10 più grandi scoperte mediche del 2015

Gli scienziati hanno avuto un anno intenso, con il 2015 un anno particolarmente produttivo per la medicina. Abbiamo avuto avvincenti scoperte, scoperte tecnologiche e nuove applicazioni per prodotti esistenti. Ecco 10 titoli medici del 2015 che sicuramente avranno un impatto significativo sul mondo negli anni a venire.

10 Scoperta di Teixobactin

Nel 2014, l'Organizzazione Mondiale della Sanità ha avvertito che il mondo stava entrando in un'era "antibiotico-post" e avevano ragione. Non abbiamo trovato un nuovo antibiotico che sia stato effettivamente usato come farmaco dal 1987, quasi 30 anni fa. Le infezioni resistenti ai farmaci stanno diventando un problema sempre più diffuso. Ma nel 2015 gli scienziati hanno fatto una scoperta che è stata descritta come un "cambiamante"

Gli scienziati hanno scoperto una nuova classe di antibiotici con 25 nuovi antimicrobici, tra cui un potente chiamato teixobactin. Questo nuovo antibiotico uccide i microbi bloccando la loro capacità di costruire pareti cellulari, quindi i microbi non possono sviluppare una resistenza al farmaco. Finora, il teixobactin si è dimostrato efficace nell'uccidere MRSA e diversi bug che causano la tubercolosi.

Forse ancora più importante, il team che ha guidato la scoperta ha utilizzato un nuovo metodo di crescita degli antibiotici per ottenere questi risultati. Hanno creato un hotel sotterraneo in cui ogni capsula (o camera) è separata dal resto e contiene un singolo batterio.

Questo albergo viene quindi posto nel terreno, consentendo la crescita di molti antibiotici in laboratori che prima non erano in grado di farlo. Per quanto riguarda la teixobactina, i test promettenti sui topi stanno portando a test sugli umani, che dovrebbero iniziare nel 2017.

9 Doctors Grow Vocal Cords From Scratch

Uno dei campi di medicina più avvincenti e futuristici è la rigenerazione dei tessuti. Nel 2015, l'elenco degli organi rigenerati ha aggiunto una nuova voce quando i medici dell'Università del Wisconsin hanno sviluppato corde vocali umane da zero.

Diretto dal Dr. Nathan Welham, il tessuto bioingegneristico del team che imita la mucosa del cordone vocale, che rappresenta i lembi che vibrano nella laringe per creare il linguaggio umano. Le cellule donate provenivano da cinque pazienti umani e sono state coltivate in laboratorio per due settimane. Poi furono attaccati ai laringe usando le trachea finte.

Gli scienziati hanno descritto il suono creato dalle corde come un suono simile ad un kazoo robotico. Tuttavia, questo corrisponde al suono che sarebbe normalmente generato da vere corde vocali umane in isolamento. Con l'aiuto di strutture aggiuntive come la gola o la bocca, gli scienziati sono fiduciosi che le corde vocali di laboratorio possano eguagliare i suoni prodotti da corde reali.

Nell'ultima fase dell'esperimento, gli scienziati hanno testato se topi ingegnerizzati con sistemi immunitari umani rifiutassero il tessuto. Fortunatamente, non lo fecero, e Welham ora pensa che il tessuto cordonale sia immunoprivilegiato, il che significa che non innesca una reazione dal sistema immunitario.

8 Il farmaco antitumorale può aiutare i malati di Parkinson

Tasigna (aka nilotinib) è un farmaco approvato dalla FDA che viene regolarmente utilizzato per il trattamento di persone affette da leucemia. Tuttavia, un nuovo studio condotto presso il Medical Center della Georgetown University suggerisce che Tasigna potrebbe essere estremamente potente nella gestione dei sintomi del morbo di Parkinson migliorando la cognizione, le capacità motorie e le funzioni non motorio.

Fernando Pagan, uno dei medici responsabili dello studio, pensa che la terapia con nilotinib potrebbe essere la prima del suo genere a invertire il declino cognitivo e motorio in pazienti con una malattia neurodegenerativa come il Parkinson.

