Медицинските постижения през 21 в., които промениха лечението на пациентите

От 2001г.

Всекидневно учени и лекари посвещават дните и нощите си на развитието и напредъка на медицината. Съвсем малко години са изминали от началото на 21 век, но въпреки това човечеството може да се гордее с някои невероятни пробиви.

От завършването на "черновата" на човешкия геном, през изкуствените органи до нестандартните лечения на рак има медицински постижения, които изцяло промениха начина, по който се осъществява лечението на пациентите. Ето какви немислими преди това открития вече са реалност в наши дни.

> "Отглеждане" на изкуствени органи

> Революционно лечение на ХИВ

> Функционален магнитен резонанс (fMRI)

> Напредък в областта на сърдечносъдовото здраве

> Таргетна терапия при лечение на рак

> Чудото кибернож

> Бионични протези

> Наномедицина

> 3D биопринтиране на човешки части и органи

> Лапароскопска хирургия

> Нов клас антибиотици

> Завършване на "черновата" на човешкия геном

> Терапията Hemgenix

> Лабораторно "отгледана" кръв

> Лечение на Алцхаймер с Aduhelm

> Циркулираща туморна ДНК

> Виртуална и разширена реалност

> иРНК ваксини

> Ново лекарство за Паркинсон

> Мозъчно-компютърен интерфейс

"Отглеждане" на изкуствени органи

Днес все повече хора се нуждаят от трансплантация на органи заради вродени дефекти, болести или злополуки. Хората знаят само един начин да получат необходимия им орган - чрез донорство от жив или мъртъв източник. Този път е натоварен с много емоционален багаж - притеснение, страх дали новият орган ще бъде приет или отхвърлен.

Науката вече е достигнала това ниво, което да позволи създаването на изкуствени органи в лаборатории, но те изискват много време и ресурси. С времето се постига напредък, въпреки че процесът е сложен и бавен заради сложността на органите. До този момент учените постигат известен успех в "отглеждането" на седем:

• Очи - от хора с редки генетични заболявания се вземат кожни клетки за създаването им. Това ще даде възможност на специалистите да идентифицират болестотворните гени и да разработят лечение за конкретния пациент.
• Сърце - така наречените плурипотентни клетки се използват от учените за образуването на тъкан, близка до тази на човешкото сърце. Споменатите клетки имат способността да се превръщат в няколко различни вида. Постигнат е успех, при който новообразуваната тъкан започнала да пулсира, когато през нея бил прокаран ток.
• Кожа - американски лекари са измислили начин как да се справят с тежки изгаряния. Те взимат тънък слой стволови клетки от пострадалия, дублират ги в лабораторията и ги "напръскват" върху раната. Така отпада нуждата от болезнени присадки, кожата заздравява равномерно и без проблеми като възникването на сериозни инфекции.
• Кост - стволовите клетки, изолирани от костен мозък, се суспендират в колагенов гел и след това се подлагат на нановибрации. Така се оформя вещество, подобно на "замазка", което е по-меко от човешките кости. То се прилага успешно при заздравяване на големи кости - прави ги по-здрави и по-твърди отпреди.
• Мускули - отново от плурипотентни клетки, взети при биопсия, се отглеждат снопове мускули, които при стимулация с електрически ток потрепват и реагират. Създадените в лабораторни условия мускули се използват засега при изпитването на нови лекарства, прилагани за лечение на мускулни състояния и за тестване на ползата от терапията преди медикаментът да бъде употребяван от хората.
• Мозък - учените са намерили начин да препрограмират стволови клетки от детски млечни зъби в неврони. В този вид получените органоиди имат силна прилика с мозъка, когато е в ранен ембрионален стадий. Информацията, събрана от такова изследване, помага на специалистите да проучват генетичните мутации, протичащи в мозъка.
• Черен дроб - използвайки стволови клетки, учените успяват да "отгледат" чернодробни клетки. След това ги трансплантират в мишки, където се превръщат в характерните за възрастни клетки и образуват собствено кръвоснабдяване. При извършените тестове се оказва, че така създадените органи демонстрират някои чернодробни функции. Стремежът на специалистите е в близко бъдеще да могат да трансплантират лабораторно "отгледан" черен дроб на хора.

