Метка: Биология и медицина

Удалось «воскресить» несколько вымерших видов

В 2009 году Пиренейский козерог стал первым животным, который на семь минут перестал быть вымершим, когда клонированная самка этого животного родилась живой, прежде чем погибнуть от дефекта легких. За тем последовало «воскрешение» шерстистого мамонта, с использованием тканевых образцов из древней вечной мерзлоты. К концу 2020-х годов, были воскрешены (с различной степенью успеха) ещё несколько видов, в том числе, знаменитая птица Додо, последняя из которых была замечена в 1662 году, и дикий голубь, Ectopistes migratorius, который прошел путь от одной из самых распространенных птиц в мире в 19ом веке до исчезновения в начале 20го.

Три различных подхода были использованы для восстановления исчезнувших животных и растений:

Клонирование, в котором генетический материал извлекают из сохраненной ткани для создания точной современной копией.

Селекция, при которой близкородственные современные виды получают характерные черты вымерших родственников.

Генная инженерия, при которой ДНК современных видов редактируется до соответствия вымершим видам.

Тем не менее, поднимаются этические и правовые вопросы, такие как влияние этих «чужих» видов на современные экосистемы и возможность заболеваний. Поскольку генетика развивается столь быстрыми темпами, даже гоминиды, такие как неандертальцы, вскоре смогут быть «воскрешены».

В дальнейшем, «де-вымирание» исчезнувших видов станет важной частью восстановления биосферы Земли, в то время как будут набирать обороты глобальные усилия по восстановлению дикой природы.

More…

2028

Депрессия – болезнь №1

Если судить по потерянным годам жизни, депрессия теперь перегоняет заболевания сердца, и становится ведущим заболеванием на планете. Это включает в себя количество прожитых лет в состоянии болезни, и потерянных лет в результате преждевременной смерти. Основные причины депрессии включают в себя долговые проблемы, безработицу, преступность, насилие (особенно насилие в семье), войны, деградация окружающей среды и стихийных бедствий. Продолжающийся экономический застой во всем мире является главным способствующим фактором. Прогресс может привести к тому, что депрессию не будут считать психическим заболеванием.

More…

2030

Активное выращивание стволовых клеток

В настоящее время наличие готовых стволовых клеток уже не проблема. Предлагается собирать определенное количество стволовых клеток в специальных резервуарах для  дальнейшего использования в медицине во время кризиса в будущем. Дешевое, персонализированное и целевое лечения доступно для быстрой регенерации частей тела и органов.

More…

2031

Выращивание многолетней пшеницы и кукурузы становится прибыльным

В традиционном сельском хозяйстве, во всех основных зерновых культурах были «ежегодные», или недолго живущие насаждения, выращиваемые в качестве однолетников – выживающие всего за один вегетационный период. Они отмирают после уборки урожая, а затем на их месте необходим совершенно новый посев. Это требует огромного количества топлива, минеральных удобрений, гербицидов и пестицидов, вызывающих эрозию, подкисление почвы, нарушая оба цикла азота и углерода.

Между 1600 и 2000 годами Соединенные Штаты потеряли примерно треть своей почвы. Во всем мире усиление эрозии почвы подвело почти миллиард людей к крайней черте, подвергая к огромному риску выживания в начале 21-го века. Более четверти Земной поверхности, были преобразованы для использования в сельском хозяйстве. С 1950 года переустроено больше земли, чем за предыдущие 150 лет. Эта ситуация усугубляется в результате быстрого роста населения, спрос на мясные продукты в странах с развивающейся экономикой, стремительный рост производства биотоплива, наряду с изменением климата и пик загрязнения почвы фосфором маячит на горизонте.

Генная инженерия возникла как важный инструмент управления растениеводства. Благодаря наиболее заметному достижению, произошедшему в 2017 году, когда проект BioCassava Plus получил одобрение регулирующих органов, давший огромный толчок развитию сельского хозяйства в Африке, к началу 2030-х годов последовал еще больший прорыв – многолетние виды пшеницы и кукурузы стали прибыльными после многих лет развития.

