Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Wibracje, leki i ciepło - za ich pomocą nanodruciki żelaza wywołują śmierć komórek nowotworowych
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Medycyna
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Ludzie zużywają gigantyczną ilość leków. Oszacowanie liczby dawek jest niezmiernie trudne, jednak to biliony dawek rocznie, z czego znaczna część przyjmowana jest niepotrzebnie. Leki te, wydalane przez ludzi, trafiają do środowiska i stanowią dla niego coraz większe obciążenie. W zależności od substancji, mogą wpływać na zdrowie i zachowanie dzikich zwierząt, do organizmów których trafiły. Kręgowce wodne, jak ryby, mogą być szczególnie podatne na ich działanie, gdyż leki trafiają do środowiska głównie za pośrednictwem ścieków, a mózgi ryb w wielu aspektów działają podobnie, jak mózgi ssaków.
Naukowcy ze Szwecji, Belgii i Australii postanowili przyjrzeć się, jak wykrywany w środowisku klobazam – benzodiazepina stosowana jako lek psychotropowy – wpływa na migrację dzikich łososi. Uczeni wszczepili rybom implanty powoli uwalniające klobazam oraz inny wykrywany w środowisku lek, przeciwbólowy tramadol, i śledzili, zachowani młodych łososi migrujących ze szwedzkiej rzeki Dal do Morza Bałtyckiego. Okazało się, że ryby wystawione na działanie leków przebywały tę trasę szybciej. Szybciej pokonywały też znajdujące się po drodze dwie zapory elektrowni wodnych. Badania laboratoryjne pokazały, że podane leki działają na ryby podobnie jak na ludzi, znoszą strach i ból.
Zwiększenie sukcesu migracyjnego łososi wystawionych na działanie klobazamu może wydawać się czymś pozytywnym. Jednak musimy zdawać sobie sprawę, że każda zmiana naturalnego zachowania i ekologii gatunku ma szersze negatywne konsekwencje zarówno dla samego gatunku, jak i ekosystemu, w którym on żyje, mówi doktor Marcus Michelangeli z australijskiego Griffith University.
Zanieczyszczenie farmaceutykami to coraz większy problem. W wodach całego świata zidentyfikowano już ponad 900 substancji pochodzących z leków. Głównym powodem do zmartwień są środki psychotropowe i przeciwbólowe, które mogą znacząco wpływać na funkcjonowanie mózgów dzikich zwierząt i ich zachowanie. Nasze badania są wyjątkowe, gdyż przeprowadziliśmy je w środowisku naturalnym, co pozwoliło lepiej zrozumieć wpływ farmaceutyków na migracje, dodaje uczony.
Autorzy badań mówią, że przewidzenie konsekwencji zanieczyszczenia lekami całego środowiska jest niezwykle trudne. Mamy przecież do czynienia z wieloma gatunkami i wieloma różnymi substancjami.
3Głównymi rozpoznanymi zagrożeniami dla łososi atlantyckich jest przełowienie, utrata siedlisk oraz ich fragmentacja. Nowe badania pokazują, że warto przyjrzeć się też wpływowi leków na kluczowy okres życia łososi, ich migrację. Oczywiście osobną kwestią jest problem spożywania przez ludzi zanieczyszczonego lekami mięsa zwierząt – tak dzikich, jak i hodowlanych.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Badacze z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles twierdzą, że stworzyli pierwszy lek, który na modelu mysim w pełni naśladuje efekty fizycznej rehabilitacji u ofiar udarów. W artykule, opublikowanym na łamach Nature Communications, naukowcy opisali wyniki badań nad dwiema substancjami, z których jedna doprowadziła do znaczącego odzyskania możliwości poruszania się u myszy po udarze.
Większość ofiar udarów nie odzyskuje w pełni zdrowia. Obecnie nie istnieją lekarstwa leczące skutki udaru, jedynym sposobem poprawy stanu pacjenta jest rehabilitacja, która zwykle pomaga w ograniczonym stopniu. Naszym celem jest stworzenie leków, które dają takie wyniki jak rehabilitacja. Rehabilitacja pomaga jedynie w ograniczonym stopniu, gdyż większość pacjentów nie jest w stanie prowadzić jej tak intensywnie, jak jest to wymagane. Chcielibyśmy rehabilitację po udarze przenieść z domeny ćwiczeń fizycznych w domenę działań medycyny molekularnej, mówi główny autor badań profesor S. Thomas Carmichael.
