Низка технологій та інструментів вперше отримали шанс проявити себе в умовах Covid-19. Троє дослідників, які працюють над вакцинами на основі генів, переносними діагностичними засобами та відкриттям ліків, пояснюють, як їхня робота витримала виклик пандемії, і сподіваються, що кожна технологія тепер готова продовжувати вносити великі зміни в медицину.
Генетичні вакцини
Дебора Фуллер, професор мікробіології Вашингтонського університету
30 років тому дослідники вперше ввели мишам гени чужорідного збудника виробляють імунну відповідь. Як і багато нових відкриттів, ці перші вакцини на основі генів мали свої злети і падіння. Ранні вакцини проти мРНК було важко зберігати і не виробляв належного типу імунітету. ДНК-вакцини були більш стабільними, але не ефективно проникали в ядро клітини, тому вони не змогла виробити достатній імунітет.
Дослідники повільно долали проблеми Росії стабільність, отримання генетичних інструкцій де їм було потрібно, і змушуючи їх спонукати більш ефективні імунні відповіді. До 2019 року академічні лабораторії та біотехнологічні компанії у всьому світі мали десятки перспективних вакцин проти мРНК та ДНК проти інфекційних захворювань, а також проти раку у розробці або в клінічні випробування на людях фази 1 та фази 2.
Коли почався Covid-19, мРНК-вакцини, зокрема, були готові до випробувань у реальному світі. The 94 відсотки ефективності мРНК-вакцин перевершив найвищі сподівання чиновників.
ДНК- та мРНК-вакцини мають величезні переваги перед традиційними типами вакцин, оскільки вони використовують лише генетичний код збудника, а не весь вірус чи бактерію. На розробку традиційних вакцин потрібні місяці, якщо не роки. Навпаки, коли вчені отримують генетичну послідовність нового патогена, вони можуть розробити ДНК або мРНК вакцину за днівизначте провідного кандидата для клінічних випробувань протягом кількох тижнів і зробіть це мільйони доз, виготовлені протягом місяців. В основному це сталося з коронавірусом.
Вакцини на генній основі також дають точні та ефективні імунні відповіді. Вони стимулюють не тільки антитіла, що блокують інфекцію, але й сильну реакцію Т-клітин, яка може очистити інфекцію, якщо така сталася. Це робить ці вакцини більш здатними реагувати на мутації, а також означає, що вони можуть бути здатними усунення хронічних інфекцій or ракові клітини.
Надії на те, що генні вакцини одного разу зможуть створити вакцину від малярії чи ВІЛ, вилікувати рак, замінити менш ефективні традиційні вакцини, або бути готовим зупинити наступну пандемію до того, як вона почнеться, більше не є надуманими. Дійсно, багато ДНК та мРНК Вакцини проти широкого спектру інфекційних захворювань, для лікування хронічних інфекцій і проти раку вже знаходяться на пізніх стадіях і клінічних випробуваннях. Як людина, яка десятиліттями працює над цими вакцинами, я вважаю, що їх доведена ефективність проти Covid-19 започаткує нову еру вакцинології з генетичні вакцини на перший план.
Носимі технології та раннє виявлення захворювань
Альберт Х. Тіт, професор кафедри біомедичної інженерії, Університет Буффало
Під час пандемії дослідники в повній мірі скористалися перевагами поширення розумних годинників, смарт-кільців та інших переносних технологій для здоров’я та здоров’я. Ці прилади можуть виміряти людину температура, частота серцевих скорочень, рівень активності, та інші біометрії. Завдяки цій інформації дослідники змогли відстежити і виявлення інфекції Covid-19 ще до того, як люди помітять, що у них є якісь симптоми.
Як носіння використання та прийняття зросла за останні роки, дослідники почали вивчати здатність цих пристроїв стежити за захворюваннями. Однак, хоча збір даних у режимі реального часу був можливим, попередня робота була зосереджена головним чином на хронічних захворюваннях.
Але пандемія послужила об'єктивом для фокусування багатьох дослідників у галузі одягу, що носять здоров'я, і запропонувала їм безпрецедентну можливість вивчати в реальному часі виявлення інфекційних захворювань. Кількість людей, потенційно вражених однією хворобою, дала дослідникам змогу опиратися на велику популяцію та перевіряти гіпотези. У поєднанні з тим, що більше людей, ніж будь-коли використовують переносні пристрої з функціями моніторингу здоров’я, і що ці пристрої збирають багато корисних даних, дослідники змогли спробувати діагностувати захворювання виключно за допомогою даних із переносних пристроїв, експеримент, про який раніше вони могли лише мріяти.
