Powraca choroba, która zabijała miliony. Naukowcy ostrzegają: ta bakteria zmienia się błyskawicznie
Dur brzuszny wraca w nowej postaci, odpornej na większość znanych antybiotyków. Naukowcy apelują o skuteczniejsze działania – przede wszystkim szczepienia. Bez nich ta zapomniana choroba może dotrzeć nawet do krajów rozwiniętych.
Dur brzuszny (tyfus) w krajach rozwiniętych postrzegany jest jako choroba historyczna, która współcześnie nie niesie już zagrożenia. Jednak to nieprawda – ta zakaźna choroba pozostaje poważnym globalnym problemem. Badania z 2022 roku wykazały, że sprawca tej choroby, czyli bakteria Salmonella enterica serotyp Typhi (S. typhi), szybko rozwija oporność na wiele antybiotyków. Nowe, groźne szczepy bakterii tyfusu W latach 2014–2019 naukowcy zsekwencjonowali genom szczepów Salmonella enterica w Nepalu, Bangladeszu, Pakistanie i Indiach. Pokazało to dynamiczny wzrost liczby odpornych na leki szczepów XDR (ang. extensively drug-resistant). Niestety, były one odporne nie tylko na klasyczne antybiotyki (ampicylina, chloramfenikol, trimetoprim/sulfametoksazol), lecz także na te nowocześniejsze, np. fluorochinolony czy cefalosporyny trzeciej generacji. Skala zagrożenia – już nie tylko Azja Najbardziej alarmujące jest rozprzestrzenianie się tych szczepów po świecie. Choć większość przypadków duru brzusznego wywołanego szczepami XDR miała miejsce w południowej Azji, to od 1990 roku odnotowano blisko 200 przypadków na całym świecie. M.in. w południowej i wschodniej Afryce, innych częściach Azji, a nawet w Wielkiej Brytanii, USA i Kanadzie. Naukowcy podkreślają, że tempo, w jakim rozprzestrzeniają się szczepy wysoko oporne, wymaga natychmiastowych działań. Pierwszy szczep XDR wykryto w Pakistanie w 2016 roku, a już trzy lata później zdominował on przypadki tyfusu w tym kraju. Mamy coraz mniej skutecznych leków Dotychczas podstawą leczenia były antybiotyki z grup chinolonów, cefalosporyn i makrolidów. Jednak od początku XXI wieku w kilku krajach Azji Południowej aż 85% szczepów Salmonella typhi uzyskało odporność na chinolony. Rośnie też ich odporność na cefalosporyny. Obecnie jedynym skutecznym doustnym lekiem pozostaje azytromycyna, lecz badania wykazują szybkie szerzenie się mutacji dających oporność także na nią. Jeśli te mutacje połączą się ze szczepami XDR, skuteczne doustne leczenie może przestać istnieć. Dur brzuszny jest chorobą potencjalnie śmiertelną – nieleczony zabija nawet 20% chorych. W 2024 roku na świecie odnotowano ponad 13 milionów przypadków. Ograniczanie przyszłych epidemii jest możliwe nie tylko dzięki antybiotykom – także szczepionkom. Ale dostęp do nich jest nadal nierówny. Autorzy badań podkreślają, że szczepienia powinny być szeroko wdrażane w krajach najbardziej narażonych, ale ze względu na globalną mobilność ludzi – także poza nimi. Walka z czasem: czy świat ma plan awaryjny? Plany działań profilaktycznych już są. Szacunki z Indii wskazują, że szczepienia dzieci w samych tylko miastach mogłyby zapobiec nawet 36% wszystkich przypadków i zgonów. Pakistan jako pierwszy wprowadził rutynowe szczepienia przeciw tyfusowi, a kolejne kraje planują podobne programy. WHO dopuściła cztery szczepionki, które stopniowo trafiają do kalendarzy szczepień w regionach najbardziej zagrożonych. Antybiotykooporność jest dziś jedną z głównych przyczyn zgonów na świecie – powoduje więcej zgonów niż HIV/AIDS czy malaria. W obliczu szybko mutującej bakterii duru brzusznego, eksperci apelują o pilne rozszerzenie programów szczepień i inwestycje w nowe antybiotyki. Czasu na działanie jest coraz mniej. Źródło: Science Alert Nasza autorka Magdalena Rudzka Dziennikarka „National Geographic Traveler" i „Kaleidoscope". Przez wiele lat również fotoedytorka w agencjach fotograficznych i magazynach. W National-Geographic.pl pisze przede wszystkim o przyrodzie. Lubi podróże po nieoczywistych miejscach, mięso i wino.
Mrówki potrafią rozpoznawać zakażone rany. Leczą je później antybiotykami
Pewien gatunek mrówek żyjący w Afryce wyróżnia się wyjątkową cechą. Zwierzęta te potrafią rozpoznawać zakażone rany oraz leczyć je stworzonymi przez siebie antybiotykami. Wyjątkowego odkrycia dokonał zespół naukowców z Niemiec.
W tym artykule: Afrykańskie mrówki, które walczą z termitami Megaponera analis potrafią leczyć zainfekowane rany Przyszłe badania mrówek mogą pomóc odkryć nowe antybiotyki dla ludzi Megaponera analis to gatunek mrówki, który występuje w Afryce Subsaharyjskiej. Jest jedynym gatunkiem z rodzaju Megaponera. Żywi się wyłącznie termitami i znany jest ze swoich wyjątkowo agresywnych ataków na kolonie tych owadów. M. analis ustawiają się w charakterystyczną kolumnę i w ten sposób nacierają na miejsca żerowania termitów. Afrykańskie mrówki, które walczą z termitami Niektóre osobniki osiągają długość do 25 milimetrów, co oznacza, że M. analis jest jedną z największych mrówek na świecie. Ze względu na to specyficzne i wojownicze zachowanie nazywane są potoczne mrówkami Matabele. Słowo to pochodzi od nazwy plemienia, które w XIX wieku górowało w walce nad innymi plemionami. Starcia mrówek Matabele z termitami są jednak obarczone ofiarami, a nierzadko poważnymi urazami. Żołnierze termitów bronią swoich gniazd i miejsc żerowania, wykorzystując do tego swoje potężne żuchwy. Właśnie dlatego M. analis często odnoszą obrażenia podczas swoich ataków. Megaponera analis potrafią leczyć zainfekowane rany W najnowszym numerze czasopisma naukowego „Nature Communications” opublikowano najnowsze badania dotyczące wyjątkowego zachowania mrówek Matabele. Za pracę odpowiedzialny jest zespół kierowany przez dr. Erika Franka z Julius-Maximilians-Universität (JMU) w Würzburgu i prof. Laurenta Kellera z Uniwersytetu w Lozannie. Autorzy odkryli, jak mrówki radzą sobie z konsekwencjami potyczek. Śledząc zachowanie mrówek ogniowych, możemy zaprojektować lepsze roboty – twierdzą naukowcy Co się dzieje, kiedy mrówkom świat wali się na głowę? Zbijają się w ogromne grupy, których zachowanie śledzą nie tylko biolodzy, ale i specjaliści zajmujący się inżynierią matematyc... <img src="https://images.immediate.co.uk/production/volatile/sites/63/2024/08/sledzac-zachowanie-mrowek-ogniowych-mozemy-zaprojektowac-lepsze-roboty-twierdza-naukowcy-fot-vernerey-researcher-group-at-cu-boulder-2c67cb9.jpeg" width="938" height="528" alt="Śledząc zachowanie mrówek ogniowych, możemy zaprojektować lepsze roboty – twierdzą naukowcy (Fot. Vernerey Researcher Group at CU Boulder)" title="Śledząc zachowanie mrówek ogniowych, możemy zaprojektować lepsze roboty – twierdzą naukowcy (Fot. Vernerey Researcher Group at CU Boulder)" /> – Zainfekowane rany stwarzają duże ryzyko śmiertelności u zwierząt. Mrówki Megaponera analis są narażone na częste urazy. Udało nam się odkryć, że gatunek ten potrafi określić, które rany zostały zakażone i odpowiednio je leczyć – napisali w artykule badacze. Autorzy twierdzą, że mrówki stosują na zakażone rany związki przeciwdrobnoustrojowe i białka, które wydzielane są przez gruczoł metapleuralny (zatułowiowy) zapachowy. Przyszłe badania mrówek mogą pomóc odkryć nowe antybiotyki dla ludzi Naukowcy odkryli, że za aplikowanie „antybiotyków” odpowiedzialne są robotnice, a substancja zmniejsza śmiertelność zakażonych mrówek