Jego zespół najpierw przeanalizował, w jaki sposób rehabilitacja wpływa na mózg po udarze, a następnie zaczął szukać molekuł, które miałyby podobny wpływ. Uczeni z UCLA zidentyfikowali połączenia w mózgu, które zostają utracone w wyniku udaru, a do których dochodzi daleko od miejsca udaru. Okazało się, że część z tych połączeń traconych jest w neuronach PV, wykazujących ekspresję parwalbuminy. Biorą one udział w generowaniu fal gamma (fal mózgowych), koordynujących pracę neuronów. Udar powoduje utratę tej koordynacji, a fizyczna rehabilitacja ją przywraca.
Naukowcy zidentyfikowali dwie molekuły, które mogłyby przywracać fale gamma po udarze. Oba bowiem pobudzają neurony PV. Badania wykazały, że jeden z leków – DDL-920 – doprowadził do znaczącego odzyskania przez myszy funkcji ruchu. Zanim jednak potencjalny lek trafi na rynek, konieczne będą dalsze badania, by ocenić jego efektywność i bezpieczeństwo u ludzi.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Utrata lodu morskiego w Antarktyce prowadzi do większego wydzielania ciepła z oceanu do atmosfery oraz do zwiększonej liczby burz, donoszą naukowcy z British Antarctic Survey. Autorzy badań, którymi kierowali uczeni z brytyjskiego Narodowego Centrum Oceanografii (NOC), skupili się na zbadaniu skutków rekordowo małego zasięgu lodu pływającego w Antarktyce zimą 2023 roku.
Badania warstwy atmosfery znajdującej się bezpośrednio nad powierzchnią oceanu pokazały, że po utracie lodu ocean oddaje do atmosfery dwukrotnie więcej ciepła niż wcześniej. Ma to znaczenie dla obu stron miejsca styku wód oceanicznych z atmosferą. Z jednej strony w atmosferze, szczególnie na wyższych szerokościach geograficznych Oceanu Południowego, pojawia się więcej burz – w niektórych miejscach jest ich nawet o 7 więcej w miesiącu – z drugiej zaś strony chłodniejsze wody powierzchniowe oceanu stają się gęstsze niż wcześniej. Autorzy badań ostrzegają, że może mieć to nieznane obecnie konsekwencje dla głębokich prądów oceanicznych. Gęste wody z powierzchni mogą się zanurzać i zaburzać te prądy.
Miejsca, w których pojawiają się te nowe gęste wody powierzchniowe znajdują się dość daleko od tych miejsc szelfu w Antarktyce, gdzie tworzą są najgęstsze i najgłębsze prądy oceaniczne. Jednak ochładzanie się i spowodowane tym zanurzanie wód z regionów wcześniej pokrytych przez lód może doprowadzić do wynurzenia się ciepłych wód, które były dotychczas utrzymywane z dala od lodu i spowodować w przyszłości przyspieszone topnienie lodu. Pilnie potrzebujemy nowych analiz tego zjawiska i sprzężenia zwrotnego, by zrozumieć, jak masowa utrata lodu w 2023 roku i w roku bieżącym, wpłyną na cyrkulację wody w Oceanie Południowym. To kluczowe zagadnienie do zrozumienia mechanizmu pochłaniania ciepła i węgla przez ocean oraz roztapiania lodów Antarktyki, mówi współautor badań, doktor Andrew Meijers.
Profesor Simon Josey z NOC dodaje, że jest jeszcze zbyt wcześnie, by przesądzać, czy rok 2023 i jego rekordowo niski poziom lodu morskiego oznacza fundamentalną zmianę w ilości antarktycznego lodu morskiego. Jednak nasze badania pokazują, że jeśli w przyszłości dojdzie do równie silnych zmian, to należy spodziewać się ekstremalnych zjawisk.
Powinniśmy więcej uwagi przywiązywać do badań związku pomiędzy utratą lodu pływającego na Antarktyce, utratą ciepła przez oceany i zmianami pogodowymi. Skutki tych zjawisk mogą być bowiem odczuwane daleko poza Antarktyką.
