Испытание искусственной крови. Ближайшая чёрная дыра. Модель ранней Вселенной. Новости QWERTY №236
Из этого ролика вы узнаете почему осьминогов такой большой мозг, как далеко ближайшая чёрная дыра, как работает искусственная кровь, где можно посмотреть на модель расширения вселенной и как усилить иммунитет против рака.
[музыка]
Всем привет! Вы смотрите научно-популярный канал QWERTY. Меня зовут Владимир. Несмотря на то, что ветвь осьминогов отделилась от позвоночных порядка 500 миллионов лет назад, эти головоногие исключительно умны и даже умеют развлекать себя играми с предметами и пользоваться инструментами. Их мозг самый крупный по отношению к телу среди беспозвоночных.
Ранее считалось, что способ формирования их мозга отличается от того, который работает у позвоночных. Однако последние наблюдения за формированием маркированных нейронов сетчатки эмбриона осьминога, а их проводили, делая снимки нейронов совершенными микроскопами каждые 10 минут в течение многих часов, показали, что нейрогенез осьминогов очень похож на наш.
Развитие нервной системы, встраивание нейронов в нервную систему — да, даже само строение и развитие нейронов такое же, как у позвоночных, и это достаточно неожиданно. В конце концов, за 500 миллионов лет эволюции можно было бы изменить или разработать свой способ формирования мозга, но нет. И поэтому у осьминогов такой большой мозг. Он был бы еще больше, если бы осьминоги регулярно смотрели выпуски самых интересных новостей науки на канале QWERTY, но такая возможность сейчас есть только у вас.
Приступаем, и как всегда, все ссылки на источники и подробности в описании. Есть много непонятных мне вещей, и одна из них — это почему до сих пор под нашими видео в комментариях пишут, что черных дыр не существует. Тем не менее, черные дыры все ближе к нам.
Ближайшая ранее была зафиксирована в каких-то трех тысячах световых лет от нас, а на днях это расстояние уменьшилось вдвое. Находить черные дыры, как и черных кошек в темной комнате, сложно. Их не увидеть, если, конечно, они не поглощают вещество рядом находящейся звезды. Тогда это вещество образует аккреционный диск, достаточно яркий для наблюдений в разных диапазонах.
Если же черная дыра непосредственно не взаимодействует с напарницей, то её можно обнаружить по гравитационным воздействиям на ближайшие объекты или по гравитационному лизированию. Новую ближайшую к нам черную дыру обнаружили по колебаниям положения одной из звезд благодаря обзору неба от космического телескопа Гайя.
Звезда солнечного типа совершала периодические колебания без видимых на то причин, чем привлекла внимание астрономов. На неё нацелили наземные телескопы, что позволило обнаружить вращение звезды вокруг некоего активного объекта. Этот массивный объект, невидимый для нас, является подтвержденной черной дырой Гайя bh1 массой в 10 солнечных масс.
Звезда вращается на расстоянии примерно в одну астрономическую единицу от неё, то есть на том расстоянии, на котором от Земли находится Солнце. Этого расстояния недостаточно, чтобы черная дыра каннибализировала вещество звезды и начала светиться. Вот так расстояние до самой ближайшей черной дыры сократилось до полутора тысяч световых лет.
И как знать, возможно, самая ближайшая вообще находится у нас на пороге и только и ждет, чтобы мы начали с ней эксперименты. Институту донорства крови ничего не угрожает, пока что, но вообще-то в какой-то степени на подходе искусственная кровь.
Представьте себе, что у вас есть пациент, которому нужно перелить кровь. Вы берете у него образец его собственной крови, почти пол литра, из неё отфильтровываете стволовые клетки, предшественники эритроцитов, около полумиллиона штук. Они умеют делиться, чем мы воспользуемся, размножим их и заставим дифференцироваться в эритроциты, получив примерно 15 миллионов новых клеток.
Заметьте, в этом случае новые эритроциты будут обладать теми же характеристиками, что и эритроциты у нашего пациента: группа крови, резус-фактор и множество других характеристик, определяемых антигенами в эритроцитах. У меня вот, например, положительный фактор, это значит, что мне можно переливать и тело отрицательную, и кел положительную кровь, но у меня при донорстве, например, берут только плазму, а цельную кровь не берут именно из-за кел-фактора.
Так вот, такая методика выращивания крови в лаборатории уже получила название рестор — восстановление и выживаемость красных кровяных клеток, полученных из стволовых, и сейчас медики приступили к первой стадии клинических испытаний искусственной крови на людях. Им будет переливаться в два этапа очень небольшая доза такой крови, буквально 5-10 мл. Переливаемые эритроциты пометят радиоактивными метками, чтобы отслеживать их поведение.
Время жизни обычных эритроцитов около 4 месяцев. Именно столько времени пройдет между двумя вливаниями. Само собой, такая искусственная кровь очень дорогая, но если речь идет о редких сочетаниях факторов, которые вот не найдешь по щелчку пальцев у доноров, то это может быть выходом при критических ситуациях.
Теория большого взрыва описывает то, как возможно велась Вселенная в первые мгновения после своего появления. Свидетелей всего события нет, поэтому всё, что нам остается, это теоретизировать и подкреплять свои доводы экспериментально, по крайней мере пытаться воссоздать условия, точнее их физические модели, которые могли наличествовать в то время.
Учитывая, что одно из допущений в том, что большой взрыв дал начало расширению Вселенной, ученые создали то, что сами не назвали симулятором квантового поля, для того чтобы воссоздать раннюю вселенную. Квантовый симулятор составили из материи, охлажденной практически до абсолютного нуля. Конкретно использовали атомы калия. Они представляли собой атомы ранней Вселенной.