nawet o 90%. – Analizy chemiczne wykazały, że infekcja rany jest powiązana ze specyficznymi zmianami w profilu węglowodorów naskórka. To prawdopodobnie umożliwia innym mrówkom zdiagnozowanie stanu infekcji rannych osobników i zastosowanie odpowiedniego leczenia przeciwdrobnoustrojowego – wyjaśniają uczeni. – Z wyjątkiem ludzi nie znam żadnej innej żywej istoty, która byłaby w stanie przeprowadzić tak wyrafinowane leczenie ran – powiedział dr Frank. Odkrycie to ma implikacje medyczne. – Główny patogen występujący w ranach mrówek, Pseudomonas aeruginosa, jest również główną przyczyną infekcji u ludzi. Kilka jego szczepów jest opornych na znane medycynie antybiotyki – dodał z kolei prof. Keller. Dr Frank stwierdził, że brakuje jednak dowodów, aby stwierdzić, że mrówki Megaponera analis są pod tym względem wyjątkowe. Badacz przekazał w oświadczeniu prasowym, że w przyszłości planuje zbadać inne gatunki mrówek, aby sprawdzić, czy również potrafią w podobny sposób leczyć zainfekowane rany. – Takie badania mogą doprowadzić do odkrycia nowych antybiotyków, które można będzie stosować również u ludzi – dodał dr Frank. Źródło: Nature Communications. Nasz ekspert Jakub Rybski Dziennikarz, miłośnik kina niezależnego, literatury, ramenu, gier wideo i dobrego rocka. Wcześniej związany z telewizją TVN24 i Canal +. Zawodowo nie boi się podejmować żadnego tematu, prywatnie bardzo zainteresowany polityką. Autor bloga na Instagramie "Mini Podróże".
Sztuczna inteligencja odkrywa nową klasę antybiotyków. Będą bronią przeciwko lekoopornym bakteriom
Model uczenia maszynowego spośród milionów związków chemicznych wybrał kandydatów na leki. Mają działać przeciwko najgroźniejszym lekoopornym bakteriom atakującym chorych w szpitalach.
W tym artykule: Sposób na bakterie Nowe antybiotyki, nowa inteligencja Nowe klasy antybiotyków 1,27 mln – tylu ludzi zmarło w 2019 r. z powodu zakażenia bakteriami, które rozwinęły oporność na używane obecnie antybiotyki. Tylko w Stanach Zjednoczonych infekcje patogenami opornymi na leki co roku dotykają prawie 3 mln ludzi. Ta liczba rośnie, i to na całym świecie. Powód? Nadmierne lub niepotrzebne stosowanie antybiotyków. Sprawiło ono, że niektóre bakterie nauczyły się przed nimi bronić. To ogromny problem, szczególnie dający się we znaki w szpitalach. Tam często dochodzi do zakażeń, z którymi nie radzą sobie nawet antybiotyki ostatniej szansy. Szczególnie groźne dla osłabionych pacjentów są dwie bakterie. Pierwsza to gronkowiec złocisty oporny na metycylinę (ang. Methicillin-resistant Staphylococcus aureus, MRSA). Druga – enterokoki oporne na wankomycynę (ang. Vancomycin-resistant Enterococcus, VRE). W najnowszym numerze „Nature” ukazał się artykuł, który opisuje poszukiwanie nowych broni przeciwko MRSA i VRE. Naukowcom pomogła w tym sztuczna inteligencja. Dzięki niej udało się wytypować kandydatów na nowe antybiotyki. Jeśli okażą się skuteczne, będzie to ogromne osiągnięcie. Nowe antybiotyki odkrywane są bowiem bardzo rzadko. Sposób na bakterie Po raz pierwszy dokonał tego w 1928 r. Alexander Fleming. Ten szkocki naukowiec spostrzegł, że znajdująca się w jego laboratorium pleśń Penicillium chrysogenum hamowała wzrost gronkowców. Odkrycie penicyliny było początkiem wielkiego sukcesu tego rodzaju leków. Wkrótce pojawiły się kolejne antybiotyki – naturalne i syntetyczne. Niestety ogłoszenie zwycięstwa w walce z chorobami z pomocą antybiotyków okazało się przedwczesne. Z czasem okazało się, że niektóre patogeny – nie tylko bakterie, ale i grzyby – w wyniku mutacji nabywają oporność na antybiotyki. Czyli – mimo ich obecności, nie przestają się namnażać. Powstrzymanie tego rodzaju infekcji czasami jest niemożliwe. 1000-letnia mikstura odtworzona w laboratorium. Niszczy lekooporne bakterie „Antyczbiotyczna” warzywna pasta przyrządzona według 1000-letniej receptury dała radę tam, gdzie współczesne antybiotyki nie mogły już pomóc. „Maść wzrok naprawiającą” odkryto ... <img src="https://images.immediate.co.uk/production/volatile/sites/63/2024/08/cyfrowa-wersje-medicinale-anglicum-mozna-znalezc-na-stronach-british-library-fot-the-british-library-board-royal-12-d-xvii-8fa5bee.jpeg" width="938" height="677" alt="Cyfrową wersję Medicinale Anglicum można znaleźć na stronach British Library (fot. The British Library Board (Royal 12 D xvii))" title="Cyfrową wersję Medicinale Anglicum można znaleźć na stronach British Library (fot. The British Library Board (Royal 12 D xvii))" /> Nowe antybiotyki, nowa inteligencja Stąd biorą się poszukiwania nowych antybiotyków, bardzo trudne. W naturze istnieją miliony związków chemicznych wytwarzanych przez rośliny czy zwierzęta. Jak spośród nich wyłowić te, które mogą zwalczać konkretne bakterie? Sprawdzanie jednej substancji po drugiej wymagałoby mnóstwa czasu i generowałoby gigantyczne koszty. Dlatego naukowcy sięgają po pomoc sztucznej inteligencji. Czyli modeli uczenia głębokiego, których zastosowanie przyspiesza proces selekcji potencjalnych zabójców bakterii. W opisanym w „Nature” przypadku badacze zaczęli od treningu sztucznej inteligencji. Najpierw przetestowali 39 tys. związków chemicznych i ich wpływ na gronkowca złocistego oraz ludzkie komórki wątroby, mięśni szkieletowych i płuc. Te dane zostały następnie wykorzystane do dostrojenia AI. Sztuczna inteligencja „uczyła się” nie tylko, jaki efekt poszczególne związki wywierały na bakterie i komórki, ale również jak wpływała na nie ich struktura chemiczna. Dzięki temu model mógł przewidywać potencjalne antybakteryjne działanie cząsteczki chemicznej i jej toksyczność dla ludzkich komórek. Nowe klasy antybiotyków W kolejnym etapie wytrenowane modele AI dostały dane o 12 mln związków chemicznych dostępnych komercyjnie. Z nich wybrały prawie 4 tys. substancji o potencjalnych właściwościach leczniczych. Następnie naukowcy określili, w jaki sposób struktura chemiczna tych substancji – np. ułożenie ich atomów − może odpowiadać za ich działanie lecznicze. Oceniając te informacje, badacze wytypowali nową potencjalną klasę antybiotyków. Co ważne, znaleziono dwa nietoksyczne związki zdolne do zwalczania zarówno MRSA, jak i VRE. Na koniec nowych kandydatów na lekarstwa przetestowano na myszach. Okazały się skuteczne przeciwko infekcjom skóry wywołanym przez MRSA. − Zidentyfikowaliśmy nową klasę antybiotyków, jedną z niewielu od 60 lat, która uzupełnia inne antybiotyki – mówi James Collins, jeden z współautorów pracy, na łamach „New Scientista”. Collins stoi na czele projektu Atibiotics-AI Project realizowanego na MIT. Jego celem jest znalezienie nowych klas antybiotyków przeciwko siedmiu największym bakteriom-zabójcom w ciągu siedmiu lat. Ma w tym pomóc sztuczna inteligencja. Źródła: CDC Nature New Scientist Phys.org Nasz ekspert Magdalena Salik Dziennikarka naukowa i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Pasjami czyta i pisze, miłośniczka literatury popularnonaukowej i komputerowych gier RPG. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com
Alexander Fleming odkrył penicylinę. Jednak pierwszy antybiotyk opracowali dwaj inni, mało znani uczeni
Alexander Fleming zapisał się w historii ludzkości jako odkrywca penicyliny. Jednak warto pamiętać, że pierwszy antybiotyk nie powstałby bez pracy innych naukowców.
