10 Recente ontwikkelingen in de menselijke gezondheid die u waarschijnlijk hebt gemist

De menselijke gezondheid is een onderwerp dat ons allen rechtstreeks aangaat. Van ontdekkingen die aankomende geneeswijzen beloven tot opwindende nieuwe chirurgietechnieken die hoop geven aan mensen met een handicap, de media zijn vol met verhalen over onze gezondheid en ons lichaam.

10 wetenschappers identificeren een nieuw lichaamsdeel

Lang geleden in 1879 schreef een Franse chirurg genaamd Paul Segond een artikel waarin een "parelwitte, resistente vezelachtige band" langs de ligamenten in de menselijke knie werd beschreven. De paper werd prompt vergeten tot 2013, toen wetenschappers het anterolaterale ligament ontdekten, een kniegewricht dat een rol speelt bij veel voorkomende knieproblemen en verwondingen. De ontdekking, schokkend te laat gezien hoe vaak de menselijke knie wordt gescand en behandeld voor verwondingen, werd geschreven in de Journal of Anatomy, online gepubliceerd in augustus 2013.

De auteurs van het artikel onderzochten 41 ongepaarde kadaverknieën en vonden het nieuwe ligament in alle, behalve in één daarvan, en concludeerden dat het nieuwe lichaamsdeel een duidelijk te onderscheiden weefsel was met een eigen goed gedefinieerde structuur.

Eerder dat jaar publiceerden onderzoekers ook in het tijdschrift Oogheelkunde de ontdekking van nog een nieuw menselijk lichaamsdeel in het oog, een microscopische laag van het hoornvlies genaamd "Dua's Layer".

9 A Brain-Computer Interface

Wetenschappers van de Universiteit van Korea en de Technische Universiteit van Duitsland hebben een nieuwe interface ontwikkeld waarmee gebruikers een exoskelet van de onderste ledematen kunnen bedienen. Het werkt door specifieke hersensignalen te decoderen. De resultaten zijn in augustus 2015 gepubliceerd in de Journal of Neural Engineering.

Gebruikers dragen een elektro-encefalogram (EEG) -kap en bedienen het exoskelet door naar een van de vijf op de interface gemonteerde LED's te staren. Hierdoor gaat het exoskelet vooruit, draait u naar links of rechts en gaat u staan ​​of staan.

Tot dusverre is het systeem alleen getest op gezonde vrijwilligers, maar de hoop is dat het uiteindelijk kan worden gebruikt om gehandicapten te helpen. Papier co-auteur Klaus Muller legde uit: "Mensen met amyotrofische laterale sclerose of hoge ruggenmergletsels hebben moeite om te communiceren of hun ledematen te gebruiken. Het decoderen van wat ze van hun hersensignalen verwachten, zou middelen kunnen bieden om te communiceren en opnieuw te lopen. "

8 Een apparaat dat verlamde ledematen met mentale kracht beweegt

In 2010 raakte Ian Burkhart verlamd toen hij tijdens een zwemongeluk op een zandbank botste en zijn nek brak. In 2013 werd Burkhart, dankzij de samenwerking tussen de Ohio State University en Battelle, de eerste man ter wereld die het ruggenmerg kon omzeilen en alleen met zijn gedachten een ledemaat kon bewegen.

De doorbraak kwam tot stand dankzij een nieuw soort elektronische neurale bypass, een apparaat dat een chip van erwt in de motorische cortex van de hersenen van een patiënt implanteert. De chip interpreteert hersensignalen en stuurt deze naar een computer. De computer herinterpreteert de signalen en stuurt deze naar een sleeve die de patiënt draagt, die de relevante spieren in actie stimuleert. Het hele proces duurt een fractie van een seconde.

Het kostte echter enige moeite om dat punt te bereiken. Het team achter de technologie moest de precieze volgorde van elektroden bepalen waarmee Burkhart zijn hand kon bewegen. Burkhart moest zelf maanden therapie ondergaan om de geatrofieerde spieren weer op te bouwen. Het eindresultaat is dat hij nu zijn hand kan draaien, een vuist kan maken en zijn vingers kan samenknijpen om objecten te grijpen.

7 bacteriën die nicotine eten en stoppen met roken

Stoppen met roken is een enorm moeilijke taak, omdat iedereen die het heeft geprobeerd het weet. Bijna 80 procent van degenen die het gebruik van drogisterijproducten voor drogisterij proberen, faalt. In 2015 vonden onderzoekers van het Skaggs Institute for Chemical Biology van het Scripps Research Institute nieuwe hoop in de vorm van een bacterieel enzym dat nicotine consumeert voordat het de hersenen bereikt. Het enzym wordt gevonden in de bacterie Pseudomonas putida. Hoewel het enzym geen nieuwe ontdekking is, werd het pas recent in het laboratorium geproduceerd.