Многолетние злаковые культуры производят революцию в сельском хозяйстве. Они растут непрерывно в течение двух и более лет, являются гораздо более эффективными, чем традиционные однолетние культуры, требуют меньше топлива, минеральных удобрений, гербицидов и пестицидов. Они могут хранить больше углерода, поддерживать улучшение качества почвы и содержания воды, лучше управлять питательными веществами, благодаря их глубокой корневой системе.

Расшифровка генетического кода хлебной пшеницы в начале 2010-х годов помогла проложить путь к новому поколению многолетних культур. Темпы роста урожайности пшеницы, находясь в упадке начиная с 1980 года, теперь снова начали увеличиваться. Однако, сельское хозяйство столкнется с новыми проблемами позже в этом десятилетии, так как последствия изменения климата начнут заметно расти.

More…

2031

Пятилетняя выживаемость при раке почек приближается к 100%

В начале 2010-х годов в мире ежегодно диагностировали около 209000 новых случаев рака почки, что составляет чуть менее 2% всех случаев заболевания раком. Самые высокие показатели были зарегистрированы в Северной Америке и самые низкие цены в азиатском и африканском регионах.

Факторы, повышающие риск рака почек включают в себя курение, которое может удвоить риск заболевания; регулярное употребление нестероидных противовоспалительных препаратов (НПВП), таких как ибупрофен или напроксен, ожирение; дефектные гены, семейный анамнез рака почки; факт заболевания почек, которое требовало диализа; заражения гепатитом С и в прошлом лечение рака яичек или рака шейки матки.

Рак почки обычно не реагирует на химиотерапию или лучевую терапию. Если рак не успел распространиться, его, как правило, удаляют хирургическим путем. Все более широкое использование роботов в больницах привело к значительному улучшению точности и сокращению времени операции. Вместе с новыми лекарствами, достижения в области криотерапии (замораживание опухоли), радиочастотная абляция (выжигание опухоли), генная терапия и другие методы приводят к постепенному отступлению рака почки. В большинстве развитых стран мира пятилетняя выживаемость в настоящее время приближается к 100%.

More…

2033

Эктогенезис меняет законы деторождения

Эктогенезис – рост эмбрионов млекопитающих в искусственных условиях – впервые был описан в 1924 году британским ученым Джоном Холдейном (J. B. S. Haldane). Его эссе, «Дедал, или наука и будущее», считалось шокирующей научной фантастикой, но впоследствии оказался замечательным предсказанием многих научных достижений. Холдейн был другом писателя Олдоса Хаксли, чей знаменитый роман «О дивный новый мир» (1932) прогнозировал подобные разработки в области репродуктивных технологий.

В 1953 году, австралийские учёные доложили о совершении успешного переходного процесса биохимической беременности, которые извлекли неизменённую оплодотворенную яйцеклетку. Спустя шесть лет, за этим последовало экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО), в результате которого появился на свет живой кролик. Первая человеческая беременность через ЭКО произошла в 1973 году – хотя она продолжалась только несколько дней. Важной вехой стало наконец-то достижение в 1978 году, когда Луиза Браун стала первым ребёнком «зачатым в пробирке».

В течение 1980-х, ЭКО осуждалась религиозными группами за безнравственность, однако общественное мнение склонялось в пользу этих процедур. Ближайшие несколько десятилетий происходило стремительное развитие в области. Новые препараты, лучшие методы стимуляции яичников и усовершенствованные способы выявления лучших эмбрионов, всё это помогало в достижении более высоких показателей успешного оплодотворения, в то время как стоимость значительно снижалась. Способность заморозки, а затем разморозки и переноса эмбрионов также значительно улучшило процедуру ЭКО. На заре 21-го века, оно стало мейнстримом медицинских технологий. Полмиллиона детей из пробирки родились по всему миру, к 2004 г. эта цифра увеличилась в десять раз, и достигла пяти миллионов к 2012 году.