Атомы калия замедляли и охлаждали при помощи лазера, создавая при этом особое состояние вещества — конденсат Бозе-Эйнштейна, в котором квантовые эффекты проявляются на макроуровне, а множество атомов двигаются как одна волна. Получилась двумерная модель ранней Вселенной. Затем на Бозе-конденсат направили акустическое излучение из специального проектора для того, чтобы атомы образовали особую упорядоченность.
Во время множественных экспериментов с искривлением пространства, получившейся мини-Вселенную, учёные обнаружили, что фаноны конденсата Бозе-Эйнштейна, то есть кванты энергии, характерные для упорядоченных структур кристаллических решеток, образно говоря носители памяти, начинают распространяться сразу в две стороны. Это распространение колебаний подчинялось общей теории относительности.
К тому же это распространение, фактически расширение, менее Вселенной носило характер, как бы кругов на воде. Теория говорит, что в ранней Вселенной распространение вещества носило именно такой радиальный характер, из-за того что в ней постоянно рождались пары частиц. Управляя скоростью такого распространения фанонов, учёные, по факту, представили миниатюрную модель ранней Вселенной, в которой происходило волновое разбегание вещества в разные стороны.
То есть мы говорим о расширении ранней Вселенной, воссозданном в миниатюре. Поведение этой системы, говорят учёные, очень схоже с той физикой, которая управляла пространством, временем и рождением пар частиц в самый первый мгновение после большого взрыва и совпадает с имеющейся теорией.
Криспер-класс методика редактирования генома использовалась для борьбы с раком и ранее. Работала это так: из-за лунных клеток при помощи этой методики удалялись некоторые гены, тормозящие работу иммунной системы, что позволяло иммунным клеткам лучше атаковать рак. На этот раз учёные впервые смогли вставить новые гены в иммунные клетки, чтобы повысить их способность распознавать определенные мутации в раковых клетках пациента.
Будучи помещенными в организм пациента, эти модифицированные клетки в приоритетном порядке добираются до опухоли и атакуют её. На наших иммунных клетках есть специальные рецепторы, которые по особым антигенам умеют отличать обычные клетки от раковых. У каждого человека эти рецепторы свои. Поэтому, если мы хотим успешнее бороться с раком, то мы должны уметь выделять рецепторы против конкретного вида рака, подселять их иммунным клеткам и запускать обратно в организм. Именно это и сделали учёные при помощи Криспер-класса.
В экспериментах участвовал 16 человек с раковыми опухолями: кишечника, легких, груди и так далее. Все они не поддались нескольким типам лечения, включая химию. Анализ этих раковых клеток показал ряд значительных мутаций, по которым можно было бы определить мутантные гены, до 350 единиц на пациента, а соответственно и специфические антигены и рецепторы к ним.
Затем у пациентов взяли их иммунные клетки и отредактировали их, заменив гены рецепторов на другие специфические, подходящие в каждом конкретном случае под текущий вид рака этого пациента. 167 дней ушло на анализ раковых мутаций и определение рецепторов, ещё 102 дня на редактирование иммунных клеток, их размножение до сотен миллионов или даже до миллиардов штук.
В будущем этот процесс, конечно же, оптимизируют, потому что полгода — это слишком, не все больные вообще даже вот до конца процедуры. Ну а затем иммунные клетки ввели пациентам. Этот процесс сопровождался, разумеется, химиотерапией, чтобы, так сказать, обновить иммунитет. Большая часть иммунных клеток отыскали опухоли.
Но дальше всё было не так и гладко. Только у пятерых пациентов опухоли стали уменьшаться, а заболевание стабилизировалось. Но у 11 пациентов оно продолжило прогрессировать. Отчасти это случилось из-за того, что им ввели небольшую дозу отредактированных клеток, и через два месяца они просто исчезли из крови. У восьми из 11 пациентов раковые опухоли переобулись и либо перестали выделять антигены, на которые были нацелены Т-клеточные рецепторы, либо стали выделять другие антигены, либо ещё как-то замаскировались.
У других пациентов не получилось взять биопсию по окончании терапии. В целом эта методика показала себя достаточно безопасной, по крайней мере вот на горизонте до полугода, что позволяет её развивать. Но с другой стороны, она и не настолько высокоэффективна. Хотя учитывая, что это всего лишь первые пробные шары, я верю, что ученые смогут её оптимизировать.
Лучшей новостью предыдущего выпуска вы признали новость про то, что ядерные поры в клетках сердца препятствуют регенерации. Дело в том, что после рождения млекопитающих количество таких пор в сердце резко сокращается. За счёт этого к ядру клетки не проходит ряд сигналов, которые могли бы запустить регенерационные процессы. Однако в то же время, за счёт не пропускания сигналов от внешних раздражителей, сердце работает стабильнее и не допускает изменения своей структуры из-за стрессовых ситуаций.
Предыдущее исследование показало, что для регенерации важен ген Ламин Б2, экспрессирующийся у новорожденных мышей, но исчезающий с возрастом. Так вот, если его дополнительно блокировать, то количество ядерных пор в сердце сокращается ещё сильнее. Поэтому в целом ясно, как можно было бы регулировать их количество, если бы мы решились нарушить природный баланс.
А на этом на сегодня всё. Большое спасибо вам за просмотр! Я буду очень рад, если вы поделитесь этим видео со своими друзьями, поставите ему лайк, напишите комментарий и подпишитесь на QWERTY, если этого ещё не сделали. За самую интересную новость выпуска вы можете проголосовать в нашем Telegram канале. Все ссылочки будут в описании.
И до скорых встреч! Пока!
[музыка]