Autorzy badań obawiają się, że jeśli do tak dużej utraty lodu będzie dochodziło w kolejnych latach, zmiany będą coraz bardziej dramatyczne i może to przyspieszyć utratę lodu w Antarktyce.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Wiek to jeden z najważniejszych czynników ryzyka rozwoju nowotworów. W miarę, jak stajemy się coraz starsi, w naszych organizmach akumulują się mutacje, które w końcu mogą doprowadzić do pojawienia się choroby. Naukowcy z Memorial Sloan Kettering Cancer Center i ich współpracownicy opisali mechanizm, za pomocą którego zaawansowany wiek chroni przed rozwojem nowotworu. Swoje badania prowadzili na mysim modelu raka płuc.
Nowotwory płuc są najczęściej diagnozowane u ludzi około 70. roku życia. Jednak u osób w wieku 80–85 lat odsetek zachorowań zaczyna spadać. Nasze badania pokazują dlaczego tak się dzieje. Starzejące się komórki tracą zdolność do regeneracji i ten właśnie mechanizm zapobiega rozrostowi nowotworu, mówi jedna z autorek badań, doktor Xueqian Zhuang.
Naukowcy badali mysi model gluczorakoraka, który odpowiada za około 7% światowych zgonów na nowotwory. Zauważyli, że im myszy stawały się starsze, ich organizmy wytwarzały więcej proteiny NUPR1, a im jej więcej tym bardziej komórki w płucach działały tak, jakby miały niedobór żelaza. W rzeczywistości w komórkach żelaza było więcej, ale z powodów, których nie do końca rozumiemy, działały jak przy jego niedoborze, mówi doktor Zhuang. A że niedobór żelaza upośledza zdolność komórek do regeneracji, obecność NUPR1 powodowała, że guzy nowotworowe nie mogły się rozrastać, więc u starszych myszy były ich mniej niż u młodszych.
Naukowcy zauważyli też, że mogą odwrócić to zjawisko, albo podając starszym zwierzętom żelazo, albo zmniejszając ilość NPUR1 w ich komórkach. Myślimy, że odkrycie to można będzie szybko wykorzystać u ludzi. Obecnie miliony ludzi żyją z nie w pełni sprawnymi płucami, gdyż nie zregenerowały się one po infekcji COVID-19 lub nie funkcjonują prawidłowo z innego powodu. Nasze badania wykazały, że podanie żelaza pozwala na regenerację płuc, a przecież posiadamy bardzo skuteczne metody podawania leków bezpośrednio do płuc, takie jak inhalatory, dodaje główny autor badań, doktor Tuomas Tammela. To jednak może być obosieczny miecz. Zwiększając zdolność komórek płuc do regeneracji, zwiększa się też zdolność tkanek do rozwoju nowotworu. "Tego typu leczenie może być więc nieodpowiednie dla ludzi, którzy już są narażeni na wysokie ryzyko nowotworu", dodaje Tammela.
Badania mają tez znaczenie dla terapii bazujących na ferroptozie. To opisana w 2012 roku zależny od żelaza nie-apoptyczny rodzaj śmierci komórkowej. Obecnie istnieją już leki wykorzystujące ferroptozę, a które są badane np. pod kątem zastosowania ich w terapiach przeciwnowotworowych. Obecne badania pokazują, że starsze komórki są bardziej odporne na ferroptozę niż młodsze, gdyż funkcjonują tak, jakby brakowała im żelaza. To zaś wskazuje, że leki wykorzystujące ferroptozę są mniej skuteczne u starszych ludzi.
Podsumowując wyniki badań doktor Tammela stwierdza: uzyskane przez nas dane dotyczące zapobiegania nowotworom sugerują, że to, co robimy sobie jako młodzi ludzie, jest prawdopodobnie bardziej niebezpieczne, niż gdy robimy to w starszym wieku. Powstrzymanie młodych ludzi przed paleniem tytoniu, opalaniem się czy innymi czynnościami zwiększającymi ryzyko nowotworów, jest prawdopodobnie bardziej istotne, niż sądziliśmy.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z University of Washington zauważyli, że są w stanie wykryć „atomowy oddech” czyli wibracje mechaniczne pomiędzy dwiema warstwami atomów. Dokonali tego obserwując światło emitowane przez atomy wzbudzone laserem. Odkryte zjawisko można wykorzystać do zakodowania i przesłania informacji kwantowej. Uczeni zbudowali urządzenie, które może stać się elementem składowym przyszłych technologii kwantowych.