W tym artykule: Kim był Alexander Fleming? Alexander Fleming i odkrycie penicyliny Florey i Chain stosują penicylinę w leczeniu Nobel dla trzech odkrywców penicyliny Dalsze losy Alexandra Fleminga Hasło „Alexander Fleming” od razu budzi skojarzenia z odkryciem penicyliny. Badacz dostał za to Nagrodę Nobla. Nic dziwnego – pierwszy antybiotyk zapoczątkował nową erę w medycynie. To jeden z najważniejszych wynalazków XX wieku. Dzięki skutecznym lekom bakteriobójczym uratowano niezliczoną rzeszę ludzi. Jaką jednak rolę odegrał w tym szkocki uczony? Kim był Alexander Fleming? Alexander Fleming urodził się w 1881 r. w rolniczej, szkockiej rodzinie. Zdobył wykształcenie i rozpoczął studia medyczne. Jednak nie od razu zajął się medycyną. Najpierw przez cztery lata pracował w biurze spedycyjnym. Potem odziedziczył spadek, który umożliwił mu powrót na uczelnię. Początkowo zamierzał zająć się chirurgią, ale znajomi namówili go, by przyjął pracę w grupie badawczej Almrotha Wrighta. Tam po raz pierwszy zainteresował się bakteriologią. Służył też na froncie I wojny światowej. Wówczas zwrócił uwagę na problem zakażeń ran u żołnierzy. To wtedy odkrył, że odkażanie ran nie zawsze pomaga pacjentom. LSD, płatki kukurydziane. Wynalazki, które powstały przypadkiem Niektóre wynalazki i odkrycia poprzedzają lata badań, eksperymenty i analizy właśnie tego konkretnego zjawiska czy dziedziny. Czasem jednak odkrywa się coś przypadkiem. Poznajcie kilka z naj... Kolejnego ważnego odkrycia dokonał w 1922 r. Pracował wówczas w Szpitalu Świętej Marii. Zaobserwował, że w tkankach i wydzielinach ludzkiego ciała znajduje się substancja zdolna do rozpuszczania ściany komórkowej niektórych bakterii. Substancję tę nazwał lizozymem. Później mówił o niej nawet jako o pierwszym antybiotyku. Jednak to miano przylgnęło przede wszystkim do penicyliny. Alexander Fleming i odkrycie penicyliny Głównym obiektem badań Alexandra Fleminga były bakterie zwane gronkowcami. Pobierał je z czyraków pacjentów i hodował w laboratorium na pożywkach. W 1928 r. tuż przed wyjazdem na urlop, zebrał wszystkie hodowle i ułożył na stosie. Po powrocie zauważył coś zaskakującego na jednej z płytek. Na jej brzegu pojawiła się kolonia pleśni – konkretnie pędzlaka (Penicillium). A bakterie wokół niej obumierały! Fleming, czując, że jest na tropie wielkiego odkrycia, rozpoczął hodowlę pędzlaka. Następnie pobrał nieco płynu, w którym rosła pleśń i zaserwował ją rozmaitym bakteriom. Wiele z nich obumierało. Po kilku miesiącach badań udało mu się wyizolować substancję antybakteryjną z pędzlaka. Od miana Penicillium nazwał ją penicyliną. Wkrótce potem zastosowano ją do leczenia ludzi. Tak odkryto pierwszy antybiotyk. Wciąż zresztą stosowany w leczeniu takich chorób jak kiła, zapalenie płuc i opon mózgowo-rdzeniowych. Ta powszechnie znana historia pomija, niestety, jeden z ważniejszych wątków. Otóż właściwości antybakteryjne penicyliny wcale nie zrobiły na Flemingu wielkiego wrażenia. Jeden z członków jego grupy badawczej zjadł trochę pleśni, ale nic to nie dało. Zaaplikowanie jej na infekcję w nosie nie przyniosło efektów. Odkażanie za jej pomocą ran pacjentów również dawało niejednoznaczne wyniki: czasem pomagało, czasem nie. Uczony zarzucił więc te próby i używał penicyliny wyłącznie do zwalczania niechcianych bakterii w swoich hodowlach. Florey i Chain stosują penicylinę w leczeniu Inne grupy badawcze też nie zainteresowały się tym odkryciem. Dopiero parę lat później Howard Florey z Uniwersytetu Oksfordzkiego wraz z Ernstem Chainem rozpoczął badania kilku substancji antybakteryjnych, w tym penicyliny. Howard Florey był australijskim patologiem, Ernst Chain – biochemikiem, który uciekł z nazistowskich Niemiec. Właściwości penicyliny tak ich zaintrygowały, że skupili się tylko na niej. Odkryli, że nie warto podawać tego leku doustnie, bo jest rozkładany w żołądku. W 1940 r. przeprowadzili kluczowy eksperyment: ośmiu myszom wstrzyknęli śmiertelną dawkę bakterii, a potem czterem z nich zrobili zastrzyk z penicyliny. Następnego zmarły te, którym nie podano wyciągu z pleśni. Kilka miesięcy później penicylinę zastosowano u ludzi. Pierwszym pacjentem był Albert Alexander, policjant w średnim wieku. Trafił do szpitala z poważnym zakażeniem. Wskutek infekcji stracił oko, a ropne zapalenie tkanek stwarzało ryzyko sepsy – śmiertelnie niebezpiecznego powikłania. 12 lutego 1941 roku Alexander stał się pierwszym pacjentem, któremu poddano penicylinę. Wkrótce nastąpiła u niego znacząca poprawa. Jednak lek był tak trudny w produkcji, że badacze musieli odzyskiwać go z moczu pacjenta w celu ponownego wstrzyknięcia. Gdy skończyły się zapasy, Alexander zmarł. Nobel dla trzech odkrywców penicyliny W 1941 r. rozpoczęto produkcję penicyliny. Wytwarzanie jej na skalę przemysłową stało się możliwe trzy lata później, za sprawą amerykańskiej firmy Charles Pfizer and Company. Dzięki temu wojska aliantów dokonujące inwazji na Normandię były zaopatrzone w ratujący życie lek. Nie była to jednak zasługa Fleminga. Dostrzegł to Komitet Noblowski, który w 1945 r. uhonorował nagrodą wszystkich trzech badaczy. Niestety, mit powielany w podręcznikach całkowicie pomija rolę Floreya i Chaina. Dalsze losy Alexandra Fleminga Alexander Fleming powiedział: „To natura wyprodukowała penicylinę, ja ją tylko odkryłem”. Przewidział też, że penicylina stosowana w niewłaściwy sposób może przestać być skuteczna. Obecnie to zjawisko znamy jako antybiotykooporność. Fleming pracował w Szpitalu Świętej Marii do końca swej aktywności zawodowej. Odkrycie penicyliny przyniosło mu wiele zaszczytów: w 1943 r. został członkiem Towarzystwa Królewskiego, w 1944 r. otrzymał brytyjski tytuł szlachecki, w 1945 r. został jednym z laureatów Nagrody Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny, w 1948 r. nadano mu tytuł profesora Bakteriologii Uniwersytetu Londyńskiego, w 1999 r. magazyn „Time” uznał go za jednego najważniejszych ludzi XX wieku. Zmarł w 1955 r. Zabił go zawał serca. Jako zasłużony obywatel został pochowany w Katedrze św. Pawła w Londynie. Jego laboratorium w Szpitalu Świętej Marii zostało zamienione w muzeum. Można je odwiedzać od poniedziałku do czwartku w godz. 10–13. Źródła: archiwum NG, Wikipedia, National Geographic.
