در سالی که علم هم به دلیل شیوع بیماری همه گیر کرونا و هم برای اهداف سیاسی مورد توجه قرار گرفته، به نظر زمان خوبی است تا به کمک‌های بزرگ و کوچکی که علم در چند سال گذشته به ما کرده است نگاهی بیندازیم و موارد مثبت را با هم مرور کنیم. هر ساله شاهد کشف‌ها و اختراعات متعددی هستیم، چه کشف‌هایی که توانسته‌اند بخش‌های کوچکی از زندگی روزمره ما را تغییر دهند و چه کشف‌هایی که به ما کمک کرده‌اند تا علاج بیماری‌هایی که سال‌ها بشر را درگیر خود کرده بود، بیابیم.
باید در نظر داشت که در طول تاریخ دانشمندان سخت تلاش کرده‌اند تا ما را به سمت آینده‌ای روشن‌تر سوق دهند و ما چنین پیشرفت‌هایی را مدیون این دانشمندان هستیم. در ادامه با دیجی رو همراه باشید تا نگاهی به 8 پیشرفت علمی مهم بیندازیم که می‌توانند آینده را تغییر دهند.
واکسن mRNA
اگر چه بیشتر مردم DNA را می‌شناسند و می‌دانند که DNA ماده ژنتیکی در سلول‌های ما است، کمتر کسی درمورد mRNA اطلاعی دارد. DNA حاوی دستورالعمل‌هایی است که سلول‌های ما را برای ساختن پروتئین‌های مورد نیازشان راهنمایی می‌کند. از آنجا که DNA عامل بسیار مهمی است هرگز نباید آسیب ببیند. برای جلوگیری از وقوع هرگونه آسیب و مشکل برای ساخت پروتئین‌ها، سلول‌های ما از بخش‌هایی از DNA نسخه‌های مختلفی تهیه می‌کنند. به این نسخه‌های کپی mRNA گفته می‌شوند و اگر این نسخه‌ها آسیب ببینند به راحتی دور انداخته می‌شوند. با توجه به این نکته، دانشمندان راهی برای استفاده از mRNA برای ساختن نوع جدیدی از واکسن پیدا کرده‌اند.
ویروس‌ها با تزریق DNA خود به سلول‌ها و مجبور ساختن سلول‌ها برای تولید پروتئین‌های مورد نیازشان ما را آلوده و بیمار می‌کنند. بیشتر واکسن‌ها شامل ویروس‌های غیرفعال شده یا مقدار کمی ویروس هستند که پس از تزریق آن‌ها بدن ما می‌آموزد که چگونه آنتی بادی‌ها را علیه ویروس درست کند. این واکسن جدید در آزمایشات بالینی نیاز به ویروس‌ها در واکسن را از بین می‌برد. واکسن جدید شرکت مودرا با هدف تزریق mRNA به بدن در راستای آموزش سلول‌ها برای ساخت پروتئین‌های اساسی ویروس‌هایی مانند کووید 19 در حال تحقیق و ساخت است.
هنگامی که سلول‌های ما این پروتئین‌ها را می‌سازند، سیستم ایمنی بدن ما با تولید آنتی بادی به آن‌ها حمله می‌کند و همان نوع محافظتی که در هنگام رو به رو شدن با ویروس ضعیف یا غیرفعال شده به دست می‌آوریم را کسب می‌کنیم. این روش روند ساخت واکسن را که به طور معمول بیش از 10 سال طول می‌کشد، بسیار ساده کرده است. در واقع، تنها کمی بیشتر از دو ماه طول کشید تا از مرحله برنامه‌ریزی به اولین آزمایش بالینی به وسیله این واکسن مدرن برسیم و اگر همه چیز خوب پیش برود، ممکن است این واکسن پایانی بر ویروس کرونا باشد.