Революционно лечение на ХИВ

Терапията, която се прилага при ХИВ/СПИН, претърпя сериозно развитие от откриването на болестта през 80-те години на миналия век насам. В началния си вариант тя се състои от неефективна единична схема от множество лекарства, взети индивидуално. Болните изпитват затруднения да спазват точното разписание кой медикамент кога се приема, а и страничните ефекти допълнително ги сломяват.
Постепенно лечението започва да не влияе на вируса, който с течение на времето се променя, мутира и не реагира на отделните медикаменти.

През 2006 г. Американската агенция по контрол на храните и лекарствата (FDA) разреши употребата на препарата Atripla, който съчетава три антиретровирусни лекарства. Резултатите не закъсняват - подобрява се терапията, намаляват страничните ефекти и с него се облекчава схемата на прием.
Седем години по-късно вече е налице Stribild, който комбинира 4 антиретровирусни медикамента срещу ХИВ и контролира още по-ефективно симптомите на пациентите.

Учените правят голям пробив през 2017 г. в лечението на ХИВ със създаването и одобряването на Juluca - първото лечение с една доза от две лекарства за хора, които са били на антиретровирусна терапия. От този медикамент не могат да се възползват пациенти, които не са подложени на антиретровирусно лечение, но учените им се реваншират през 2019 г., когато специално за тях е пуснат на пазара Dovato - два медикамента за ХИВ, приемани в една доза. Този пробив дава възможност всички, носещи вируса, да са подложени на ефективна еднодозова терапия.

Бъдещите планове на учените включват изследвания по какъв начин да се доставят лекарствата - чрез инжекция за няколко месеца или чрез имплантируеми медикаменти, които ще заместят всекидневния прием.

Функционален магнитен резонанс (fMRI)

Ядрено-магнитният резонанс (ЯМР) позволява на лекарите да видят как изглежда мозъка. За разлика от тях функционалният ЯМР показва на специалистите какво прави мозъка. Те могат да наблюдават промените в мозъчните клетки, функцията на невроните, кръвообращението, нивата на кислород, както и кои части на мозъка участват в специфични дейности. Апаратът позволява да се избегнат инвазивните процедури или болезнените инжекции.

Напредък в областта на сърдечносъдовото здраве

През последното десетилетие значително са намалели смъртните случаи, предизвикани от сърдечни заболявания. Това се дължи на различни постижения, които увеличават процента на преживяемост на пациентите.

Така например хората, получили инфаркт, подобряват своето състояние, след като чрез t-PA - генетично модифициран тъканен плазминогенен активатор, се отстрани запушването, пречещо на кръвта да циркулира.

Друга техника е поставянето на стент в артерията, който да премахне натрупаната плака в кръвоносните съдове. После увредената артерия се подменя с нов съд посредством байпас.

Друго устройство, което може да бъде в помощ на хората относно тяхното сърдечно здраве, е смарт часовникът, разполагащ с функция за следене на сърдечния ритъм. Не са редки случаите, при които собствениците на такива часовници са диагностицирани със сърдечна недостатъчност или друго състояние благодарение на показанията на устройството. Също така това е шанс да се установи болестта в ранен стадий.

Таргетна терапия при лечение на рак

В близките години лъче- и химиотерапията бяха единствената опция за лечение на онкоболните. Минусът при тях е, че унищожават не само раковите, но и здравите клетки, което води до нови проблеми.

С развитието на медицината през последното десетилетие се появиха целеви терапии за лечение на злокачествени болести. Те включват имунотерапия, прилагането на стволови клетки и на наноносители. Леченията, основани на някой от трите принципа, залагат или на възпрепятстване на разпространението на рака чрез блокиране на клетките, участващи в растежа на тумора, или на идентифициране и унищожаване на смъртоносните ракови клетки. Разликата вече е във фокусирането и третирането на злокачествените клетки, без да се засягат здравите.

