Ребёнок от трёх родителей. Реактивные звёзды. Микроботы из человеческих клеток. Новости QWERTY №226
Из этого ролика вы узнаете, какие есть классные позы для питья таблеток, и как сделать микро ботов из человеческих клеток, откуда у звезд ракетные двигатели и насколько безопасно иметь трех родителей.
[Музыка]
Всем привет! Вы смотрите научно-популярный канал QWERTY. Меня зовут Владимир, а сейчас я скажу, что там на богатом обновился рекорд по самому дорогому в мире лекарству. Это Зинтигло, причем производитель не Икея, а Bluebird Bio. Это лекарство от бета-талассемии — наследственного заболевания, при котором в эритроцитах наблюдаются проблемы с гемоглобином, а его носители в сложных случаях вынуждены жить на переливании крови. Терапия Зинтигло работает так: берутся клетки костного мозга пациента, модифицируются и возвращаются в его организм одним уколом. После этого они начинают вырабатывать нормальные эритроциты с нормальным гемоглобином.
Стоит такая терапия 2 целых 8 десятых миллиона долларов, на 700 тысяч дороже, чем предыдущее самое дорогое лекарство. Например, французы понадобятся порядка 66 лет для того, чтобы купить Зинтигло, это если больше вообще ни на что не тратить. Ну а россиянину — около 230.
Самое интересное, что стоимость лекарства рассчитывалось не исходя из затрат на разработку, материалы или заработную плату. Примерно таким образом: если ты тяжело болеешь бета-талассемией, то ты будешь вынужден каждые две недели делать переливание крови, и сумма этих процедур за всю жизнь набегает под 6 миллионов долларов. Ну а мы продадим тебе извлечение за одну инъекцию с огромным дисконтом примерно в два раза.
Вот самыми интересными новостями науки так не пройдет каждая неделя. Свежий выпуск иначе просто нельзя. Ну а все подробности и ссылки на источники будут как всегда в описании. Вот нечастым рассказываем новостях, которые можно было бы применить здесь и сейчас, но сегодня попробуем.
Вспомните, как вы пьете таблетки. Вопрос не в том, до еды или после, или запиваем водой, или чем-то еще. Дело в позе. Уверен, вы делаете это сидя или стоя, но поза может сильно менять скорость усвоения лекарства. В целом оральный метод приема лекарства самый сложный для организма: он зависит от состава таблетки и динамики желудочно-кишечного тракта.
Медики говорят, что лекарство в основном начинают поглощаться тогда, когда они уже проходят через желудок и попадают в двенадцатиперстную кишку. Учитывая, что желудок имеет неправильную форму, да и выход в кишечник из него расположен не по центру, а ближе к позвоночнику, положение тела влияет на прохождение проглатываемого объекта.
Для того чтобы понять, как именно, ученые разработали компьютерную модель желудка и прилегающего к нему кишечника и протестировали на ней разнообразные варианты поз для проглатывания таблеток. В общем, если вы хотите, чтобы таблетка медленно добиралась до кишечника, ложитесь на левый бок. Путешествие растворения займут до 100 минут, по крайней мере, в симуляторе.
Если вы будете пить таблетку стоя, то она растворится за 23 минуты, и разница уже просто огромная. А вот если улечься на правый бок, то на все про все уйдет всего лишь 10 минут. Экспресс-доставка. Надо будет как-нибудь попробовать на себе.
До 1 дня в полтора года я все-таки пью бейсбол и смотрел часы, когда же все подействует. А разница в два с половиной раза между стоя и на правом боку все-таки достаточно существенная. Одна из моих любимых тем — это микророботы, которые можно запустить в человеческий организм в медицинских целях. Доставят лекарства до больного органа или до опухоли, прочистят сосуд от тромба. Все это проще делегировать малышам-роботам.
