Ανακαλύφθηκε η μεγαλύτερη έκρηξη στο σύμπαν. Astronomers detect biggest explosion in the history of the Universe

Η έκρηξη στο γαλαξιακό σμήνος του Οφιούχου σε απόσταση περίπου 390 εκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη προερχόταν πιθανότατα από μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα σε έναν από τους κεντρικούς γαλαξίες του σμήνους. Evidence for the biggest explosion seen in the universe comes from a combination of X-ray data from NASA’s Chandra X-ray Observatory and Europe’s XMM-Newton space telescope, and the Murchison Widefield Array and Giant Metrewave Telescope, as shown here. The eruption is generated by a black hole located in the cluster's central galaxy, which has blasted out jets and carved a large cavity in the surrounding hot gas. Researchers estimate this explosion released five times more energy than the previous record holder and hundreds of thousands of times more than a typical galaxy cluster. Credit: X-ray: NASA/CXC/Naval Research Lab/Giacintucci, S.; XMM:ESA/XMM; Radio: NCRA/TIFR/GMRTN; Infrared: 2MASS/UMass/IPAC-Caltech/NASA/NSF

Οι αστρονόμοι ανακάλυψαν μια έκρηξη που έγινε στο σύμπαν και είναι πολύ ισχυρότερη από κάθε άλλη που έχει ποτέ παρατηρηθεί. Η έκρηξη στην «καρδιά» ενός μακρινού σμήνους γαλαξιών, η οποία προερχόταν πιθανότατα από μια τεράστια μαύρη τρύπα, απελευθέρωσε πενταπλάσια ενέργεια από τον προηγούμενο κάτοχο του ρεκόρ και άφησε πίσω της μια τεράστια κοιλότητα – 15 φορές μεγαλύτερη από το γαλαξία μας – στα καυτά αέρια γύρω από τη μαύρη τρύπα.

Tile 107, or "the Outlier" as it is known, is one of 256 tiles of the MWA, located 1.5km from the core of the telescope. Lighting the tile and the ancient landscape is the Moon. Credit: Pete Wheeler, ICRAR.

Οι επιστήμονες, με επικεφαλής τη δρα Σιμόνα Τζιακιντούτσι του Ερευνητικού Εργαστηρίου του Ναυτικού των ΗΠΑ, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό αστροφυσικής «The Astrophysical Journal», συνδύασαν παρατηρήσεις από τα διαστημικά τηλεσκόπια Chandra και ΧΜΜ-Newton, καθώς και δύο άλλα επίγεια παρατηρητήρια στην Αυστραλία και στην Ινδία.

This extremely powerful eruption occurred in the Ophiuchus galaxy cluster, which is located about 390 million light-years from Earth. Galaxy clusters are the largest structures in the Universe held together by gravity, containing thousands of individual galaxies, dark matter, and hot gas. Credit: X-ray: NASA/CXC/Naval Research Lab/Giacintucci, S.; XMM:ESA/XMM; Radio: NCRA/TIFR/GMRTN; Infrared: 2MASS/UMass/IPAC-Caltech/NASA/NSF

Η έκρηξη στο γαλαξιακό σμήνος του Οφιούχου σε απόσταση περίπου 390 εκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη προερχόταν πιθανότατα από μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα σε έναν από τους κεντρικούς γαλαξίες του σμήνους. Η ενέργεια που απελευθερώθηκε από την έκρηξη, είναι εκατοντάδες χιλιάδες φορές μεγαλύτερη από τις τυπικές εκρήξεις που παρατηρούνται στους γαλαξίες.

Τα σμήνη γαλαξιών είναι οι μεγαλύτερες δομές στο σύμπαν που συγκρατούνται από τη βαρύτητα, αποτελούμενα από χιλιάδες γαλαξίες, σκοτεινή ύλη και καυτά νέφη αερίων. Από την άλλη, οι μαύρες τρύπες που συνεχώς έλκουν ύλη προς αυτές, συχνά «εξακοντίζουν» τεράστιες ποσότητες υλικών και ενέργειας. Αυτό συμβαίνει όταν η ύλη που «καταβροχθίζεται» από τη μαύρη τρύπα, εκτινάσσεται με εκρηκτικό τρόπο προς τα έξω.

Η εκρηκτική δραστηριότητα της μαύρης τρύπας στον Οφιούχο πρέπει πια να έχει σταματήσει, καθώς οι αστρονόμοι δεν βλέπουν άλλα ίχνη στα ραδιοτηλεσκόπια τους. Όπως είπαν, δεν μπορούν να γνωρίζουν γιατί η συγκεκριμένη έκρηξη ήταν τόσο ισχυρή.

Πηγές: S. Giacintucci, M. Markevitch, M. Johnston-Hollitt, D. R. Wik, Q. H. S. Wang, T. E. Clarke. Discovery of a giant radio fossil in the Ophiuchus galaxy cluster. The Astrophysical Journal, 2020 [link] - https://phys.org/news/2020-02-astronomers-biggest-explosion-history-universe.html - https://www.tovima.gr/2020/02/28/science/anakalyfthike-i-megalyteri-ekriksi-sto-sympan-proilthe-apo-mayri-trypa/

Ανακάλυψη χαμένου βασιλείου που κατέκτησε το βασίλειο του θρυλικού Μίδα. Archaeologists discover lost city that may have conquered the kingdom of Midas

Αρχαιολόγοι από το Oriental Institute ανακάλυψαν ένα χαμένο αρχαίο βασίλειο, το οποίο ανάγεται στο 1400 πΧ- 600 πΧ και ενδεχομένως να είχε νικήσει σε πόλεμο τη Φρυγία- το βασίλειο του θρυλικού βασιλιά Μίδα. Αγρότης εντόπισε χαραγμένη πέτρα στα Λουβικά, όπου οι κατακτητές καυχιόντουσαν για τα εδάφη της Φρυγίας. Archaeologists from the Oriental Institute have helped discover a lost ancient kingdom dating to the ninth to seventh centuries B.C., which may have defeated Phrygia, the kingdom once ruled by King Midas, in battle. A tip from a local Turkish farmer led archaeologists to this stone half-submerged in an irrigation canal. Inscriptions from the 8th century B.C. are still visible. Credit: James Osborne

Επιστήμονες και φοιτητές του Πανεπιστημίου του Σικάγο διερευνούσαν, μαζί με Τούρκους και Βρετανούς συναδέλφους τους, το προηγούμενο καλοκαίρι έναν αρχαιολογικό χώρο στη νότια Τουρκία, ονόματι Τουρκμέν- Καραχογιούκ, όταν ένας ντόπιος αγρότης τους είπε ότι είχε δει μια μεγάλη πέτρα με περίεργες επιγραφές όταν έσκαβε αρδευτικό κανάλι τον προηγούμενο χειμώνα.