Wynalazki XX wieku – lista najważniejszych odkryć zeszłego stulecia
Minione stulecie zaowocowało wieloma ważnymi odkryciami, z których większość jest rozwijana i udoskonalana do dziś. Bez nich nie mogłoby być mowy o innowacjach XXI wieku. Zastanawiasz się, jakie innowacje mamy na myśli? Poniżej wymieniamy najważniejsze wynalazki XX wieku.
W tym artykule: Komputer Mikroprocesor Internet Samolot Lotniczy silnik odrzutowy Sztuczny satelita Antybiotyki Zamek błyskawiczny Wynalazki XXI wieku jednoznacznie udowadniają, jak bardzo zaawansowana jest współczesna technologia. Warto jednak podkreślić, że w kwestii odkryć, które zrewolucjonizowały nasze życie, minione stulecie wcale nie pozostaje w tyle za czasami współczesnymi. Przede wszystkim należy zdać sobie sprawę z faktu, że XX wiek to jeden z najmroczniejszych rozdziałów we współczesnej historii. Dwa światowe konflikty pochłonęły mnóstwo ofiar, jednak na tle niszczycielskich działań wojennych rozwijała się technologia, która z czasem zaczęła przenikać do stref gospodarki niezwiązanych z przemysłem militarnym i do codziennego życia. Oczywiście nie wszystkie wynalazki XX wieku zostały opracowane z myślą o potrzebach armii, ale rozwijający się przemysł zbrojeniowy bez dwóch zdań napędził postęp technologiczny. Komputer Naszą listę otwiera wynalazek, który jak żaden inny zasługuje na miano przełomowego. Obecnie komputery są wykorzystywane w niemal każdej dziedzinie przemysłu. Są wykorzystywane w pracy, nauce, komunikacji i oczywiście w rozrywce. Kiedy powstał pierwszy komputer? To dość zawiła kwestia, której nie da się wyczerpująco wyjaśnić w kilku zdaniach. Sama koncepcja maszyny mogącej operować danymi i realizować dowolne ciągi instrukcji narodziła się jeszcze w XIX wieku. Należy jednak podkreślić, że pierwsze urządzenie, które można uznać za pełnoprawny komputer, powstało dopiero w XX wieku. Do tego miana pretenduje kilka wynalazków, jednak większość specjalistów uważa, że tytuł pierwszego komputera dzierży ENIAC, zaprezentowany w 1946 roku. Mikroprocesor Pierwsze komputery były ogromne i kosztowały majątek. To ograniczało ich zastosowanie do potrzeb ściśle określonych jednostek, a konkretnie – do realizowania niektórych potrzeb armii. Rozwój tej dziedziny nie zwalniał i już kilka dekad później powstała technologia, która umożliwiła produkcję tzw. mikrokomputerów. Za twórcę koncepcji mikroprocesora należy uznać Marciana Hoffa – jednego z pracowników firmy Intel. To właśnie amerykański informatyk wpadł na pomysł zintegrowania 12 niezależnych układów scalonych (wykorzystywanych w kalkulatorach) do formy jednego setu, który będzie w stanie realizować wszystkie ich funkcje. 15 listopada 1971 roku zaprezentowany został układ Intel 4004, za którego opracowanie odpowiadali Hoff i Federico Faggin – pierwszy procesor nadający się do seryjnej produkcji. Należy wspomnieć, że równolegle z Intelem swoje projekty rozwijały dwie inne firmy – Garrett AiResearch i Texas Instruments. Pierwsza opracowała zaawansowany układ CADC, stworzony z myślą o potrzebach armii, natomiast druga – mikroprocesor TMS 1000, odpowiednik chipa 4004. 10 wynalazków z czasów II wojny światowej, z których wciąż korzystamy Wojna to koszmar, z tym dyskutować się nie da. Jednak towarzyszący jej wyścig technologiczny przynosi czasem wynalazki, które zostają z nami i okazują się nieodzowne w czasach pokoju. Pozna... Internet Nie tylko komputer, ale także internet jest tworem XX wieku. Zresztą w tym miejscu nie kończą się cechy wspólne obu wynalazków, bo trzeba podkreślić, że podobnie jak komputer, internet powstał z myślą o potrzebach armii. Koncepcję transmisji danych w sieci komputerów opracował w 1961 roku Paul Baran – urodzony w Polsce amerykański naukowiec żydowskiego pochodzenia. W tym miejscu należy jednak wspomnieć, że rok wcześniej projekt globalnej sieci komputerowej przedstawił inny amerykański badacz – Joseph Liclider. Praca obu uczonych obracała się jednak w obszarze koncepcji. Faktyczne uruchomienie przodka współczesnego internetu nastąpiło nieco później. Pierwsze węzły komunikacyjne stworzyła organizacja badawcza ARPA, która na polecenie prezydenta Dwighta Eisenhowera opracowała zdecentralizowaną sieć wymiany danych, nazwaną ARPANET. Jej uruchomienie nastąpiło w 1969 roku. Pierwszy pojawił się w mailu w 1982 roku. Jak to się stało, że ludzkość pokochała emotikony? Dla jednych to zanieczyszczenie języka i wirus choroby uproszczania, dla innych doskonałe uzupełnienie języka pisanego. Kochamy je i ich nienawidzimy, ale bardzo chętnie używamy. Skąd się w... Samolot Człowiek wzbił się w przestworza zanim powstał pierwszy samolot. W XIX stuleciu Otto Lilienthal udowodnił, że możliwy jest lot ślizgowy maszyną bez napędu. Podbój podniebnej przestrzeni nastąpił jednak dopiero, gdy siłę nośną skrzydeł połączono z ciągiem wytwarzanym przez silnik. Za jednego z pioniera awiacji należy uznać Clémenta Adera, który w 1890 roku wykonał pierwszy lot (na dystansie ok. 50 m) opracowanym przez siebie samolotem z silnikiem parowym. Jego maszyna wzbiła się na wysokość zaledwie kilku cm, ale oderwała się od ziemi. Jeszcze wcześniej, bo w 1884 roku, w powietrze wzbił się samolot konstrukcji Aleksandra Możajskiego – rosyjskiego oficera polskiego pochodzenia. Rzecz w tym, że jego wynalazek wykonał de facto skok, nie lot, bo zanim oderwał się od ziemi, został wyrzucony w