Можно сделать из различных материалов, но очень удобно использовать для этого живые клетки. Сами посудите, в них уже есть запас энергии, нужные органеллы и рецепторы, разные механизмы коммуникации, которые можно использовать для целей медиков. Разумеется, можно дополнить их всякими искусственными элементами вроде подложек, каркасов, магнитных частей для того, чтобы расширить их функционал.
Вот так выглядели казино-боты из иммериальных лягушачьих клеток, которые умели перемещаться по лабиринтам, выполнять задачи вроде уборки поверхности и даже запоминали взаимодействие с синим светом. Команда ученых, разработавшая пару лет назад вот этих казино-ботов, на этом не остановилась и в новой работе исследовала клетки мерцательного эпителия трахеи.
У них есть специальные реснички, которыми они выталкивают наружу из бронхов и трахеи мокроту и всякий мусор. Из этих клеток в каркасе из внеклеточного матрикса вырастили органоиды с ресничками, обращенными наружу. Процесс занял примерно 3 недели. Эти комочки были разных размеров — от 30 до 500 микрометров. Причем многие из них умели двигаться.
Название этим объектам дали в работе "антракоз". После движения отработали, проанализировали и нейронные сети выделили несколько типов таких ботов, исходя из характера их перемещения и некоторых внешних характеристик. Мелкие сферические, густо покрытые ресничками боты в основном торчали на одном месте. Крупные бесформенные и хаотично покрытые ресничками боты двигались в основном прямолинейно, а третий, вообще ни рыба, ни мясо, промежуточного типа, двигались в основном по кругу.
Но, разумеется, самое главное — это то, что такие малыши-боты могли делать внутри живой ткани с прицелом на какие-то полезные функциональные действия внутри человека. И получили вот следующий результат: в ткани, состоящей из нейронов и имитирующих нервную ткань с нанесенной микротравмой, боты смогли добраться до травмы и проникнуть в нее. Далее ученые добились того, что боты научились склеиваться в большие комки, как Power Rangers.
Для этого их нужно было собрать в ограниченное пространство, а затем, когда ученые поместили эти супер-комки по краям микротравмы, то они навели переправ — то есть перекинули через разрыв ткани мостик из своих тел. А через трое суток нервная ткань под этим мостиком разрослась, из-за живила травму.
Что это, если не регенерация нервной ткани под воздействием безопасных и миниатюрных ботов? Безопасных, потому что они не начнут размножаться в человеческом теле и в целом не провоцируют против себя иммунную систему, так как сделаны опять же из человеческих клеток. Спектр возможностей применения широкий: от регенерации и до охоты на рак и той же самой точечной доставки лекарств.
Сейчас сложно в это поверить, но пульсары были открыты всего лишь в 67-м году. Помимо всех остальных удивительных особенностей этих бешено вращающихся нейтронных звезд, астрономы по мере развития наблюдательных технологий стали отмечать, что некоторые пульсары обладают скоростью относительно окружающего их пространства свыше тысячи километров в секунду, а то и до полутора тысяч. Это уже 1200 скорости света.
Что же так могло разогнать ядро звезды, этот остаток сверхновой с массой, сравнимой с солнечной? Объяснение предлагает нейтринная ракета. Модель механизма действия весьма сложна, она связана с циклотронным нейтриным излучением — то есть испусканием нейтронов, пар нейтрино и антинейтрино. Разумеется, эффект от одного нейтрино пренебрежимо мал, но когда у тебя вся звезда состоит из нейтронов, процесс выглядит убедительнее.
Также этот эффект связан с сверхтекучей жидкостью, которая может образовываться, когда во вращающейся нейтронной звезде пульсар сходится ряд квантовых нюансов. Эти трубки сверхтекучей нейтронной жидкости вращаются вместе с пульсаром, но со скоростью еще выше, чем скорость вращения звезды. Кажется, они очень удивлены таким раскладом и не очень понимают, к чему все это движется.