Носимі пристрої можуть виявляти симптоми Covid-19 або інших захворювань до того, як симптоми помітні. Хоча вони виявили здатні виявляти хворобу на ранніх термінах, симптоми, які носять люди, виявляються не є унікальним для Covid-19. Ці симптоми можуть передбачати низку потенційних захворювань чи інших змін здоров’я, і набагато важче сказати, якою хворобою страждає людина, ніж просто сказати, що вони є хворий чимось.
Переїжджаючи у постпандемічний світ, цілком ймовірно, буде більше людей включати носимі пристрої у їхнє життя, і що пристрої будуть лише вдосконалюватися. Я сподіваюся, що знання, отримані дослідниками під час пандемії, про те, як використовувати переносні пристрої для моніторингу стану здоров’я, стануть відправною точкою для того, як справлятися з майбутніми спалахами не лише вірусних пандемій, але й потенційно інших подій, таких як спалахи харчових отруєнь і епізоди сезонного грипу. . Але оскільки носільні технології зосереджені в кишенях заможних і молодше населення, дослідницьке співтовариство та суспільство в цілому повинні одночасно вирішувати існуючі диспропорції.
Новий спосіб відкриття наркотиків
Неван Кроган, професор клітинної молекулярної фармакології та директор Інституту кількісних біологічних наук, Каліфорнійський університет, Сан-Франциско
Білки це молекулярні машини, які змушують ваші клітини функціонувати. Коли білки не функціонують або їх захоплює патоген, ви часто захворюєте. Більшість препаратів діють, порушуючи дію одного або кількох із них неправильна робота або викрадені білки. Тож логічним способом пошуку нових ліків для лікування конкретної хвороби є вивчення окремих генів і білків, на які ця хвороба безпосередньо впливає. Наприклад, дослідники знають, що ген BRCA (ген, який захищає вашу ДНК від пошкодження) тісно пов’язаний з розвитком раку молочної залози та яєчників. Тому багато роботи було зосереджено на пошуку препаратів, які впливають на функція білка BRCA.
Однак окремі білки, що працюють ізольовано, як правило, не відповідають за захворювання. Гени та білки, які вони кодують, є частиною складних мереж; білок BRCA взаємодіє з десятками до сотнями інших білків, які допомагають йому виконувати свої клітинні функції. Ми з колегами є частиною невеликий, але зростаючий поле Дослідники які вивчають ці зв'язки та взаємодії між білками, те, що ми називаємо білковими мережами.
Вже кілька років ми з колегами вивчаємо потенціал цих мереж, щоб знайти більше способів, як наркотики можуть полегшити захворювання. Коли відбулася пандемія коронавірусу, ми знали, що треба спробувати цей підхід і перевірити, чи можна використовувати його для швидкого пошуку лікування цієї загрози, що виникає. Ми одразу почали картографування розгалуженої мережі людських білків що викрадає SARS-CoV-2, щоб він міг розмножуватися.
Побудувавши цю карту, ми точно визначили людські білки в мережі наркотики можуть легко націлюватися. Ми виявили 69 сполук які впливають на білки в мережі коронавірусу. 29 із них уже схвалені FDA для лікування інших захворювань. 25 січня ми опублікували статтю, в якій показано, що один із препаратів, аплідин (плітидепсин), який зараз використовується для лікування раку, В 27.5 разів потужніший, ніж ремдезивір при лікуванні Covid-19, включаючи один із нових варіантів Препарат був схвалений для клінічних випробувань фази 3 у 12 країнах як лікування нового коронавірусу.
Але ця ідея картографування взаємодії білків хвороб для пошуку нових цільових препаратів стосується не лише коронавірусу. Зараз ми застосували цей підхід інші збудники а також інші захворювання, в тому числі рак, нейродегенеративні та психічні розлади.
Ці карти дозволяють нам поєднати крапки між багатьма, здавалося б, різними аспектами окремих захворювань і відкрити нові способи лікування наркотиками. Ми сподіваємось, що такий підхід дозволить нам та дослідникам в інших галузях медицини відкрити нові терапевтичні стратегії, а також побачити, чи можуть бути використані будь-які старі ліки для лікування інших станів.
Ця стаття перевидана з Бесіда за ліцензією Creative Commons. Читати оригінал статті.
Зображення Фото: Вектор Кунст від Pixabay
