Медицина

Биологи научились выращивать миниатюрные "органоиды" человеческого мозга — крошечные трехмерные структуры из нервных клеток. Они не являются полноценным мозгом, но воспроизводят ключевые этапы развития и некоторые паттерны активности. На таких моделях можно изучать болезни, тестировать лекарства и смотреть, как мутации меняют работу нервной ткани, не прибегая к экспериментам на живых людях.

3D-биопечать достигла революционного прорыва: ученые успешно напечатали функционирующие миниатюрные сердца размером с вишню, используя биочернила из клеток пациента. ⠀ В отличие от предыдущих моделей, эти органоиды демонстрируют синхронные сокращения и интегрированную сосудистую систему. Сердца продолжают биться в лабораторных условиях более 6 месяцев, реагируя на фармакологические стимулы аналогично естественному органу. ⠀ Хотя полноразмерные органы для трансплантации все еще в будущем, эти сердца уже революционизируют тестирование лекарств, позволяя проверять препараты на персонализированных тканях пациента, что снижает риск побочных эффектов и повышает эффективность терапии.

Теломеры представляют собой повторяющиеся последовательности ДНК на концах хромосом, защищающие генетический материал от повреждений при делении клеток. С каждым делением теломеры укорачиваются примерно на 50-200 пар нуклеотидов, что служит своеобразным молекулярным счетчиком клеточного возраста. ⠀ Фермент теломераза способен восстанавливать длину теломер, но активен лишь в эмбриональных, стволовых и раковых клетках. В обычных соматических клетках человека этот фермент деактивирован, что ограничивает количество их делений пределом Хейфлика - около 50-70 раз. ⠀ Исследования на мышах показали, что искусственная активация теломеразы может увеличивать продолжительность жизни на 24%, улучшать метаболические показатели и замедлять возрастную дегенерацию тканей, указывая на перспективный терапевтический подход к замедлению старения. Однако этот метод требует тщательного контроля из-за риска индукции раковых процессов. ⠀ Детали в статье: Теломеры: молекулярные часы клеточного старения.

Фуллерены — молекулярные структуры из углерода в форме полых сфер, напоминающих футбольные мячи. Самый известный, C60 (состоящий из 60 атомов углерода), назван в честь архитектора Бакминстера Фуллера из-за сходства с его геодезическими куполами. Уникальное свойство фуллеренов — способность заключать внутри своей полости другие атомы. Такие «молекулярные контейнеры» (эндоэдральные фуллерены) сейчас используются для доставки радиоактивных изотопов при лечении рака, защищая здоровые ткани от излучения и обеспечивая точное нацеливание на опухоль.

Геном аксолотля содержит 32 миллиарда пар нуклеотидных оснований — это в 10 раз больше, чем у человека. Такой гигантский геном помогает этим амфибиям регенерировать практически любые ткани, включая части мозга, сердце и конечности. Исследования показали, что аксолотли могут полностью восстановить разрушенный спинной мозг за 3 месяца. ⠀ Их изучение приведет к разработке новых методов лечения травм у людей.