FDA до този момент е одобрила над 25 лекарства, прилагани в целеви терапии. Използвани в таргетни лечения, те позволяват всеки случай да бъде персонализиран и лекарите да вземат предвид молекулярния състав на тумора на конкретния индивид и така да предпишат съответния медикамент. По този начин се избягват страничните ефекти, придружаващи химио- и лъчетерапията.

Чудото кибернож

Операции, които не са възможни чрез конвенционалните методи, вече са постижими благодарение на киберножа. Той използва съвместно роботика и изображения и с изключителна прецизност атакува злокачествени и доброкачествени тумори, убивайки ги с високи дози радиация.

Технологията разполага с предимства като минимална инвазивност, отсъствие на разрези, по-кратък болничен престой, намалена опасност от инфекции, по-голяма ефективност.

Бионични протези

Хората, загубили крайници или родени без такива, могат да заместят тяхната липса са напълно функционално устройство - бионични протези. Те могат да бъдат позиционирани чрез използване на приложение на iPad или компютър. Управляват се благодарение на мускулните сигнали на пациента - електроди, разположени върху кожата на остатъчния крайник, прихващат нервните импулси от мускулите и така контролират моторчетата в протезата.

Наномедицина

Наноматериалите се използват по иновативен начин в медицината. Изключително малките по размер биосензори и частици позволяват извършването на коригираща процедура в засегнатите молекули.
С много бързи темпове се случва напредъкът в тази област, защото наномедицината се насочва към инфектирани или болни зони, без да се уврежда околната тъкан.

3D биопринтиране на човешки части и органи

Това е още един начин за разрешаване на проблема с недостига на органи от донори, необходими за трансплантация. В началото на 21 век лекарите установяват, че живите клетки могат да бъдат пръскани чрез мастиленоструйни принтери без никакви поражения.

Комбинират се различни видове клетки заедно с полимери в печатащите глави на биопринтерите. Полимерите запазват формата на клетъчната структура, а това позволява наслагването на слоеве върху слоеве. Те от своя страна се свързват и растат в живи, функционални тъкани.

Учените са успели успешно да отпечатат бионично око, кожа, еластична кост, бионично ухо, сърце, яйчник и антибактериален зъб. През 2014 г. в търговската мрежа се предлагат 3D биопринтирани човешки бъбреци и черен дроб. Друго постижение на специалистите, които се занимават с тази област на науката, е, че отпечатани мускули и уши успешно са присадени в животни, дори по този начин изработени яйчници са внедрени в мишки, които успяват да заченат с тях и да родят.

Технологията е още в началото на своя път, но изследователите са оптимистично настроени. Тя може да предложи невъобразими възможности.

Лапароскопска хирургия

Лапароскопската хирургия вече се възприема като нормална процедура, наравно използвана с конвенционалната. При нея се правят два или три малки разреза и се борави с тесни тръби и малки камери и инструменти. При операция, проведена лапароскопски, пациентът изпитва по-малко болка, белезите са по-малки, по-бързо се възстановява, престоят му в болницата е по-кратък и усложненията след интервенцията са по-малко.

Интересното е, че разработката е от 80-те години на миналия век, но едва през последния век процедурата е усъвършенствана и започва да се прилага в различни хирургични специалности. Болни, за които преди е имало съмнение, че няма да могат да издържат обикновена операция, получават шанс за излекуване с тези минимално инвазивни интервенции.

Нов клас антибиотици

През последните десетилетия се открои още една заплаха за човешкото здраве - нарастването на бактериалната резистентност срещу съществуващите антибиотици. По тази причина учените усилено търсят нови класове антибиотици. Такива са открити в лицето на оксепанопролинамидите, които служат за борба срещу мултирезистентни бактериални патогени. Ибоксамицинът е едно от съединенията в този клас и може да унищожава резистентни към лекарства бактерии.

