Портал «Научная Россия» в конце года вспоминает выдающиеся исследования зарубежных ученых в различных областях науки: биологии, медицине, генетике, инженерии, геронтологии, психологии. В течение всего года мы рассказывали о самых ярких научных новостях на международной арене. Пришло время подвести итоги!
Борьба с раком
Огромное количество исследований было посвящено разработке методов и инструментов для борьбы с онкологическими заболеваниями, приведем лишь некоторые из них.
Рак нарушает естественный ритм работы мозга. К такому выводу пришли исследователи Лаборатории Борнигера. Они обнаружили, что у мышей с раком молочной железы нарушается суточный ритм уровня кортикостерона — основного гормона стресса у грызунов. У людей это кортизол. При раке молочной железы опухоли подавляют выработку кортикостерона, что снижает качество жизни и повышает смертность.
Лаборатория Борнигера обнаружила, что при раке молочной железы нейроны (зелёные) в области гипоталамуса мыши, называемой паравентрикулярным ядром, переходят в гиперактивное состояние.
Фото: Borniger lab / CSHL
Как раковые клетки скрываются от иммунных клеток головного мозга? Впервые с помощью визуализации в реальном времени ученым из Университета Нагои удалось отследить, что происходит с раковыми клетками, попадающими в мозг, и определить новую стратегию профилактики опухолей головного мозга.
Исследователи из Нью-Йоркского университета обнаружили, что блокирование ключевого белка запускает самоуничтожение раковых клеток. Тип гибели клеток, вызванный накоплением высокореактивных молекул, подавляет рост опухоли в лёгких. Этот процесс, называемый ферроптозом, эволюционировал таким образом, чтобы организм мог посылать сигнал о самоуничтожении клеткам, испытывающим чрезмерный стресс. К таким клеткам относятся и раковые, но у них развились механизмы, противодействующие ферроптозу, чтобы они могли продолжать неконтролируемый рост, несмотря на создаваемый им стресс.
Если у человека диагностируют рак молочной железы, скорее всего, он будет проходить гормональную терапию. Рак молочной железы, положительный по рецепторам эстрогена (ER+), составляет около 75 % случаев. Гормональная терапия — один из самых распространённых и эффективных методов лечения. Однако некоторые ER+ опухоли становятся устойчивыми к лечению. У многих пациентов наступает ремиссия, но болезнь возвращается в форме, которую нельзя вылечить с помощью гормональной терапии. Биологи из Лаборатории в Колд-Спринг-Харбор сделали открытие, которое поможет предотвратить рецидив рака молочной железы и улучшить результаты лечения.
Исследовательская группа из Немецкого центра исследования рака и Института молекулярной патологии в Вене выяснила, что кислая среда опухоли способствует выживанию и росту раковых клеток. Кислотность опухолевой ткани, известная как ацидоз, является решающим фактором в адаптации энергетического метаболизма раковых клеток поджелудочной железы к выживанию в неблагоприятных условиях.
Ученые из Бирмингемского университета обнаружили ряд биомаркеров, которые помогут улучшить выявление и лечение заболеваний желудочно-кишечного тракта, таких как рак желудка, колоректальный рак и воспалительные заболевания кишечника. Исследователи выяснили, что определенные бактерии и метаболиты кишечника связаны с каждым заболеванием, что позволяет предположить, что эти биомаркеры помогут в ранней, менее инвазивной диагностике ЖКТ, а некоторые маркеры укажут на риск развития нескольких заболеваний.
Французская исследовательская группа из Института Кюри разработала молекулы против раковых клеток, невосприимчивых к стандартному лечению. Новый класс малых молекул приводит к разрушению клеточных мембран и вызывает смерть раковых клеток. Исследование основано на удивительных свойствах устойчивых к лекарствам персистирующих раковых клеток, обладающих высоким метастатическим потенциалом.
Капсула для выявления рака пищевода во время сканирования после резекции пищевода у человека.
Много внимания ученые уделяли диагностике онкологических заболеваний. Так, новый тест, разработанный исследователями из Университета Джонса Хопкинса, позволяет точно диагностировать рак головного мозга по небольшим образцам спинномозговой жидкости. Сочетание ДНК опухоли и особенностей иммунных клеток более эффективно для диагностики рака центральной нервной системы, чем использование одного маркера.
