Jam tangan pintar dan teknologi lain yang boleh dipakai membolehkan pengguna menangkap data kesihatan yang lebih berterusan daripada sebelumnya. Pixabay 

Sejumlah teknologi dan alat mendapat peluang untuk membuktikan diri untuk pertama kalinya dalam konteks COVID-19. Tiga penyelidik yang bekerja dalam vaksin berasaskan gen, diagnostik yang dapat dipakai dan penemuan ubat menjelaskan bagaimana pekerjaan mereka menghadapi cabaran pandemi, dan harapan mereka bahawa setiap teknologi sekarang siap untuk terus membuat perubahan besar dalam perubatan.

Vaksin genetik

Deborah Fuller, Profesor Mikrobiologi, Universiti Washington

Tiga puluh tahun yang lalu, para penyelidik buat pertama kalinya menyuntik tikus dengan gen dari patogen asing ke menghasilkan tindak balas imun. Seperti banyak penemuan baru, vaksin berasaskan gen pertama ini mengalami penurunan. Vaksin mRNA awal sukar disimpan dan tidak menghasilkan jenis imuniti yang betul. Vaksin DNA lebih stabil tetapi tidak cekap memasuki nukleus sel, jadi mereka gagal menghasilkan imuniti yang mencukupi.

Penyelidik perlahan-lahan mengatasi masalah kestabilan, mendapatkan petunjuk genetik di mana mereka mesti berada dan menjadikan mereka mendorong tindak balas imun yang lebih berkesan. Menjelang tahun 2019, makmal akademik dan syarikat bioteknologi di seluruh dunia mempunyai puluhan vaksin mRNA dan DNA yang menjanjikan untuk penyakit berjangkit, serta untuk barah dalam perkembangan atau di ujian klinikal manusia fasa 1 dan fasa 2.

Ketika COVID-19 menyerang, vaksin mRNA khususnya siap untuk diuji di dunia nyata. The 94% keberkesanan vaksin mRNA melebihi jangkaan tertinggi pegawai kesihatan.

Vaksin DNA dan mRNA menawarkan kelebihan besar daripada jenis vaksin tradisional, kerana mereka hanya menggunakan kod genetik dari patogen - dan bukannya keseluruhan virus atau bakteria. Vaksin tradisional memerlukan masa berbulan-bulan, jika tidak bertahun-tahun, untuk berkembang. Sebaliknya, apabila para saintis mendapat urutan genetik patogen baru, mereka dapat merancang vaksin DNA atau mRNA dalam beberapa hari, mengenal pasti calon utama untuk ujian klinikal dalam beberapa minggu dan mempunyai berjuta-juta dos dikeluarkan dalam beberapa bulan. Inilah yang berlaku pada coronavirus.

Vaksin berasaskan gen juga menghasilkan tindak balas imun yang tepat dan berkesan. Mereka merangsang bukan sahaja antibodi yang menyekat jangkitan, tetapi juga tindak balas sel T yang kuat membersihkan jangkitan sekiranya berlaku. Ini menjadikan vaksin-vaksin ini lebih baik untuk bertindak balas terhadap mutasi, dan ini juga bermaksud bahawa mereka mampu menghilangkan jangkitan kronik or sel barah.

Harapan bahawa vaksin berasaskan gen suatu hari dapat memberikan vaksin untuk malaria atau HIV, menyembuhkan barah, menggantikan vaksin tradisional yang kurang berkesan atau siap untuk menghentikan pandemi berikutnya sebelum memulai tidak lagi masuk akal. Memang banyak DNA and mRNA vaksin terhadap pelbagai jenis penyakit berjangkit, untuk rawatan jangkitan kronik dan untuk barah sudah di peringkat lanjut dan ujian klinikal. Sebagai seseorang yang telah mengusahakan vaksin ini selama beberapa dekad, saya percaya keberkesanannya yang terbukti terhadap COVID-19 akan membawa era baru vaksinologi dengan vaksin genetik di barisan hadapan.

 Teknologi yang dapat dipakai dan pengesanan penyakit awal

Albert H. Titus, Profesor Kejuruteraan Bioperubatan, Universiti di Buffalo

Semasa wabak ini, para penyelidik telah memanfaatkan sepenuhnya percambahan jam tangan pintar, cincin pintar dan teknologi kesihatan dan kesihatan yang boleh dipakai. Peranti ini dapat mengukur seseorang suhu, kadar jantung, tahap aktiviti dan lain-lain biometrik. Dengan maklumat ini, penyelidik dapat mengesan dan mengesan jangkitan COVID-19 bahkan sebelum orang menyedari mereka mempunyai sebarang gejala.

Sebagai penggunaan dan penggunaan yang boleh dipakai berkembang dalam beberapa tahun kebelakangan, penyelidik mula mengkaji kemampuan peranti ini untuk memantau penyakit. Walau bagaimanapun, walaupun pengumpulan data masa nyata mungkin dilakukan, pekerjaan sebelumnya lebih mengutamakan penyakit kronik.

Tetapi kedua wabak ini berfungsi sebagai lensa untuk memfokuskan banyak penyelidik dalam bidang pakaian kesihatan dan menawarkan mereka peluang yang belum pernah terjadi sebelumnya untuk belajar secara real-time pengesanan penyakit berjangkit. Bilangan orang yang berpotensi terkena penyakit tunggal - COVID-19 - pada satu masa memberi penyelidik populasi yang besar untuk mengambil dan menguji hipotesis. Digabungkan dengan kenyataan bahawa lebih ramai orang berbanding sebelumnya menggunakan alat pakai dengan fungsi pemantauan kesihatan dan bahawa alat ini mengumpulkan banyak data yang berguna, para penyelidik dapat mencuba untuk mendiagnosis penyakit hanya menggunakan data dari alat pakai - percubaan yang hanya dapat mereka impikan sebelumnya.