Full view of the archaeological mound at Türkmen-Karahöyük. It appears the unknown city at its height covered about 300 acres. Credit: James Osborne

«Σπεύσαμε απευθείας εκεί και μπορούσαμε να τη δούμε να ξεπροβάλλει από το νερό, οπότε πηδήξαμε μέσα στο κανάλι» είπε ο επίκουρος καθηγητής Τζέιμς Όσμπορν του ΟΙ- κέντρου ερευνών πάνω στον αρχαίο κόσμο. «Ήταν ξεκάθαρο από την αρχή πως ήταν αρχαίο, και αναγνωρίσαμε τη γλώσσα στην οποία ήταν γραμμένη η επιγραφή: Ήταν Λουβικά, η γλώσσα που χρησιμοποιούσαν στην περιοχή κατά τις Εποχές του Χαλκού και του Σιδήρου».

Nicolas Poussin, Midas à la source du fleuve Pactole, περίπου μεταξύ 1626 και 1628. Ο Ηρόδοτος γράφει για τον Μίδα ότι είχε έναν κήπο στην κοιλάδα κάτω από το όρος Βέρμιο με εξηντάφυλλα τριαντάφυλλα εξαιρετικής ευωδίας και με μια πηγή με δροσερό νερό, το οποίο ο Μίδας ανακάτεψε με κρασί και το πρόσφερε στον Σιληνό, θεότητα του κρασιού και συγγενή του Διονύσου, τον οποίο φιλοξενούσε επί δέκα μέρες. Ήθελε να τον μεθύσει για να μάθει τα μυστικά της σοφίας του. Οι Φρύγες έχουν έναν παρόμοιο μύθο όπου η πηγή τοποθετείται στο Θύμβριο της Φρυγίας, αναφέρουν δε ότι όταν ο Σιληνός αποκάλυψε τα μυστικά του στον Μίδα, εκείνος την ενδέκατη μέρα τον οδήγησε κοντά στο Διόνυσο. Ευχαριστημένος ο θεός του είπε ότι μπορούσε να ζητήσει οποιαδήποτε ανταμοιβή. Ο Μίδας ζήτησε να μετατρέπεται σε χρυσάφι ο,τιδήποτε άγγιζε. Αρχικά ο Μίδας απέκτησε μεγάλη δύναμη από την ικανότητά του αυτή, αργότερα όμως κατανόησε τη λανθασμένη επιλογή του, όταν, ακόμα και το φαγητό που έτρωγε, γινότανε χρυσάφι, και παρακάλεσε το Διόνυσο να τον απαλλάξει από αυτό. Ακολουθώντας τη συμβουλή του θεού, ο Μίδας πήγε στον ποταμό Πακτωλό και με το που άγγιξε τα νερά, η δύναμή του πέρασε στον ποταμό και από τότε ο ποταμός Πακτωλός ανέβλυζε χρυσάφι.

Η επιγραφή μεταφράστηκε- και διαπιστώθηκε πως καυχάται για μια νίκη επί της Φρυγίας, του βασιλείου του θρυλικού βασιλιά Μίδα, ο οποίος υποτίθεται πως μετέτρεπε σε χρυσό ό,τι άγγιζε.

Σύμφωνα με τον Όσμπορν, η πόλη στο ζενίθ της φαίνεται να κάλυπτε περίπου 1.200 στρέμματα, κάτι που θα την καθιστούσε μια από τις μεγαλύτερες αρχαίες πόλεις των Εποχών του Χαλκού και του Σιδήρου στην περιοχή της σημερινής Τουρκίας. Δεν είναι ακόμα γνωστό πώς λεγόταν, αλλά, κατά τον Όσμπορν, πρόκειται για πολύ σημαντική εξέλιξη στον κλάδο. «Δεν είχαμε ιδέα για αυτό το βασίλειο. Σε μια στιγμή βρήκαμε εντυπωσιακές νέες πληροφορίες για τη Μέση Ανατολή της Εποχής του Χαλκού» είπε ο Όσμπορν, αρχαιολόγος που ειδικεύεται σε θέματα πολιτικής εξουσίας στις πόλεις της Εποχής του Σιδήρου.

Example of the Luwian language, uncovered from a nearby dig. Credit: Oriental Institute

Στην εν λόγω πέτρινη στήλη υπάρχει ένα συγκεκριμένο ιερογλυφικό που υποδεικνύει ότι το μήνυμα ερχόταν από έναν βασιλιά. Ο αγρότης βοήθησε στην ανάσυρση της μεγάλης στήλης από το κανάλι με τρακτέρ, και από εκεί κατέληξε στο τοπικό μουσείο, όπου καθαρίστηκε, φωτογραφήθηκε και ετοιμάστηκε για μετάφραση. Όπως προαναφέρθηκε, οι επιγραφές ήταν στα λουβικά, ένα από τα αρχαιότερα παρακλάδια των ινδοευρωπαϊκών γλωσσών. Όπως έδειξε η μετάφραση, ο βασιλιάς στον οποίο αναφερόταν η στήλη ονομαζόταν Χαρταπού, και η Τουρκμέν- Καραχογιούκ ήταν πιθανώς η πρωτεύουσά του. Στη στήλη είναι γραμμένη η ιστορία της κατάκτησης του κοντινού βασιλείου της Μούσκα, που είναι σήμερα ευρύτερα γνωστό ως Φρυγία – το βασίλειο του Μίδα. «Οι θεοί της καταιγίδας παρέδωσαν τους αντίπαλους βασιλιάδες στη μεγαλειότητά του» αναφέρεται στη στήλη. Η ανάλυση δείχνει πως κατασκευάστηκε στα τέλη του 8ου πΧ αιώνα- περίπου την ίδια περίοδο που υποτίθεται πως κυβέρνησε ο Μίδας. Η επιγραφή αυτή απαντά επίσης και σε ένα άλλο μυστήριο: Σε απόσταση μερικών χιλιομέτρων νότια υπάρχει ένα ηφαίστειο με μια γνωστή επιγραφή, η οποία αναφέρεται σε έναν βασιλιά Χαρταπού, για τον οποίο (και το βασίλειό του) δεν γνώριζε κανείς.

Ο Όσμπορν σχεδιάζει ήδη την επόμενη αποστολή. «Θα υπάρχουν ανάκτορα, μνημεία, σπίτια. Αυτή η στήλη ήταν ένα υπέροχο, απίστευτα τυχερό εύρημα- αλλά είναι απλά η αρχή» είπε σχετικά.