Другие успехи в области репродуктивной медицины – первый ребенок родившийся в трансплантированной утробе матери в 2014 году, ребёнок от трёх родителей стал возможным в 2016 году. Прошёл почти век с того момента, когда Холдейн ввел термин «эктогенезис» и замена традиционной беременности на полностью искусственную утробу стало реальностью. Ряд препятствий остались – в том числе по этическим и юридическим соображением, но подлинный результат был достигнут. В одном исследовании ввели эмбрион мыши в искусственно созданную матку, в результате успешной имплантации произошёл рост в этих спроектированных тканях – был создан био-инженерный, внематочный «строительный материал». В другом исследовании, плод козы выжил в течение десяти дней в прототипе искусственной матки в виде механизмов из резервуаров с амниотической жидкостью. Третье исследование добилось этого с человеческим эмбрионом, однако законами был разрешен только 14-дневный промежуток времени на исследования такого рода. Эти и другие прорывы привели к первой полной рабочей утробе животных в начале 2020-х годов.

Еще десять лет исследовательской работы, параллельно с смегчением законов в данной области, привели к искусственному вынашеванию человека в начале 2030-х годов. Этот первый опыт продемонстрировал способность поставлять кислород и питательные вещества от внешнего источника формирования плода, а также утилизировать отходы. Кормление включено в функцию плаценты. В ходе клинических испытаний эктогенезис был доступен небольшому числу родителей, но быстро получил широкое распространение через десятилетие после его введения.

Как только энтогенезис вошёл в широкое использование, начали происходить быстрые изменения в обществе. Появился новый способ производства детей, без необходимости выдерживать длительные, болезненные и потенциально опасные циклы беременности. Женщины перестали нести исключительную ответственность родов и стали освобождены от забот соблюдения определенного стиля жизни или собственных ограничений (например, употребление алкоголя) без вреда для развития плода. Каждый аспект девятимесячного процесса может максимально тщательно контролироваться машиной – безопасной и эффективной альтернативой естественного рождения. Для многих женщин образ жизни и карьерные перспективы были переосмыслены; что послужило благом для гендерного равенства. Женщины с поврежденной, больной или удаленной маткой также могут воспользоваться процедурой. Гомосексуальные пары и одинокие мужчины могут также иметь детей без использования суррогатных матерей. Ещё один вариант теперь доступен для беременной женщины, желающей сделать аборт – поместить эмбрион в искусственную утробу, позволяя кому-то другому принять, а не убивать плод.

More…

2034

Мясо «из пробирки» – быстроразвивающаяся отрасль производства

Последние достижения в области тканевой инженерии дали возможность «выращивать» синтетическое мясо при использовании отдельных клеток животных. Впервые такое мясо было продано общественности в 2020-х. После долгих лет проверки и уточнения, широкий спектр различных мясных продуктов был произведен на свет. Сейчас это быстро расширяющийся рынок, особенно в пострадавших от засухи регионах.

В лабораторном мясе имеется ряд преимуществ. Хотя это и просто кусок культивируемых клеток, но он производится без вреда или жестокости по отношению к животным. Это необыкновенно чистый и здоровый продукт, который сохранил оригинальный вкус, текстуру и внешний вид традиционного мяса. Возможно, наиболее важно то, что требуется гораздо меньше воды и энергии для его производства, значительно уменьшая пагубное воздействие на окружающую среду.

Однако ГМ-культуры из-за политических и психологических барьеров не стали столь популярными. Но новый продовольственный кризис, наряду с одобрением борцов за права животных, дали толчок к его развитию. Конечно, потребуется ещё много лет, чтобы полностью заменить традиционное мясо, но во многих странах оно уже является основным продуктом.

