Google Maps для человеческого тела: биомедицинская революция

Биомедицинский инженер из University of New South Wales Мелисса Кнот Тейт использует ранее сверхсекретные полупроводниковые технологии для увеличения изображения органов, вплоть до клеточного уровня.

На международной научно-практической конференции обнародована информация о первом в мире опыте применения ранее секретной технологии для получения увеличенного изображения органов человеческого организма до клеточного уровня, которая может стать революцией в медицине.

Мелисса Кнот Тейт и Пол Трейнор, руководитель Biomedical Engineering, работают над проектом, в котором используют полупроводниковую технологию для изучения остеопороза и остеоартрита.

полупроводниковая технологияНа рисунке изображены норма, а также ткани при раннем и развитом остеопорозе

Используя алгоритмы Google, профессор Тейт, инженер и эксперт в клеточной биологии и регенеративной медицине, смогла добиться увеличения и уменьшения масштаба изображения сустава до клеточного уровня «так же, как и при работе с Google Maps», уменьшая до «нескольких недель анализ, который раньше требовал 25 лет для своего завершения».

Ее команда также использует передовые микротом и МРТ-технологию для изучения, как движения и вес влияют на движение молекул в суставе, для исследования соотношений меду кровью, костью, лимфатическими сосудами и мышцами.

«Впервые у нас есть возможность перейти от уровня всего тела к уровню клеток, к тому, как они получают питательные вещества, как все это взаимодействует, — говорит профессор Кнот Тейт. – Это может открыть путь к пока еще неизвестным методам лечения и профилактики заболеваний». Она первой использовала эту систему у человека, наладила сотрудничество с Клиникой Кливленда, Брауновским и Стенфордским Университетами, а также с компаниями Zeiss и Google для обработки и хранения терабайт информации, полученных от изучения бедра человека.

Подобные исследования ведутся в Гарвардском Университете и в Гейделберге (Германия) для нанесения на карту нервных путей и соединений в мозге мышей.

Профессор Мелисса Кнот Тейт презентовала некоторые данные ее изучения человеческого бедра и остеоартрита на собрании Orthopedic Research Society в Лас-Вегасе.

Многочисленные исследования изучали молекулярный транспорт в специфических тканях, но существует очень мало исследований по обмену веществ между различными видами тканей, такими как хрящ и кость. Профессор Кнот Тейт продемонстрировала связь между молекулярным транспортом через кровь, мышцы и кость, и состоянием болезни у морских свинок, пораженных остеоартритом.

Как и у людей, у морских свинок развивается остеоартрит с возрастом. Как полагает большинство ученых, это заболевание развивается вследствие нарушений межклеточной связи. Профессор Кнот Тейт считает, что понимание молекулярных сигналов и их передачи между тканями может открыть широкий спектр методов лечения, включая физиотерапию и рутинные профилактические упражнения.

Критически важным для этой работы было развитие микроскопии, которая обеспечивает плавное масштабирование визуализации органов и тканей – от сантиметров суставного уровня до нанометров молекулярного, — а также возможность тщательно проанализировать огромный массив данных.

Профессор Кнот Тейт сравнил использование технологии Zeiss для визуализации бедренной кости с возможностью Google Maps увеличивать изображение Земли от планетарного масштаба до уровня улиц.

«Современные технологии для исследований обеспечивают платформу для ответов на тяжелые, безответные вопросы в науке, открывают путь к фундаментальным открытиям, последствия которых могут быть в настоящее время непостижимы, но которые, в конечном счете, позволят улучшить человеческое здоровье и качество его жизни в пожилом возрасте»