powietrze. Przełom nastąpił dopiero w XX wieku, a dokonali go bracia Orville i Wilbur Wright. W 1903 roku wykonali pierwszy kontrolowany przelot skonstruowanym przez siebie samolotem. Maszyna napędzana silnikiem tłokowym na 12 sekund, ale kolejne próby dały lepsze rezultaty. W jednym z kolejnych lotów (wykonanych tego samego dnia) samolot braci Wright pozostał w powietrzu przez 59 sekund i w tym czasie pokonał dystans 270 metrów. Lotniczy silnik odrzutowy Z czasem ludzie zapragnęli latać wyżej i szybciej. Rzecz w tym, że na znacznych wysokościach silnik tłokowy napotykał istotne ograniczenie w postaci mocno rozrzedzonego powietrza. Spełnienie tych zamierzeń wymagało zatem opracowania nowego napędu. Silnik odrzutowy nie jest nowością, bo już w I wieku n.e. Heron z Aleksandrii skonstruował jednostkę tego typu, napędzaną parą wodną. W tamtych czasach nie widziano jednak zastosowania dla tej technologii i traktowano ją jako ciekawostkę. W XII wieku w Chinach opracowano napęd rakietowy, jednak pierwszy lotniczy silnik odrzutowy powstał dopiero w XX wieku. Silnik jonowy. Jak działa, gdzie jest wykorzystywany i jak daleko można dzięki niemu polecieć w kosmos? Ludzkości marzy się dalsza eksploracja kosmosu, a nawet jego kolonizacja. W tym celu potrzebne są napędy rakietowe. Należy do nich m.in. silnik jonowy. Jakie są jego właściwości? <img src="https://images.immediate.co.uk/production/volatile/sites/63/2024/08/silnik-jonowy-jak-dziala-gdzie-jest-wykorzystywany-i-jak-daleko-mozna-dzieki-niemu-poleciec-w-kosmos-fot-nasa-jpl-c4bbdbb.jpeg" width="938" height="497" alt="Silnik jonowy. Jak działa, gdzie jest wykorzystywany i jak daleko można dzięki niemu polecieć w kosmos? (fot. NASA JPL)" title="Silnik jonowy. Jak działa, gdzie jest wykorzystywany i jak daleko można dzięki niemu polecieć w kosmos? (fot. NASA JPL)" /> Jednostkę skonstruował w 1910 roku Henri Coandă i zastosował ją w samolocie własnej konstrukcji (Coandă 1910). Silnik wykorzystywał konstrukcję tłokową, która odpowiadała za sprężanie powietrza i wtłaczanie go do komory spalania, gdzie po zmieszaniu z olejem napędowym ulegało zapłonowi. 20 lat później Frank Whittle opatentował pierwszy nowoczesny silnik odrzutowy. Wynalazek angielskiego konstruktora zrewolucjonizował awiację. 27 sierpnia 1939 roku odbył się pierwszy lot samolotem Heinkel He 178 z napędem turboodrzutowym. Sztuczny satelita Z niebios przenosimy się jeszcze wyżej, a konkretnie – na orbitę okołoziemską. W 2022 roku wokół naszej planety krążyło aż 8261 satelitów, w tym 4852 aktywnych. Pozwalają na prowadzenie obserwacji Ziemi, umożliwiają komunikację i dostarczają internet. Trzeba jednak wiedzieć, że pierwszy satelita osiągnął orbitę już w XX wieku, a dokładnie – 4 października 1957 roku. Mowa o Sputniku 1 – radzieckim wkładzie w realizację założeń Międzynarodowego Roku Geofizycznego. Początkowe założenia były nieco inne. Na orbitę miał trafić Sputnik 3 – znacznie bardziej zaawansowany satelita. Władze ZSRR wiedziały, że Amerykanie depczą im po piętach i gdy stało się jasne, że jednostka nie będzie gotowa na czas, Siergiej Korolow – szef radzieckiego biura kosmicznego – zadecydował o wysłaniu w przestrzeń mniejszego i prostszego satelity. Antybiotyki Historia napiętnowana jest epidemiami, które pochłonęły niezliczone istnienia ludzkie. Niedawna sytuacja udowodniła nam, że nawet w czasach rozwiniętej medycyny zagrożenie epidemiologiczne wciąż jest realne, ale nie wiadomo, jak dziś wyglądałaby nasza cywilizacja, gdybyśmy nigdy nie poznali antybiotyków. Pierwszy antybiotyk – penicylinę – odkrył w 1928 Alexander Fleming. Szkocki lekarz i bakteriolog zauważył, że zanieczyszczenie podłoża (którego rolę spełniała szalka Petriego) pleśnią Penicillium chrysogenum prowadzi do zatrzymania rozwoju kultur bakterii Staphylococcus. Zamek błyskawiczny Na koniec zostawiliśmy jeden z najbardziej prozaicznych wynalazków XX wieku, ale z całą pewnością także jeden z najbardziej przydatnych. We współczesnym przemyśle tekstylnym, zamek błyskawiczny jest jednym z najczęściej stosowanych zapięć. Większość osób najczęściej nie przywiązuje większej uwagi do tego elementu odzienia wierzchniego. Wystarczy jednak wyobrazić sobie, jak długo trwałoby zakładanie wszystkich zapinanych ciuchów, gdyby nie ten prosty, a zarazem genialny wynalazek. Zapięcia podobne do zamka błyskawicznego powstawały już w XIX wieku. Żadne z tych rozwiązań nie utrzymało się jednak na rynku. Współczesny ekler powstał w 1913 roku, a 4 lata później został opatentowany. Wynalazek szwedzkiego inżyniera Gideona Sundbacka początkowo był wykorzystywany w kombinezonach lotniczych, ale już w latach 20. znalazł znacznie szersze zastosowanie. Nasz ekspert Artur Białek Dziennikarz i redaktor. Wcześniej związany z redakcjami regionalnymi, technologicznymi i motoryzacyjnymi. W „National Geographic” pisze przede wszystkim o historii, kosmosie i przyrodzie, ale nie boi się żadnego tematu. Uwielbia podróżować, zwłaszcza rowerem na dystansach ultra. Zamiast wygodnego łóżka w hotelu, wybiera tarp i hamak. Prywatnie miłośnik literatury.
Roboty usunęły bakterie z płuc myszy. Czy w przyszłości miniaturowe maszyny zastąpią tabletki i zastrzyki?
Rój mikroskopijnych robotów pływających usunął bakterie z płuc zainfekowanych myszy. Podobne terapie mogą być w przyszłości wykorzystywane w leczeniu śmiertelnego bakteryjnego zapalenia płuc u ludzi.
