Znajdź zawartość

Choć wiosna dopiero się zaczęła, a do wakacji pozostało dużo czasu, sporej części z nas marzy się już odpoczynek na zalanej słońcem plaży. Naukowcy również myślą z wyprzedzeniem o kąpielach słonecznych, a efektem ich pracy jest urządzenie, które ostrzega przed poparzeniem i chroni przed nowotworami skóry. Pracownicy Wydziału Chemii z University of Strathclyde obmyślili i skonstruowali wskaźnik zmieniający kolor, gdy pojawia się ryzyko poparzenia. Ponieważ jest on wrażliwy na promieniowanie ultrafioletowe, ostrzeżenie zostaje wystosowane, zanim zmiany na skórze staną się widoczne. To ważne, bo proces ten zajmuje od 4 do 8 godzin, a wtedy jest już za późno, by nie dopuścić do uszkodzeń. Miłośnicy opalania będą mogli nosić dozymetr w postaci opaski na nadgarstek. W normalnych okolicznościach bransoletka jest żółta, lecz gdy zbliża się granica, po której przekroczeniu skóra ulegnie poparzeniu, nagle staje się różowa. Urządzenie działa w oparciu o czynnik wydzielający kwas, który wyłapuje promienie UV i rozkłada się pod ich wpływem. Całości dopełnia barwnik, reagujący na pH roztworu. Stosując różne czynniki wyjściowe, można dostosować wskaźnik do potrzeb poszczególnych typów skóry.

Wyobraźmy sobie, że nasze ubranie zmienia kolor stosownie do okazji, w zależności od tego, czy jesteśmy akurat na spacerze, czy spędzamy wieczór w nocnym klubie. W Australii wynaleziono barwniki do farbowania wełny, które zmieniają odcień pod wpływem promieni UV. Wynalazek zawdzięczamy grupie naukowców z zespołu Tong Cheng z australijskiego Uniwersytetu Deakina. Barwniki zmieniające kolor pod wpływem światła nazwano fotochromatycznymi. Jak dotąd wykorzystano je na przykład do przyciemniania okularów przeciwsłonecznych lub samochodowych lusterek. Podobne substancje do farbowania tkanin pojawiły się już wcześniej na rynku, okazały się jednak bardzo nietrwałe, ponieważ szybko się z nich zmywały. Barwnik wynaleziony przez Cheng oraz jej kolegów niełatwo sprać, gdyż przytrzymują go porowate włókna polimerowe. Znalezienie odpowiednich polimerów stanowiło dla wynalazców ogromne wyzwanie. Zbyt wielkie pory ułatwiały zmywanie substancji, zbyt małe nie zatrzymywały z kolei w sobie barwnika. Należało też zachować właściwości włókien umożliwiające normalne użytkowanie tkaniny, a więc noszenie, pranie, prasowanie itp. Zmiana koloru tkaniny następuje, gdy światło zmienia strukturę barwnika, dzięki czemu absorbuje on kolejne długości fal świetlnych. Proces ten trwa około dwóch do trzech sekund. Nowe włókna i powstałe z nich tkaniny nie różnią się od tradycyjnych. Wyglądają podobnie, są równie miękkie i mają trwałe, niespieralne kolory. Fotochromatyczną wełnę czeka zapewne świetlana przyszłość, głównie w modzie i marketingu. Ciekawe efekty można uzyskać przez dodanie wełnianych nici do składu bawełnianych T-shirtów, na których pod wpływem słońca czy dyskotekowych reflektorów będą się pojawiać ukryte wzory lub napisy. Dzięki badaniom nad właściwościami nowych tkanin dostrzeżono jeszcze jedną ich właściwość. Zastosowane polimery działają również jako absorbenty promieni UV, co zmniejsza ryzyko zachorowania na raka skóry. Na pewno niejeden z panów kupiłby elegancką koszulę, na której po wyjściu z pracy pojawiają się zabawne nadruki. I niejedna strojnisia wybrałaby się na dyskotekę w topie z ukrytym napisem albo na plażę w bikini, które w słońcu zmienia kolor i w dodatku ma wbudowany filtr UV.

W przypadkach wystąpienia poważnych skutków ubocznych lub przedawkowania leku warto mieć pod ręką szybko działające antidotum. Jest to szczególnie istotne w odniesieniu do środków zapobiegających krzepnięciu krwi, które są używane do leczenia zakrzepicy oraz zatorów, zawałów serca, a także (w wyższych dawkach) przy dializach i operacjach serca z zastosowaniem tzw. płucoserca. Ich przedawkowanie może prowadzić do zagrażających życiu krwotoków. Do tej pory jedynym lekiem przeciwzakrzepowym ze znanym specyficznym antidotum była niefrakcjonowana heparyna (UFH). Stosowano ją m.in. u pacjentów z wysokim ryzykiem krwawienia oraz gdy trzeba było użyć antykoagulanta o szybko niwelowanym działaniu, mimo że opracowano wiele innych obiecujących środków. Teraz jednak ekipa niemieckich badaczy z Bonn, pod przewodnictwem Alexandra Heckla i Bernarda Pötzscha, opracowała antykoagulant połączony z własnym antidotum. Naświetlanie promieniami UV aktywuje fragment cząsteczki odgrywający rolę antidotum, co niemal natychmiast blokuje inhibitory krzepnięcia. Nowa substancja bazuje na aptamerze, który wiąże się z trombiną, kluczowym białkiem procesu krzepnięcia, i uniemożliwia jej działanie. Aptamery są krótkimi (kilku- lub kilkunastonukleotydowymi, dlatego nazywa się je oligonukleotydami) jednoniciowymi fragmentami DNA lub RNA. Mają strukturę przestrzenną niezwykle dopasowaną do cząsteczki docelowej, w tym wypadku trombiny. Wykazują wysokie powinowactwo i specyficzność wiązania, podobnie jak przeciwciała. Niektórzy uważają, że aptamery i przeciwciała mogą ze sobą konkurować o miano najlepszych receptorów uniwersalnych. Aptamery łatwo poddają się modyfikacjom chemicznym, np. znakowaniu izotopami radioaktywnymi, potrafią też od siebie odróżnić bardzo podobne strukturalnie cząsteczki. Badacze niemieccy dołączyli do aptamerów trombiny jeszcze jeden krótki fragment DNA. To właśnie ta nić kwasu nukleinowego pełni funkcję aktywowanej promieniowaniem ultrafioletowym "odtrutki". Dopóki nie zadziała starter, zastosowany lek jest efektywnym antykoagulantem (antagonistą dla trombiny). DNA antidotum jest komplementarne do części aptameru wiążącej się z trombiną, z wyjątkiem jednego (lekko zmienionego) nukleotydu, który ma w założeniu stanowić błąd w sekwencji. Gdy istnieje pełna komplementarność, nici zaczynają się skręcać, formując podwójną helisę. Proces ten jest hamowany na samym początku przez zmieniony nukleotyd. Pod wpływem promieni UV część "błędnego" nukleotydu odłącza się i powstaje prawidłowy nukleotyd. Antidotum ściśle dopasowuje się do aptameru, który zmienia swoją strukturę przestrzenną i nie pasuje już do trombiny.