Connect with us

Технологии

Пластырь заменит инъекции инсулина: ученые разрабатывают новый метод лечения диабета

Published

on

Больные диабетом часто нуждаются в регулярных инъекциях инсулина, так как их организм не вырабатывает его в достаточном количестве. Однако ученые разработали инновационный пластырь, который может стимулировать выработку этого жизненно важного гормона без необходимости прокалывать кожу.

Лекарство, впервые применявшееся в XIX веке для лечения сердечных заболеваний, сегодня может открыть путь к новым методам терапии. Исследователи из ETH Zurich разработали систему, в которой нитроглицериновые пластыри, известные еще с 1890-х годов, регулируют работу генетически модифицированных клеток. Этот подход может революционизировать лечение хронических заболеваний, позволяя активировать или деактивировать терапию простым наложением или снятием пластыря. Об этом пишет ScienceBlog.

Согласно исследованию, опубликованному в журнале Nature Biomedical Engineering, новая система успешно прошла тестирование на лабораторных мышах с диабетом. В ходе испытаний пластырь обеспечивал контролируемое высвобождение гормона GLP-1, который стимулирует выработку инсулина. Это позволило поддерживать нормальный уровень сахара в крови в течение 35 дней. Эксперимент также показал, что у подопытных животных улучшилась регуляция инсулина и снизилась масса тела, при этом не наблюдалось ни одного побочного эффекта со стороны сердечно-сосудистой системы, что иногда бывает связано с нитроглицерином.

Профессор Мартин Фуссенеггер, ведущий исследователь кафедры биосистемных наук и инженерии ETH Zurich, заявил, что этот пластырь является самым эффективным генетическим переключателем, который когда-либо разрабатывала его команда. Основой данной технологии стали естественные сигнальные молекулы человеческого организма. Когда нитроглицерин из пластыря попадает в имплантированные терапевтические клетки, он превращается в оксид азота — соединение, запускающее контролируемую выработку белков, включая GLP-1.

Поскольку система основана исключительно на человеческих белках и клеточных механизмах, она снижает риск иммунного отторжения, которое часто осложняет клеточную терапию.

Генная инженерия уже давно обещает революционные методы лечения, позволяя превращать клетки в своеобразные фабрики по производству лекарств. Однако одной из главных проблем остается контроль над тем, когда и сколько лекарства должно вырабатываться. Современные препараты действуют по менее точному принципу, доставляя активные вещества без возможности регулировки. В отличие от них, разработанная технология позволяет точно дозировать терапию с помощью простого кожного пластыря.

Приблизительно 10% населения мира страдают диабетом, и этот метод может избавить их от необходимости частых инъекций инсулина, позволяя организму самостоятельно вырабатывать нужные вещества. Помимо диабета, такая система потенциально применима при лечении метаболических, аутоиммунных и нейродегенеративных заболеваний — любых состояний, требующих динамической регуляции терапевтических белков.

Однако, как отмечает профессор Фуссенеггер, процесс внедрения клеточной терапии на рынок требует значительных временных и финансовых затрат. Клинические испытания на людях пока находятся на начальной стадии, и их окончание может занять годы. Тем не менее, если технология пройдет все необходимые тесты, это будет настоящий прорыв в лечении хронических заболеваний. Впервые в истории сочетание медицины XIX века и генной инженерии XXI века может привести к созданию терапии, которая будет работать совместно с организмом, а не против него, открывая новую эру в медицине.

Источник: ScienceBlog

Continue Reading
Advertisement
Click to comment

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Технологии

“Квантовая информация”: ученые зафиксировали странную мозговую активность умерших пациентов

Published

on

Исследование ученых Университета Джорджа Вашингтона показало, что даже после остановки сердца мозг человека в состоянии клинической смерти продолжает проявлять активность.

Это открытие было сделано на основании наблюдений за семью пациентами, у которых было принято решение прекратить лечение из-за критического заболевания.

Доктор Стюарт Гамерофф считает, что результаты исследования могут свидетельствовать о том, что сознание человека не исчезает после смерти, а переходит на другой уровень существования. Во время исследования ученые проводили электроэнцефалограмму (ЭЭГ) каждому пациенту в момент, когда их собирались отключить от аппаратов жизнеобеспечения. Когда ЭЭГ становилась изоэлектрической (плоской), пациента объявляли мертвым. Однако после этого момента произошел всплеск мозговой активности, который продолжался от одной до двадцати минут.

В частности, один из пациентов продемонстрировал внезапный всплеск высокочастотной активности, называемой гамма-синхронностью, которая длилась от 30 до 90 секунд. Гамма-синхронизация связана с сознательным мышлением и осознанием, что может указывать на то, что даже после остановки сердца мозг на короткое время проявлял признаки активности, которые можно было бы связать с осознанием.

Гамерофф утверждает, что информация, содержащаяся в мозге, не исчезает после смерти. Он предполагает, что эта информация может рассеиваться во Вселенной и затем возвращаться, если человек возвращается к жизни, объясняя тем самым воспоминания людей, переживших клиническую смерть. По его мнению, если человека не оживить и он умрет, квантовая информация может существовать вне тела, возможно, бесконечно долго, как душа.

