10 största medicinska genombrott från 2015

Forskare har haft ett upptaget år, med 2015 ett särskilt produktionsår för medicin. Vi har haft spännande upptäckter, genombrott i teknik och nya applikationer för befintliga produkter. Här är 10 medicinska rubriker från 2015 som säkert kommer att få stor betydelse för världen under de kommande åren.

10 upptäckt av teixobaktin

I 2014 varnade Världshälsoorganisationen om att världen kom in i en "Eupost-antibiotisk tid", och de hade rätt. Vi har inte hittat ett nytt antibiotikum som faktiskt användes som medicin sedan 1987, nästan 30 år sedan. Läkemedelsresistenta infektioner blir ett allt vanligare problem. Men år 2015 gjorde forskare en upptäckt som har beskrivits som en "Ägame Changer."

Forskare upptäckte en ny klass av antibiotika med 25 nya antimikrobiella medel, inklusive en potent som heter teixobaktin. Detta nya antibiotikum dödar mikrober genom att blockera deras förmåga att bygga cellväggar, så att mikroberna inte kan utveckla resistens mot läkemedlet. Hittills har teixobaktin visat sig vara effektivt vid dödande av MRSA och flera buggar som orsakar tuberkulos.

Kanske ännu viktigare, laget bakom upptäckten använde en ny metod för odling av antibiotika för att få dessa resultat. De skapade ett "Äusubterranean hotel", där varje pod (eller Ärummet) är separerad från resten och innehåller en enda bakterie.

Det, Äúhotel, är sedan placerat i mark, vilket gör att många antibiotika odlas i laboratorier som tidigare inte kunde göra det. När det gäller teixobaktin är lovande test på möss som leder till mänsklig testning, som bör börja 2017.

9 Läkare odlar sangkord från grunden

Ett av de mest spännande, futuristiska fälten i medicin är vävnadsregenerering. I 2015 lade listan över regenererade organ en ny post när läkare vid University of Wisconsin växte mänskliga vokalband från början.

Leds av Dr. Nathan Welham, laget bioengineered vävnad som efterliknar stämtslangen slemhinna, som representerar flikar som vibrerar i struphuvudet för att skapa mänskligt tal. De donerade cellerna kom från fem humana patienter och odlades i laboratoriet i två veckor. Sedan fästes de på larynges med hjälp av falska luftrör.

Forskarna beskrev ljudet som skapades av kablarna som ett "Eeeee-liknande ljud" som en robotkazoo. Detta matchar dock ljudet som normalt skulle genereras av reella mänskliga vokalband i isolering. Med hjälp av ytterligare strukturer som hals eller munnen är forskarna övertygade om att laboratoriestämmorna kan matcha ljudet från reella sladdar.

I det sista försöket testade forskare om möss som konstruerades med humana immunsystem skulle avvisa vävnaden. Lyckligtvis gjorde de inte, och Welham tycker nu att vokalbandsvävnad är immunskyddad, vilket innebär att det inte utlöser en reaktion från immunsystemet.

8 Cancer Drug kan hjälpa Parkinsons lidande

Tasigna (aka nilotinib) är ett FDA-godkänt läkemedel som regelbundet används för att behandla personer med leukemi. En ny studie utförd vid Georgetown University Medical Center föreslår dock att Tasigna kan vara extremt kraftfullt för att hantera symptomen på Parkinsons sjukdom genom att förbättra kognition, motoriska färdigheter och icke-motoriska funktioner.

Fernando Pagan, en av doktorerna som ansvarar för studien, anser att nilotinibbehandling kan vara den första i sitt slag att vända kognitiv och motorisk nedgång hos patienter med en neurodegenerativ sjukdom som Parkinsons.

Studien varade i sex månader och involverade 12 patienter som tog ökande doser av nilotinib. Alla 11 testpersoner som avslutade försöken hade någon nytta av terapin, varav 10 rapporterade signifikanta kliniska förbättringar.

Det primära målet med denna studie var säkerhet - för att säkerställa att människokroppen skulle kunna tolerera nilotinib utan biverkningar. De använda doserna var mycket mindre än de som normalt ges till leukemipatienter.

Även om läkemedlet har visat sig framgångsrikt genomfördes studien på en liten grupp människor utan kontroll eller placebogrupper. Mer forskning är nödvändig innan Tasigna blir en livskraftig behandling för Parkinsons sjukdom.

7 världens första 3-D-tryckta Rib Cage

Under de senaste åren har 3-D-utskrift gjort rubriker genom att producera spännande innovationer inom många områden, inklusive medicin. År 2015 utförde läkare vid Salamanca Universitetssjukhus i Spanien världens första ribbagtransplantation med en 3-D-tryckt bröstprotes.