Lo studio è durato sei mesi e ha coinvolto 12 pazienti che hanno assunto dosi crescenti di nilotinib. Tutti gli 11 soggetti sottoposti a test hanno avuto alcuni benefici dalla terapia, di cui 10 hanno riportato miglioramenti clinici significativi.

L'obiettivo principale di questo studio era la sicurezza: assicurarsi che il corpo umano potesse tollerare il nilotinib senza effetti collaterali. Le dosi utilizzate erano molto più piccole di quelle normalmente somministrate ai pazienti affetti da leucemia.

Sebbene il farmaco si sia dimostrato efficace, lo studio è stato condotto su un piccolo gruppo di persone senza controllo o gruppi placebo. Sono necessarie ulteriori ricerche prima che Tasigna diventi una valida terapia per il morbo di Parkinson.

7 gabbia toracica stampata 3-D al mondo

Negli ultimi anni, la stampa tridimensionale ha fatto scalpore producendo interessanti innovazioni in molti campi, tra cui la medicina. Nel 2015, i medici dell'ospedale della Salamanca University in Spagna hanno eseguito il primo trapianto di gabbie toraciche al mondo utilizzando una protesi toracica stampata in 3-D.

Il paziente soffriva di sarcoma della parete toracica. Per raggiungere i tumori e impedire loro di diffondersi, i medici hanno dovuto rimuovere sezioni della sua gabbia toracica. Un impianto di titanio per sostituire quei pezzi mancanti esisteva già.

Tuttavia, un impianto per una grande sezione dello scheletro è costituito da più componenti che possono allentarsi nel tempo e creare nuove complicazioni mediche. Inoltre, la struttura scheletrica di ogni persona è unica e rende complicato l'adattamento perfetto dell'impianto.

I medici si sono resi conto che una stampante 3D poteva essere utilizzata per realizzare una struttura in titanio altamente personalizzata che si adattasse meglio a questo particolare paziente. Dopo aver ottenuto scansioni CT 3D ad alta risoluzione, gli scienziati hanno utilizzato la stampante Arcam da 1,3 milioni di dollari per creare con successo un impianto con parti dello sterno e della gabbia toracica. L'intervento chirurgico per fissare l'impianto all'interno del corpo è andato bene, e il paziente ha fatto un pieno recupero.

6 cellule della pelle trasformate in cellule cerebrali

Gli scienziati del Salk Institute di La Jolla, in California, hanno avuto un anno impegnativo a studiare il cervello umano. Hanno sviluppato un metodo per trasformare le cellule della pelle in cellule cerebrali e hanno già trovato diverse applicazioni utili per questa nuova tecnica.

Per i principianti, gli scienziati hanno trovato un modo per trasformare campioni di pelle in vecchie cellule cerebrali.Questo rende più facile per gli specialisti di Alzheimer e Parkinson studiare il tessuto cerebrale che ha sofferto gli effetti dell'invecchiamento. Storicamente, i cervelli degli animali sono stati usati per la ricerca, ma ci sono dei limiti a ciò che possiamo imparare dalle altre specie.

Più recentemente, le cellule staminali sono state trasformate in cellule cerebrali per la ricerca. Tuttavia, questi hanno sperimentato un processo di ringiovanimento durante la loro conversione e non hanno imitato in modo accurato il cervello di una persona anziana.

Una volta che i ricercatori hanno sviluppato la tecnica per creare artificialmente cellule cerebrali, si sono specializzati nella produzione di neuroni che producono serotonina. Anche se questi costituiscono una piccola parte del cervello umano, sono stati collegati a disturbi importanti come l'autismo, la schizofrenia e la depressione.

Fino ad ora, i neuroni sviluppati in condizioni di laboratorio hanno prodotto una diversa sostanza chimica del cervello nota come glutammato. Questa nuova tecnica dovrebbe essere una vera manna per i ricercatori che studiano malattie mentali.

