openscience

Μια ομάδα επιστημόνων από το Πανεπιστήμιο του Essex ελπίζει να δημιουργήσει ένα τεχνητό υποκατάστατο αίματος τρίτης γενιάς που ταιριάζει σε όλους.

Xιλιάδες ζωές ανθρώπων σώζονται ή βελτιώνονται κάθε μέρα σε όλο τον κόσμο, χάρη σε κάποιον που δίνει αίμα.

Αλλά φανταστείτε πόσες περισσότερες ζωές θα μπορούσαν να σωθούν εάν μπορούσε να βρεθεί ένα μακράς διάρκειας υποκατάστατο του αίματος, το οποίο θα μπορούσε εύκολα να αποθηκευθεί σε θερμοκρασία δωματίου και να είναι διαθέσιμο σε όλους τους ασθενείς, ανεξάρτητα από τον τύπο αίματός τους.

Αυτή είναι η πρόκληση που ελπίζει να ξεπεράσει μια ομάδα επιστημόνων στο Πανεπιστήμιο του Essex, προσπαθώντας με το έργο της Haem02 να αναπτύξει ένα τρίτης γενιάς τεχνητό υποκατάστατο του αίματος που να ταιριάζει σε όλους.

Με επικεφαλής τον καθηγητή Chris Cooper, η ερευνητική ομάδα αναπτύσσει ένα τεχνητό υποκατάστατο αίματος, το οποίο συνιστά μια ασφαλή, μακράς διάρκειας, χωρίς ιούς, εναλλακτική λύση στις σημερινές μεταγγίσεις αίματος, διαθέσιμη σε όλες τις χώρες και άμεσα προσβάσιμη στο χώρο των φυσικών καταστροφών.

Η αιμοσφαιρίνη είναι η βασική πρωτεΐνη των ερυθρών αιμοσφαιρίων που μεταφέρει οξυγόνο σε όλο μας το σώμα. Η ομάδα Haem02 σκοπεύει να δημιουργήσει έναν τεχνητό φορέα οξυγόνου βασισμένο στην αιμοσφαιρίνη (HBOC), ο οποίος θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως υποκατάστατο για το αίμα που χάνεται κατά τη χειρουργική επέμβαση ή σε περίπτωση τραύματος.

Ωστόσο, οι προσπάθειες μέχρι τώρα να δημιουργηθεί ένας ασφαλής και αποτελεσματικός φορέας οξυγόνου HBOC έχουν αποδειχθεί προβληματικές, καθώς έξω από το προστατευτικό περιβάλλον των ερυθροκυττάρων, η αιμοσφαιρίνη μπορεί να είναι τοξική. Η ομορφιά του προϊόντος που φτιάχνεται στο Essex είναι ότι αποτοξινώνεται από την άμυνα του οργανισμού.

Όπως εξήγησε ο καθηγητής Cooper, βιοχημικός και ειδικός στα υποκατάστατα του αίματος, οι συνέπειες της παραγωγής ενός προϊόντος με διάρκεια ζωής έως και δύο χρόνια θα ήταν τεράστιες.

"Αυτό σημαίνει ότι θα μπορούσαμε να ξεπεράσουμε ορισμένα από τα εγγενή προβλήματα των μεταγγίσεων, καθώς δεν θα υπήρχε ανάγκη για προσδιορισμό της ομάδας αίματος. Μια μεγαλύτερη διάρκεια ζωής, εξάλλου, σημαίνει ότι υπάρχει η δυνατότητα αποθήκευσης των αναγκαίων για μείζονες καταστροφές προμηθειών. Προσφέρει επίσης την ευκαιρία για καθημερινή υποστήριξη των μεταγγίσεων σε ασθενοφόρα ή σε απομακρυσμένες δυσπρόσιτες περιοχές", εξήγησε.