Однако большинство ученых придерживаются мнения, что сознание является продуктом сложных взаимодействий в мозге, возникающих из нейронных сетей, которые обрабатывают информацию и создают субъективный опыт. Одним из возможных объяснений всплесков активности является кислородное голодание мозга, которое может приводить к подобным изменениям в электрической активности.

Источник: Daily Mail

Continue Reading

Технологии

Галактические электростанции: физики раскрыли один из главных секретов черных дыр

Published

on

Новое исследование может объяснить, почему некоторые активные ядра галактик гораздо ярче, чем предсказывают теоретические модели.

Черные дыры могут выпускать больше энергии в свое окружение, чем предполагалось ранее, и чем быстрее они вращаются, тем эффективнее происходит извлечение энергии. Астрофизики выяснили, как диски из горячей плазмы, которые вращаются вокруг черных дыр, могут стать мощными двигателями галактических электростанций. Исследование опубликовано в журнале The Astrophysical Journal.

Уже давно физики предложили теории о том, что энергия извлекается из вращения черных дыр благодаря магнитным полям и направляется в мощные струи высокоэнергетических частиц, которые вырываются из полюсов черных дыр. Однако ученые долго не могли установить, что именно определяет количество преобразуемой энергии. Теперь астрофизики смоделировали действие аккреционного диска вокруг сверхмассивной черной дыры, чтобы получить ответы на эти вопросы.

Недавно ученые сделали важное открытие, обнаружив связующее звено между черными дырами звездной массы и сверхмассивными черными дырами, что поможет понять, как эти объекты достигают больших размеров.

Материя падает в сверхмассивную черную дыру, а энергия вырывается наружу
Фото: space.com

По словам авторов исследования, давно известно, что падающая в черную дыру материя из аккреционного диска, состоящего из горячей плазмы, может извлекать энергию вращения из черной дыры. То есть энергия, которая возникает из-за вращения этого объекта, играет важную роль в питании струй черной дыры.

Новое моделирование показало, что из черных дыр извлекается гораздо больше энергии, чем было известно ранее. Эта энергия может выходить в виде света и заставлять светиться области вблизи горизонта событий черной дыры.

Астрофизики давно изучают черные дыры и их взаимодействие с родными галактиками, пытаясь понять, как сверхмассивные черные дыры в центре галактик создают активные ядра галактик и струи, вылетающие почти со скоростью света. Часто активные ядра галактик настолько яркие, что затмевают объединенный свет каждой звезды в галактике, и для этого требуется большое количество энергии, которая должна откуда-то поступать.

Прошлые исследования показали, что важную роль в этом процессе играют магнитные поля черной дыры. Авторы нового исследования хотели понять, как происходит извлечение энергии в сильно намагниченных средах.

Моделирование астрофизиков имитировало физику горячей плазмы в искривленной ткани пространства-времени и области высокой гравитации вокруг черных дыр. Это позволило ученым наблюдать, как магнитные поля взаимодействуют с черными дырами, которые вращаются с разной скоростью, и изучить эффективность извлечения энергии.

Моделирование показало, что от 10% до 70% энергии, извлекаемой из вращения черных дыр, направляется в струи. Чем быстрее вращение черной дыры, тем больше энергии она может отдать. Остальная часть энергии, извлеченной из вращения черной дыры, но не направленная в струи, либо поглощается аккреционным диском, либо рассеивается в виде тепла.

Физики также обнаружили, что сила магнитного поля увеличивала яркость аккреционного диска черной дыры. Это может объяснить, почему некоторые активные ядра галактик гораздо ярче, чем предсказывают теоретические модели.

Источник: Space

Continue Reading

Технологии

Литий не нужен: ученые совершили прорыв в области натрий-ионных аккумуляторов

Published

on

Ученые из Принстонского университета сделали значительный прорыв в разработке натрий-ионных аккумуляторов, представив новый катодный материал — бис-тетрааминобензохинон (TAQ).

Этот материал демонстрирует высокие энергетические характеристики и может сделать натрий-ионные аккумуляторы конкурентоспособными с традиционными литий-ионными батареями, а возможно, даже превзойти их.

Традиционные литий-ионные батареи зависят от ограниченного ресурса — лития, что создает сложности в цепочках поставок. В отличие от них, натрий-ионные аккумуляторы представляют более устойчивую и доступную альтернативу, однако им ранее не хватало плотности энергии.

Новый катодный материал TAQ решает эту проблему, обеспечивая высокую мощность и плотность энергии. Исследователи утверждают, что их натрий-ионный аккумулятор на основе TAQ может достигать теоретической емкости 355 мАч/г и плотности энергии 606 Втч/кг при 90% активного материала. Это возможно благодаря четырехэлектронному окислительно-восстановительному процессу, что позволяет использовать активный материал почти на 100%.

Данный прорыв открывает новые возможности для применения натрий-ионных аккумуляторов в транспортных средствах и других устройствах, делая их более эффективными и производительными.

Источник:  Interesting Engineering

Continue Reading

В тренде