Наука здорового человека. Над какими разработками в области медицины трудятся нижегородские ученые
Система здравоохранения в регионе продолжает обновляться и совершенствоваться. Идут переоснащение, ремонт больниц и поликлиник, а мобильные их версии — «поезда здоровья» — с начала 2023 года уже побывали более чем в 100 населенных пунктах Нижегородской области, где для местных жителей было проведено свыше 16 тыс. консультаций.
Медицинские организации получают новый транспорт — на днях еще 59 легковых автомобилей отправились в профильные учреждения Арзамаса, Бора, Выксы, Дзержинска, Нижнего Новгорода и Кстовского муниципального округа.
Также о здоровье нижегородцев призваны позаботиться разработки местных ученых, которые зачастую переворачивают представление о лечении и диагностике тех или иных недугов.
Поддержка и опора
Перспективным инструментом восстановления головного мозга от последствий тяжелых травм являются скаффолды, что на русский язык буквально переводится как «строительные леса». Эти биоактивные трехмерные структуры и правда выполняют схожую функцию: они поддерживают анатомическую структуру ткани в зоне поражения. С течением времени такие конструкции замещаются живыми клетками, а функции утраченных фрагментов нервной ткани восстанавливаются.
Биологи ННГУ совместно с сотрудниками ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН, Института биоорганической химии РАН и Сеченовского университета не только усовершенствовали структуру таких «матриц», в частности, дополнив их биологически активными веществами (нейротрофическими факторами головного мозга), которые способны простимулировать процессы регенерации, но и запатентовали способ оценки биосовместимости скаффолдов. Это важно для точности оценки рисков отторжения трансплантата и развития у пациента различных патологий.
Похожая на пчелиные соты конструкция позволяет нейронам лучше закрепляться на скаффолде, обеспечивая свободное прорастание нервной ткани и доставку биологических жидкостей. Также в скаффолды включены ростовые факторы, которые стимулируют рост нейронов, повышают выживаемость и поддерживают активность нервных клеток, в условиях стресса, что на уровне организма позволит сохранить когнитивные способности и долговременную память у пациента после перенесенной травмы головного мозга.
Основа скаффолдов — гиалуроновая кислота, естественный компонент внеклеточного матрикса мозга. В нашем организме она ежедневно расщепляется и синтезируется вновь. При этом продукты ее распада не токсичны. Так что чужеродной или вредной для человека она не является.
По словам специалистов, все это открывает новые перспективы в области заместительной терапии. В их дальнейших планах — дальнейшее улучшение архитектуры этих биоструктур.
«Тренировка» для антител
Если гилауроновой кислоты в человеке весом 70 кг содержится примерено 15 граммов, то иммуноглобулина А (IgA) кишечник в сутки производит всего от трех до пяти граммов. Но и это его количество может защищать организм эффективнее, считают нижегородские ученые. Они взялись «научить» эти антитела распознавать новые бактерии и вирусы и надежнее защищать от тех, с которыми он уже боролся.
Находясь на слизистых оболочках желудочно-кишечного тракта и других систем организма, IgA защищает их от микроорганизмов и белков, провоцирующих инфекционные заболевания и всевозможные воспалительные процессы.
Биомедики Университета Лобачевского обрабатывали антитела модифицирующими веществами и устраивали настоящий стресс-тест, проверяя, как улучшенный таким образом иммуноглобулин А справляется с антигенами кишечной палочки, золотистого стафилококка и других «агрессоров».
В результате удалось установить, что защитные свойства IgA повышают кислая среда, железо в степени окисления +2 и гем — так называется железосодержащий небелковый компонент гемоглобина. То есть, к примеру, добавив усиленные ими антитела в детское питание, можно дополнительно защитить младенцев от инфекций.
С помощью нашего метода можно модифицировать иммуноглобулиновые препараты. Прежде всего, улучшить их действие при кишечных инфекциях. Это не только расширит их применение, но и позволит снизить дозировки, а вместе с тем и количество нежелательных побочных реакций и затрат на лечение.
Следующий этап этой работы — исследование комплексного препарата со смесью иммуноглобулинов различных классов и дальнейшее увеличение количества чужеродных веществ, которым способны противостоять «тренированные» антитела.