Πηγές: https://news.uchicago.edu/story/oriental-institute-archaeologists-help-discover-lost-kingdom-ancient-turkey - https://phys.org/news/2020-02-archaeologists-lost-city-conquered-kingdom.html - https://www.huffingtonpost.gr/entry/anakalepse-toe-chamenoe-vasileioe-poe-katektese-to-vasileio-toe-threlikoe-mida_gr_5e53956fc5b6a4525dbd9b4d

Ανακαλύφθηκε το αρχαιότερο απολίθωμα πράσινου φυτού. Tiny Chinese seaweed is oldest green plant fossil ever found

Τα αποτυπώματα των φυκιών του είδους Proterocladus antiquus, που έχουν μέγεθος μόνο ενός κόκκου ρυζιού, αλλά τότε ήταν από τους μεγαλύτερους οργανισμούς στη Γη, ανακαλύφθηκαν πάνω σε βράχους κοντά στην πόλη Νταλιάν της βόρειας Κίνας. A Proterocladus antiquus fossil dating back 1bn years. The image was captured using a microscope as the fossil itself is 2mm long. Photograph: Virginia Tech/PA

Mικροσκοπικά απολιθώματα φυκιών ηλικίας περίπου ενός δισεκατομμυρίου ετών, που βρέθηκαν στην Κίνα, είναι οι αρχαιότερες στον κόσμο ενδείξεις πράσινων φυτών. Φαίνεται πως τα πράσινα φύκια υπήρχαν σε μεγάλους αριθμούς στις θάλασσες του πλανήτη πολύ προτού εμφανιστούν τα πρώτα σύγχρονα φυτά στην ξηρά πριν περίπου 450 εκατομμύρια χρόνια.

Τα αποτυπώματα των φυκιών του είδους Proterocladus antiquus, που έχουν μέγεθος μόνο ενός κόκκου ρυζιού, αλλά τότε ήταν από τους μεγαλύτερους οργανισμούς στη Γη, ανακαλύφθηκαν πάνω σε βράχους κοντά στην πόλη Νταλιάν της βόρειας Κίνας.

Τα πρώτα φυτά στη Γη ήταν απλοί μονοκύτταροι οργανισμοί, αλλά σταδιακά αναπτύχθηκαν πολυκύτταρα φυτά όπως το Proterocladus, το οποίο ανήκει στα λεγόμενα χλωρόφυτα μακροφύκη και είναι 200 εκατομμύρια χρόνια παλαιότερο από τα αρχαιότερα έως τώρα γνωστά πράσινα φυτά. Οι οργανισμοί αυτοί ζούσαν σε ρηχά νερά μαζί με άλλους φωτοσυνθετικούς μικροοργανισμούς (μετατρέποντας το φως του ήλιου σε οξυγόνο) και τα σχήματα τους διατηρήθηκαν στα πετρώματα μέχρι σήμερα.

A fossil showing Proterocladus antiquus's many branches.  (Image credit: Tang et al., Nature Ecology and Evolution)

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον κινεζικής καταγωγής γεωεπιστήμονα και παλαιοβιολόγο Σουχάι Σιάο του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Βιρτζίνια των ΗΠΑ (Virginia Tech), έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό για θέματα οικολογίας και εξέλιξης «Nature Ecology & Evolution».

Digital recreation of ancient microscopic green seaweed living in the ocean, while the foreground shows the seaweed being fossilised. Photograph: Dinghua Yang/Virginia Tech/PA

«Τα νέα αυτά απολιθώματα δείχνουν ότι τα πράσινα φύκια ήταν σημαντικοί παίκτες στον ωκεανό πολύ πριν οι απόγονοί τους μετακινηθούν στην ξηρά και πάρουν τον έλεγχό της. Η μελέτη μας δείχνει ότι τα πράσινα φύκια είχαν εξελιχτεί πριν ένα δισεκατομμύριο χρόνια, κάτι που μεταθέτει κατά περίπου 200 εκατομμύρια χρόνια στο παρελθόν την πρώτη εμφάνισή τους. Αυτά τα απολιθώματα συνδέονται με τους προγόνους όλων των σύγχρονων φυτών της ξηράς που βλέπουμε σήμερα», δήλωσε ο Σιάο.

Η ζωή στη Γη εξαρτάται από τα φυτά και τα φύκη για τροφή και οξυγόνο. Τα δέντρα και τα φυτά κάθε είδους στην ξηρά, όλα εξελίχθηκαν από τα πρώιμα είδη θαλάσσιων μικροσκοπικών φυκιών, που προηγήθηκαν κατά περίπου 450 εκατομμύρια χρόνια.

Δεν συμφωνούν όλοι πάντως οι επιστήμονες με τη θαλάσσια προέλευση των φυτών. Ορισμένοι πιστεύουν ότι τα πρώτα πράσινα φυτά εμφανίστηκαν σε ποτάμια και λίμνες και αργότερα εισέδυσαν στις θάλασσες.

Σήμερα υπάρχουν χιλιάδες είδη φυκιών, καφέ, κόκκινων και πράσινων. Το αρχαιότερο είδος φυκιού που έχει βρεθεί, είναι τα κόκκινα Rhodophyta ηλικίας 1,047 δισεκατομμυρίου ετών, ενώ το ελαφρώς νεότερο Proterocladus antiquus είναι το αρχαιότερο πράσινο φύκι. Όπως είπε ο Σιάο, μερικά σύγχρονα πράσινα φύκια (siphoncladaleans) μοιάζουν πολύ με εκείνους τους πανάρχαιους πράσινους προγόνους τους.

Πηγές: Nature Ecology and Evolution - https://www.theguardian.com/science/2020/feb/24/tiny-chinese-seaweed-is-oldest-green-plant-fossil-ever-found - https://www.tovima.gr/2020/02/25/science/anakalyfthike-to-arxaiotero-apolithoma-prasinou-fytou/

«Εξερευνώντας την κόλαση»: Η NASA ζητά τη βοήθεια του κοινού για το όχημα εξερεύνησης της Αφροδίτης. Exploring Hell: NASA wants your help designing a Venus rover concept

«Εξερευνώντας την κόλαση: Αποφυγή εμποδίων σε ένα κουρδιστό ρόβερ» (Exploring Hell: Avoiding Obstacles on a Clockwork Rover) είναι ο τίτλος αιτήματος- πρόκλησης προς το κοινό από τη NASA, η οποία ζητά βοήθεια στην ανάπτυξη ενός αισθητήρα αποφυγής εμποδίων για ένα πιθανό όχημα εξερεύνησης της Αφροδίτης. To explore Venus, a lander must be able to withstand the extremely harsh conditions on the planet, with its surface temperatures that can reach 840 degrees Fahrenheit (448.9 degrees Celsius) and its surface pressure is 92 times that of Earth’s. Proposed Venus rovers should be able to withstand the planet's harsh conditions. Credit: NASA/JPL-Caltech

Η Αφροδίτη, ως γνωστόν, είναι ένας ιδιαίτερα αφιλόξενος κόσμος, με υψηλότατες θερμοκρασίες και τεράστια πίεση στην επιφάνειά της. Αν και αρκετές αποστολές την έχουν επισκεφθεί, είναι λίγες αυτές που κατάφεραν να έχουν επαφή με την επιφάνειά της πριν υποκύψουν στις θερμοκρασίες και τις πιέσεις. Το τελευταίο σκάφος που άγγιξε την επιφάνειά της το σοβιετικό Vega 2, προσεδαφίστηκε το 1985. Τώρα επιστήμονες και μηχανικοί στο JPL της NASA διερευνούν σχέδια που θα επέτρεπαν σε ένα σκάφος να επιβιώσει στην «κόλαση» του συγκεκριμένου πλανήτη.

