мРНК означает информационную РНК, тип генетического материала, который несет инструкции для клеток по производству белков. В отличие от двухцепочечной спирали ДНК, она имеет только одноцепочечную цепочку нуклеотидов. В мРНК-вакцинах против COVID-19 используется небольшой фрагмент генетического материала вируса, в частности шиповидный белок, который находится на поверхности вируса. Матричная РНК в вакцине инструктирует клетки организма вырабатывать безвредный фрагмент шиповидного белка, который затем запускает иммунный ответ, обучая иммунную систему распознавать вирус и бороться с ним, если человек заразится в будущем.

После успеха вакцин против COVID-19 в начале 2020-х годов продолжались исследования мРНК для потенциального использования в других областях здравоохранения. Ученые сообщили об огромном ускорении в этой области: 15-летний прогресс был «развернут» в течение 12–18 месяцев программы вакцинации против COVID-19.

Например, компания BioNTech разработала новую терапию на основе мРНК, вводимую в опухоли толстой кишки и меланому у мышей. Это лечение остановило рост опухоли и вызвало полную регрессию рака у 85% животных.  Позже BioNTech подписала соглашение с правительством Великобритании об ускорении клинических испытаний иммунотерапии мРНК на людях, направленных на улучшение результатов лечения рака за счет предоставления новых персонализированных методов лечения к 2030 году.

Другие компании придерживались таких же быстрых графиков, в том числе Moderna, которая в 2023 году обнародовала свой план борьбы с различными видами рака, сердечными заболеваниями и рядом редких заболеваний. Moderna намеревалась сделать ряд методов лечения на основе мРНК доступным в течение пяти лет, ожидая, что генетические причины многих заболеваний можно будет выявить и устранить «относительно просто» в течение 10 лет.

В этот период был достигнут ошеломляющий прогресс в лечении на основе мРНК, предлагая частичное или даже полное излечение от определенных заболеваний, включая несколько ранее неизлечимых.

В случае рака у пациента берут биопсию опухоли и отправляют в лабораторию, где ее генетический материал секвенируется для выявления мутаций, которых нет в здоровых клетках. Алгоритм определяет, какие мутации вызывают рост рака и могут вызвать срабатывание иммунной системы. Затем создается мРНК, содержащая инструкции по созданию антигенов, вызывающих иммунный ответ. После инъекции мРНК транслируется в белковые фрагменты, идентичные тем, которые находятся в опухолевых клетках. Иммунные клетки сталкиваются с ними и уничтожают раковые клетки, несущие те же белки.

К 2033 году эти персонализированные вакцины спасут миллионы жизней. В то время как рак в целом по-прежнему далек от полного излечения, терапия на основе мРНК является основным переломным моментом с точки зрения прогресса, при этом ряд подтипов в настоящее время относительно легко поддается лечению. РНК-мессенджер также дает надежду пациентам с сердечно-сосудистыми и аутоиммунными заболеваниями, а также с редкими состояниями, для которых не существует вариантов лечения.

Ссылки на источники:

1. Cancer and heart disease vaccines ‘ready by end of the decade’, The Guardian

Первый включал в себя массив из 100 электродов, имплантированных в его руку. Они могли напрямую подключаться к его центральной нервной системе и посылать электрический сигнал за пределы его тела. Используя этот метод, профессор Уорвик успешно манипулировал роботизированной рукой, не используя ничего, кроме нервных импульсов. Дальнейшие эксперименты включали дистанционное управление через Интернет, а также управление инвалидной коляской с электроприводом.

Вторым этапом проекта была прямая искусственная связь между двумя людьми. Это тоже было успешно продемонстрировано. Используя Интернет в качестве посредника, между ним и его женой были отправлены сигналы. Хотя эффекты были незначительными, это был первый случай, когда нервные сигналы были искусственно посланы между двумя людьми. После эксперимента было доказано, что интерфейсы оставляют минимальное повреждение тканей.

Ссылки на источники:

1. Project Cyborg 2.0, Professor Kevin Warwick

Проект начался в 1990 году. Примерно на полпути критики указали, что, учитывая скорость, с которой затем можно будет сканировать геном, для завершения потребуется сотни лет. Однако рабочий проект генома был выпущен в 2000 году, а полный – в 2003 году. Это стало возможным благодаря экспоненциальному прогрессу – как и во многих областях науки, информация о парах оснований фактически удваивалась каждый год, и для достижения 100% требовалось всего несколько удвоений.

В дополнение к почти 1 триллиону долларов экономической прибыли проект приносит огромные долгосрочные выгоды миру науки и медицины. Знание последствий изменения ДНК у отдельных людей может произвести революцию в способах диагностики, лечения и профилактики ряда заболеваний, поражающих людей, а также дать ключ к пониманию биологии в целом.