W tym artykule: Roboty zbudowane z glonów przenoszą antybiotyki Pierwsze testy nowej terapii zakończone sukcesem Roboty pozwalają na zastosowanie mniejszej dawki antybiotyku Potrzebne są dalsze badania nad leczniczymi robotami Medyczne roboty mogą pomóc w leczeniu nowotworów Pseudomonas aeruginosa to bakteria zwana pałeczką ropy błękitnej. U ludzi często wywołuje zapalenie płuc następujące po podłączeniu do respiratora. Teraz uczonym udało się ją usunąć z płuc myszy. Zastosowali eksperymentalną terapię z wykorzystaniem biologicznych mikrobotów. Roboty zbudowane z glonów przenoszą antybiotyki To miniaturowe roboty pokryte warstwą nanocząsteczek zawierających antybiotyki. Same mikroboty zbudowane są z komórek glonów. Pozwala to maszynom na poruszanie się w płucach, co jest kluczem do ukierunkowanego i skutecznego leczenia. Natomiast nanocząsteczki antybiotyków umieszczonych na komórkach glonów zostały zbudowane z maleńkich polimerowych kulek. Pokryto je błoną komórkową z neutrofili, czyli jednej z odmian białych krwinek. Błona ta neutralizuje cząsteczki zapalne wytwarzane przez bakterie i własny układ odpornościowy organizmu. Co ważne, po wykonaniu zadania zarówno nanocząsteczki, jak i glony ulegają naturalnej degradacji. Pierwsze testy nowej terapii zakończone sukcesem Test przebiegł nad wyraz pomyślnie. Wszystkie zainfekowane i leczone dzięki mikrobotom myszy pokonały chorobę. Natomiast te z grupy kontrolnej, które nie otrzymały żadnego leczenia, zmarły w ciągu trzech dni od zainfekowania. Antybiotyki pójdą w odstawkę? Może zastąpić je glina stosowana przez kanadyjskich Indian Glinka z zatoki Kisameet Bay w Kolumbii Brytyjskiej zabija bakterie, z którymi nie radzą sobie antybiotyki - informuje serwis „EurekAlert”. – Dzięki danym uzyskanym z testu na myszach widzimy, że mikroroboty mogą potencjalnie poprawić skuteczność antybiotyków. To pozwoli wyeliminować patogeny bakteryjne i uratować życie większej liczby pacjentów – mówi kierujący badaniami Victor Nizet, profesor pediatrii na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego. Roboty pozwalają na zastosowanie mniejszej dawki antybiotyku Oczywiście technologia jest wciąż na dość wczesnym etapie badań. Jednak zebrane dane są bardzo obiecujące. Zadowolenie badaczy budzi przede wszystkim fakt, że dzięki mikrobotom udało się dostarczyć lek precyzyjnie w to miejsce, w którym był potrzebny. Naukowcy ustalili również, że leczenie z wykorzystaniem mikrobotów było bardziej skuteczne niż dożylne wstrzyknięcie antybiotyków. Aby osiągnąć ten sam efekt terapeutyczny, wstrzyknięta dawka leku musiała być 3000 razy wyższa niż dawka przeniesiona przez komórki glonów. Potrzebne są dalsze badania nad leczniczymi robotami Naukowcy są przekonani, że stworzona przez nich metoda może być użyteczna w leczeniu pacjentów oddychających dzięki respiratorom, u których często dochodzi do zapalenia płuc wywołanego pałeczką ropy błękitnej. Tym bardziej, że mikroboty mogą być dostarczane bezpośrednio do płuc poprzez rurkę w tchawicy. Po pierwszych udanych testach zespół badaczy zamierza skupić się na tym, w jaki sposób mikroboty wchodzą w interakcje z układem odpornościowym. Zanim technologia zostanie przetestowana na ludziach będą konieczne też kolejne próby na większych zwierzętach. – Naszym celem jest stworzenie technologii ukierunkowanego dostarczania leków do trudniej dostępnych części ciała, takich jak płuca – mówi inżynier chemik Liangfang Zhang z Uniwersytetu Kalifornijskiego San Diego. – Chcemy to zrobić w sposób, który jest bezpieczny, łatwy, trwały i dostosowany biologicznie do ludzkiego organizmu. Medyczne roboty mogą pomóc w leczeniu nowotworów Ukierunkowane dostarczanie leków z wykorzystaniem mikrobotów może pomóc w leczeniu trudnych, wyniszczających chorób. Może np. stanowić skuteczną alternatywę dla chemioterapii przeciwnowotworowej. Mikroboty mogą przezwyciężać ograniczenia związane z podawaniem nanoleków. Te maleńkie maszyny, o wielkości zaledwie 0,1–100 μm, mogą bardziej bezpośrednio i aktywnie zwalczać nowotwory. TEN robot leczy sprawniej i taniej niż ludzie własnymi rękoma. Pracuje we Wrocławiu Operacje robotem chirurgicznym da Vinci zmniejszają koszty leczenia pacjenta. Sprawiają, że chory szybciej odzyskuje sprawność i powraca do normalnego życia – ocenia prof. Wojciech Witkiewi... W przeciwieństwie do pasywnych nośników leków w formie nanocząstek, mikroroboty mogą być zaprojektowane tak, aby przenikały zarówno przez zdrowe, jak i zmienione nowotworowo tkanki. Mikroroboty mogą precyzyjnie dostarczać lek do zmiany nowotworowej, jednocześnie chroniąc specyfik przed rozcieńczeniem przez płyny ustrojowe. Mikroboty mogą być pomocne również w chirurgii. Mogą na przykład wykonywać mikrooperacje w trudno dostępnych miejscach lub pomóc wykonać precyzyjne obrazowanie zmienionych tkanek. Źródła: Nature Materials, Uniwersytet Kalifornijski w San Diego. Nasz ekspert Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Związana z magazynami portali Gazeta.pl oraz Wp.pl. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.
Niedźwiedzie ze Szwecji uodporniły się na antybiotyki. To dobra i zła wiadomość
Odkrycie naukowców to dowód na to, że możemy odwrócić problemy środowiskowe.
W tym artykule: Problem antybiotykoodporności na świecie Co mówi nam uzębienie niedźwiedzia? Silny wpływ człowieka Niemal każde globalne działanie człowieka wpływa na funkcjonowanie ekosystemów. Ostatnie badania nad populacją niedźwiedzi brunatnych ze Szwecji potwierdzają, że ludzie są w stanie poważnie szkodzić środowisku. Na szczęście ten mechanizm działa w dwie strony i właściwe działania mogą wprowadzać pozytywne zmiany na szeroką skalę. Problem antybiotykoodporności na świecie W latach 40. ubiegłego wieku rozpoczęto produkcję antybiotyków na skalę przemysłową. Preparaty miały zapoczątkować rewolucję w walce z zakażeniami bakteryjnymi. Szybko okazało się jednak, że rozwijająca się w dynamicznym tempie współczesna cywilizacja pogłębia problem antybiotykoodporności. Skalę tego zjawiska widać nie tylko u ludzi, ale również u zwierząt. Naukowcy przekonują, że niedźwiedzie brunatne ze Szwecji już od lat 50. ubiegłego wieku wykazują coraz większą odporność na antybiotyki. Leki przeciwdrobnoustrojowe zostały stworzone na podstawie systemów obronnych grzybów mikroskopijnych, takich jak pędzlak (Penicillium). W naturalnym środowisku pleśń pędzlaka wytwarza cząsteczki antybiotyków, aby bronić się przed bakteryjnymi zagrożeniami. Kilkadziesiąt lat temu ludzie nauczyli się wykorzystywać je dla własnych korzyści. Bakterie ewoluują jednak w odpowiedzi na coraz nowsze mechanizmy obronne pleśni. Dotyczy to również odporności na antybiotyki, co może być poważnym problemem dla ludzkości. Według raportu CDC z 2019 r. ponad 35 tys. Amerykanów umiera każdego roku po zakażeniu bakterią odporną na antybiotyki. Co mówi nam uzębienie niedźwiedzia? Nie wiemy, jak głęboko antybiotyki wnikają do środowiska. Jedną z dróg na pewno są ścieki. Zespół naukowców kierowany przez mikrobiolożkę Jaelle Brealey z Norweskiego Uniwersytetu Naukowo-Technicznego zbadał ich wpływ na naturę na przykładzie niedźwiedzi brunatnych zamieszkujących Szwecję. W badaniach wykorzystano czaszki zwierząt z muzeów. Eksponaty zebrano w latach 1842-2016. Analiza kamienia nazębnego pokazała naukowcom, jak na przestrzeni lat zmieniała się flora bakteryjna w jamach ustnych niedźwiedzi brunatnych. W latach 50. XX wieku poziom bakterii odpornych na antybiotyki wyraźnie wzrósł. Zaczął spadać dopiero w latach 80., co najprawdopodobniej było spowodowane ówczesnym rządowym zakazem stosowania antybiotyków w rolnictwie. – Większa różnorodność genów odpornych na antybiotyki wynikała prawdopodobnie z tego, że ludzie stosowali wiele różnych rodzajów antybiotyków – tłumaczy Brealey. Badane niedźwiedzie pochodziły z różnych regionów Szwecji. Naukowcy spodziewali się, że zaobserwują różnice w odporności na antybiotyki w zależności od tego, jak blisko miast znajdowały się siedliska zwierząt. Tak się jednak nie stało. – Wykryliśmy podobny poziom odporności na antybiotyki zarówno u niedźwiedzi żyjących daleko od skupisk ludzi, jak i tych, które osiedliły się bliżej – komentuje Katerina Guschanski, genetyczka z Uniwersytetu w Uppsali w Szwecji. Jak dodaje, wyniki badań wskazują na to, że „zanieczyszczenie środowiska antybiotykami stało się powszechnym zjawiskiem”. Silny wpływ człowieka U niedźwiedzi urodzonych po 1995 r. czyli po wprowadzeniu regulacji użycia antybiotyków, poziom antybiotykoodpornych bakterii jest coraz niższy. Naukowcy traktują to odkrycie jako dowód, że możemy odwrócić problemy środowiskowe. – Nasze badania wskazują na to, że ludzkie działania, zarówno negatywne, jak i pozytywne, mogą bezpośrednio wpływać na grupy drobnoustrojów, w tym te związane z dzikimi zwierzętami. Ograniczenie stosowania środków przeciwdrobnoustrojowych u ludzi i zwierząt może być skuteczne w zapobieganiu antybiotykoodporności w środowisku – podsumowują autorzy badań. Źródło: Current Biology
Antywitaminy niszczą bakterie oporne na antybiotyki. Obiecujące wyniki badań
Lekooporność bakterii, szczególnie tych odnajdywanych na oddziałach szpitalnych, jest rosnącym problemem współczesnej medycyny. Naukowcy wpadli niedawno na pomysł, by w terapii tych zakaźnych chorób skorzystać z rzadkich molekuł zwanych antywitaminami.