«Η Γη και η Αφροδίτη είναι βασικά αδελφοί πλανήτες, αλλά σε κάποια φάση η Αφροδίτη έκανε μια στροφή και έγινε αφιλόξενη για τη ζωή όπως την ξέρουμε» είπε ο Τζόναθαν Σάουντερ, μηχανικός μηχατρονικής (mechatronics) του JPL και βασικός ερευνητής του concept AREE (Automaton Rover for Extreme Environment). «Φτάνοντας στο έδαφος και εξερευνώντας την Αφροδίτη, μπορούμε να κατανοήσουμε τι προκάλεσε την απόκλιση Γης και Αφροδίτης, σε εντελώς διαφορετικά μονοπάτια, και να εξερευνήσουμε έναν ξένο κόσμο που είναι ακριβώς στην “αυλή” μας».

Το όχημα AREE προορίζεται να κινείται με ενέργεια από ανεμοτουρμπίνες και να εξερευνά την επιφάνεια της Αφροδίτης για μήνες, συλλέγοντας πολύτιμα επιστημονικά δεδομένα. Καθώς το κάνει αυτό, θα πρέπει να είναι σε θέση να αποφεύγει εμπόδια – και για αυτό η NASA ζητά τη βοήθεια του κοινού. Ο αισθητήρας που θα επιλεγεί θα ενσωματωθεί στο concept του οχήματος και κάποια στιγμή ενδεχομένως να αποτελέσει τον μηχανισμό με τον οποίο το όχημα θα αποφεύγει εμπόδια.

A new approach to rover design could help us explore some of the most extreme places in our Solar System. NASA 360 takes a look at the NASA Innovative Advanced Concept (NIAC) known as AREE which combines steampunk with space exploration to enable science measurements unachievable with today’s technology.

Η πρόκληση έγκειται στο ότι ο αισθητήρας αυτός δεν θα πρέπει να βασίζεται σε ηλεκτρονικά συστήματα: Τα σημερινά προηγμένα ηλεκτρονικά συστήματα παύουν να λειτουργούν όταν η θερμοκρασία ξεπερνά τους 120 βαθμούς Κελσίου, και ως εκ τούτου θα υπέκυπταν στο περιβάλλον της Αφροδίτης- και για αυτό η NASA στρέφεται στο διεθνές κοινό, αναζητώντας μια λύση.

Οι συμμετέχοντες θα έχουν την ευκαιρία να κερδίσουν το πρώτο βραβείο, ύψους 15.000 δολαρίων. Το έπαθλο για τη δεύτερη θέση ανέρχεται στα 10.000 δολάρια και αυτό για την τρίτη στα 5.000 δολάρια. Οι προτάσεις υποβάλλονται ως τις 29 Μαΐου.

Τα κουρδιστά (clockwork) μηχανήματα έχουν μείνει πίσω ως τεχνολογία, ωστόσο συνεπάγονται αξιοπιστία και αντοχή: Ένα καλό ρολόι μπορεί να αντέξει σε πολύ σκληρές συνθήκες και χτυπήματα - και αυτό έχει προσελκύσει την προσοχή της NASA. Το AREE εμπνέεται από τους πρώτους υπολογιστές και τα άρματα μάχης του Πρώτου Παγκοσμίου Πολέμου και είχε προταθεί σε πρώτη φάση το 2015 από τον Σάουντερ, ο οποίος είχε εμπνευστεί από τους παλιούς μηχανικούς υπολογιστές, που χρησιμοποιούσαν μοχλούς και γρανάζια (αντί ηλεκτρονικών) για να κάνουν υπολογισμούς. Αποφεύγοντας τα ηλεκτρονικά, ένα τέτοιο όχημα εδάφους θεωρείται πως ίσως να τα κατάφερνε καλύτερα στην εξερεύνηση της αφιλόξενης Αφροδίτης.

Πηγές: https://www.nasa.gov/exploring-hell-venus-rover-challenge - https://www.naftemporiki.gr/story/1565059/eksereunontas-tin-kolasi-i-nasa-zita-ti-boitheia-tou-koinou-gia-to-oxima-eksereunisis-tis-afroditis

Τεχνητή νοημοσύνη βρήκε νέο αντιβιοτικό που εξοντώνει μερικά από τα πιο ανθεκτικά μικρόβια. Powerful antibiotic discovered using machine learning for first time

Ένα σύστημα τεχνητής νοημοσύνης που ανέπτυξαν ερευνητές του Πανεπιστημίου ΜΙΤ στις ΗΠΑ, βρήκε ένα ισχυρό νέο αντιβιοτικό (halicin), το οποίο μπορεί να καταστρέψει πολλά είδη βακτηρίων ανθεκτικών σε άλλα αντιβιοτικά όπως τα carbapenem. Team at MIT says halicin kills some of the world’s most dangerous strains. The culture plate on the right has bacteria that is resistant to all of the antibiotics tested. Photograph: Science History Images/Alamy

Είναι η πρώτη φορά που η τεχνητή νοημοσύνη βρήκε εκ του μηδενός ένα νέο αντιβιοτικό και μάλιστα πανίσχυρο, ανοίγοντας νέες δυνατότητες στο πεδίο της φαρμακευτικής, καθώς κάτι ανάλογο θα μπορούσε μελλοντικά να γίνει και για άλλους είδους φάρμακα, π.χ. για νευροεκφυλιστικές παθήσεις ή για τον καρκίνο. Οι επιστήμονες αισιοδοξούν ότι το «έξυπνο» σύστημα θα μπορεί να σχεδιάσει διάφορα νέα φάρμακα, με βάση όσα έχει μάθει για τις χημικές δομές που επιτρέπουν στα φάρμακα να σκοτώνουν τα βακτήρια.

Ο ειδικός αλγόριθμος

Deep learning AI can recognize individual faces. The same technology is being adapted to recognize potential antibiotics from millions of chemicals. Credit: Ginap.salazarb/Wikimedia Commons, CC BY-SA

Χρησιμοποιώντας ένα νέο αλγόριθμο μηχανικής μάθησης, οι επιστήμονες και μηχανικοί, με επικεφαλής τον καθηγητή Ιατρικής Μηχανικής & Επιστήμης Τζέιμς Κόλινς και την καθηγήτρια του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών & Υπολογιστών Ρετζίνα Μπαρζιλάι, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό βιολογίας Cell (Κύτταρο), ανέλυσαν πολλές υποψήφιες χημικές ουσίες, βρίσκοντας τελικά μία με ισχυρές αντιβιοτικές ιδιότητες.

Κατά τις τελευταίες δεκαετίες έχουν βρεθεί ελάχιστα νέα αντιβιοτικά και τα περισσότερα δεν είναι παρά ελαφρώς παραλλαγμένες εκδοχές προϋπαρχόντων φαρμάκων. Οι σημερινές μέθοδοι ανάπτυξης νέων αντιβιοτικών είναι πολύ δαπανηρές, χρονοβόρες και συνήθως περιορίζονται σε μια μικρή γκάμα χημικών ουσιών.