More…

2036

Болезнь Альцгеймера полностью излечима

Новые методы лечения болезни Альцгеймера, разработанные в 2020-х годах, снизили риск приобретения болезни более чем наполовину. Благодаря новаторским усилиям, ещё одно десятилетие дало значительный прогресс. Исходя из множества долгосрочных исследований, учёные определили чёткие механизмы и процессы, связанные с потерей нейронов и синапсов в коре головного мозга и подкорковых областей. Дефектные гены могут быть «выключены» при помощи препаратов нового поколения, в то время как сам мозг может быть восстановлен.

Этот прорыв помог частично запрограммировать человеческий мозг, что обеспечило исследователей полными моделями нервной системы вплоть до клеточного уровня. Нанороботы, впервые разработанные в 2020х годах, сейчас широко применяются в медицинских учреждениях.

Способность бороться с болезнью Альцгеймера является одним из величайших открытием в истории 2030-х годов. Это происходит в то время, когда деменция растет: со старением населения число случаев заболевания к 2050 году в четыре раза больше, чем было в начале века.

More…

2036

Пятилетняя выживаемость при лейкемии приближается к 100%

Лейкемия – это рак крови или костного мозга, характеризующийся аномальным увеличением числа незрелых белых кровяных клеток, называемых «бластными клетками». В 2008 году насчитывалось 350 000 новых случаев в мире и 257 000 со смертельным исходом, что помещает лейкемию в топ-10 наиболее распространенных типов рака со смертельным исходом.

Тем не менее, методы лечения значительно улучшились за последние десятилетия, а показатели выживаемости свидетельствуют о систематическом восходящем тренде. Генная терапия стала одним из самых успешных новых подходов. Один из таких методов заставлял собственные Т-клетки пациента целенаправленно атаковать раковые клетки. В одном из исследований, проведенных в период между 2010 и 2011, два из трех пациентов через год излечились от рака полностью. В 2039 пятилетняя выживаемость при лейкемии во многих развитых странах достигает 100%.

More…

2039

Биорепозитории и геномная информация преобразуют систему здравоохранения

К 2040 году в большинстве стран существует национальная система биорепозиториев и хранения геномной информации, куда обязательно вносят информацию о каждом гражданине. Другими словами, у правительств теперь имеются образцы биологического материала каждого человека. Причин для такого учёта несколько – начиная от национальной безопасности, здоровья населения, идентификации граждан, раскрытия преступлений и заканчивая многими другими – но самым частым применением остается здравоохранение.

Системы геномной информации взаимодействуют с электронной медико-санитарной документацией и с базами личных данных о здоровье, что позволяет им осуществлять идентификацию и лечение болезней и решать вопросы здравоохранения при первой же возможности. Точные данные, содержащиеся в системе, позволяют докторам и хирургам эффективнее лечить пациентов, в это время правительство и ученые могут использовать время и ресурсы более результативно. Имея в распоряжении столь широкий спектр информации, медицинские школы и учреждения здравоохранения могут готовить и нанимать наиболее компетентных специалистов.

За последние годы цель здравоохранения изменилась – теперь превентивные меры преобладают над реактивными, которые предпринимаются после того, как болезнь уже наступила. Помимо увеличения количества спасенных жизней такая стратегия приносит также и значительную экономическую пользу.

На данный момент, среднестатический человек в развитых странах обладает как минимум одним биотехнологическим имплантатом. Опять-таки, эти устройства подгоняются под определенные персональные параметры здоровья. Например, их можно запрограммировать на контроль над конкретными состояниями и на выписку лекарственных препаратов, когда это необходимо, с одновременным извещением доктора. Они могут определить, когда пациент находится в бессознательном состоянии или не может говорить по какой-либо причине и сообщают всю жизненно важную клиническую информацию во время оказания помощи. Имплантаты также можно использовать в качестве отслеживающих устройств, когда речь идет о пациентах с психиатрическими или неврологическими заболеваниями.

More…

2040