Завършване на "черновата" на човешкия геном

Човешкият геном обединява всички гени, които изграждат нашата ДНК. През 2013 г. учените завършиха първата по рода си "чернова", която секвенира нашия геном. Секвенцията е последователността, поредицата от букви, представяща първичната структура на молекула или ДНК верига. Буквите са A, C, G, и T и представят четирите нуклеотидни единици, изграждащи една ДНК верига - аденин, цитозин, гуанин и тимин.

Извлечената информация от ДНК се използва за разработването на нови начини за лечение, както и за предотвратяване на много болести. Генното секвениране до този момент е спомогнало за идентифицирането на дадени гени, които причиняват заболявания и съответно подсказва как да бъдат създадени лечения. Изследователите дори се надяват по този начин да открият лекове за всички болести.

Учените възлагат много надежди на ДНК секвенирането и тя наистина е огромен биомедицински напредък.

>>> Исторически моменти от откриването и разгадаването на ДНК

Терапията Hemgenix

Благодарение на завършването на "черновата" на човешкия геном фармацевтичните компании разработиха нови генни терапии. Една от тях е Hemgenix - интравенозна еднократна инфузия (вливане) за страдащи от хемофилия В. FDA я одобри в края на 2022 г., разрешено е за употреба и в Европейския съюз. Представлява вирусен вектор, съдържащ липсващия при тези болни ген фактор IX (протеин, нужен за кръвосъсирването).

Терапията струва 3,5 млн. долара, което според специалистите е много по-малко от разходите, нужни за лечението на хемофилия В през целия живот и възлизащи на близо 20 млн. долара.

Лабораторно "отгледана" кръв

Постигнатият успех по "отглеждането" на човешки органи в лаборатория кара учените да пробват да се сдобият по същия начин и с човешка кръв. Вече е факт първото в историята преливане на червени кръвни клетки, изцяло създадени в лаборатория. Доброволците, съгласили се на тази стъпка, са част от рандомизирано контролирано клинично изпитване на име RESTORE. Влято им е количество, колкото 1-2 чаени лъжици, но участниците нямат странични ефекти.

Червените кръвни клетки са "отгледани" от донорски стволови клетки. Ако това медицинско постижение докаже своята безопасност и ефективност, произведеният продукт е в състояние да промени лечението на хора с кръвни заболявания и с редки кръвни групи.

Лечение на Алцхаймер с Aduhelm

Друго лекарство, което сравнително скоро се появи на пазара, е Aducanumab, продавано като Aduhelm, се използва при лечението на Алцхаймер. То се свързва с амилоидните плаки и ги намалява. Все още не е категорично доказано, че тези плаки - протеини, натрупващи се в човешкия мозък - провокират появата на болестта, но учените ги откриват при всеки, който я е развил или има склонност да я развие.

Резултатите от изследванията показват минимално подобрение, но работата върху ефективността на лекарството продължават. Независимо, че одобрението на Aduhelm от FDA породи много спорове, медикаментът е единственият получил разрешение за употреба срещу Алцхаймер през последните 20 години.

>>> САЩ одобриха ново лечение за болестта на Алцхаймер за пръв път от 20 години

Циркулираща туморна ДНК

Циркулиращата туморна ДНК (ctDNA) представлява малки части от ДНК, които се освобождават в кръвта от раковите клетки и тумори, докато умират. Когато туморът расте, клетките умират и на тяхно място идват нови. Мъртвите клетки се разграждат и тяхното съдържание, в това число и ДНК-то им, отива в кръвта. "Улавянето" и изследването на тези малки части циркулираща туморна ДНК позволяват да се проследи през какви фази преминава рака. Количеството на ctDNA варира при отделните хора и зависи от вида на тумора, мястото, на което се намира, а за рака - от стадия, в който е.

