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».
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»
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.
В любой статье про кариес написано что за перфорацию зубов и зубные камни ответственны выделения микробов, питающиеся сахарами и прочими углеводами. Почему б не вывести породу микробов которые будут создавать более устойчивые колонии в ротовой полости, но при этом не выделяющие разъедающие зубы продукты жизнедеятельности? Или уже? Заговоры не предлагать!
Носимое устройство израильского производства для мониторинга ключевых функций организма получило одобрение Управления по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA).
Устройство Smart Skin, произведенное биотехнологической компанией X-trodes из Герцлии , (Израиль), включает в себя электродные пластыри, которые можно разместить в любой точке тела для мониторинга сигналов, показывающих активность мозга, сердца, мышц и глаз. Настраиваемые пластыри являются беспроводными и гибкими, для их работы не требуются гели или другие материалы.
В X-trodes говорят, что, хотя электрофизиологический мониторинг традиционно был доступен только в клинических условиях из-за ранее громоздкого оборудования, размер и простота использования новых пластырей означают, что теперь пациенты могут контролировать эти функции дома или в любом другом месте.
Прежде чем получить разрешение, компания успешно завершила обширные проверки точности и согласованности системы, которые также доказали, что технология эквивалентна существующим одобренным FDA устройствам, которые отслеживают эти сигналы.
Теперь X-trodes будет стремиться проверить пригодность Smart Skin для различных клинических ситуаций, уделяя особое внимание сердечно-сосудистым функциям и мониторингу сна.
«Система X-trodes — это новое поколение носимых и полностью беспроводных решений, позволяющее врачам и исследователям раскрыть весь потенциал электрофизиологического мониторинга медицинского уровня», — сказал генеральный директор X-trodes Зив Перемен.
«Получение разрешения FDA подтверждает ценность этой технологии и ее потенциал для улучшения здоровья и благополучия посредством доступа к электрофизиологическим данным в реальном времени. Это еще больше сократит путь к коммерциализации для ряда случаев клинического использования», — сказал он.
1 января 2024 г. Получение диагноза рака меняет жизнь, особенно для тех, кто борется с раком четвертой стадии, когда опухоли распространились на другие части тела.
Израильский биотехнологический стартап заявляет, что разработал способ превратить болезнь в хроническое заболевание, используя новую технологию для воздействия на солидные опухоли с помощью тепла с целью их уничтожения.
(Depositphotos)
Платформа New Phase , получившая название «Нанотехнологическая система Сары», основана на существующих исследованиях, которые показали, что раковая ткань чрезвычайно чувствительна к теплу и что для роста опухоли необходимы различные питательные вещества, особенно глюкоза. Затем компания разработала способ использования глюкозы для покрытия раковой ткани наночастицами, которые нагреваются примерно до 50 градусов по Цельсию, что затем приводит к ее отмиранию.
3D-иллюстрация клиники, где проводится лечение «Новой фазой», аппарат МРТ справа (Courtesy)
Наночастицы покрыты глюкозой и вводятся в организм пациента посредством внутривенной инъекции (IV).
Наночастицы путешествуют по кровотоку и попадают в опухоли, проникая через тонкие кровеносные сосуды, известные как капсулы. Раковые клетки выращивают эти капсулы вокруг себя, чтобы получать из организма кислород и питательные вещества, необходимые для размножения.
Когда эти кровеносные сосуды не полностью развиты, наночастицы могут использовать их для доступа к раковым клеткам. Раковые клетки также притягивают наночастицы, поскольку для процветания им нужна покрывающая их глюкоза.
Сами наночастицы сделаны из воскоподобного материала, который поглощает больше энергии и может поддерживать заданную температуру 40-50 градусов Цельсия для нагрева опухолей. Наночастицы получают эту энергию от электромагнитного поля, которое создается вокруг пациента с помощью МРТ, чтобы поддерживать его при этой температуре.
Чтобы обеспечить безопасность пациента во время каждого сеанса лечения, который длится около 30 минут, его также помещают под охлаждающее одеяло, сопровождая постоянным контролем с помощью датчиков температуры для обеспечения регулируемой среды.
Раковые клетки более чувствительны к теплу, чем здоровые клетки (Unsplash)
За это время наночастицы накапливаются вокруг раковых клеток, впоследствии нагревая и уничтожая злокачественную ткань, сохраняя при этом окружающие здоровые ткани.
«Мы нагреваем орган или ткань до 50 градусов по Цельсию, [и] нормальным клеткам не будет нанесено никакого ущерба, и они выживут, потому что у них есть способность выживать даже при 55 и 60 градусах», — Офер Шалев, генеральный директор и один из основателей New Фаза, рассказывает NoCamels.
Он подчеркивает, что важно понимать, что эта процедура не направлена на искоренение рака. Вместо этого лечение переводит заболевание из терминального состояния в хроническое.
«[Мы стремимся] уменьшить метастатическую массу и именно так можно продлить жизнь пациента», — говорит Шалев.
По словам Шалева, идея создания этих наночастиц возникла около 13 лет назад, после того как у матери соучредителя New Phase доктора Рафи Хоффа был диагностирован рак легких.
Эти двое, которые вместе работали в предыдущей медицинской компании, объединились, чтобы разработать новый инструмент для борьбы с этой болезнью. Мать Хоффа звали Сара, что позже стало названием разработанного ими метода лечения.
Компания финансируется из частных источников и привлекла около $35 млн без поддержки внешних инвесторов, хотя Шалев говорит, что они ожидают таких инвестиций в ближайшем будущем.
В то время как другие биотехнологические фирмы разработали методы лечения, основанные на изменении температуры опухоли, в первую очередь замораживании ее, Шалев считает, что разработанная ими терапия наночастицами меняет правила игры.