De onderzoekers hopen dit enzym te gebruiken voor nieuwe therapieën voor stoppen met roken. Door nicotine te blokkeren voordat het de hersenen bereikt en de dopamineproductie veroorzaakt (de chemische "beloning" van de hersenen), hopen ze de wens om te roken te kunnen voorkomen. Om levensvatbaar te zijn, moet elke ontwikkelde therapie stabiel genoeg zijn om te werken zonder extra problemen te veroorzaken. Tot nu toe is het in het laboratorium geproduceerde enzym stabiel gebleven gedurende meer dan drie weken in een bufferoplossing (en drie dagen in een serum) en testen met laboratoriummuizen veroorzaakten geen waarneembare bijwerkingen.

De onderzoekers publiceerden hun testresultaten in de online augustus-versie van de Journal of the American Chemical Society.

6 Een universeel vaccin tegen influenza

Peptiden zijn korte ketens van aminozuren die voorkomen op de structuren van cellen. Ze fungeren als de basisbouwsteen van eiwitten. Onderzoekers die in 2012 aan de University of Southampton, University of Oxford en Retroscreen Virology Ltd. werkten, hebben een nieuwe reeks peptiden gevonden die op influenzavirussen worden aangetroffen en die aanleiding kunnen geven tot een universeel vaccin tegen alle stammen van het virus. De resultaten zijn gepubliceerd in het tijdschrift Natuurgeneeskunde.

In het geval van influenza muteren mutanten op het buitenoppervlak van het virus snel, waardoor ze moeilijk te richten zijn voor medicijnen of vaccins. De recent geïdentificeerde peptiden bestaan ​​op de interne structuur van cellen en muteren langzamer. Wat meer is, deze interne structuren zijn te vinden in elke vorm van influenza, van seizoensvariaties tot varkens en vogelgriep. De huidige vaccins tegen influenza hebben ongeveer zes maanden nodig om zich te ontwikkelen en bieden geen langdurige immuniteit, maar het is voorstelbaar dat door zich te richten op de interne peptiden, een universeel vaccin kan worden ontwikkeld dat langdurige immuniteit biedt.

Influenza is een bovenste luchtweginfecterende virale ziekte die de neus, keel en longen aanvalt. Het kan dodelijk zijn, vooral voor jong, oud of al ziek. Influenza-stammen waren in de loop van de geschiedenis verantwoordelijk voor verschillende pandemieën, met name de pandemie van 1918. Niemand weet zeker hoeveel mensen stierven door de golven van ziekte, maar sommige schattingen stellen het wereldwijd op 30-50 miljoen mensen.

5 Een mogelijke remedie voor de ziekte van Parkinson

In 2014 namen wetenschappers kunstmatige, maar volledig functionerende, menselijke neuronen en implanteerden deze met succes in de hersenen van muizen. De neuronen hebben de potentie om ziekten zoals de ziekte van Parkinson te behandelen of zelfs te genezen.

De neuronen worden gemaakt door een onderzoeksgroep van het Max Planck Instituut, het Universitair Ziekenhuis Munster en de Universiteit van Bielefeld. De groep creëerde stabiel zenuwweefsel van neuronen die waren geprogrammeerd van huidcellen. Met andere woorden, ze induceerden neuronale stamcellen, een methode die de compatibiliteit van de nieuwe neuronen verbetert. Na een volledige zes maanden hadden de behandelde muizen geen nadelige bijwerkingen omdat de geïmplanteerde neuronen geïntegreerd met hun hersenen waren. Ze toonden normale hersenactiviteit en de vorming van nieuwe synapsen.

De nieuwe techniek heeft het potentieel om neurowetenschappers in staat te stellen zieke, beschadigde neuronen te vervangen door gezonde cellen, waardoor ze op een dag ziekten kunnen behandelen en genezen, zoals de ziekte van Parkinson, een ziekte die ervoor zorgt dat de neuronen in de hersenen dopamine aanleveren. afsterven. Het heeft momenteel geen genezing, maar symptomen kunnen worden behandeld. Het komt meestal voor bij mensen in de leeftijd tussen 50 en 60 jaar en veroorzaakt stijve spieren, veranderingen in spraak en looppatroon en tremoren.

4 's Werelds eerste goedgekeurde bionische oog

Retinitis pigmentosa is de meest voorkomende van een groep van erfelijke progressieve retinale aandoeningen die leidt tot verlies van gezichtsvermogen en vaak tot volledige blindheid. Vroege symptomen omvatten een verlies van nachtzicht en toegenomen moeite met zien in perifeer zicht.

In 2013 werd het Argus II retinale prothesesysteem geïntroduceerd, het eerste bionische oog ter wereld dat is goedgekeurd door de Food and Drug Administration, speciaal ontwikkeld voor de behandeling van late-stadium retinitis pigmentosa. Het Argus II-systeem bestaat uit een externe bril die is uitgerust met een camera. Videobeelden worden omgezet in elektrische pulsen die naar een reeks elektroden worden gestuurd die op het netvlies van de patiënt zijn geïmplanteerd. Deze beelden worden vervolgens waargenomen als lichtpatronen in de hersenen. De patiënt wordt geleerd om deze patronen te interpreteren en zo een bepaalde mate van visuele perceptie terug te winnen.

Volgens hun website is de Argus II momenteel verkrijgbaar in de Verenigde Staten en Canada en zijn er plannen om hem wereldwijd te introduceren.

