Этот ежегодный список новаторских научных достижений, составленный Science и ее международным некоммерческим издателем AAAS, также включает в себя основные прорывы в технологиях солнечных батарей, методах редактирования генома и стратегиях разработки вакцин, и это лишь некоторые из них. Список 10 лучших публикуется в номере журнала за 20 декабря вместе с соответствующими новостями и мультимедийным компонентом.Иммунотерапия рака заняла первое место в списке, потому что, хотя ее окончательное влияние на болезнь неизвестно, недавние результаты подчеркивают ее успех.
«В этом году нельзя было ошибиться в огромных перспективах иммунотерапии рака», — сказал Тим Аппенцеллер, главный редактор новостей журнала Science. «Пока эта стратегия использования иммунной системы для атаки опухолей работает только для некоторых видов рака и нескольких пациентов, поэтому важно не преувеличивать непосредственные преимущества. Но многие специалисты по раку убеждены, что они видят рождение нового важного парадигма лечения рака ».
Многие из сегодняшних достижений в иммунотерапии рака можно проследить до конца 1980-х годов, когда французские исследователи идентифицировали рецептор на Т-клетках, названный CTLA-4. Джеймс Эллисон обнаружил, что этот рецептор не позволяет Т-клеткам атаковать захватчиков в полную силу. В середине 1990-х Эллисон показал, что блокирование CTLA-4 у мышей может высвободить Т-клетки против опухолевых клеток у животных, резко сократив их размер.Тем временем японские исследователи определили еще один «тормоз» Т-лимфоцитов, известный как PD-1.
Клинические испытания этого рецептора начались в 2006 году, и предварительные результаты на небольших группах пациентов кажутся многообещающими.Другая область интереса связана с генетической модификацией Т-клеток, чтобы сделать их мишенями для опухолей.
В 2011 году эта стратегия, известная как терапия химерными антигенами или CAR-терапия, электрифицировала область исследований рака, и теперь она является предметом многочисленных клинических испытаний, особенно при раке крови.Соответственно, многие фармацевтические компании, которые несколько лет назад не хотели иметь ничего общего с иммунотерапией, теперь вкладывают большие средства.
По-прежнему существует большая неопределенность в отношении того, сколько пациентов получат пользу от этих методов лечения, большинство из которых остаются экспериментальными, и с какими формами рака они будут работать лучше всего. Ученые заняты поиском биомаркеров, которые могут дать ответы на эти вопросы, и думают о том, как сделать лечение более эффективным. Но началась новая глава в исследованиях и лечении рака, и журнал Science признает этот факт, признавая иммунотерапию рака самым значительным научным прорывом 2013 года.Ниже следует список из девяти других революционных научных достижений прошлого года.
CRISPR: Этот метод редактирования генов был открыт у бактерий, но теперь исследователи используют его как скальпель для хирургии отдельных генов. Его популярность резко возросла в этом году, так как более десятка команд исследователей использовали его для манипулирования геномами различных клеток растений, животных и человека.
Перовскитные солнечные элементы: новое поколение материалов для солнечных элементов, более дешевых и простых в производстве, чем в традиционных кремниевых элементах, в прошлом году привлекло много внимания.
Перовскитные элементы пока не так эффективны, как коммерческие солнечные элементы, но они очень быстро улучшаются.Руководство по структурной биологии Дизайн вакцины: в этом году исследователи использовали структуру антитела для создания иммуногена — основного ингредиента вакцины — для детского вируса, который ежегодно госпитализируется миллионами людей. Впервые структурная биология привела к созданию такого мощного средства борьбы с болезнями.
ЯСНОСТЬ: этот метод визуализации, который делает ткань мозга прозрачной и показывает нейроны (а также другие клетки мозга) в полной мере, изменил взгляд исследователей на этот сложный орган в 2013 году.Мини-органы: в этом году исследователи добились значительных успехов в выращивании мини-человеческих «органоидов» in vitro. К ним относятся зачатки печени, мини-почки и крошечный мозг. Такие миниатюрные человеческие органы могут оказаться гораздо лучшими моделями болезней человека, чем животные.
Космические лучи, прослеженные до остатков сверхновой: хотя первоначально они были обнаружены 100 лет назад, ученые не были уверены, откуда берутся высокоэнергетические частицы из космоса, известные как космические лучи. В этом году они наконец связали лучи с облаками мусора, оставленными сверхновыми или взрывающимися звездами.Клонированные эмбрионы человека: в этом году исследователи смогли получить стволовые клетки из клонированных человеческих эмбрионов после того, как поняли, что кофеин играет важную роль в этом процессе, стабилизируя ключевые молекулы в хрупких человеческих яйцеклетках.
Почему мы спим: исследования на мышах показали, что мозг очищает себя — расширяя каналы между нейронами и позволяя проходить большему количеству спинномозговой жидкости — гораздо более эффективно во время сна. Находка предполагает, что восстановление и ремонт являются одними из основных целей поимки Z.
Наши микробы, наше здоровье: исследования триллионов бактериальных клеток, которые называют домом человека, показали, насколько эти микробы делают для нас. «Персонализированная» медицина должна будет учитывать этих микробов, чтобы быть эффективной.Статья «Прорыв года в области науки за 2013 год», а также новости, видео и подкаст доступны на сайтах news.sciencemag.org/breakthrough-of-the-year-2013 и http://scim.ag/Breakthrough13.