать по разному на одно и то же вещество. Например, нейротрансмитер клеток сетчатки глаза «отключает» один из типов клеток и «включает» другой. Однако создания таких имплантантов дело будущего, поскольку нерешенными пока остаются слишком много проблем: как увеличить количество «насосов» на единицу площади, как «обмануть» иммунную систему, что бы она не отторгала такой имплантант и т. п. Тем не менее, устройство уже может использоваться, например, при исследовании тканей, — об их реакции на лекарственные средства можно будет судить по тому, как поведет себя отдельная клетка.
Оригинальная система доставки лекарств предложена химиками Университета Флориды.
Для лечения глазных болезней они предлагают использовать особые контактные линзы, которые содержат небольшие частицы лекарств и способны постепенно высвобождать их. Такой способ доставки имеет преимущества по сравнению с традиционными глазными каплями. Дело в том, что почти 95% лекарственного средства, которое закапывается в глаза, отправляется не по назначению. Лекарства смешиваются со слезами, переходят в носоглотку, а потом через слизистые оболочки попадают в кровь, и переносятся к другим органам. Результатом этого становятся нежелательные побочные эффекты. Лекарства, внедряемые в контактные линзы упакованы в крошечные емкости, но доставляемое таким способом лекарственное средство, полностью попадает по назначению и эффект от него оказывается выше. Линзы начинаются лекарствами на стадии изготовления, причем сами линзы могут быть как корректирующими зрение, так и для людей с нормальным зрением. Авторы полагают, что помещение антибиотиков в материал обычных корректирующих линз, позволит носить их, не снимая, дольше, чем это возможно сейчас. Разработка технологии производства линз с наночастицами находится на очень ранней стадии, — тестирование продукта еще только предстоит.
Подобные работы ведутся и в Политехническом институте Rensselaer, где разрабатываются пластики содержащие ферменты. Проблема состоит в том, что для функционирования любых белков требуется вода. Без воды и при высокой температуре молекулы ферментов изменяют "укладку" и при этом утрачивают многие важные свойства. С помощью метода «молекулярной динамики» ученые пытаются создать математическую модель поведения белков, как в водной среде, так и в безводном окружении, например в органических растворителях. Исследователи Rensselaer надеются, что им удастся не только найти способы сохранения ферментов при высокой температуре, но и обнаружить их новые свойства, которые проявятся в безводном окружении. Пластик с ферментами может стать основой, например, для создания датчиков, реагирующих на присутствие определенных химических веществ или предметов с высокими гигиеническими свойствами.
Журнал Nature пишет о том, что один из энзимов может играть важную роль при воздействии действия боевых отравляющих веществ (ОВ). Опыты на мышах показали, что отложенный эффект от воздействия ОВ на основе органических соединений фосфора зависит от уровня энзима NTE у лабораторных животных. К этому классу ОВ относятся зарин и VX, которые использовались во время прошлой войны в Персидском заливе. Если механизм, обнаруженный у мышей, действует и у человека, это может означать, что некоторые люди генетически более подвержены отложенному эффекту от действия органофосфатов. Именно с применением этих веществ связывают до сих пор не объясненный «синдром войны в Заливе», который поразил некоторых ветеранов Иракской компании 1991 года. Органофосфаты также применяются в качестве пестицидов, и их длительное воздействие может вызвать нервные припадки и паралич, который приводит к остановке дыхания. Без медицинской помощи большинство жертв погибает. Примерно неделю спустя выжившие люди сталкиваются со второй волной симптомов: поражения нервов приводит к необратимому параличу. Биолог Кэроли Барлоу (Carolee Barlow) обнаружила, что мыши с низким уровнем энзима NTE более чувствительны к воздействию органофосфатов. Они становятся малоподвижными, с ними случаются припадки и они погибают в два раза чаще нормальных животных. За что именно отвечает NTE пока остается неясным, но органофосфаты могут блокировать его активность, приводя к длительному парализующему эффекту. Люди также имеют ген, отвечающий за производство энзима NTE, что может указывать на наличие у человека аналогичного белка. Как полагает участник исследовательской группы Кристофер Винроу (Christopher Winrow), не исключено, что лекарства повышающие уровень NTE у людей помогут защититься от последствий атаки нервно-паралитическим газом.