Η αναζήτηση για τη δημιουργία τεχνητού αίματος είναι μεγάλη δουλειά, με τα τελευταία 25 χρόνια να έχουμε δει μέχρι και 2 δις λίρες να επενδύονται σε παγκόσμιο επίπεδο στον τομέα της έρευνας σχετικά με μια χρηστική εναλλακτική και πολλές μεγάλες αμερικανικές εταιρείες να αποτυγχάνουν και να σταματούν το κυνήγι για ένα υποκατάστατο.

Αφού κέρδισαν πάνω από 1,5 εκατ. λίρες από το πρόγραμμα χρηματοδότησης Biomedical Catalyst του Συμβουλίου Ιατρικής Έρευνας και το Super Follow On Fund του Συμβουλίου Έρευνας για τη Βιοτεχνολογία και τις Βιολογικές Επιστήμες, η ομάδα από το Essex βρίσκεται ένα βήμα περαιτέρω προς την εμπορευματοποίηση ενός βιώσιμου τεχνητού υποκατάστατου. Το προϊόν τους τεχνητής αιμοσφαιρίνης έχει λάβει διπλώματα ευρεσιτεχνίας στις ΗΠΑ και την Αυστραλία, ενώ εκκρεμεί ακόμη το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας στην Ευρωπαϊκή Ένωση.

"Αυτή είναι μια συναρπαστική στιγμή για την έρευνα του τεχνητού αίματος στη Βρετανία", αναφέρει ο καθηγητής Cooper. "Η χρηματοδότηση αυτή επιτρέπει στην ομάδα μας να κάνει το πρώτο βήμα στο δρόμο για τη γεφύρωση του χάσματος μεταξύ της κορυφαίας έρευνας και της εμπορευματοποίησης ενός προϊόντος".

Επί του παρόντος, πάνω από 85 εκατομμύρια μονάδες αιμοδοσίας δίνονται σε ανθρώπους σε όλο τον κόσμο για χρήση σε νοσοκομεία. Ωστόσο, υπάρχουν αυξανόμενες ανησυχίες σχετικά με τη χρήση του σε επεμβάσεις ρουτίνας. Με τον αριθμό των δυνητικών και ενεργών αιμοδοτών να μειώνεται παγκοσμίως, η πρόκληση είναι να υπάρχει αρκετό αίμα στο σωστό μέρος τη σωστή στιγμή και να είναι διασφαλισμένη η ποιότητα, η καθαρότητα και η αποτελεσματικότητά του.

Ορισμένα προϊόντα τεχνητού αίματος έχουν άδεια για χρήση στη Νότια Αφρική και τη Ρωσία, αλλά δεν έχουν καταφέρει να λάβουν άδεια στο Ηνωμένο Βασίλειο ή τις Ηνωμένες Πολιτείες.

Για περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με Haem02 μπορείτε να επισκεφθείτε την ιστοσελίδα: www.haemO2.com.

Μελέτες δείχνουν ότι μερικοί άνθρωποι μπορεί να διατρέχουν αυξημένο κίνδυνο εγκληματικής συμπεριφοράς εξαιτίας των γονιδίων τους. Τέτοιου είδους έρευνα μπορεί να βοηθήσει τους δικαστές και τους ενόρκους σε ορισμένες από τις δύσκολες αποφάσεις που πρέπει να πάρουν, ωστόσο εγκυμονεί παράλληλα ένα σημαντικό κίνδυνο παρερμηνείας και κακής χρήσης εντός του νομικού συστήματος. Η αντιμετώπιση αυτών των θεμάτων θα είναι κρίσιμης σημασίας για την υπεράσπιση των αρχών της δικαιοσύνης και της αμεροληψίας, σύμφωνα με μια έκθεση που δημοσιεύθηκε στις αρχές Ιουνίου στο περιοδικό Neuron.