اندام‌های مصنوعی کنترل شونده توسط ذهن
در سال 2016 تیمی از مرکز پزشکی دانشگاه پیتسبورگ (UPMC) و دانشگاه شیکاگو زندگی عادی را به بدن یک مرد معلول باز گرداندند. ناتان کوپلند که پس از یک تصادف رانندگی در سال 2004 از کمر به پایین فلج شده بود، پس از پیوند اندام مصنوعی که به وسیله ذهن خود بر آن‌ها کنترل دارد، به زندگی عادی بازگشته است. این جهش عظیم علمی با کاشت الکترود در نواحی مغز کوپلند انجام شد که کنترل حرکت و احساسات لمسی را به فرد می‌دهد. هنگامی که کوپلند به حرکت بازوی خود فکر می‌کند، این الکترودها فعالیت سلول‌های مغزی وی را برای حرکت بازوی رباتیک تفسیر می‌کنند. هنگامی هم که دست رباتیک چیزی را لمس کرد، سنسورها سیگنال‌های الکتریکی ارسال می‌کنند که مغز کوپلند را تحریک کرده و لمس را حس می‌کند. سازمان جهانی بهداشت برای ادامه تحقیقات در این زمینه 7 میلیون دلار کمک مالی به مؤسسات مذکور پرداخت کرده است.
درک بیماری اوتیسم
اوتیسم مدت‌ها است که به عنوان یک اختلال شناختی معرفی می‌شود و علت آن همچنان نامشخص می‌باشد. این امر منجر به ارائه نظریه‌های مختلفی شده است. افراد مبتلا به اوتیسم عموماً فاقد مهارت‌های ارتباطی و اجتماعی کلامی هستند و یا اینکه رفتارهای تکراری از خود نشان می‌دهند که میزان این علائم نیز می‌تواند به طور گسترده‌ای متفاوت باشد. دانشمندان بیمارستان کودکان در شهر تورنتو با تجزیه و تحلیل DNA کودکان مبتلا به اوتیسم در مقایسه با DNA والدینشان، به کشف مهمی دست پیدا کردند.
بخش‌هایی از DNA در بدن وجود دارند که تاندم تکرار نامیده می‌شود. این بخش‌ها الگوهایی از توالی DNA هستند که چندین بار تکرار شده‌اند. دانشمندان کشف کردند که کودکان مبتلا به اوتیسم اغلب دو تا سه برابر والدین خود این تکرارها را در بدن خود دارند. هرچه این تکرارهای پشت سر هم بزرگتر باشد، عملکرد ژن بیشتر مختل می‌شود. در کودکان مبتلا به اوتیسم، تکرارهای پشت سر هم در ژن‌های مربوط به عملکرد مغز مشاهده شده است. با شناسایی این پدیده عجیب، دانشمندان اکنون می‌توانند راهی جدید برای تشخیص اوتیسم داشته باشند. علاوه بر این، این موضوع درک واضح‌تری از علت‌های وجود بیماری اوتیسم به بشر داده است. در نتیجه، به نظر می‌رسد بیش از پیش به معالجه این بیماری نزدیک شده‌ایم.
همچنین، برخی دانشمندان بر این باورند که یک نوع مشابه از گسترش این تکرارها ممکن است عامل صرع و اختلالاتی مانند اسکیزوفرنی هم باشد.
معالجه بیماری آلزایمر
در مغز، پروتئین تائو موجود در نورون‌ها به نگه داشتن آکسون‌ها در آن‌ها کمک می‌کند. سلول‌های عصبی سیگنال‌ها را در طول آکسون‌ها ارسال می‌کنند و با ارسال این سیگنال‌ها احساساتی مانند لمس را تجربه می‌کنیم. در مبتلایان به آلزایمر، پروتئین‌های تائو در داخل آکسون‌های سلول‌های عصبی در هم پیچیده می‌شوند و این موضوع مانع عبور سیگنال‌ها در طول آکسون‌ها می‌شود که به نوبه خود منجر به بروز مشکلاتی در عملکرد مغز می‌گردد. علاوه بر این، تولید پروتئین دیگری به نام بتا-آمیلوئید توده‌هایی بین نورون‌ها تشکیل می‌دهد که عملکرد نورون را نیز محدود می‌کند.