Ссылки на источники:

1. Scientists crack ‘entire genetic code’ of cancer, BBC

Ссылки на источники:

1. VisionCare Corporate: Our Technology, VisionCare

Этот прорыв поднял глубокие вопросы о сущности жизни, вызвав озабоченность у ученых, “играющих в Бога”. Вместо того, чтобы иметь генетического родственника, от которого она развилась, родителем этой клетки был компьютер. Некоторые полагали, что технология может попасть не в те руки и быть использована для создания биологического оружия.

Однако потенциальные преимущества синтетической геномики, возможно, перевесят опасности. Возможность переписать “программное обеспечение” жизни может произвести революцию в области биологии, что приведет к появлению радикально новых вакцин и лекарств, технологий чистой воды, передовых видов биотоплива и многого другого.

Это был крупный прорыв в регенеративной медицине. Будущие трансплантации с использованием этого метода потенциально могут быть более быстрыми, эффективными и доступными – не требующими донорства человека, занимающими всего два дня и адаптированными для идеальной посадки. Это может особенно помочь детям, для которых доноры трахеи менее доступны по сравнению со взрослыми.

Другие недавние достижения в этой области науки включают регенерацию зубов, синтетические артерии и рост мышц бедер и кончиков пальцев. В 2020-х годах будут выращиваться более сложные органы и части тела, такие как сердце. Позже, в 21 веке, полностью синтетические люди станут реальностью (хотя и не без противоречий).

Ссылки на источники:

1. Harvard Bioscience’s Bioreactor Grows a Synthetic Tissue-Engineered Trachea Used in World’s First Successful Human Transplantation, Global Newswire

Китай одобрил первую генную терапию в 2003 году. Однако для западного мира потребовалось ещё 10 лет, чтобы это произошло. В 2012 году голландская компания UniQure разработала «Глиберу» для лечения дефицита липопротеиновой липазы (LPLD) и рецидивирующего острого панкреатита. Пациенты с LPLD – очень редким наследственным заболеванием – неспособны метаболизировать частицы жира, содержащиеся в их крови, что приводит к воспалению поджелудочной железы (панкреатиту), чрезвычайно серьезному, болезненному и потенциально смертельному состоянию.

Glybera успешно прошла испытания на людях и получила одобрение Европейской комиссии, а разрешение на маркетинг распространяется на все 27 государств-членов ЕС. В 2013 году он стал коммерчески доступным. UniQure позже получит одобрение регулирующих органов в других странах, включая США и Канаду.

В мае 2013 года в журнале Nature было опубликовано исследование, описавшее успешное создание человеческих эмбриональных стволовых клеток путем клонирования. Ученые из университета Орегона и Орегонского Национального Центра Исследования приматов (ONPRC) успешно перепрограммировали клетки кожи человека так, чтобы они стали эмбриональными стволовыми клетками, способные трансформироваться в любой другой тип клеток в организме. Они надеялись, что эмбриональные стволовые клетки в один прекрасный день могут заменить широкий спектр клеток и тканей, поврежденных в результате травмы или болезни у конкретного пациента. При помощи эмбриональных стволовых клеток предполагается лечить угрожающие жизни заболевания, от которых страдают миллионы людей по всему миру. Так стволовые клетки могут быть применены для создания мышц сердца, кости, мозговой ткани и любого другого вида клеток человеческого организма. В результате можно будет лечить такие заболевания, как болезнь Паркинсона, множественный склероз, сердечные заболевания, а также повреждения позвоночника.

Этот прорыв последовал после успеха в превращении клетки кожи обезьяны в стволовые клетки в 2007 году. Предыдущие неудачные попытки ряда лабораторий показали, что человеческие яйцеклетки оказались более хрупкими, чем у других видов. Поэтому известные методы перепрограммирования заводили исследования учёных в тупик. Исследователи разработали вариант обычно используемого так называемого метода переноса ядра соматической клетки, который был направлен на пересадку ядра одной клетки, содержащую ДНК человека, в яйцеклетку с удалённым своим генетическим материалом. Эти неоплодотворенные яйцеклетки затем выработали и в итоге произвели стволовые клетки.

Залогом такого успеха стало то, что удалось найти способ, чтобы яйцеклетка смогла оставаться в состоянии, называемом «метафазой» во время процесса ядерной передачи. Метафаза является стадией естественного процесса деления (мейоз) в клетке, когда генетический материал, выравнивается посередине клетки, перед тем, как она начнёт делиться. Исследовательская группа обнаружила, что химически поддержанная метафаза всего процесса передачи предотвращает сваливание, что позволяет клеткам производить стволовые клетки

Этот прорыв будет подпитывать развитие технологий стволовых клеток в терапии, помогающих от ряда заболеваний и состояний, которые сейчас неизлечимы. Однако, хотя клонирование стволовых клеток сейчас возможно (т.е. терапевтическое клонирование), производить полностью человеческих клонов (т.е. репродуктивное клонирование) почти наверняка невозможно. Хрупкость человеческих клеток, при использовании данного метода, является главным фактором предотвращающим клонирование человека.

Ссылки на источники: