Елена Чернова - Тренды развития медицинской науки: Мир, Россия, Москва

Данные недавнего исследования «Глобальное бремя болезней» свидетельствуют о том, что примерно 1,71 млрд человек в мире имеют нарушения и заболевания костно-мышечной системы и опорно-двигательного аппарата [15]. Хотя распространенность болезней костно-мышечной системы различается в зависимости от возраста и диагноза, заболевания выявляются у лиц любого возраста во всем мире. Наиболее сильно затронуто такими болезнями население стран с высоким доходом (441 млн человек), далее идут жители западной части Тихого океана (427 млн человек) и региона Юго-Восточной Азии (369 млн человек).

Нарушения и болезни костно-мышечной системы также занимают ведущее место среди факторов инвалидности в мире – на них приходится примерно 149 млн лет жизни, прожитых с инвалидностью, что в глобальном масштабе составляет 17 % всех лет, прожитых с инвалидностью, обусловленной разными причинами.

Учитывая нарастающие потребности, ВОЗ разработала инструмент для оценки потребностей в реабилитационных услугах WHO Rehabilitation Need Estimator и учредила инициативу «Реабилитация 2030: призыв к действиям» в целях привлечения внимания к острой неудовлетворенной потребности в реабилитационных услугах во всем мире и к важности укрепления систем здравоохранения в части предоставления реабилитационных услуг [74] WHO Rehabilitation Need Estimator. https://vizhub.healthdata.org/rehabilitation/ , [75] Rehabilitation 2030 Initiative. www.who.int/initiatives/rehabilitation-2030 .

Общеизвестно, что ортопедические процедуры охватывают весь спектр – от диагностики до хирургии, от имплантатов до устройств экзоскелета, а с технологической точки зрения – от биоматериалов до цифровых инноваций, улучшающих ортопедические результаты.

Хирурги-ортопеды находятся в авангарде новых процедур и технологий для оптимизации ухода за пациентами на основе научно-обоснованного подхода. Примеры включают в себя увеличение использования передовых сплавов, интерфейс опорных поверхностей, нанотехнологических покрытий, а также навигации и роботизированной коррекции для стабилизации основных заболеваний при дегенеративных изменениях и деформациях опорно-двигательного аппарата.

Область ортобиологии в настоящее время является очень перспективной. Недавно American Academy of Orthopaedic Surgeons (AAOS, США) объявила о стратегических инвестициях в биологические исследования и разработки, 3D-биопечать, развитие роботизированной техники, внедрение которой произведет революцию. Применение и дальнейшая разработка Finite element modeling будет совершенствоваться [76] Rise of the Machines: The Emergence of Robotics. https://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache: PtVb41p-YRUJ: https://www.aaos.org/aaosnow/2021/jan/clinical/clinical01/+&cd=1&hl=ru&ct=clnk&gl=ru .

В свою очередь, разработанная Комитетом по устройствам, биопрепаратам и технологиям (DBT, США) Панель управления биологическими препаратами – Biologics Dashboard с доказательной базой биологического продукта будет продолжать развиваться и совершенствоваться [77] AAOS Advances Biologics Initiative with Innovative Dashboard. www.prnewswire.com/news-releases/aaos-advances-biologics-initiative-with-innovative-dashboard-301152403.html , [78] AAOS to navigate biologic-based interventions with new online tool. https://www.healio.com/news/ orthopedics/20201119/aaos-to-navigate-biologicbased-interventions-with-new-online-tool .

В области ортопедической хирургии имплантаты и инструменты для 3D-биопечати в будущем могут использоваться для лечения различных патологий, с которыми ранее было сложно справиться, применяя материалы, изготовленные из традиционного субтрактивного производства.