«Αντιμετωπίζουμε μια εντεινόμενη κρίση λόγω αφενός ενός αυξανόμενου αριθμού παθογόνων μικροοργανισμών που γίνονται ανθεκτικοί στα υπάρχοντα αντιβιοτικά και αφετέρου μιας αναιμικής ανακάλυψης νέων αντιβιοτικών από τις φαρμακευτικές και βιοτεχνολογικές εταιρείες. Αν δεν αντιμετωπίσουμε την κρίση έως το 2050, οι θάνατοι κάθε χρόνο λόγω λοιμώξεων από ανθεκτικά βακτήρια θα φθάσουν τα δέκα εκατομμύρια, περισσότεροι και από τους ετήσιους θανάτους από καρκίνο», δήλωσε ο Κόλινς.

Η ταυτότητα του νέου αντιβιοτικού

Η τεχνητή νοημοσύνη αποτελεί το νέο συμπαραστάτη σε αυτή την προσπάθεια, καθώς υπόσχεται να βρει τελείως νέα αντιβιοτικά, πιο γρήγορα και με πολύ χαμηλότερο κόστος. Το νέο αντιβιοτικό, το οποίο δοκιμάσθηκε στο εργαστήριο, εξόντωσε αρκετά στελέχη βακτηρίων που είναι ανθεκτικά σε όλα τα γνωστά αντιβιοτικά (Clostridium difficile, Acinetobacter baumannii, Mycobacterium tuberculosis, Enterobacteriaceae κ.α.), με εξαίρεση το ανθεκτικό βακτήριο Pseudomonas aeruginosa που πλήττει τους πνεύμονες. Επίσης «καθάρισε» μέσα σε 24 ώρες τις λοιμώξεις σε πειραματόζωα (ποντίκια) που είχαν κολλήσει Acinetobacter baumannii, ένα πολύ ανθεκτικό βακτήριο που έχει μολύνει πολλούς Αμερικανούς στρατιώτες στο Ιράκ και το Αφγανιστάν.

Ακόμη, το γνωστό E.coli διαπιστώθηκε ότι δεν αναπτύσσει ανθεκτικότητα στο νέο αντιβιοτικό μετά από θεραπεία διάρκειας 30 ημερών με αυτό. Αντίθετα, ο εν λόγω μικροοργανισμός αναπτύσσει αντίσταση π.χ. στο αντιβιοτικό σιπροφλοξασίνη της κατηγορίας των κινολονών μέσα σε μόνο μία έως τρεις μέρες.

«Αναπτύξαμε μια πλατφόρμα που μας επιτρέπει να χαλιναγωγήσουμε τη δύναμη της τεχνητής νοημοσύνης, ώστε να ανοίξουμε το δρόμο για μια νέα εποχή στην ανακάλυψη νέων αντιβιοτικών. Έτσι, ανακαλύψαμε ήδη ένα εντυπωσιακό μόριο, το οποίο είναι αναμφισβήτητα ένα από τα πιο ισχυρά αντιβιοτικά που έχει ποτέ ανακαλυφθεί», ανέφερε ο Κόλινς.

Πώς «εκπαιδεύτηκε» ο αλγόριθμος

Figure 1. Machine Learning in Antibiotic Discovery. Modern approaches to antibiotic discovery often include screening large chemical libraries for those that elicit a phenotype of interest. These screens, which are upper bound by hundreds of thousands to a few million molecules, are expensive, time consuming, and can fail to capture an expansive breadth of chemical space. In contrast, machine learning approaches afford the opportunity to rapidly and inexpensively explore vast chemical spaces in silico. Our deep neural network model works by building a molecular representation based on a specific property, in our case the inhibition of the growth of E. coli, using a directed message passing approach. We first trained our neural network model using a collection of 2,335 diverse molecules for those that inhibited the growth of E. coli, augmenting the model with a set of molecular features, hyperparameter optimization, and ensembling. Next, we applied the model to multiple chemical libraries, comprising >107 million molecules, to identify potential lead compounds with activity against E. coli. After ranking the candidates according to the model’s predicted score, we selected a list of promising candidates.

Η αρχική «εκπαίδευση» του αλγόριθμου έγινε μέσω τροφοδοσίας του με περίπου 2.500 μόρια δραστικών ουσιών, εκ των οποίων τα 1.700 ήσαν φάρμακα εγκεκριμένα από την αρμόδια εποπτική αρχή των ΗΠΑ, την Υπηρεσία Τροφίμων και Φαρμάκων (FDA), ενώ τα υπόλοιπα 800 ήσαν φυσικά προϊόντα. Μετά την «μόρφωση» του, το «έξυπνο» σύστημα δοκιμάστηκε σε περίπου 6.000 άλλα μόρια με πιθανή αντιβιοτική δράση, τα οποία περιέχονται στη βάση δεδομένων Drug Repurposing Hub. Από αυτά -μέσα σε μερικές μόνο ώρες- η τεχνητή νοημοσύνη επέλεξε 100 υποψήφια για φυσικές δοκιμές και τελικά ένα μόριο με χημική δομή διαφορετική από κάθε γνωστό αντιβιοτικό βρέθηκε να είναι το πιο αποτελεσματικό κατά του βακτηρίου E.coli.

Η ουσία αυτή, που ονομάστηκε «halicin», παραπέμποντας στο διάσημο σύστημα τεχνητής νοημοσύνης HAL του βιβλίου και της ταινίας «2001: Οδύσσεια του Διαστήματος», είχε στο παρελθόν εξετασθεί ως πιθανό αντιδιαβητικό φάρμακο, αλλά χωρίς επιτυχία. Οι ερευνητές σκοπεύουν να κάνουν περαιτέρω δοκιμές της halicin σε συνεργασία με φαρμακευτική εταιρεία ή μη κερδοσκοπικό οργανισμό, ώστε τελικά να αναπτύξουν ένα αντιβιοτικό για χρήση στους ανθρώπους.

Επίσης το ίδιο σύστημα τεχνητής νοημοσύνης, ψάχνοντας σε μια βάση δεδομένων (ZINC15) με 107 εκατομμύρια μόρια, έφερε στο φως άλλες 23 υποψήφιες δραστικές αντιμικροβιακές ουσίες. Μετά από δοκιμές σε ζώα, οι επιστήμονες κατέληξαν σε οκτώ με αντιβακτηριακές ιδιότητες και από αυτές ιδίως δύο είναι πολλά υποσχόμενες να αποτελέσουν αντιβιοτικά, γι’ αυτό θα δοκιμασθούν περαιτέρω.