Нейросеть предупредит об инфаркте
Также специалисты Университета Лобачевского запатентовали систему автоматической диагностики сердечно-сосудистой системы в режиме реального времени. Примечательно, что эта разработка — результат работы не столько специалистов в области медицины, сколько экспертов в информационных технологиях.
Аппаратно-программный комплекс электрокардиографических измерений, который получил название «Кардиомаяк», дает возможность без участия врача выявлять патологии сердца, что позволяет своевременно обращаться за неотложной помощью.
Принцип его работы достаточно прост. На груди человека крепится кардиограф. С помощью мобильного приложения данные с него в режиме реального времени без потери и искажений передаются на сервер, где информация обрабатывается нейросетью. Она использует базу данных, включающую свыше 36 тыс. записей ЭКГ людей в возрасте от 17 до 80 лет, которых наблюдали медики и составили по каждому случаю врачебное заключение.
На основе этой выборки «Кардиомаяк» автоматически строит алгоритмы постановки диагноза с точностью до 95,1%. Результаты анализа размещаются на специальном веб-сервисе, где их может посмотреть врач или сам пациент.
Сложные математические вычисления вместе с передовыми цифровыми технологиями позволяют поставить точный диагноз и выявить патологию. В перспективе прибор можно использовать не только в медицинских центрах, но и в быту, подобно тому, как мы пользуемся тонометром. Если у человека есть склонность к сердечно-сосудистым заболеваниям, такой прибор под рукой ему просто необходим.
Дистанционное обследование пациентов с риском развития сердечно-сосудистых заболеваний — пока без участия нейросетей — в регионе уже практикуется.
Область впервые вышла в зеленый сектор регионов благодаря своевременному выделению средств на дооборудование скорой помощи электрокардиографами в ушедшем году. Мы были одними из первых, кто запустил практику дистанционной их расшифровки и как следствие целевой маршрутизации пациента в профильное медучреждение.
Благодаря тому, что в машинах «скорой помощи» и во многих фельдшерско-акушерских пунктах региона появилась возможность сразу передавать данные ЭКГ в медучреждение, где его оперативно оценивает бригада врачей, уже удалось оказать своевременную медицинскую помощь более 3,5 тыс. жителей региона.
Создатели же «Кардиомаяка» собираются расширить сферу его применения. Так, с помощью датчиков температуры тела, сатурации крови и акселерометра они планируют получать общую картину состояния организма, а не только исследовать работу сердца.
Спасение с доставкой
Позитивная динамика в регионе наблюдается не только по сердечно-сосудистым, но и по онкологическим заболеваниям. По словам заместителем губернатора, министра здравоохранения Давида Мелик-Гусейнова, в Нижегородской области высокие показатели диагностики рака. Это позволяет начать необходимые процедуры на ранней стадии, что кратно повышает шансы на полное выздоровление.
Ученые в свою очередь работают над совершенствованием лечения злокачественных новообразований, а именно — над доставкой специального препарата в опухоли брюшной полости. Это помогло бы снизить ущерб, который наносит здоровым тканям организма классические методы борьбы с онкологическими заболеваниями. Обычные составы для химеотерапии токсичны, что существенно ограничивает как дозы препаратов, которые можно без дополнительного риска вводить пациенту, так и количество сеансов лечения.
Нанопрепараты позволяют выйти за рамки этих ограничений, однако также имеют свойство постепенно отравлять организм, накапливаясь в печени и селезенке. К тому же, возрастные изменения снижают их эффективность.
Для более «адресного» и менее разрушительного действия специалисты Университета Лобачевского предложили вводить наночастицы непосредственно в брюшную полость.
Метод позволяет добиться эффективной доставки нанопрепарата в первичные опухоли и метастазы брюшной полости с минимальным накоплением в здоровых органах и тканях. По данным радиометрического и люминесцентного анализа гомогенатов органов и тканей, в опухолях и метастазах накапливается более 70% введённой дозы наночастиц.
Это означает, что предварительные эксперименты показывают обнадеживающие результаты. Исследования технологии селективной доставки и накопления нанопрепаратов, проводимые на модели опухоли человека с использованием лабораторных животных, планируется завершить к концу текущего года.