5 pillola anticoncezionale maschile

In Giappone, gli scienziati dell'Istituto di ricerca dell'Università di Osaka per le malattie microbiche hanno rilasciato nuove ricerche che potrebbero portare a una pillola anticoncezionale maschile nel prossimo futuro. Stavano lavorando con farmaci chiamati tacrolimus e ciclosporina A.

Normalmente questi farmaci vengono somministrati ai pazienti sottoposti a trapianto di organi per sopprimere il loro sistema immunitario e ridurre le possibilità che i loro corpi rigettano i nuovi organi. Questo viene fatto inibendo la produzione di un enzima chiamato calcineurina, che contiene PPP3R2 e PPP3CC, due proteine ​​trovate anche nello sperma.

I ricercatori hanno studiato i topi e hanno scoperto che quelli incapaci di riprodursi avevano basse quantità di PPP3CC, suggerendo che l'assenza di questa proteina potrebbe causare infertilità. A seguito di uno studio più approfondito, gli scienziati hanno concluso che la proteina era responsabile di dare allo spermatozoo una flessibilità e una forza sufficienti per penetrare nella membrana dell'uovo femminile.

Un test eseguito su topi sani e normali ha confermato i risultati. Ci sono voluti solo tacrolimus e ciclosporina A quattro e cinque giorni, rispettivamente, per rendere i topi sterili. La loro fertilità è tornata alla normalità una settimana dopo l'assunzione dei farmaci. Ancora più importante, la calcineurina non è un ormone, quindi il targeting non dovrebbe influenzare il desiderio sessuale di una persona.

Nonostante i risultati promettenti, una pillola anticoncezionale maschile è ancora lontana anni, se non del tutto. Circa l'80% degli studi sui topi non è applicabile agli esseri umani. Tuttavia, i ricercatori rimangono fiduciosi perché l'effetto sulla fertilità umana è già stato segnalato. Inoltre, farmaci simili sono già stati sottoposti a studi clinici e vengono utilizzati sugli esseri umani.

4 stampa del DNA

La tecnologia della stampa 3D ha creato un nuovo, unico settore, che stampa e vende DNA. Sebbene il termine "stampa" sia ampiamente utilizzato perché ha un appeal commerciale, non descrive con precisione cosa sta succedendo.

Come spiega il CEO di Cambrian Genomics, il processo è più simile a una versione high-tech di "spell-checking" che di stampa. Milioni di pezzi di DNA su microsfere di metallo vengono scansionati da un computer che seleziona quelli necessari per realizzare la sequenza di DNA desiderata. In seguito, un laser spara alle perline giuste e posiziona il DNA in un vassoio per formare il filo richiesto dal cliente.

Aziende come Cambrian vedono un futuro prossimo in cui le persone saranno in grado di utilizzare software per assemblare nuovi organismi solo per divertimento. Comprensibilmente, questo ha alcune persone preoccupate per le implicazioni etiche e pratiche di tale potere nelle mani del tuo Joe medio, per non parlare di qualcuno intento a usarlo maliziosamente.

Per ora, la stampa del DNA è considerata un vantaggio per il settore medico. I produttori di farmaci e le società di ricerca sono i principali clienti di organizzazioni come Cambrian.

Gli scienziati del Karolinska Institute in Svezia hanno fatto un ulteriore passo avanti e hanno costruito filamenti di DNA a forma di coniglio. L'origami del DNA, come lo chiamano, potrebbe sembrare solo un bel trucco da festa, ma potrebbe anche avere applicazioni mediche come un nuovo metodo più efficace di somministrazione di farmaci. Il processo potrebbe essere utilizzato per creare strutture più resistenti che non si rompano nel corpo umano.

3 Nanobot lavorano nella creatura vivente

All'inizio del 2015, il settore della robotica ha ottenuto una grande vittoria quando un team di ricercatori dell'Università della California a San Diego ha annunciato di aver condotto i primi test di successo in cui i nanobot venivano utilizzati per eseguire un compito all'interno di una creatura vivente.