"Τα γενετικά στοιχεία, εάν χρησιμοποιηθούν σωστά, θα μπορούσαν να βοηθήσουν τις αποφάσεις σχετικά με τις κατάλληλες ποινικές τιμωρίες, τις αιτίες τραυματισμού ή αναπηρίας, καθώς και άλλα ζητήματα ενώπιον των δικαστηρίων", δηλώνει ο δρ. Paul Appelbaum, ο οποίος διευθύνει το Κέντρο του Πανεπιστημίου Columbia για την έρευνα σχετικά με τις ηθικές, νομικές και κοινωνικές επιπτώσεις της Ψυχιατρικής, Νευρολογικής & Συμπεριφορικής Γενετικής.

Γενετικά στοιχεία προσφέρονται σε ποινικές δίκες για να υποστηρίξουν ότι οι κατηγορούμενοι έχουν μειωμένη αντίληψη ή έλεγχο της συμπεριφοράς τους, τις περισσότερες φορές ως επιχειρήματα για τον μετριασμό των ποινών - ειδικά για τους κατηγορούμενους που αντιμετωπίζουν τη θανατική ποινή. Τα γενετικά στοιχεία μπορούν επίσης να διαδραματίσουν έναν ολοένα και σημαντικότερο ρόλο σε αστικές δίκες που αφορούν ζητήματα όπως η πρόκληση τραυματισμού. Για παράδειγμα, οι εργοδότες, οι οποίοι αμφισβητούν τις αξιώσεις για νοητική αναπηρία που σχετίζεται με την εργασία, μπορεί να θέλουν να υποβληθούν οι ενάγοντες σε γενετικό έλεγχο για να αποδείξουν ότι δεν ήταν υπεύθυνη για τη βλάβη τους κάποια υποκείμενη διαταραχή.

"Η πολυπλοκότητα των γενετικών πληροφοριών και η ελλιπής κατανόησή μας των ριζών της συμπεριφοράς αυξάνουν την πιθανότητα τα γενετικά στοιχεία να χρησιμοποιηθούν εσφαλμένα ή να παρεξηγηθούν. Ως εκ τούτου, απαιτείται προσοχή στην αξιολόγηση του βαθμού ως τον οποίο τα γενετικά στοιχεία μπορεί να έχουν κάτι να προσθέσουν στις νομικές διαδικασίες σε μια δεδομένη υπόθεση", αναφέρει ο δρ. Appelbaum.

Πηγαίνοντας ένα βήμα παρακάτω, πρέπει να αντιμετωπιστούν μια σειρά από ερωτήματα. Για παράδειγμα, ως ποιο βαθμό καθιστούν δυσκολότερη την κατανόηση ή τον έλεγχο της συμπεριφοράς κάποιου συγκεκριμένες γενετικές παραλλαγές και ποιοι είναι οι βιολογικοί μηχανισμοί που εμπλέκονται; Επίσης, πώς μπορούμε να ανταποκριθούμε σε άτομα με γενετική προδιάθεση στην εγκληματική συμπεριφορά, για να μειωθεί ο κίνδυνος της υποτροπής;

Ο δρ. Appelbaum σημειώνει ότι θα είναι μια συνεχής πρόκληση τόσο για τους νομικούς όσο και για τους ειδικούς της γενετικής, η παρακολούθηση της χρήσης των γενετικών δεδομένων στα δικαστήρια με σκοπό να διασφαλιστεί ότι τα συμπεράσματα που προκύπτουν, αντανακλούν έγκυρα την επιστήμη. Χωρίς αυτές τις προσπάθειες, οι δικαστές και οι ένορκοι μπορεί να υπερεκτιμούν ή υποτιμούν τα συμπεράσματα που μπορούν να εξαχθούν από τα γενετικά στοιχεία, έτσι ώστε τελικά να στρεβλώνεται η νομική διαδικασία.

Ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας ανέφερε πρόσφατα ότι το αποτέλεσμα της έκθεσης στην ατμοσφαιρική ρύπανση ήταν επτά εκατομμύρια πρόωροι θάνατοι μέσα σε ένα χρόνο. Αυτό μεταφράζεται σε έναν στους οκτώ του συνόλου των παγκόσμιων θανάτων το 2012. Αυτή η νέα ανακοίνωση διπλασιάζει τις προηγούμενες εκτιμήσεις, επιβεβαιώνοντας ότι η ατμοσφαιρική ρύπανση είναι πλέον ο μεγαλύτερος περιβαλλοντικός κίνδυνος για την υγεία στον κόσμο. Οι πόλεις σε όλο τον κόσμο στρέφονται όλο και περισσότερο στην τεχνολογία για να βρουν λύσεις. Ορίστε λοιπόν μερικά από τα πιο καινοτόμα σχέδια.

Palazzo Italia στο Μιλάνο. Θα κατασκευαστεί μια πρόσοψη για το υπόστεγο με τη χρήση "βιοδυναμικού" τσιμέντου, το οποίο απομακρύνει τους ρύπους από τον αέρα και τους μετατρέπει σε αδρανή άλατα. Κατά τα φαινόμενα, το υλικό από την Italcementi προσθέτει μόνο 4-5 % στο κόστος κατασκευής. Σχεδιασμένο από το αρχιτεκτονικό γραφείο Nemesi & Partners, το εμπνευσμένο από τη ζούγκλα κέλυφος θα καλύπτει 13.000 τετραγωνικά μέτρα σε έξι ορόφους και είναι έτοιμο να παρουσιαστεί στην έκθεση 2015 Milan Expo. Αξίζει εδώ να σημειωθεί ότι επιστήμονες στην Ολλανδία έχουν προσαρμόσει φωτοκαταλυτικό υλικό σε δρόμους, υποστηρίζοντας ότι μπορεί να μειώσει τις συγκεντρώσεις μονοξειδίου του αζώτου κατά 45 %.

Νοσοκομείο Manuel Gea González, στην Πόλη του Μεξικό. Πέρυσι, το νοσοκομείο παρουσίασε μια πρόσοψη που "τρώει την αιθαλομίχλη", η οποία καλύπτει 2.500 τετραγωνικά μέτρα. Η επίστρωση διοξειδίου του τιτανίου αντιδρά με υπεριώδες φως του περιβάλλοντος για να εξουδετερώσει στοιχεία της ατμοσφαιρικής ρύπανσης, διασπώντας τα σε λιγότερο επιβλαβή συστατικά, όπως το νερό. Αυτή ήταν η πρώτη εγκατάσταση μεγάλης κλίμακας της Elegant Embellishment με έδρα το Βερολίνο, οι σχεδιαστές της οποίας ισχυρίζονται ότι η πρόσοψη εξουδετερώνει τις επιβλαβείς εκπομπές 1.000 αυτοκινήτων καθημερινά. Με χρηματοδότηση από το Υπουργείο Υγείας του Μεξικό, το έργο αποτελεί μέρος τριετούς επένδυσης αξίας 20 δισεκατομμυρίων δολαρίων σε υποδομές υγείας της χώρας.

In Praise of Air, στο Ηνωμένο Βασίλειο. Αυτή η γιγαντιαία αφίσα διαστάσεων 10x20 μέτρων, με το ποίημα του Simon Armitage, απορροφά την ατμοσφαιρική ρύπανση. Ο Tony Ryan του Πανεπιστημίου του Sheffield και οι συνεργάτες του δημιούργησαν την αφίσα, η οποία περιέχει μικροσκοπικά νανοσωματίδια διοξειδίου του τιτανίου, τα οποία μπορούν να απορροφήσουν ποσότητα μονοξειδίου του αζώτου περίπου 20 αυτοκινήτων την ημέρα. Το υλικό αυτό θα προσέθετε λιγότερο από 200 δολλάρια στο κόστος μιας γιγάντιας διαφήμισης. Η ομάδα οραματίζεται πινακίδες κατασκευασμένες από το ίδιο υλικό, να τοποθετούνται κατά μήκος αυτοκινητοδρόμων και δρόμων μεγάλης συμφόρησης.