Boleh pakai boleh mengesan simptom COVID-19 atau penyakit lain sebelum gejala dapat dilihat. Walaupun mereka telah terbukti dapat mengesan penyakit pada peringkat awal, gejala yang dapat dipakai adalah tidak unik untuk COVID-19. Gejala-gejala ini boleh menjadi ramalan terhadap sejumlah penyakit yang berpotensi atau perubahan kesihatan yang lain, dan lebih sukar untuk mengatakan penyakit apa yang dialami seseorang berbanding dengan mengatakan mereka sakit dengan sesuatu.

Melangkah ke dunia pasca pandemi, kemungkinan lebih banyak orang akan melakukannya menggabungkan alat pakai dalam kehidupan mereka dan bahawa peranti hanya akan bertambah baik. Saya mengharapkan pengetahuan yang telah diperoleh para penyelidik semasa pandemi mengenai bagaimana menggunakan pakaian yang dipakai untuk memantau kesihatan akan menjadi titik permulaan bagaimana menangani wabak di masa depan - bukan hanya dari pandemik virus, tetapi berpotensi untuk kejadian lain seperti wabak keracunan makanan dan episod selesema bermusim . Tetapi kerana teknologi yang boleh dipakai tertumpu di dalam poket kaya dan populasi yang lebih muda, komuniti penyelidik dan masyarakat secara keseluruhan mesti menangani perbezaan yang wujud secara serentak.

 Kaedah baru untuk menemui dadah

Nevan Krogan, Profesor Farmakologi Molekul Selular dan Pengarah Institut Biosains Sains Kuantitatif, University of California, San Francisco

Protein adalah mesin molekul yang menjadikan sel anda berfungsi. Apabila protein tidak berfungsi atau dirampas oleh patogen, anda sering mendapat penyakit. Sebilangan besar ubat berfungsi dengan mengganggu tindakan salah satu atau beberapa ubat ini protein yang tidak berfungsi atau dirampas. Jadi cara logik untuk mencari ubat baru untuk merawat penyakit tertentu adalah dengan mengkaji gen dan protein individu yang secara langsung terkena penyakit itu. Sebagai contoh, para penyelidik mengetahui bahawa gen BRCA - gen yang melindungi DNA anda daripada rosak - berkait rapat dengan perkembangan barah payudara dan ovari. Oleh itu, banyak kerja telah difokuskan untuk mencari ubat-ubatan yang mempengaruhi fungsi protein BRCA.

Walau bagaimanapun, protein tunggal yang berfungsi secara berasingan biasanya tidak bertanggungjawab sepenuhnya terhadap penyakit. Gen dan protein yang mereka kodkan adalah sebahagian daripada rangkaian yang rumit - protein BRCA berinteraksi dengan puluhan hingga ratusan protein lain yang membantunya melaksanakan fungsi selnya. Saya dan rakan sekerja adalah sebahagian daripada kecil tetapi berkembang bidang penyelidik yang mengkaji ini hubungan dan interaksi antara protein - apa yang kita panggil rangkaian protein.

Selama beberapa tahun sekarang, saya dan rakan sekerja telah meneroka potensi rangkaian ini untuk mencari lebih banyak cara ubat dapat memperbaiki penyakit. Ketika pandemi coronavirus melanda, kami tahu kami harus mencuba pendekatan ini dan melihat apakah itu dapat digunakan untuk mencari pengobatan dengan cepat untuk ancaman yang muncul ini. Kami segera memulakan memetakan rangkaian protein manusia yang luas bahawa rampasan SARS-CoV-2 sehingga dapat meniru.

Sebaik sahaja kami membina peta ini, kami menunjukkan protein manusia dalam rangkaian yang ubat boleh menjadi sasaran dengan mudah. Kami dapati 69 sebatian yang mempengaruhi protein dalam rangkaian coronavirus. 29 daripadanya sudah menjadi rawatan yang diluluskan oleh FDA untuk penyakit lain. Pada 25 Januari kami menerbitkan sebuah makalah yang menunjukkan bahawa salah satu ubat, Aplidin (Plitidepsin), yang kini digunakan untuk merawat barah, adalah 27.5 kali lebih kuat daripada remdesivir dalam merawat COVID-19, termasuk salah satu varian baru Ubat ini telah diluluskan untuk ujian klinikal fasa 3 di 12 negara sebagai rawatan untuk coronavirus baru.

Tetapi idea untuk memetakan interaksi protein penyakit untuk mencari sasaran ubat baru tidak berlaku hanya pada coronavirus. Kami kini telah menggunakan pendekatan ini patogen lain serta penyakit lain termasuk kanser, neurodegenerative dan gangguan psikiatri.

Peta-peta ini memungkinkan kita menghubungkan titik-titik di antara banyak aspek penyakit tunggal yang kelihatan berbeza dan menemui cara baru ubat dapat merawatnya. Kami berharap pendekatan ini akan membolehkan kami dan para penyelidik di bidang perubatan lain untuk menemui strategi terapi baru dan juga melihat apakah ubat-ubatan lama mungkin digunakan semula untuk merawat keadaan lain.

Tentang Pengarang

Deborah Fuller, Profesor Mikrobiologi, Pusat Pengajian Perubatan, Universiti Washington; Albert H. Titus, Profesor Kejuruteraan Bioperubatan, Universiti di Buffalo, dan Nevan Krogan, Profesor dan Pengarah Institut Biosciences Kuantitatif & Penyiasat Kanan di Institut Gladstone, Universiti California, San Francisco

Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.

books_health