Откритието може да помогне за диагностицирането на някои видове злокачествени образувания и да има роля в по-доброто планиране на лечението.

Виртуална и разширена реалност

Разширената, добавена реалност (Augmented Reality, AR) и виртуалната реалност (Virtual Reality, VR) вече се прилагат интензивно в здравеопазването. Много болници и здравни специалисти използват AR за:

• Наслагване на 3D изображения на органи, тумори или кръвоносни съдове върху тялото на пациента по време на операция. Така се подпомага насочването на техниката на хирурга.
• Интерактивни симулации, предназначени за студентите по медицина или за гражданите.
• За проектиране на изображения на вени върху кожата - по този начин медицинските сестри са улеснени при поставянето на интравенозни инжекции или при вземането на кръв.
• Поправяне и поддържане на оборудване за медицински тестове.

Виртуалната реалност помага за:

• Разсейване на деца, които се притесняват от ваксини, кръвни изследвания и други рутинни процедури.
• Управляване на болката чрез разсейване.
• Помага на пациентите да визуализират и разберат плановете за тяхното лечение.
• Терапия на посттравматично стресово разстройство при военни ветерани.
• Като средство за осигуряване на спокойствие на пациента, когато е нужно да се подобри дишането и релаксацията.
• В помощ на пациенти с инсулт, които наново трябва да се научат да вършат ежедневни дейности.
• Случаите на употреба на AR и VR в здравеопазването продължават да се разширяват.

иРНК ваксини

През 2021 г. ваксината срещу COVID-19, дело на Pfizer BioNTech, е първият продукт, съдържащ информационна РНК (иРНК), одобрен от FDA. Това слага началото на разработването на ваксини на ново ниво. Информационната РНК е генетичен план, който казва на тялото как да произведе протеин. От своя страна протеинът провокира имунната система да генерира конкретни антитела и имунни клетки, необходими за унищожаването на определена бактерия или вирус.

>>> иРНК ваксини срещу рак - начин на създаване и принцип на действие

Ново лекарство за Паркинсон

Разработено е ново, по-ефективно лекарство за болестта на Паркинсон. То носи името ND0612 (течна леводопа/карбидопа) и очаква одобрението на FDA.

Изпитването му е преминало фаза III и резултатите показват облекчаване на симптоми като забавяне, треперене и скованост. Лекарството е в течна форма и се вкарва непрекъснато под кожата чрез помпа. По този начин се прилага 24-часово лечение за постоянно облекчаване на състоянието на болния, което е много по-ефективно от приема на едно хапче, както се практикува сега.

Фирмата NeuroDerm разработва медикамента.

Мозъчно-компютърен интерфейс

През последните години хората с тежки двигателни увреждания или невродегенеративни заболявания могат да възстановят подвижността си, функциите си и социалното общуване с помощта на т.нар. интерфейс "мозък-компютър" (brain–computer interface, BCI) или още мозъчно-компютърен интерфейс. Това е директен комуникационен път между мозъка и външни устройства като компютри и протези.

Хората с увреждания на гръбначния мозък или страдащи от невродегенеративни болести например като амиотрофична латерална склероза (ALS) имат възможност чрез BCI да контролират протезите на крайниците и екзоскелетите само с мислите си.

Интерфейсът предлага като опция и нов начин за общуване. Мозъчната активност се преобразува в текст или реч и това означава, че болните, които не могат да говорят или да се движат по обичайния начин сега получават тази възможност.

Бъдещето на BCI изглежда все по-обещаващо. Технологията се разраства и усъвършенства, след време може да предложи начини за управление на болката или за по-добър контрол на медицински устройства.

Научните изследвания са бавен процес, но без който няма как да се развие медицината, за да е в още по-голяма полза на хората. Не всички открития могат да се прилагат веднага, някои се нуждаят от повече време за усъвършенстване и намиране на точното приложение. Важното е, че сравнително за кратък период от началото на века медицинските постижения са в постоянен възход и пациентите усещат резултатите.