Patienten lider av bröstväggssarkom. För att nå tumörerna och förhindra att de sprider sig, måste läkare avlägsna delar av hans ribbbur. Ett titanimplantat som ersätter de saknade bitarna existerade redan.

Ett implantat för en stor del av skelettet är emellertid gjord av flera komponenter som kan lösa sig över tid och skapa nya medicinska komplikationer. Dessutom är varje persons skelettstruktur unik, vilket gör det komplicerat att passa perfekt på implantatet.

Läkare insåg att en 3-D-skrivare skulle kunna användas för att göra en mycket anpassad titanstruktur som bättre passar den här patienten. Efter att ha erhållit högupplösta 3-D-CT-skanningar använde forskare Arcam-skrivaren med 1,3 miljoner dollar för att framgångsrikt skapa ett implantat med delar av båren och ribbburet. Operationen att fixa implantatet inne i kroppen gick bra och patienten gjorde en full återhämtning.

6 hudceller förvandlades till hjärnceller

Forskarna vid Salk Institute i La Jolla, Kalifornien, har haft ett upptaget år som studerar människans hjärna. De utvecklade en metod för att vända hudceller till hjärnceller och har redan hittat flera användbara tillämpningar för denna nya teknik.

Till att börja med fann forskare ett sätt att vända hudprover till gamla hjärnceller.Detta gör det lättare för Alzheimers och Parkinsons specialister att studera hjärnvävnad som har lidit effekterna av åldrande. Historiskt användes djurhår för forskning, men det finns gränser för vad vi kan lära av andra arter.

Senare omvandlades stamceller till hjärnceller för forskning. Men dessa upplevde en föryngringsprocess under omvandlingen och efterliknade inte en äldre persons hjärna.

När forskare utvecklat tekniken för att artificiellt skapa hjärnceller specialiserade de sig på att producera neuroner som producerar serotonin. Även om dessa utgör en liten del av den mänskliga hjärnan, har de varit kopplade till stora störningar som autism, schizofreni och depression.

Hittills har neuroner som utvecklats under laboratorieförhållanden producerat en annan hjärnkemikalie som kallas glutamat. Denna nya teknik borde vara en riktig välsignelse för forskare som studerar psykisk sjukdom.

5 manlig p-piller

I Japan har forskare vid Osaka University Research Institute for Microbial Diseases släppt ny forskning som kan leda till en manlig p-piller inom en snar framtid. De arbetade med droger som kallades takrolimus och cyklosporin A.

Normalt administreras dessa läkemedel till organtransplanterade patienter för att undertrycka deras immunförsvar och minska risken för att deras kroppar avvisar nya organ. Detta görs genom att hämma produktionen av ett enzym kallat kalcineurin, som innehåller PPP3R2 och PPP3CC, två proteiner som också finns i spermier.

Forskarna studerade möss och upptäckte att de som inte kunde reproducera hade låga mängder PPP3CC, vilket tyder på att frånvaron av detta protein kan orsaka infertilitet. Vid närmare studier drog forskarna slutsatsen att proteinet var ansvarigt för att ge spermacellen tillräcklig flexibilitet och tvinga att tränga igenom det kvinnliga äggets membran.

Ett test som utfördes på normala, friska möss bekräftade deras resultat. Det tog bara tacrolimus och cyklosporin A fyra respektive fem dagar för att göra musen oförmåga. Deras fertilitet återvände till normala en vecka efter att ha tagit drogerna. Ännu viktigare är att kalcineurin inte är ett hormon, så inriktning på det ska inte påverka en persons sexdrivning.

Trots lovande resultat är en manlig p-piller fortfarande år borta, om det kommer överhuvudtaget. Cirka 80 procent av studier på möss är inte tillämpliga på människor. Forskare förblir dock hoppfulla eftersom effekten på mänsklig fertilitet redan har rapporterats. Likaså har liknande droger redan genomgått kliniska prövningar och används på människor.

4 DNA-tryckning

Tekniken för 3-D-utskrift har skapat en unik ny industri-en som skriver ut och säljer DNA. Även om termen "utskrift" används allmänt eftersom den har kommersiell överklagande, beskriver den inte exakt vad som händer.

Som VD på Cambrian Genomics förklarar, är processen mer relaterad till en högteknologisk version av "stavningskontroll" än utskrift. Miljoner bitar av DNA på små metallpärlor skannas av en dator som väljer de som är nödvändiga för att göra den önskade DNA-sekvensen. Därefter brinner en laser på rätt pärlor och placerar DNA i en bricka för att bilda den sträng som begärs av klienten.

