Передовые исследованияАФОСР (Исследовательская лаборатория ВВС) разрабатывает технологии будущего для защиты жизней своих военных. Главный из них - удивительный.
Революционные исследования в области перепрограммирования клеток привели к созданию технологии, которая может залечивать раны более чем в пять раз быстрее, чем сейчас делает человеческое тело, что значительно улучшает здоровье бойцов и ветеранов в долгосрочной перспективе.
ДокторИндика Раджапаксе, доцент кафедры вычислительной медицины, математики и биоинформатики в Мичиганском университете, исследует способы перепрограммирования клеток человека и более быстрого заживления ран.
Рождение цели
Чтобы получить изображение внутренней части живых клеток с высоким разрешением и лучше понять процесс заживления, Раджапаксе предложил исследовательскому центру Министерства обороны США приобрести микроскоп для визуализации живых клеток.
Доктор Фредерик Лев, руководитель программы ВВС по динамическим системам, слушал его. Все началось с этого выбора.
Микроскоп также помогает собирать данные для алгоритма, который может математически определить, когда лучше всего вмешаться в цикл клетки для заживления ран.
«Существуют невероятные возможности для гуманизации науки и удовлетворения важнейших потребностей медицины», — говорит Раджапаксе. «У нас есть ресурсы для этого, и наша обязанность — максимально использовать их. С помощью ВВС я смог приобрести инструменты, необходимые для продвижения моих исследований по перепрограммированию клеток для заживления ран».
Не только военные
Rajapakse развивает свои технологии, одновременно думая о других применениях, не предназначенных непосредственно для авиационной медицины и военной среды. Лечение ожогов, пересадка кожи, трансплантация органов – влияние этих исследовательских усилий может иметь далеко идущие последствия.
Конвергенция бионауки и математических моделей действительно может изменить правила игры для улучшения технологий лечения ран.
Исследования доктора Раджапаксе могут привести к инновационным решениям для гражданского использования или для космической среды будущего.
Каковы исследования технологии заживления ран?
Клеточное перепрограммирование - это процесс взятия определенного типа клетки человека, например клетки кожи, и перепрограммирования ее генома, чтобы сделать его клеткой другого типа (мышечная клетка, клетка крови, нейрон или любой другой тип).
Этот процесс осуществляется с помощью белков, называемых факторами транскрипции. Факторы транскрипции «включают и выключают» различные гены внутри клеток, регулируя такие действия, как деление клеток, рост, миграцию и организацию.
Применяя правильные факторы транскрипции, Раджапаксе обнаружил, что может заживлять раны более чем в пять раз быстрее, чем они это делают в одиночку.
Бинт-спрей для заживления ран
Следующий шаг - выяснить, как оперативно перевести это открытие.
Воображаемая технология будет действовать как аэрозольная повязка., чтобы применить факторы транскрипции непосредственно к ранам. Этот метод преобразует обнаженные глубокие мышечные клетки в поверхностные клетки кожи, что означает более высокую вероятность заживления, чем существующие методы пересадки кожи.
«Математика редко дает такие многообещающие результаты так быстро», — сказал Леве. «Обычно требуются десятилетия, чтобы фундаментальные математические исследования превратились в модели, применимые к технологии. В случае доктора Раджапаксе это заняло всего несколько лет. Мы гордимся тем, что наше финансирование позволило столь быстрому развитию».