Новая технология эндоскопии, разработанная в Мюнхенском институте им. Гельмгольца, позволяет выявлять рак пищевода на ранней стадии. При поздней диагностике выживаемость составляет всего около 10 %. Однако при раннем выявлении заболевания выживают около 90 % пациентов.
Исследователи из Университета Южной Австралии использовали квантовые технологии для разработки первого в своем роде лапароскопического зонда, который позволит хирургам точно определять распространение опухолей. Эта технология способна улучшить показатели выживаемости при раке ЖКТ и качество жизни пациентов во всем мире.
Спи, моя радость, усни
Многочисленные научные статьи уходящего года были посвящены теме сна. Что заставляет нас помнить сновидения? Почему некоторые люди, просыпаясь, прекрасно помнят свои сны, в то время как другие с трудом воспроизводят хотя бы одну деталь? Ученые Школы передовых исследований IMT в Лукке показали, что люди с позитивным отношением к сновидениям и склонностью к фантазированию значительно чаще вспоминают свои сны. Кроме того, важную роль играет режим сна: люди, которые дольше находились в состоянии быстрого сна, имели больше шансов проснуться с воспоминаниями о снах. Молодые участники демонстрировали более высокую скорость вспоминания снов, в то время как пожилые люди часто видели «белые сны» (ощущение, что сон приснился без каких-либо деталей). Также были выявлены сезонные колебания: участники сообщали о более низких показателях запоминания снов зимой по сравнению с весной, что намекает на влияние экологических или циркадных факторов.
Проблемы со сном негативно влияют на артериальное давление, выяснили врачи из Гётеборгского университета. Апноэ во сне уже было известно как фактор риска, но это исследование показало, что сочетание апноэ во сне и бессонницы является самым серьёзным фактором риска развития неконтролируемой гипертонии.
А вот соблюдение режима сна снизит артериальное давление, сообщают учёные из Орегонского института гигиены труда. Сон может положительно влиять на артериальное давление у людей с гипертонией. Это одно из самых простых в исполнении оздоровительных мероприятий: ложиться спать в одно и то же время каждую ночь. Тем не менее, такой подход значительно снизит артериальное давление у людей с гипертонией — заболеванием, от которого страдает почти половина взрослого населения во всем мире.
Что заставляет нас помнить сны?
Фото: ru.123rf.com
Поможет снизить риск развития нарушений сна и других болезней физическая активность. Люди, у которых в жизни присутствует умеренная или интенсивная физическая нагрузка, менее склонны к развитию расстройств сна, деменции, инсульта, тревоги, депрессии, говорится в исследовании, представленном на 77-й встрече Американской академии неврологии.
Как меняется активность головного мозга во время сна? Ответ на этот вопрос нашли учёные из Массачусетской больницы им. Бригама. Исследование показало, что при засыпании мозг демонстрирует скоординированный сдвиг в активности. Во время фазы медленного сна (без быстрых движений глаз) части мозга, отвечающие за движение и сенсорную информацию, остаются активными и продолжают потреблять энергию, в то время как области, отвечающие за мышление, память и воображение, затихают и используют меньше энергии. Это объясняет, как мозг сохраняет способность реагировать на внешний мир, даже когда сознание затухает во время сна.
Хороший сон жизненно важен для физического здоровья, психического благополучия и успехов в учёбе подростков, однако многие из них не высыпаются. Новое исследование показывает, что в этом могут быть виноваты привычки, связанные с использованием гаджетов перед сном. Отсутствие сна, в свою очередь, может привести к навязчивым идеям. Ученые из Йоркского университета установили, что лишение сна нарушает способность префронтальной области мозга ограничивать восстановление негативных воспоминаний, которые в противном случае были бы подавлены.