Καταλυτικά Ενδύματα. Το ποίημα είναι στην πραγματικότητα ένα παρακλάδι της συνεργασίας μεταξύ της σχεδιάστριας Helen Storey και του Ryan. Ο στόχος τους είναι να ενσωματώσουν τα νανοσωματίδια διοξειδίου του τιτανίου σε απορρυπαντικά πλυντηρίου ώστε να επικαλύπτουν τα ρούχα. Σύμφωνα με τον Ryan, ένα άτομο φορώντας πλυμένα με νανοσωματίδια ρούχα, θα μπορούσε να απομακρύνει 5 έως 6 γραμμάρια διοξειδίου του αζώτου από τον αέρα την ημέρα, ενώ δύο ζεύγη παντελονιού τζιν θα μπορούσαν να καθαρίσουν το διοξείδιο του αζώτου από ένα αυτοκίνητο.

Συνθετικός ιστός αράχνης. Σύμφωνα με τον Fritz Vollrath της Οξφόρδης, η λεπτότητα και το ηλεκτρικό φορτίο των ινών μεταξιού της αράχνης, σε συνάρτηση με την κολλοειδή υγρή επίστρωση, επιτρέπει σε αυτές να πιάσουν όποιο σωματίδιο πετά στον αέρα. Αυτοί οι συνθετικοί ιστοί μεταξιού θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν σαν ένα πλέγμα που θα συλλαμβάνει ρύπους - συμπεριλαμβανομένων των αερομεταφερόμενων σωματιδίων, χημικών, φυτοφαρμάκων ή βαρέων μετάλλων - που προέρχονται από τις καμινάδες ή ακόμα και από ζώνες καταστροφών.

Θα μπορούσαμε εδώ να αναφέρουμε και δύο ακόμη ιδέες. Οι συγκεκριμένες δε βοηθούν στον καθαρισμό του αέρα. Αντ' αυτού, συνιστούν τρόπους που μπορεί κανείς να μετρήσει τον προσωπικό του κίνδυνο ρύπανσης του αέρα.

Float. Αυτοί οι χαρταετοί ανίχνευσης της ρύπανσης λαμβάνουν μετρήσεις της ποιότητας του αέρα - μετρώντας πτητικές οργανικές ενώσεις, μονοξείδιο του άνθρακα και αιωρούμενα σωματίδια. Τα μικρά φώτα LED που φέρουν, ανάβουν πράσινο, κίτρινο ή κόκκινο χρώμα ανάλογα με τα επίπεδα των ρύπων. Τα αποτελέσματά τους υποβάλλονται σε μια βάση δεδομένων που μπορεί να διαμοιραστεί μεταξύ άλλων επιστημόνων. Κατασκευασμένοι από ερευνητές του Harvard και του Carnegie Mellon, αυτοί οι χαρταετοί πετούν πάνω από το Πεκίνο και παρόμοιες πολιτικές συμμαχίες θα τους φέρουν στο Λονδίνο και τη Φιλαδέλφεια.

MicroPEM. Σχεδιασμένη από το Ινστιτούτο Research Triangle, αυτή η προσωπική συσκευή παρακολούθησης της ρύπανσης συλλέγει μια σειρά από δεδομένα έκθεσης, τα οποία μπορούν να βοηθήσουν τους χρήστες της να διαχειριστούν τους κινδύνους εισπνοής αερολυμάτων συγκεκριμένων μεγεθών. Οι πρώτες δοκιμές για τον αισθητήρα επικεντρώθηκαν στη ρύπανση εσωτερικών χώρων (από ξυλόσομπες), ωστόσο τώρα η συσκευή μπορεί να φορεθεί από ενήλικες και παιδιά σε μια σειρά από περιβάλλοντα. Μέχρι στιγμής, οι κινητές μονάδες κοστίζουν περίπου 2.000 δολλάρια, αν και το κόστος θα μπορούσε να μειωθεί, καθώς οδεύουν προς την αγορά.