А движемся мы к тому, что во вращающейся сверхтекучей жидкости она начинает устраивать циклотронное излучение в особо крупных размерах, потому что их просто очень много. А учитывая, что мощность излучения зависит от угловой скорости, там и еще и получаем высокие энергии испускаемого потока. И левые, и правые нейтрино, испускаемые трубочками из-за не сохранения четности, направлены в одну сторону и поэтому, как ракетная струя, разгоняют звезду до гигантских скоростей.
Однако, учитывая, что излучение в целом обязано энергии вращения внутри звезды, со временем она сходит на нет, как и вращение самого пульсара. И это происходит достаточно быстро по звездным меркам. Но самое интересное то, что угловой момент, содержащийся в испускаемом потоке нейтрино, никуда не девается и остается в этом потоке. Если бы нейтрино могли бы нормально взаимодействовать с материей, то этот поток, врезавшись в какую-нибудь планету, закрутил бы ее в диком вальсе.
Но нет. Причина, по которой у ребенка могут быть сразу три родителя, это не только интимные предпочтения сразу трех человек, а еще и нарушение в митохондриальной ДНК у матери. В митохондриях у человека находится своя собственная ДНК, которая передается только по материнской линии. Бывают ситуации, когда мутация в этой ДНК приводит к наследственным заболеваниям. Ничего хорошего в этой ситуации нет, но исправить это можно, по крайней мере, до рождения ребенка. Нужно всего лишь взять митохондриальную ДНК у здорового носителя.
Но в большинстве стран такая терапия либо запрещена, либо допускается в неких экспериментах, это может быть в США или в Китае. Дело в том, что нет полной уверенности в безопасности этого метода для эмбриона. Точнее, не было. Процедура выглядит так: у матери берется генетический материал из ядра яйцеклетки и переносится в донорскую яйцеклетку, очищенную от генетического материала, но сохраняющую митохондриальную ДНК. Сделать это можно либо до оплодотворения, это перенос веретена деления — вот такой вот структуры, требующейся для деления клетки, либо сразу после оплодотворения — парой ядерного переноса.
Ученые сосредоточились на первом. Взять, как вы уже поняли, они переносили веретено деления — эту вот систему из всех ядерных хромосом, находящиеся в ожидании оплодотворения, в клетку, где присутствовала здоровая митохондриальная ДНК, а затем ее оплодотворяли. Полученные эмбрионы проверяли на трех типах тестов, сравнивали, так сказать, веретено бластоцисты, то есть 5-6-дневные зародыши, с бластоцистами, полученными уже привычным методом, и разницы в числе копий ДНК и в профиле экспрессии РНК не обнаружили. То есть геном был целостным и работоспособным.
Из всех нюансов стоит выделить один — один критерий указывал на возможную легкую задержку в активации генов в одном из трех слоев бластоцисты. Это было снижение уровня деметилирования ДНК, но это не то чтобы прям вот нарушение процесса. Вполне вероятно, что на последующих стадиях эта задержка будет нивелирована, но выяснить это получится только в следующих исследованиях. Сейчас понятно, что они в любом случае случатся.
Сейчас же можно говорить, что технология зачатия от трех родителей при помощи переноса ДНК до оплодотворения вполне себе безопасна. Лучше новость предыдущего выпуска: вы признали новость про то, что интенсивная умственная деятельность в некой степени опасна для нашего мозга. Звучит крипово, но рациональное зерно заключается в том, что при интенсивной работе нейронов в синаптическом пространстве накапливается глутаминовая кислота, ухудшая тем самым передачу нервных сигналов, вызывает затруднение в работе мозга и чувство усталости.
А избыток этой кислоты токсичен для нейронов. Спастись от отравления можно через сон. За подробностями добро пожаловать в подсказку в правом верхнем углу. Ну что ж, а на этом на сегодня все. Большое спасибо вам за просмотр! Как обычно, вы можете проголосовать за самую интересную новость выпуска в нашем Телеграм-канале. Мне же будет очень приятно, если вы поделитесь этим видео со своими друзьями, если оно было вам полезным, и поставите лайк этому видео. Ну что же, до скорых встреч! Пока!
[Музыка]