Старость в радость
В течение года мы следили за значимыми событиями в области геронтологии, которых было немало. Вспомним наиболее яркие из них. Рецепт здорового старения — физическая активность в пожилом возрасте. Такой вывод сделали ученые Западного университета в Лондоне. Более высокий уровень физической активности в пожилом возрасте связан с улучшением познания, психического здоровья и качества жизни. Два с половиной часа умеренной физической активности каждую неделю снижают риск смерти от всех причин на 31%. Физическая нагрузка предотвращает или уменьшает проявления 30 хронических заболеваний, таких как ишемическая болезнь сердца, сердечная недостаточность, сахарный диабет 2 типа, хроническая обструктивная болезнь легких, остеопороз, депрессия, деменция и рак.
Физическая активность пожилых людей — рецепт здорового старения.
Фото: ru.123rf.com
Учеными были выявлены самые эффективные упражнения при остеоартрите коленного сустава, особенно характерном для пожилых людей. Ими стали аэробные нагрузки, такие как ходьба, езда на велосипеде или плавание. Они наиболее эффективны для уменьшения боли, улучшения функционирования, походки и качества жизни.
Для лечения хронической боли в спине учеными Университета Макгилла были разработаны препараты, направленные на «клетки-зомби». Они способны лечить основную причину хронической боли в пояснице. Существующие методы лечения устраняют симптомы с помощью обезболивания или хирургического вмешательства, не затрагивая первопричину.
И напоследок к хорошим новостям: ученые отмечают замедление возрастных изменений у пожилых людей. Исследование Колумбийского центра старения им. Батлера показывает значительное улучшение здоровья пожилых людей по сравнению с предыдущими поколениями. Сегодня пожилые люди демонстрируют более высокий уровень физического и психического функционирования, чем предыдущие поколения в том же возрасте.
Змеи в науке
В уходящем году особо хочется отметить открытия, вдохновленные символом 2025 года. Наиболее впечатляющей стала новость о крошечной змее, изменившая наш взгляд на генетику. Браминский слепун, одна из самых маленьких змей в мире, является единственным известным видом змей с тремя наборами хромосом вместо двух, также она может размножаться без спаривания. Анализируя уникальный геном браминской змеи, ученые из Техасского университета в Арлингтоне выяснили, как крошечная рептилия восстанавливает свою ДНК и предотвращает вредные мутации. Результаты исследования дали ценные сведения о механизмах генетического восстановления, которые углубили понимание эволюции человеческих генов.
Браминский слепун, одна из самых маленьких змей в мире, обладает необычными особенностями. Она является единственным известным видом змей с тремя наборами хромосом вместо двух и может размножаться без партнёра.
Фото: Matthew Fujita / UTA
Учеными из Технического университета Дании для противодействия компонентам змеиного яда были разработаны белки, не встречающиеся в природе. Вычислительные методы глубокого обучения при разработке нейтрализующих токсины белков дали надежду на создание более безопасных, экономически эффективных и легкодоступных терапевтических средств, чем те, которые используются в настоящее время.
В этом же направлении работали ученые из Университета Рединга. Они проверили, можно ли использовать технологию мРНК для защиты от повреждений, вызываемых ядом гремучей змеи. Ее яд разрушает мышечную ткань, из-за чего пострадавшие часто остаются инвалидами даже после лечения. Согласно исследованию, поможет технология, используемая в вакцинах от COVID-19. Она предотвратит повреждение мышц при укусах змей.
А как животные научились бороться со смертоносным змеиным ядом? На этот вопрос ответили ученые Университета Квинсленда. Исследование показало, что у австралийских сцинков развилась молекулярная защита, которая не даёт змеиному яду парализовать мышцы. У животных произошли незначительные изменения в критически важном мышечном никотиновом ацетилхолиновом рецепторе. Точное понимание того, как сцинки избегают смерти, поможет в разработке подходов к лечению укусов змей у людей.
Исследователи из Университета Южной Флориды, изучая яд гремучих змей, обнаружили новые сведения об эволюции этих животных. Ученые рассказали, что некоторые гремучие змеи вырабатывают более простые яды, содержащие меньше токсинов, чем раньше, — удивительное открытие, которое ставит под сомнение представления о том, как жизнь рядом с множеством других видов влияет на эволюцию.
В новом году портал «Научная Россия» продолжит знакомить вас с открытиями зарубежных ученых! С наступающим праздником!
Фото на слайде: jcomp / ru.freepik.com
Фото на превью: ru.123rf.com