Företag som Cambrian ser en nära framtid där människor kommer att kunna använda programvara för att montera nya organismer bara för skojs skull. Förståligt, detta har vissa människor oroat över de etiska och praktiska konsekvenserna av sådan kraft i händerna på din genomsnittliga Joe, än mindre någon som har för avsikt att använda det ondskanligt.

För nu är DNA-utskrift betraktad som en välsignelse för det medicinska området. Drogtillverkare och forskningsföretag är de främsta kunderna av organisationer som Cambrian.

Forskare vid Karolinska Institutet i Sverige gick ett steg längre och konstruerade DNA-strängar i form av en kanin. DNA-origami, som de kallar det, kan tyckas som bara ett coolt partitrick, men det kan också ha medicinska applikationer som en ny, effektivare läkemedelsleveransmetod. Processen kan användas för att göra mer resistenta strukturer som inte kommer att bryta ner i människokroppen.

3 Nanobots arbete i levande varelse

I början av 2015 gjorde robotteknikens mark en stor seger när ett team forskare från University of California i San Diego meddelade att de hade genomfört de första framgångsrika testerna där nanobotter användes för att utföra en uppgift i en levande varelse.

Varelserna i fråga var lab möss. Efter att ha implanterats inuti djuren reste mikromachinerna till musens magar och levererade deras nyttolast - små flingor av guld. Vid slutet av proceduren hade musen ingen skada i magsäcken, vilket visar att det är säkert för djur att sätta in dessa mikroskopiska nanobottor.

Efterföljande undersökningar visade att fler guldflingor stannade i magen genom att använda denna metod än genom att helt enkelt ta dem in. Detta tyder på att nanobot kan bli en effektivare läkemedelsleveransmetod i framtiden.

Motorerna på maskinerna är gjorda av zink. När de kommer i kontakt med syror i kroppen uppstår en kemisk reaktion som genererar vätgasbubblor och driver nanobotten. Efter ett tag upplöses motorerna enkelt i magsyran.

Även om denna procedur var ett decennium i arbetet var det inte förrän 2015 att det genomfördes framgångsrikt på djur i stället för cellkulturer i petriskålar. I framtiden kan nanorobots användas för att upptäcka och till och med behandla ett brett spektrum av sjukdomar genom att attackera enskilda celler.

2 Injicerbar Brain Nano Implantat

Ett lag hos Harvard utvecklat ett hjärnimplantat som lovar att behandla en mängd sjukdomar som sträcker sig från neurodegenerativa sjukdomar till förlamning. Implantatet består av en elektronisk apparat gjord av byggnadsställningar som kan anslutas till olika maskiner efter att ha införts i hjärnan.Det kan sedan användas för att övervaka neural aktivitet, stimulera vävnad och främja neuronregenerering.

Det elektroniska nätet är tillverkat av ledande polymergängor som har antingen transistorer eller nanoskalaelektroder fästa vid sina korsningar. Flexibel och mjuk för att efterlikna hjärnvävnaden består nätet huvudsakligen av tomt utrymme för att låta celler ordna sig enkelt runt den.

Från och med början av 2016 gör Harvard-teamet fortfarande test för att se hur säker proceduren är. Hittills har två möss haft enheter gjorda av 16 elektriska komponenter implanterade i hjärnan. Dessa enheter har framgångsrikt övervakat och stimulerat enskilda neuroner.

1 THC-producerande jäst

I åratal har marijuana använts för att behandla symtom som orsakats av HIV eller kemoterapi. Alternativt finns det piller som använder den syntetiska versionen av marijuana huvudsakliga psykoaktiva förening, tetrahydrocannabinol (aka THC).

Nu har biokemiker vid Dortmunds tekniska universitet i Tyskland meddelat att de konstruerade en ny jäststam som kan producera THC. Dessutom har de också opublicerade data på en jäststam som producerar cannabidiol, en annan aktiv förening av marijuana.

Marijuana har flera molekylära föreningar av intresse för forskare. Därför skulle en effektiv och pålitlig metod för att generera den önskade molekylen i stora mängder vara en stor välsignelse för den medicinska världen. Men för närvarande är växten växten fortfarande den mest effektiva metoden. Upp till 30 procent av torrvikt av en modern marijuana stammen kan vara THC.

Trots detta är Dortmunds forskare hoppfulla att det kan förändras i framtiden. För närvarande är jästen baserad på prekursormolekyler istället för det föredragna alternativet med enkla sockerarter. Detta leder till små mängder THC skapad med varje sats.

Ytterligare forskning kan dock förfina processen till den punkt där biokemister kan maximera THC-produktion och skala upp den för industriella ändamål. Detta skulle behaga medicinska forskare och europeiska tillsynsmyndigheter, som letar efter ett nytt sätt att tillverka THC utan att odla marihuana.