در سال 2019 موسسه NeuroEM، یک کلاه پوشیدنی را آزمایش کرد که امواج الکترومغناطیسی را به مغز می‌فرستد تا پروتئین‌ها از هم جدا شوند. اولین مطالعه بالینی روی هشت بیمار مبتلا به آلزایمز نشان داد که هفت نفر بهبود عملکردهای شناختی را تجربه کرده‌اند. در حال حاظر مطالعات گسترده‌ای در حال انجام است و دانشمندان در تلاش‌اند تا این نتایج را به تایید برسانند. آزمایشگاه‌های مستقل نیز آزمایش‌های مشابهی را روی موش‌ها انجام داده و دریافته‌اند که عملکرد شناختی در هنگام قرار گرفتن در معرض امواج الکترومغناطیس بهبود می‌یابد. اگر چه هنوز ابتدای مسیر درمان این بیماری هستیم، اما این موضوع ممکن است پرتوی امیدی برای بیمارانی باشد که از آلزایمر رنج می‌برند.
تاکنون درمان‌های دارویی مختلفی برای بیماری آلزایمر ارائه شده است اما پیشرفت قابل توجهی را حاصل نمی‌کنند، بنابراین یافتن رویکردهای جدید برای این مشکل می‌تواند بسیار هیجان انگیز باشد.
یک واکسن برای همه نوع آنفولانزا
هر ساله به دلیل ایجاد تغییرات در ویروس آنفولانزا بسیاری از مردم جهان به این بیماری مبتلا می‌شوند. واکسن‌های آنفولانزا بدن ما را در مقابل پروتئین ویروس آنفولانزا ایمن می‌کنند (این پروتئین HA نام دارد). مشکل این است که HA تغییر می‌کند و به سرعت جهش می‌یابد. در نتیجه، ما هر ساله برای مصونیت در برابر پروتئین جدید HA، نیازمند به واکسن جدید هستیم و یا دوباره به بیماری مبتلا خواهیم شد. اما ممکن است این مشکل به زودی برطرف شود.
به نظر می‌رسد که ساقه پروتئین HA که کلاهک پروتئین را نگه می‌دارد تغییر نمی‌کند و در بین انواع آنفولانزاها نسبتاً ثابت است. واکسن جدیدی که توسط دانشمندان مرکز تحقیقات واکسن NIAID تولید شده به تازگی وارد آزمایشات بالینی شده است و این واکسن ساقه را به جای سر پروتئین هدف قرار می‌دهد. اگر این آزمایشات موفقیت آمیز باشد، یک واکسن واحد باعث می‌شود ما برای مدت زمان طولانی‌تری نسبت به گذشته در برابر انواع آنفولانزاها مصون باشیم. این یک قدم بزرگ برای یافتن راه حلی دائمی‌تر در برابر ویروس آنفولانزا است.
کشف ویروس مدوسا (Medusavirus)
ویروس جدید مدوسا که از چشمه‌های آب گرم ژاپن نشأت گرفته به تازگی کشف شده است. این نام از هیولای اسطوره‌ای به نام مدوسا گرفته شده که قربانیانش وقتی به چشمان او نگاه می‌کردند، تبدیل به سنگ می‌شدند! به همین شکل، ویروس مدوسا آمیب‌های میزبان خود را به وسیله ربودن ماشین سلولی‌شان به سنگ تبدیل می‌کند و نکته خوب اینجاست که این ویروس نمی‌تواند انسان را آلوده و بیمار کند.
ویروس مدوسا پروتئین نسبتاً جالبی به نام هیستون دارد. این پروتئین‌ها برای احاطه DNA در هسته سلول استفاده می‌شوند. با این حال، ویروس ها هسته ندارند و ویروس مدوسا نیز از این قاعده مستثنی نیست. دانشمندان بر این باورند که این کشف ممکن است بینشی در مورد چگونگی زندگی یوکاریوت‌ها ایجاد کند. یوکاریوت‌ها سلول‌هایی با هسته همانند سلول‌های بدن ما هستند. هنگامی که ویروس‌ها سلول‌های میزبان را آلوده می‌کنند، تمایل دارند که نشانه‌ای بر روی DNA سلول زنده مانده باقی بماند. ویروس گاهی اوقات توالی DNA را از میزبان خود می‌گیرد و اصولاً میزبان و ویروس با هم تکامل می‌یابند. بنابراین فهم اینکه چگونه ویروس مدوسا پروتئین‌های هیستون را به دست آورده، می‌تواند به ما کمک کند تا چگونگی تکامل سلول‌های اولیه را به سلول‌های پیچیده‌تر امروزی درک کنیم.