To nowa platforma w skali atomowej, która wykorzystuje optomechanikę, szereg zjawisk w których ruch światła i ruch mechaniczny są ze sobą nierozerwalnie powiązane. Mamy tutaj efekty kwantowe, które możemy wykorzystać do kontrolowania pojedynczego fotonu przemieszczającego się przez zintegrowane obwody optyczne, mówi profesor Mo Li, który stał na czele grupy badawczej.
Ostatnie badania bazowały na wcześniejszych pracach związanych z ekscytonami. To kwazicząstki w których można zakodować informację kwantową, a następnie przesłać ją w postaci fotonu, którego właściwości kwantowe (jak polaryzacja czy długość fali) pełnią rolę kubitu. A jako że kubit ten jest niesiony przez foton, informacja przemieszcza się z prędkością światła. Fotony są naturalnym wyborem jako nośnik informacji kwantowej, gdyż potrafimy przesyłać je za pomocą światłowodów szybko na duże odległości, nie tracą przy tym zbyt wielu informacji, dodaje doktorantka Adina Ripin.
Naukowcy pracowali w ekscytonami chcąc stworzyć urządzenie emitujące pojedyncze fotony. Obecnie w tym celu używa się atomowych macierzy, takich jak np. znajdujące się w diamentach. Jednak w macierzach takich występują naturalne defekty, które zaburzają pracę tego typu urządzeń. Naukowcy z Uniwersity of Washington chcieli precyzyjnie kontrolować miejsce, z którego będzie dochodziło do emisji fotonu.
Wykorzystali w tym celu nałożone na jednoatomowe warstwy diselenku wolframu. Dwie takie warstwy nałożyli na podłoże, na którym znajdowały się setki kolumienek o szerokości 200 nanometrów każda. Diselenek wolframu przykrył te kolumienki, a ich obecność pod spodem doprowadziła do pojawienia się niewielkich naprężeń w materiale. W wyniku naprężeń znajdujących się w miejscu każdej z kolumienek powstała kropka kwantowa. I to właśnie te kropki są miejscem, w którym dochodzi do emisji. Dzięki precyzyjnemu impulsowi laserowemu naukowcy byli w stanie wybić elektron, tworząc w ten sposób ekscytony. Każdy z ekscytonów składał się z ujemnie naładowanego elektronu z jednej warstwy diselenku wolframu i dodatnio naładowanej dziury z drugiej warstwy. Po chwili elektron wracał w miejsce, w którym przed chwilą się znajdował, a ekscyton emitował foton z zakodowaną informacją kwantową.
Okazało się jednak, że poza fotonami i ekscytonami jest coś jeszcze. Powstawały fonony, kwazicząstki będące produktem wibracji atomowych.
W ten sposób po raz pierwszy zaobserwowano fonony w emiterze pojedynczych fotonów w dwuwymiarowym systemie atomowym. Bliższe analizy wykazały, że każdy foton emitowany w ekscytonu był powiązany z jednym lub więcej fononami. Naukowcy postanowili więc wykorzystać to zjawisko. Okazało się, że za pomocą napięcia elektrycznego mogą wpływać na energię interakcji pomiędzy fotonami i fononami. Zmiany te są mierzalne i można je kontrolować.
To fascynujące, że możemy tutaj obserwować nowy typ hybrydowej platformy kwantowej. Badając interakcję pomiędzy fononami a kwantowymi emiterami, odkryliśmy zupełnie nową rzeczywistość i nowe możliwości kontrolowania i manipulowania stanami kwantowymi. To może prowadzić do kolejnych odkryć w przyszłości, dodaje Ruoming Peng, jeden z autorów badań.
W najbliższym czasie naukowcy chcą stworzyć falowody, za pomocą których będą przechwytywali wygenerowane fotony i kierowali je w wybrane miejsca. Mają tez zamiar skalować swój system, by jednocześnie kontrolować wiele emiterów oraz fonony. W ten sposób poszczególne emitery będą mogły wymieniać informacje, a to będzie stanowiło podstawę do zbudowania kwantowego obwodu. Naszym ostatecznym celem jest budowa zintegrowanego systemu kwantowych emiterów, które mogą wykorzystywać pojedyncze fotony przesyłane za pomocą przewodów optycznych oraz fonony i używać ich do kwantowych obliczeń, wyjaśnia Li.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.