3 Een pijnstiller die alleen maar licht gebruikt

Ernstige pijn is van oudsher behandeld met opioïde medicijnen. Het nadeel is dat dergelijke medicijnen verslavend kunnen zijn en een groot potentieel voor misbruik kunnen hebben, wat gepaard gaat met intense ontwenningsverschijnselen. Dus wat als wetenschappers pijn konden stoppen met alleen de kracht van licht?

In april 2015 maakten neurowetenschappers van de Universitaire School voor Geneeskunde van Washington in St. Louis bekend dat ze dat precies hadden gedaan. Door een lichtgevoelig eiwit te versmelten met opioïde receptoren in een reageerbuis, waren ze in staat om opioïdereceptoren te activeren op dezelfde manier als opiaten die doen, maar licht gebruiken. Hun bevindingen werden online gepubliceerd in het tijdschrift neuron.

De hoop is dat onderzoekers manieren kunnen ontwikkelen om licht te gebruiken voor pijnverlichting met medicijnen die minder bijwerkingen hebben. Volgens onderzoekauteur Edward R. Siuda is het zelfs denkbaar dat na meer onderzoek, licht helemaal drugs zou kunnen vervangen.

Om de nieuwe receptor te testen, werd een LED-licht ter grootte van een mensenhaar geïmplanteerd in het beloningscentrum van de hersenen van muizen die vervolgens met de receptor werden geïnjecteerd. De muizen werden in een verlichte kamer geplaatst die de afgifte van dopamine via de receptoren stimuleerde. Als de muizen een bepaald gebied verlieten, ging het licht uit en stopte de stimulatie. De muizen keerden snel terug naar het oorspronkelijke gebied.

2 Een kunstmatige ribosoom

Een ribosoom is een moleculaire machine die is samengesteld uit twee subeenheden die aminozuren in cellen gebruiken om eiwitten te bouwen in een proces dat bekendstaat als vertaling. Elk van de subeenheden van het ribosoom wordt binnen de celkern van een cel gesynthetiseerd en vervolgens naar het cytoplasma geëxporteerd.

In 2015 slaagden onderzoekers Alexander Mankin (directeur van het University of Illinois College of Pharmacy's Centre for Biomolecular Sciences) en Michael Jewett van de Northwestern University (assistent-professor in de chemische en biologische wetenschappen) erin om 's werelds eerste kunstmatige ribosoom te bouwen dat nieuwe inzichten in de toekomst belooft te onthullen hoe deze moleculaire machines werken. Het kan ook de basis vormen voor toekomstige medicijnen en biologische materialen. Hun bevindingen verschenen in de online-editie van juli van het prestigieuze tijdschrift Wetenschap.

Volgens dat artikel bleef het kunstmatige ribosoom, genaamd "Ribo-T", functioneel wanneer het werd geïntroduceerd E coli cellen, zelfs in de afwezigheid van "wilde" ribosomen, de bacteriën levend houden en zelfs het vermogen om te evolueren demonstreren.

In tegenstelling tot gewone ribosomen, zullen de subeenheden van Ribo-T geen scheidingsstandaard-gedrag vertonen in ribosomen die tot nu toe als een noodzakelijk onderdeel van eiwitsynthese werden beschouwd. Ribo-T leert ons al nieuwe dingen over hoe ribosomen werken. "Onze nieuwe fabriek voor het maken van eiwitten belooft de genetische code op een unieke en transformerende manier uit te breiden, en biedt spannende mogelijkheden voor synthetische biologie en biomoleculaire engineering," zei Michael Jewett over het onderzoek.

1 A Bilaterale handtransplantatie

Het kinderziekenhuis van Philadelphia heeft samen met artsen van Penn Medicine geschiedenis geschreven in 2015 toen ze met succes twee donorhanden en onderarmen op de achtjarige ontvanger Zion Harvey hebben overgeplant. Harvey werd geconfronteerd met een niertransplantatie en dubbele amputatie nadat hij op tweejarige leeftijd een ernstige infectie had opgelopen.

Aanvankelijk werd verwezen naar het Shriners Hospital for Children en Harvey werd geëvalueerd door een gezamenlijke inspanning van de twee instellingen als kandidaat. De donordelen werden verkregen via het Gift of Life Donor-programma, een non-profitorganisatie die actief is in de oostelijke helft van Pennsylvania, het zuiden van New Jersey en Delaware.

Het chirurgische team bevestigde de botten, bloedvaten, zenuwen en pezen van de handen in een complexe procedure van 10 uur in juli, waardoor Harvey 's werelds eerste kind die een bilaterale handtransplantatie ontving, werd geboren. Hij heeft momenteel een reeks dagelijkse immunosuppressieve medicatie nodig en ondergaat fysiotherapie om zoveel mogelijk functionaliteit terug te krijgen. Net als bij andere ontvangers van transplantaten, zal Harvey de rest van zijn leven op dit regime van medicijnen en therapie blijven om de kans te verkleinen dat zijn lichaam het donorweefsel afstoot.