MRSA czy rzeżączka co roku zabijają 700 tys. ludzi na całym świecie. Cierpią nie tylko ludzie, bo nosicielami niewrażliwych na antybiotyki bakterii coraz częściej stają się zwierzęta. Nawet delfiny przed nimi nie uciekły. Dlatego każda dająca efekty metoda walki jest przyjmowana z entuzjazmem. Standardowe rozwiązanie, czyli antybiotyki, uderzają w zdolność bakterii do odczytywania własnych instrukcji genetycznych albo tworzenia ścianek chroniących komórki. Problem w tym, że mikroby mają nieznośną tendencję do “pożyczania” genów jedne od drugich, a nawet z otaczającego je środowiska. Ciężko wygrać z tak adaptacyjną taktyką. Zespół mikrobiologów pod kierunkiem Fabiana von Pappenheim postanowił uderzyć w bakterię od strony ich zapotrzebowania na witaminy. Zainspirowało go, że z takiej taktyki one same korzystają się do walki z mikrobiotyczną konkurencją. Bez witamin nie ma życia. Służą do budowy elementów wewnętrznych komórki. Odpowiadają też za przebieg procesów wewnątrzkomórkowych. Antywitaminy są podobne w tym względzie, że potrafią przed żywym organizmem udawać molekuły zwykłych witamin. View oEmbed on the source website Drobne różnice w budowie antywitamin powodują, że jako substytuty prowadzą do katastrofalnych w skutkach zmian, blokując funkcje pełnione przez witaminy. Dla połykających je bakterii stają się toksyczne. - Niczym ziarno piasku blokujące skomplikowaną przekładnię, tak zadziałać może jeden atom różniący antywitaminy od witamin – wyjaśnił w informacji prasowej molekularny enzymolog Kai Tittmann z uniwersytetu w Göttingen w Niemczech. Naukowcy z Niemiec toksyczne właściwości MTh przetestowali na bakteriach E. coli i enzymach człowieka. Okazało się, że zaburzyła ona metaboliczne reakcje bakterii w których uczestniczyła B1. Wyeliminowała ona z udziału w tych procesach anion karboksylowy kwasu glutaminowego, czyli glutaminian (jeden z podstawowych aminokwasów białkowych obecnych w prawie wszystkich białkach). Co bardzo ważne z punktu potencjalnego stosowania w leczeniu, przynajmniej w symulacji na modelach komputerowych, ludzki odpowiednik glutaminianu pozostał nietknięty przez MTh. – Białka człowieka nie wiążą się z antywitaminami wcale, albo w zakresie który jednak ich nie zatruwał – stwierdził Bert de Groot, chemik z Instytutu im. Maxa Plancka. W teorii więc, antywitamina MTh mogłaby być stosowana w terapii w celu zaburzenia krytycznych funkcji odpowiadających im witamin wykorzystywanych przez bakterie. W tym samym czasie ciało człowieka pozostawałoby nietknięte. - Natura pozwoliła wyewoluować systemom enzymatycznym zdolnym skutecznie rozróżniać strukturalnie zbieżne cząsteczki, które różnią się najwyżej jednym atomem. Nie możemy przewidzieć, czy albo jak bakteria będzie chciała się przed tym bronić – naukowcy napisali w swojej pracy opublikowanej w ”Nature Chemical Biology”.
Infekcja dziąseł powiązana z chorobą Alzheimera. Antybiotyk na demencję?
Dobrze znana naukowcom bakteria wywołuje przewlekłe zapalenie stany zapalne oraz jest związana z miażdżycą. To ważne odkrycie, bo daje informacje jakie są możliwe formy obrony przed chorobą.
Chodzi o bakterię Porphyromonas gingivalis, nazywaną w skrócie Pg. Jest ona dobrze znana między innymi stomatologom, bo powoduje silne dolegliwości dziąseł, które nierzadko kończą się utratą zębów. Grupa badaczy pod kierownictwem Stephena Dominy'ego oraz Casey Lynch przeanalizowała dokładnie budowę i zawartość mózgów 53 zmarłych osób, które cierpiały na chorobę Alzheimera. W aż 51, czyli w 96% przypadków, naukowcy trafili na ślad bakterii Pg. Co więcej, testy na myszach potwierdziły jej związek z pojawianiem się amyloidu beta w mózgu. To charakterystyczne białko jest wiązane z uszkodzeniami tego organu zachodzącymi podczas choroby Alzheimera. Według badań amyloid beta może się pojawiać właśnie jako efekt infekcji, mechanizm obronny organizmu w walce z Pg. Bakterię tego samego rodzaju znaleziono także w mózgach badanych zmarłych osób, które cierpiały na choroby dziąseł, jednak nie miały (jeszcze) problemów z pamięcią. Już wcześniej spekulowano na temat związku Pg z chorobą. Odkrycie pozwala naukowcom sądzić, że to bakteria powoduje chorobę, a nie odwrotnie: Alzheimer osłabia organizm ułatwiając wystąpienie zapalenia dziąseł. Prawdopodobnie gdyby pacjenci z Pg pożyli dłużej, pojawiłyby się u nich odpowiednie objawy. Nie wszyscy jednak zgadzają się z taką konkluzją. James Pickett z brytyjskiego Stowarzyszenia Alzheimera przekonuje, że wśród wielu potencjalnych przyczyn pojawiania się choroby Alzheimera infekcja dziąseł nie była nigdy wymieniana. Owszem, zgadza się, że infekcja może przyczynić się do uszkodzeń w obrębie mózgu, jednak nie jest to jeszcze ta choroba. Jednak autorzy badania opisanego w Science Advances nie mają wątpliwości, z czym mieli do czynienia, bo oprócz amyloidów beta w badanych mózgach wykryto obecność innych jasnych oznak choroby - białka tau oraz ubikwityny. Mówiąc w bardzo dużym uproszczeniu: choroba jest wynikiem gromadzenia się w mózgu właśnie takich białek – nieprawidłowych z punkty widzenia pracy naszego organizmu. Do tej pory nie powstał żaden skuteczny lek na to schorzenie, tylko w Wielkiej Brytanii choroba dotyka już 850 tysięcy osób., a w 2014 wyliczono, że zmaga się z nią 5 milionów Amerykanów. Co ciekawe, obecność Pg w organizmie nie oznacza natychmiastowego wyroku. Bakterię notuje się u mniej więcej 25% pacjentów, a jednak u tej części pacjentów nie wystapiło ani zakażenie dziąseł, ani choroba Alzheimera. Podczas eksperymentu na myszach lekarze chcieli sprawdzić czy i jak można zapobiec namnażaniu się bakterii Pg. Dlatego po wstrzyknięciu ich laboratoryjnemu zwierzęciu podano mu także specjalne cząsteczki COR388, które miały zahamować rozwój bakterii i odkładanie się szkodliwych białek. Eksperyment się udał i zanotowano redukcję ilości bakterii u myszy. Do opracowania skutecznego leku, który pozwoli zahamować postępującą chorobę jeszcze daleko. - Badania wykrywające mikroby stojące za chorą zą niezwykle przydatne – mówi profesor Tiag Oueiro z uniwersytetu w Chicago – mogą nas prowadzić do opracowywanie strategii walki, nam choćby antybiotyków. W najbliższych czasie mają rozpocząć się próby z COR388 na 500 ludziach z chorobą Alzheimera w stopniu niskim i średnim. Kto wie, może w niedalekiej przyszłości przyjdzie nam chronić się przed nią... antybiotykami. Źródło: CNN
"Koń trojański" na wojnie z superbakteriami. Nowy antybiotyk daje nadzieję
Testy kliniczne potwierdzają jego skuteczność. Cefiderocol potrafi przekraść się do wnętrza bakterii i jak komandos rozmontować ją od środka.