Πηγές: https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(20)30102-1?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0092867420301021%3Fshowall%3Dtrue - https://www.theguardian.com/society/2020/feb/20/antibiotic-that-kills-drug-resistant-bacteria-discovered-through-ai - https://www.amna.gr/home/article/432700/Techniti-noimosuni-brike-neo-antibiotiko-pou-exontonei-merika-apo-ta-pio-anthektika-mikrobia

Τζορντάνο Μπρούνo: Ένας μάρτυρας της επιστήμης. Giordano Bruno: a martyr to science

O ανδριάντας του Τζορντάνο Μπρούνο στο Κάμπο ντε Φιόρι. Statue of Giordano Bruno, erected at Campo de' Fiori in Rome, 1889. Photograph: /flickr

Σαν σήμερα, το 1600, καίγεται στην πυρά ο «αιρετικός» Τζορντάνο Μπρούνo, ένας φιλόσοφος, κοσμολόγος και αποκρυφιστής που αρνείται να αποκηρύξει τη δική του θρησκεία, την επιστήμη και τη φιλοσοφία. Το επικίνδυνο – για την Καθολική Εκκλησία και τον ίδιο- έργο του, συνδυάζει αστρονομικές ιδέες για ένα άπειρο και ομοιογενές σύμπαν, πανθεϊστικά πιστεύω, καθώς και την τέχνη της απομνημόνευσης.

The earliest depiction of Bruno is an engraving published in 1715 in Germany, presumed based on a lost contemporary portrait.

Γεννιέται στη Νόλα της Ιταλίας, το 1548, και σε ηλικία μόλις 11 ετών μετακομίζει για σπουδές στη Νάπολη, όπου εντάσσεται στο Τάγμα των Δομινικανών, και το 1572 γίνεται ιερέας.

Woodcut illustration of one of Giordano Bruno's less complex mnemonic devices.

Παράλληλα, αναπτύσσει ένα μοναδικό και ιδιαίτερα πολύπλοκο μνημονικό σύστημα, το οποίο βασίζεται στην οργάνωση της γνώσης, και καλείται να το παρουσιάσει ενώπιον του Πάπα, ο οποίος τον τιμά για την εξέχουσα ικανότητά του. Ωστόσο, ο Τζορντάνο Μπρούνο έχει μια κακή συνήθεια: σκέφτεται ελεύθερα.

Illuminated illustration of the Ptolemaic geocentric conception of the universe. The outermost text reads "The heavenly empire, dwelling of God and all the selected".

Η κοσμολογική του αντίληψη ξεπερνά, όχι μόνο το δόγμα της Εκκλησίας, αλλά και το ριζοσπαστικό μοντέλο του Κοπέρνικου, καθώς αρνείται τον ηλιοκεντρισμό και αντιλαμβάνεται τον Ήλιο ως ένα μόνο από τα άπειρα κινούμενα ουράνια σώματα.

Ο Αβερρόης σε πίνακα του Andrea Bonaiuto, 14ος αιώνας. Averroes in a 14th-century painting by Andrea di Bonaiuto.

Είναι ο πρώτος Ευρωπαίος που κοιτάει τα αστέρια και τα βλέπει ως ήλιους. Επιρροές του είναι η αραβική αστρονομία, ο νεοπλατωνισμός και ο ερμητισμός της Αναγέννησης, ενώ διαβάζει με μεγάλο πάθος για τη φιλοσοφία τα έργα του Θωμά Ακινάτη, του Ερμή του Τρισμέγιστου, του νεοπλατωνιστή Μαρσίλιο Φιτσίνο, του Νικόλαου της Κιούζα και του Αβερρόη, με τον οποίο ταυτίζεται στην ιδέα για ένα «παγκόσμιο μυαλό».

Woodcut from "Articuli centum et sexaginta adversus huius tempestatis mathematicos atque philosophos", Prague 1588.

Κάπως έτσι, ο Μπρούνο αρχίζει να αμφισβητεί το θεολογικό δόγμα, και αναπτύσσει ένα πανθεϊστικό υλοζωιστικό σύστημα το οποίο, ναι μεν αποδέχεται τη ύπαρξη του θεού, αλλά αντιβαίνει απόλυτα στις χριστιανικές τριαδικές πεποιθήσεις.

Όπως θα ομολογήσει αργότερα, κάνει μια μάλλον «άτακτη» μοναστική ζωή: δύο φορές αφαιρεί τα αγαλματίδια Αγίων, αφήνοντας μόνο το σταυρό, ενώ διδάσκει αμφιλεγόμενες θεολογικές ερμηνείες στους μαθητές του. Κατηγορείται πως υπερασπίζεται την αίρεση του αρειανισμού και κρύβει κάτω από το στρώμα του απαγορευμένα κείμενα του Έρασμου.

Βλέποντας τη «θεϊκή νέμεση» να πλησιάζει, ο Μπρούνο εγκαταλείπει τη Νάπολη και ξεκινά τις περιπλανήσεις του, που θα τον φέρουν στις σπουδαιότερες πόλεις της Ευρώπης. Πηγαίνει στη Γενεύη, όπου θα αφοριστεί, θα απογοητευτεί με το δογματισμό των καλβινιστών και θα φύγει για τη Γαλλία.

Στη Λυών, στην Τουλούζ, όπου γίνεται λέκτορας φιλοσοφίας, και μετά στο Παρίσι, όπου δίνει διαλέξεις και αποκτά μεγάλη φήμη, λόγω του αξιοθαύμαστου ταλέντου του στην απομνημόνευση. Αποκτά την εύνοια του βασιλιά Ερρίκου ΙΙΙ και άλλων ισχυρών Γάλλων, και γράφει ασταμάτητα.

Ο Ερρίκος ΙΙΙ στέλνει τον Τζορντάνο Μπρούνο στην Αγγλία, όπου αποτυγχάνει να γίνει καθηγητής στο πανεπιστήμιο της Οξφόρδης και αρχίζει να προκαλεί την κοινή γνώμη με τις αμφιλεγόμενες ιδέες του και τον έντονα σαρκαστικό του τρόπο. Δέχεται επίθεση από τον εξοργισμένο όχλο και εγκαταλείπει το Λονδίνο, αυτή τη φορά για τη Γερμανία.

Στο Βίτενμπεργκ, δίνει διαλέξεις πάνω στον Αριστοτέλη, αλλά όταν τα ιδεολογικά ρεύματα της Γερμανίας θα μετατοπιστούν, αναγκάζεται να φύγει για την Πράγα. Εκεί, θα αφοριστεί από τους Λουθηρανούς και το 1591 θα βρεθεί στη Φρανκφούρτη, όπου τον βρίσκει ο Ιταλός πατρίκιος Τζοβάνι Μοτσένιγκο και του ζητάει να τον ακολουθήσει στη Βενετία και να του μεταδώσει την τέχνη της απομνημόνευσης.