Le creature in questione erano topi da laboratorio. Dopo essere stati impiantati all'interno degli animali, le micromacchine viaggiarono fino allo stomaco dei topi e consegnarono i loro carichi utili - piccole scaglie d'oro. Alla fine della procedura, i topi non hanno riportato danni ai loro rivestimenti gastrici, dimostrando che è sicuro che gli animali possano ingerire questi microscopici nanobot.

Indagini successive hanno rivelato che più i fiocchi d'oro sono rimasti nello stomaco usando questo metodo piuttosto che semplicemente ingerendolo. Ciò suggerisce che i nanobot potrebbero diventare in futuro un metodo di somministrazione dei farmaci più efficace.

I motori sulle macchine sono fatti di zinco. Quando entrano in contatto con gli acidi nel corpo, si verifica una reazione chimica che genera bolle di idrogeno e spinge i nanobot. Dopo un po ', i motori si dissolvono semplicemente nell'acido dello stomaco.

Anche se questa procedura ha richiesto un decennio, non è stato fino al 2015 che è stata eseguita con successo sugli animali invece che su colture cellulari in piastre di Petri. In futuro, i nanorobot potrebbero essere utilizzati per rilevare e persino trattare una vasta gamma di malattie attaccando le singole cellule.

2 impianto nano cerebrale iniettabile

Un team di Harvard ha sviluppato un impianto cerebrale che promette di trattare una serie di malattie che vanno dalle malattie neurodegenerative alla paralisi. L'impianto consiste in un dispositivo elettronico costituito da scaffold che possono essere collegati a varie macchine dopo essere stati inseriti nel cervello.Potrebbe quindi essere utilizzato per monitorare l'attività neurale, stimolare i tessuti e promuovere la rigenerazione dei neuroni.

La rete elettronica è costituita da fili polimerici conduttivi che hanno o transistor o elettrodi su scala nanometrica collegati alle loro intersezioni. Flessibile e morbido per imitare il tessuto cerebrale, la mesh consiste principalmente di spazio vuoto per consentire alle cellule di sistemarsi facilmente attorno ad esso.

A partire dall'inizio del 2016, il team di Harvard sta ancora conducendo test per verificare la sicurezza della procedura. Finora, due topi hanno avuto dispositivi fatti da 16 componenti elettrici impiantati nel loro cervello. Questi dispositivi hanno monitorato e stimolato con successo singoli neuroni.

1 lievito di produzione di THC

Per anni, la marijuana è stata usata per trattare i sintomi causati dall'HIV o dalla chemioterapia. In alternativa, ci sono pillole che usano la versione sintetica del principale composto psicoattivo della marijuana, il tetraidrocannabinolo (noto anche come THC).

Ora i biochimici dell'Università tecnica di Dortmund in Germania hanno annunciato di aver progettato un nuovo ceppo di lievito in grado di produrre THC. Inoltre, hanno anche dati non pubblicati su un ceppo di lievito che produce cannabidiolo, un altro composto attivo di marijuana.

La marijuana ha diversi composti molecolari di interesse per i ricercatori. Pertanto, un metodo efficiente e affidabile per generare la molecola desiderata in grandi quantità sarebbe un enorme vantaggio per il mondo medico. Tuttavia, al momento, la coltivazione della pianta è ancora il metodo più efficace. Fino al 30 percento del peso secco di un ceppo moderno di marijuana può essere THC.

Anche così, i ricercatori di Dortmund sperano che questo possa cambiare in futuro. Al momento, il lievito è basato su molecole precursore anziché l'alternativa preferita di zuccheri semplici. Ciò porta a piccole quantità di THC create con ogni lotto.

Tuttavia, ulteriori ricerche potrebbero affinare il processo fino al punto in cui i biochimici possono massimizzare la produzione di THC e scalarla per scopi industriali. Ciò farebbe piacere ai ricercatori medici e ai regolatori europei, che stanno cercando un nuovo modo di produrre THC senza coltivare marijuana.