«Я думаю, что это будет прорывное решение», — сказал он NoCamels.
Лечение проводилось пациентам с различными формами рака (Depositphotos)
Система уже завершила первую фазу клинических испытаний в Медицинском центре Рабина (больница Бейлинсон) в центральном Израиле. В исследовании приняли участие 17 пациентов с раком четвертой стадии различных форм, у которых исчерпаны все другие формы лечения.
Исследование, одобренное Министерством здравоохранения Израиля, было сосредоточено на безопасности и токсичности.
Поскольку лечение не является однократным решением, пациенты прошли четыре или более сеансов, а некоторые даже проходили лечение в течение шести-12 месяцев.
Хотя лечение проводилось пациентам с различными формами рака, такими как рак печени, шейки матки и толстой кишки, компания решила не заниматься опухолями головного мозга, поскольку мозг реагирует на тепло иначе, чем другие части тела.
Шалев объясняет, что, хотя термическая обработка и убивает раковые клетки, она не уничтожает полностью солидные опухоли. Цель, повторяет он, состоит в том, чтобы превратить рак в хроническое заболевание, а не в смертельное, как это было достигнуто со СПИДом в конце 1990-х годов.
Исследование показало, что лечение уничтожило достаточно рака у семи пациентов, чтобы они снова могли иметь право на другие методы лечения.
Цель лечения «Новой фазы» — превратить рак в хроническое заболевание (Depositphotos)
«После лечения у них было установлено стабильное заболевание», — говорит Шалев.
Sarah Nanoparticles уже одобрена IDE Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA), что позволяет компании проводить клинические испытания в американских учреждениях. Фактически, New Phase в настоящее время контактирует с больницами в Соединенных Штатах по поводу начала там технико-экономического обоснования.
New Phase работает над получением одобрения в Израиле для следующего этапа — ключевого исследования, которое будет проводиться в нескольких больницах.
«Мы не собираемся лечить рак», — говорит Шалев.
«Мы собираемся превратить рак в управляемое или хроническое заболевание, с которым люди смогут жить без побочных эффектов».
Если бы прогресс в ракетостроении был бы таким, как в чтении ДНК, то у каждого сейчас был бы персональный космический корабль! На первое секвенирование генома человека было потрачено $3 миллиарда и продолжалось оно около 15 лет. Сейчас это стоит $1000 и делается за пару дней.
Все секвенциальные машины сейчас производит компания Illumina. Никто ничего лучшего придумать не может. Про технологию этой компании я и расскажу в посте.
Основная идея метода была описана еще в 1989 году в патенте "Метод секвенирования полинуклеотидов".
В этом методе предлагается разделить двойную спираль ДНК на одиночные "нитки", "пришить" их c одного конца к твердой поверхности, добавить ДНК-полимеразу, которая прицепится к противоположному концу и начнет "ремонтировать" ДНК, достраивая вторую цепь. (Для тех кто знает - да это ПЦР).
Обычно полимераза быстро двигается вдоль одиночной цепи ДНК, останавливается на каждой "букве", подбирает подходящую (комплементарную) "букву" для второй цепи из окружающего раствора и присоединяет ее к концу второй цепи. Вторая цепь строится строго по правилу "комплементарности" - напротив "A" одной цепи, должно быть "T" другой цепи, а напротив "G" должно быть "C".
Однако здесь в качестве "строительного материала" для второй цепи предлагается использовать модифицированные "буквы" (нуклеотиды). Во первых, к ним приделана цветная метка, причем у каждой буквы свой цвет. А во вторых, они останавают работу полимеразы, как только она добавляет их в цепь. Полимераза "застревает" на только что пришитой "букве" и процесс встает "на паузу".
В этот момент мы смываем весь "свободный строительный материал" и фотографируем под микроскопом поверхность с прикрепленной ДНК. Получается вот такая картинка:
Цветные точки - это буквы "застрявшие" в полимеразе, прикрепленной к ДНК. По цвету мы можем определить, где какая "буква" застряла.
Затем заливаются реагенты, которые убирают все модификации у застрявшего "стройматериала", снова добавляют цветной "стройматериал", полимераза делает шаг, встраивает следующую "букву" и опять "застревает".
Опять все смываем, фотографируем поверхность и определяем буквы, которые "застряли" на следующем шаге в тех же точках.
И т.д.
Весь этот процесс делается секвенатором автоматически.
Циклы секвенатор повторяет раз 150-300. Таким образом мы читаем кусочки ДНК длиной 150-300 "букв". (Больше не получается, так как падает качество чтения.) Но метод позволяет читать много молекул параллельно. Современная Illumina секвенсор способен читать миллиарды молекул параллельно!!! Мы можем разрезать длинную ДНК на небольшие молекулы, прочитать их, а затем специальной программой собрать прочитанные кусочки вместе.
Одного запуска секвенатора вполне хватает на чтение десятка человеческих геномов, причем каждый еще будет прочитан много раз (это делается, чтобы скорректировать ошибки чтения).
Вот как выглядит самый маленький, "лабораторный" секвенатор, способный прочитать "только" 25 миллионов молекул за запуск.
Кто-то может засомневаться и подумать, что даже в микроскоп увидеть свечение одной молекулы невозможно (или крайне сложно). И будет прав! Я упустил важную деталь. В самом начале, после прикрепления ДНК к поверхности и перед началом чтения запускается специальный процесс ПЦР, который делает тысячи копий прикрепленной ДНК, причем копии остаются прикрепленными практически в той-же точке. Т.е. цветная точка - это тысячи одинаковых молекул и их вполне видно в простой микроскоп.
PS.
Планирую набросать постов по статистическому анализу (по опыту знаю, что даже технари это практически не изучают). В какое сообщество писать еще не знаю, так что подписывайтесь на меня, кому интересно.