Ο Μπρούνο δέχεται, παραδίδει για δύο μήνες μαθήματα κατ’ οίκον στο Μοτσένιγκο, αλλά στη συνέχεια ανακοινώνει στο μαθητή του πως πρέπει να τον εγκαταλείψει. Η ιστορία θέλει το Μοτσένιγκο να στρέφεται κατά του Μπρούνο, σαν άλλος Ιούδας, καταγγέλλοντας το δάσκαλό του στην Ιερά Εξέταση της Βενετίας, που τον συλλαμβάνει στις 22 Μαΐου 1592. Τον βαραίνουν οι κατηγορίες της βλασφημίας, της αίρεσης και της ηθικής παρεκτροπής, λόγω των πεποιθήσεών του για τη μορφή του σύμπαντος, και κυρίως για τις πανθεϊστικές αντιλήψεις του.

The trial of Giordano Bruno by the Roman Inquisition. Bronze relief by Ettore Ferrari, Campo de' Fiori, Rome.

Ο Τζορντάνο Μπρούνο αρνείται να αποκηρύξει τα πιστεύω του και για τα επόμενα 7 χρόνια βασανίζεται στις φυλακές της Ρώμης. Στις αρχές του 1600, ο Πάπας αποφασίζει να τον καταδικάσει σε θάνατο στην πυρά και το δικαστήριο ανακοινώνει την ποινή στον Μπρούνο, που βρίσκεται πεσμένος στα γόνατα. Ο πρώτος μάρτυρας της επιστήμης θα σηκωθεί και θα απαντήσει: «Πιθανόν εσείς, κριτές μου, να ανακοινώνετε την καταδίκη εναντίον μου με μεγαλύτερο φόβο απ’ ό,τι τη δέχομαι εγώ».

The philosopher Giordano Bruno, burned for heresy in 1600, has become a symbol of free expression and tolerance. An Italian Post postmark commemorating the 400th anniversary of the execution of Giordano Bruno. Photograph: EPA

Ο Τζορντάνο Μπρούνο θανατώθηκε δια της πυράς στις 17 Φεβρουαρίου του 1600.

Πηγές: https://www.wikiwand.com/en/Giordano_Bruno# - https://tvxs.gr/news

Νανο-όπλο κατά της αθηροσκλήρυνσης. Nanoparticle chomps away plaques that cause heart attacks

Μικροσκοπικοί σωλήνες μεταφέρουν στις αρτηρίες φάρμακο-καθαριστικό των αθηρωματικών πλακών. Scientists have invented a nanoparticle that eats away -- from the inside out -- portions of plaques that cause heart attacks. Illustration of atherosclerotic plaque in blood vessel. Credit: © MP / Adobe Stock

Ο δούρειος ίππος ήταν, ως γνωστόν, ο καταλύτης για τη λήξη του Τρωικού Πολέμου υπέρ των Ελλήνων. Αυτό ακριβώς το τέχνασμα χρησιμοποίησαν… πολυμήχανοι επιστήμονες στις ΗΠΑ (μεταξύ των οποίων και ο ελληνικής καταγωγής δρ Παύλος Τσαντίλας) στην προσπάθειά τους να λήξουν έναν άλλον, σύγχρονο αυτή τη φορά, πόλεμο που μετράει εκατομμύρια θύματα παγκοσμίως: πρόκειται για τον πόλεμο με την αθηροσκλήρυνση (ή αθηροσκλήρωση), μια πάθηση των αρτηριών κατά την οποία στα αρτηριακά τοιχώματα σχηματίζονται πλάκες που αποτελούνται από χοληστερόλη καθώς και άλλες ουσίες και προϊόντα του μεταβολισμού των κυττάρων προκαλώντας στένωση και οδηγώντας τελικώς σε καρδιακά και εγκεφαλικά επεισόδια. Οι ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Στάνφορντ και το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν μετέφεραν μάλιστα τον πόλεμο με τις αθηρωματικές πλάκες στη…  νανοκλίμακα και δημιούργησαν «νανο-δούρειους ίππους» οι οποίοι κλείνουν μέσα τους μια θεραπεία που κάνει τις αρτηρίες… λαμπίκο (όπως τουλάχιστον έχουν μέχρι στιγμής δείξει πειράματα σε ποντίκια).

Η νέα μελέτη σχετικά με τα νανοσωματίδια που υπόσχονται αποτελεσματικότερη αντιμετώπιση της αθηροσκλήρωσης δημοσιεύθηκε στις 27 Ιανουαρίου στην έγκριτη επιθεώρηση «Nature Nanotechnology». Όπως ανέφερε ο ένας εκ των δύο κύριων συγγραφέων της, καθηγητής Αγγειακής Χειρουργικής και Καρδιαγγειακής Ιατρικής του Πανεπιστημίου Στάνφορντ δρ Νίκολας Λίπερ (ο έτερος κύριος συγγραφέας ήταν ο δρ Μπράιαν Σμιθ, αναπληρωτής καθηγητής Βιοϊατρικής Μηχανικής στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν), η αθηροσκλήρυνση αποτελεί έναν από τους μεγαλύτερους «δολοφόνους» σε παγκόσμιο επίπεδο. «Οι διαθέσιμες θεραπείες αντιμετωπίζουν τους παράγοντες κινδύνου της αθηροσκλήρυνσης όπως η υψηλή αρτηριακή πίεση και η υψηλή χοληστερόλη, ωστόσο δεν επιτυγχάνουν να αντιμετωπίσουν τη συσσώρευση νοσούντων κυττάρων και τη φλεγμονή στα αρτηριακά τοιχώματα».

Τα νανοσωματίδια έχουν ένα σημαντικό συγκριτικό πλεονέκτημα σε σχέση με τις υπάρχουσες θεραπείες, σύμφωνα με τον καθηγητή Λίπερ: προσφέρουν «ιατρική ακριβείας». «Χρησιμοποιήσαμε νανοσωλήνες οι οποίοι εντός τους μετέφεραν μια πολύτιμη θεραπεία που συρρικνώνει την αθηρωματική πλάκα χωρίς να επηρεάζει τα υγιή κύτταρα».

Παραπλανητικά σήματα

The dotted line outlines the atherosclerotic artery and the green represents our nanoparticles, which are in the plaque. The red indicates macrophages, which is the cell type that the nanoparticles are stimulating to eat the debris. Credit: Bryan Smith, Michigan State University

Πώς επετεύχθη αυτή η συρρίκνωση; Για να δοθεί απάντηση στο συγκεκριμένο ερώτημα πρέπει να πάμε πίσω και να δούμε τον μηχανισμό που εξαρχής επιτρέπει την εναπόθεση των αθηρωματικών πλακών στα αγγεία. Νοσούντα λοιπόν και ετοιμοθάνατα κύτταρα τα οποία αποτελούν κύρια «συστατικά» των αθηρωματικών πλακών αποστέλλουν ένα σήμα «μη με φας!» προς τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος – ονομάζονται μακροφάγα – που είναι υπεύθυνα για την απομάκρυνση των «σκουπιδιών» από τον οργανισμό. Οι νανοσωλήνες που ανέπτυξε η ομάδα του δρος Σμιθ στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν αναλαμβάνουν τον ρόλο των μεταφορέων μιας φαρμακευτικής ουσίας η οποία μπορεί να «σβήσει» το σήμα «μη με φας!» που στέλνουν τα κύτταρα της αθηρωματικής πλάκας προς τα μακροφάγα.