Технология 3D-биопечати быстро развивается, уже несколько исследователей работают над технологией печати индивидуальных человеческих тканей и органов. Предполагается, что биопечать будет распределять клетки, биоматериалы и поддерживающие их биологические факторы слой за слоем, образуя живые ткани и аналоги органов [16, 17]. 3D-продукты по-прежнему сталкиваются с множеством проблем, например, выращивание правильного количества функционирующих клеток, достижение соответствующей плотности клеток с сохранением жизнеспособности на протяжении всего процесса печати, но их будущий потенциал может революционизировать регенеративную медицину.

Параллельно развивается и четырехмерная (4D) печать – процесс, использующий интеллектуальные материалы для создания самоконфигурируемых белков, тканей и органов. Объекты с 4D-печатью могут самовосстанавливаться или самостоятельно собираться, изменяя форму своих частей в ответ на меняющиеся условия окружающей среды (температуру, pH, магнитное поле и взаимодействие с растворителем) [18].

Duke University (США) совместно с 4D Nucleome Consortium включились в работу второй фазы исследования для интеграции, анализа и моделирования набора данных для получения полного представления о 4D-нуклеоме. Их цели состоят в том, чтобы идентифицировать пространственно-временные изменения хроматина (4D-нуклеом, или «4DN»), связанные с регенеративными человеческими MuSCs, и понять функциональные последствия дефектов этого механизма при повреждении мышц. В долгосрочной перспективе эта информация может привести к новым стратегиям регенеративного лечения [79] 4D Web Portal. www.4dnucleome.org , [80] Diao receives $3 million grant from 4D Nucleome Consortium. www.ortho.duke.edu/latest-news/diao-receives-3-million-grant-4d-nucleome-consortium .

Национальный исследовательский институт генома человека – National Human Genome Research Institute (NHGRI, США) выделил премию Genomic Innovator на исследования, посвященные анализу молекулярного состава, связанного с неорганическими веществами, кодирующих последовательности ДНК и РНК в геноме. Несмотря на недавние технологические прорывы, позволяющие редактировать геном и эпигеном по желанию и с высокой пропускной способностью, имеется мало данных о детальном молекулярном механизме, контролирующем функцию и активность некодирующих регуляторных ДНК и РНК при нормальном и патологическом состоянии. Это – критический пробел в знаниях, поскольку некодирующие регуляторные области генома могут быть использованы для тонкой настройки программы экспрессии генов, а эффекторы, действующие на эти некодирующие элементы, могут служить мощными молекулярными «ручками» для создания активности некодирующих последовательностей для желаемых клеточных ответов и терапии, что ускорит восстановление пациентов с заболеваниями опорно-двигательного аппарата [81] Yarui Diao, PhD Awarded 2020 NIH/NHGRI Genomic Innovator Award. www.ortho.duke.edu/latest-news/yarui-diao-phd-awarded-2020-nihnhgri-genomic-innovator-award .

Рекомендации, разработанные Centers for Disease Control and Prevention (США), включают Национальный план борьбы с болезнью Альцгеймера, программы «Здоровое старение в действии: продвижение национальной стратегии профилактики», «Инициатива здорового мозга: национальная дорожная карта общественного здравоохранения по поддержанию когнитивного здоровья», «Национальный план действий по борьбе с раком: продвижение стратегий общественного здравоохранения» и Национальную программу общественного здравоохранения по остеоартриту [82] NATIONAL PLANS TO ADDRESS ALZHEIMER’S DISEASE. www.aspe.hhs.gov/napa-national-plans , [83] Healthy Aging in Action. ADVANCING THE NATIONAL PREVENTION STRATEGY. www.cdc.gov/aging/pdf/healthy-aging-in-action508.pdf , [84] Road Map for State and Local Public Health. www.cdc.gov/aging/healthybrain/roadmap.htm , [85] National action plan for cancer survivorship; advancing public health strategies. https://stacks.cdc.gov/view/cdc/6536/ , [86] National Public Health Agenda for OsteOarthritis. www.cdc.gov/arthritis/publications/pdf/agenda-osteoarthritis.pdf .