Z punktu widzenia biochemii jest to naprawdę fascynujące. Antybiotyk korzysta z cząsteczek żelaza w naszym organizmie jako kamuflażu. “Chwytając się” ich przenika przez błony ochronne bakterii i wnika do środka, a tam dokonuje jej zniszczenia. - Zachowuje się jak koń trojański – wyjaśnia Simon Portsmouth z Shionigi Inc, firmy odpowiadającej za stworzenie cafiderocolu – Wykorzystuje naturalną potrzebę bakterii do pobierania żelaza by przetrwać. Każdy nowy i skuteczny antybiotyk jest na wagę złota w związku z postępującym rozwojem bakterii odpornych na to czy walczyliśmy z nimi do tej pory. The Review on Antimicrobial Resistance przewiduje, że w 2050 roku liczba zgonów spowodowanych odpornymi na działanie leków zakażeniami z 700 tysięcy rocznie wzrośnie nawet do 10 milionów. Powtórzmy to: 10 milionów zgonów rocznie! Światowa Organizacja Zdrowia uznała za swój priorytet walkę z infekcjami antybiotykoopornymi. Dokonują ich bakterie gram ujemne, czyli takie, których nie wykrywa test barwienia metodą Grama. To wyjątkowo trudni do pokonania przeciwnicy odpowiedzialni za nawet 50% przypadków śmiertelnej sepsy. Cefidecorol jest pierwszym lekiem w swoim rodzaju, który dotarł z powodzeniem do późnych prób klinicznych. W drugiej fazie testów na ludziach został podany 448 dorosłym osobom zainfekowanym bakteriami gram ujemnymi. Okazał się znacznie skuteczniejsze niż dotychczasowe metody terapii, miał także mniej efektów ubocznych niż inne antybiotyki. Niestety wciąż wiele pytań pozostaje bez odpowiedzi, na przykład to, czy cefiderocol zadziała w walce ze złośliwymi infekcjami nerek. Gram ujemne bakterie na drodze ewolucji wypracowały sobie mechanizmy obrony przed antybiotykami, jak choćby podwójna membrana absorbująca ciała obce. Wyścig zbrojeń trwa. W teorii metoda konia trojańskiego może sprawdzić się wielokrotnie i ma gwarantowaną skuteczność. Jednak testy porównawcze przeprowadzano do tej pory tylko z używanymi obecnie antybiotykami. Nie zbadano efektu cefiderocolu na te infekcje, które już nauczyły się przed nimi bronić. - Sceptycyzm pozostanie dopóki nie pojawią się nowe dowody – ocenia Angela Huttner, ekspertka z Uniwersytetu w Genewie, komentując wyniki badań. W najbliższym czasie ma rozpocząć się trzecia faza badań. Cefiderocol ma stanąć do walki z zapaleniem płuc oraz infekcjami odpornymi na obecne antybiotyki. Źródło: Science Alert
Antybiotyki pójdą w odstawkę? Może zastąpić je glina stosowana przez kanadyjskich Indian
Glinka z zatoki Kisameet Bay w Kolumbii Brytyjskiej zabija bakterie, z którymi nie radzą sobie antybiotyki - informuje serwis „EurekAlert”.
Naukowcy z University of British Columbia (Kanada) zbadali antybakteryjne właściwości glinki z Kisameet Bay. Glinka ta była od stuleci stosowana do celów leczniczych przez zamieszkujące okoliczne tereny plemię Heiltsuk. Leczono nią wrzodziejące zapalenie okrężnicy, wrzody dwunastnicy, zapalenia stawów, nerwów i żył, podrażnienia skóry i oparzenia. Zawiesina glinki w wodzie okazała się skuteczna przeciwko 16 szczepom opornych na wiele leków bakterii powodującym większość infekcji wewnątrzszpitalnych - Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa i Enterobacter (często określanych skrótem ESKAPE od pierwszych liter ich nazw). Bakterie pochodziły z próbek pobranych w szpitalach (Vancouver General Hospital i St. Paul’s Hospital) oraz uniwersyteckiej oczyszczalni ścieków. Jak dotąd nie odnotowano szkodliwych następstw stosowania glinki u ludzi – dalsze badania mają zbadać ewentualną toksyczność potencjalnego leku. Zlokalizowane w płytkim granitowym basenie 400 kilometrów na północ od Vancouver złoża glinki powstały pod koniec ostatniej epoki lodowcowej, około 10 000 lat temu. Zasoby szacowane są na 400 tysięcy ton. Źródło: PAP
Antybiotyki przegrywają z chorobami? Polscy młodzi naukowcy znaleźli na to sposób
Zespół młodych badaczy z Trójmiasta opracował nowatorską metodę. Pomoże ona walczyć z chorobami tam, gdzie zawodzą antybiotyki.
Piątka naukowców pochodzi z Trójmiasta. Żadne z nich nie ma więcej niż osiemnaście lat. Działają pod kierownictwem profesora Michała Obuchowskiego z Międzyuczelnianego Wydziału Biotechnologii Uniwersytetu Gdańskiego i Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego. Wspólnie pracowali nad nową formą terapii, która pomoże zastąpić antybiotyki w leczeniu przewlekłych chorób. Polega na modyfikacji bakterii Escherichia coli. Dzięki temu będzie ona wytwarzać biomolekułę potrzebną do niszczenia czynnika powodującego chorobę. Na początek naukowcy wzięli się za opracowanie biomolekuły do walki z gronkowcem złocistym. Projekt zakłada jednak tworzenie kolejnych, przystosowanych do walki z innymi chorobami. Kim są młodzi naukowcy? Każdy z nich ma już za sobą pewne sukcesy i dużo pracy. Marcin Pitek jest finalistą Google Science Fair 2012, Olga Grudniak to laureatka programu Adamed SmartUP. Olgierd Kasprowicz dotarł do finału Turnieju Młodych Fizyków 2014, Filip Krawczyk to jeden z organizatorów konferencji matematycznej TriMAT 2015. Natalia Dziedzic natomiast od lat pasjonuje się i poświęca pracy w laboratorium. Wszyscy uczą się w III Liceum Ogólnokształcącego w Gdyni im. Marynarki Wojennej RP. Na swoje badania otrzymali dotację z funduszu Black Pearls. Sukces polskich naukowców zbiega się w czasie z niepokojącymi informacjami Światowej Agencji Zdrowia, która alarmuje o rosnącej odporności patogenów na antybiotyki. To oznacza, że konieczne będą nowe metody leczenia, właśnie tak innowacyjne, jak ta stworzona przez młody zespół z Pomorza. Autor: Błażej Grygiel