میکروب‌های فلزخوار
سالهاست که دانشمندان و مهندسان به این فکر هستند که چرا توده‌های اکسید منگنز کف دریا جمع می‌شوند و یا چرا به نظر می‌رسد این ترکیب در لوله‌های آب ساخته می‌شود. دانشمند مؤسسه فناوری کالیفرنیا، جارد لیدبیتر سرانجام هنگامی که در یک سفر کاری بود و ظرف شیشه‌ای حاوی کربنات منگنز را در کناری رها کرده بود، به برخی از این سؤالات پاسخ داد. وقتی او برگشت، کربنات منگنز که به طور معمول کرم رنگ است به اکسید منگنز سیاه تبدیل شده بود. پس از تکرار این فرآیند در یک آزمایش با شیشه‌های استریل و غیراستریل، لیدبیتر فهمید که فقط ظروف استریل نشده سیاه شده‌اند و این بدان معناست که نوعی میکروب باعث این واکنش می‌شود.
پس از آزمایش‌های بیشتر، لیدبیتر و تیمش لیست مظنونین خود را به دو میکروب کاهش دادند. آن‌ها دریافتند که این سلول‌های باکتریایی می‌توانند الکترون‌ها را در منگنز مصرف کنند تا انرژی خود را به دست بیاورند و این واکنش اکسید منگنز را بر جای می‌گذارد. این اولین بار است که دانشمندان میکروب‌هایی پیدا کرده‌اند که می‌توانند از فلز (منگنز) به عنوان منبع تغذیه و انرژی خود استفاده کنند. این کشف ممکن است به ما کمک کند تا بفهمیم چگونه منگنز که یک عنصر بسیار رایج می‌باشد، در شکل‌گیری و تکامل سیاره زمین ایفای نقش کرده است.
درمانی برای بیماری ابولا
اگر چه این روزها اکثر حواس‌‌ها بر روی ویروس کرونا متمرکز شده، اما باید دانست که تا چندی پیش بسیاری این نگرانی را در رابطه با بیماری ابولا داشتند. این بیماری ویروسی با تب و لرز شروع می‌شود و سپس می‌تواند تا خونریزی‌های کنترل نشده و نارسایی اندام‌ها پیشرفت کند. این بیماری کشنده سالهاست که مورد تحقیق و بررسی قرار گرفته است. در سال 2019 یک آزمایش بالینی بر روی یک داروی جدید مشخص کرد که این دارو میزان مرگ و میر را از 75 درصد به 29 درصد کاهش می‌دهد. همچنین اگر ابولا خیلی زود تشخیص و معالجه شود، میزان مرگ و میر این بیماری تا 6 درصد کاهش می‌یابد.
این داروی جدید که توسط شرکت داروسازی آمریکایی ریجنران توسعه یافته است حاوی ترکیبی از آنتی بادی‌ها است که توسط سلول‌های ایمنی بدن ما ساخته شده‌اند تا عفونت‌ها را به طور کامل از بدن پاک کنند. همچنین این آنتی بادی‌ها به طور خاص به ویروس ابولا حمله کرده و آن را نابود می‌کنند. باید دانست ساخت آنتی بادی در آزمایشگاه کار دشواری است زیرا این آنتی بادی‌ها بدون اینکه به سیستم ایمنی بدن حمله کنند، باید در بدن انسان به فعالیت بپردازند. علاوه بر این، ویروس ابولا می‌تواند تغییر شکل دهد و به همین دلیل است که باید مخلوطی از آنتی بادی‌های مختلف برای درمان استفاده شوند. این درمان جدید در حال حاضر مورد آزمایش قرار گرفته و به زودی می‌تواند به ابزاری نجات بخش برای بشر تبدیل شود.
عاااااااالی بود ممنون