Έτσι τα μακροφάγα «κουβαλούν» μαζί τους αυτούς τους «νανο-δούρειους ίππους» ταξιδεύοντας προς τη φλεγμονώδη αρτηριακή πλάκα και διεισδύοντας εντός της «τρώνε» (ως οφείλουν) τα νοσούντα και ετοιμοθάνατα κύτταρα που την αποτελούν συρρικνώνοντάς την. «Αυτό που ουσιαστικά πετύχαμε με τη συγκεκριμένη προσέγγιση ήταν να επανενεργοποιήσουμε την ικανότητα των μακροφάγων να αναγνωρίζουν ως νοσούντα τα κύτταρα της αθηρωματικής πλάκας και να τα απομακρύνουν» είπε ο δρ Λίπερ.

Ενθαρρυντικά ευρήματα

Τα σχετικά πειράματα… καθαρισμού διεξήχθησαν σε ποντίκια και, όπως προέκυψε, η νανοθεραπεία κατάφερε να μειώσει την αθηρωματική πλάκα τόσο σε θηλυκά όσο και σε αρσενικά πειραματόζωα που δεν είχαν πολύ σοβαρή αθηρωμάτωση κατά 40%. Σε ποντίκια με πιο προχωρημένη αθηρωμάτωση η συρρίκνωση της πλάκας ήταν της τάξεως του 20%. Και όχι μόνο αυτό: «Το μεγάλο πλεονέκτημα της μεθόδου είναι ότι είναι στοχευμένη, με αποτέλεσμα να επηρεάζει κατά το ελάχιστο δυνατό τα υγιή κύτταρα. Έτσι έχουμε πολύ λιγότερη τοξικότητα εκτός των περιοχών-στόχων και δεν εμφανίζονται παρενέργειες όπως αναιμία και οργανικές βλάβες» σημείωσε ο καθηγητής.

Αυτού του είδους η νανοθεραπεία μπορεί να αποδειχθεί «θησαυρός» και για άλλες νόσους όπως ο καρκίνος, τόνισε ο δρ Λίπερ. «Και αυτό διότι οι όγκοι είναι επίσης πλούσιοι σε μακροφάγα τα οποία θα μπορούσαν να ενεργοποιούνται από τους «δούρειους ίππους» μας ώστε να καταστρέφουν τα καρκινικά κύτταρα».

Ποιο είναι το επόμενο βήμα για την ομάδα, ρωτήσαμε τον καθηγητή. Όπως μας απάντησε, «τα αποτελέσματα που είχαμε στα ποντίκια ήταν άκρως ενθαρρυντικά – η προσέγγιση ήταν αποτελεσματική και καλά ανεκτή -, ωστόσο απαιτούνται τώρα περαιτέρω φαρμακολογικές και τοξικολογικές μελέτες καθώς και μελέτες σε μεγαλύτερα μοντέλα ζώων προτού φθάσουμε σε κλινικές δοκιμές σε ανθρώπους οι οποίες ελπίζουμε ότι θα ξεκινήσουν μέσα στα επόμενα χρόνια. Απώτερος στόχος μας είναι βέβαια να φθάσουμε κάποια ημέρα σε ευρεία εφαρμογή της νανο-μεθόδου σε ασθενείς». Σημειώνεται ότι οι ερευνητές έχουν ήδη υποβάλει αίτηση για κατοχύρωση ευρεσιτεχνίας της νέας προσέγγισης, η οποία ελπίζεται ότι θα «δαμάσει» το «μαύρο άτι» που ονομάζεται αθηρωμάτωση στο μέλλον.

Η ελληνική συμμετοχή στη μελέτη

Dr. med. univ. Pavlos Tsantilas

Ο δρ Παύλος Τσαντίλας συμμετείχε στη συγκεκριμένη μελέτη ενόσω έκανε το μεταδιδακτορικό του στο εργαστήριο του δρος Λίπερ στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ ενώ σήμερα εργάζεται ως ερευνητής και ειδικευόμενος γιατρός στην Αγγειακή Χειρουργική στο νοσοκομείο Rechts der Isar του Τεχνικού Πανεπιστημίου του Μονάχου. Μισός Έλληνας, όπως μας είπε ο ίδιος (ο πατέρας του είναι από τη Θεσσαλονίκη), γεννήθηκε στο Άουγκσμπουργκ κοντά στο Μόναχο. Η έρευνά του αλλά και η κλινική πρακτική του επικεντρώνονται στις αθηρωματικές πλάκες. «Η ανάπτυξη αλλά και η ρήξη των αθηρωματικών πλακών αποτελούν έναν άκρως πολύπλοκο παθολογικό μηχανισμό. Η ρήξη μιας αθηρωματικής πλάκας οδηγεί σε εγκεφαλικό επεισόδιο ή καρδιακή προσβολή – κύριες αιτίες αναπηρίας και θανάτου παγκοσμίως». Στη διαδικασία της αθηρωμάτωσης προτού επέλθει η ρήξη της πλάκας φαίνεται ότι μπορούν να βάλουν «φρένο» τα νανοσωματίδια, όπως είδε η ερευνητική ομάδα στην οποία συμμετείχε ο ελληνικής καταγωγής ερευνητής. «Τα νανοσωματίδια αποτελούν πολύ εκλεπτυσμένα εργαλεία που επιτρέπουν συγκεκριμένη στόχευση στην περιοχή ενδιαφέροντος. Στη συγκεκριμένη περίπτωση συσσωρεύονται στα μακροφάγα και µε τη σειρά τους τα μακροφάγα συσσωρεύονται στις αθηρωματικές πλάκες. Όπως είδαμε, μπορούν να αποτελέσουν πολύ καλούς μεταφορείς θεραπείας αποκλειστικά στην περιοχή-στόχο επιδρώντας παράλληλα λίγο έως καθόλου στους περιβάλλοντες υγιείς ιστούς. Η προσέγγιση αυτή μπορεί να συμβάλει μαζί με άλλες στην αντιμετώπιση νόσων στις οποίες απαιτείται στοχευμένη θεραπεία».

Πηγές: Alyssa M. Flores, Niloufar Hosseini-Nassab, Kai-Uwe Jarr, Jianqin Ye, Xingjun Zhu, Robert Wirka, Ai Leen Koh, Pavlos Tsantilas, Ying Wang, Vivek Nanda, Yoko Kojima, Yitian Zeng, Mozhgan Lotfi, Robert Sinclair, Irving L. Weissman, Erik Ingelsson, Bryan Ronain Smith, Nicholas J. Leeper. Pro-efferocytic nanoparticles are specifically taken up by lesional macrophages and prevent atherosclerosis. Nature Nanotechnology, 2020; DOI: 10.1038/s41565-019-0619-3 - https://www.sciencedaily.com/releases/2020/01/200128114720.htm - https://www.tovima.gr/2020/02/16/science/nano-oplo-kata-tis-athirosklirynsis/