Προ των πυλών φαίνεται ότι βρίσκεται η εκτύπωση ανθρωπίνων οργάνων, ικανών να εμφυτευτούν με απόλυτη επιτυχία. Το κατόρθωμα του πανεπιστημίου του Wake Forest είναι εντυπωσιακό.

Η ζήτηση για συγκεκριμένα όργανα αλλά και ιστούς είναι ιδιαίτερα ψηλή, με τους δότες σε αρκετές περιπτώσεις να μην επαρκούν. Για αυτό το λόγο, εδώ και αρκετά χρόνια οι επιστήμονες αναζητούν τρόπους ώστε να συνθέσουν τεχνητά μοσχεύματα, ικανά να εμφυτευτούν αποτελεσματικά στον ανθρώπινο οργανισμό. Αυτό είναι ένα πραγματικά δύσκολο εγχείρημα, στο οποίο όμως οι ερευνητές έχουν αρχίσει να βρίσκουν λύσεις.

Μια ομάδα από το πανεπιστήμιο του Wake Forest, έχει δημιουργήσει έναν τρισδιάστατο βιο-εκτυπωτή, ικανό να δημιουργήσει συνθετικά οστά, χόνδρους και μυϊκούς ιστούς ικανούς να απορροφηθούν αποτελεσματικά, για διάρκεια αρκετών μηνών, από τους οργανισμούς. Η ερευνητική ομάδα τέσταρε τα προϊόντα του εκτυπωτή της σε διάφορα είδη ζώων, καταγράφοντας σημαντικές επιτυχίες.

Στην μελέτη που δημοσιεύτηκε σήμερα στο Nature Biotechnology, οι άνθρωποι του πανεπιστημίου υποστηρίζουν πως με λίγες ακόμα βελτιώσεις, τα μοσχεύματα τους θα είναι ικανά να εμφυτευτούν σε ανθρώπινους οργανισμούς, με πολύ μεγάλη επιτυχία.

Ο υπερσύγχρονος εκτυπωτής δημιουργεί συνθετικούς ιστούς από ένα βιοδιασπώμενο πολυμερές που περιέχει ζωντανά κύτταρα. Για την προφύλαξη τους, δημιουργεί επίσης ένα βιοδιασπώμενο «καλούπι» το οποίο διαλύεται, αφήνοντας πίσω του ένα πλέγμα ιστού που, δομικά, είναι πολύ σταθερός. Με αξονικές τομογραφίες που πραγματοποιούνται πριν από την έναρξη της εκτύπωσης, ο ιστός μπορεί να εκτυπωθεί στο ακριβές σχήμα που απαιτείται στο σώμα του ασθενούς.

Για πειραματικούς σκοπούς, οι επιστήμονες εκτύπωσαν ένα κομμάτι της ανθρώπινης κάτω γνάθου αλλά και τον χόνδρο του ανθρώπινου αυτιού. Εν συνεχεία, πήραν μικρά δείγματα από τα δύο συνθετικά προϊόντα και τα εμφύτευσαν σε ποντικούς. Μετά από μερικές εβδομάδες, τα εμφυτεύματα είχαν ενσωματωθεί πλήρως αποτελεσματικά στους οργανισμούς των ποντικιών. Ηταν απόλυτα υγιή και λειτουργούσαν σε πολύ καλό βαθμό.

Οι ερευνητές ωστόσο, δεν έχουν ακόμα πειραματιστεί σε ανθρώπινους οργανισμούς. Σύμφωνα με όσα δημοσιεύτηκαν στο Nature Biotechnology, για να συμβεί αυτό απομένουν λίγα ακόμα, αλλά σημαντικά, βήματα.

Αλλη μία ομάδα ερευνητών στις ΗΠΑ -μεταξύ των οποίων μία Ελληνίδα επιστήμων- ανακοίνωσε ότι ανέπτυξε στο εργαστήριο μικροσκοπικούς εγκεφάλους, που διαθέτουν πολλούς νευρώνες και άλλα κύτταρα του κανονικού ανθρώπινου εγκεφάλου.

Οι μικροσκοπικοί εγκέφαλοι διαθέτουν επίσης μερικές -ασφαλώς ούτε κατά διάνοια όλες- από τις φυσιολογικές λειτουργίες, όπως τη δημιουργία μυελίνης που μονώνει τα νεύρα, αλλά και την αυθόρμητη εκδήλωση ηλεκτροχημικής δραστηριότητας, που μπορεί να καταγραφεί με ηλεκτρόδια και η οποία παραπέμπει στη σκέψη, αν και σε πρωτόγονη μορφή.

Ο εργαστηριακός εγκέφαλος, που μπορεί να αναπαραχθεί σε μαζική κλίμακα, προορίζεται να βοηθήσει την φαρμακολογική και άλλη έρευνα πάνω στις διάφορες νευρολογικές παθήσες (Αλτσχάιμερ, Πάρκινσον, πολλαπλή σκληρυνση, αυτισμό κ.α.), ενώ θα μειώσει και την ανάγκη να γίνονται ανάλογα τεστ σε ζώα.

Οι ερευνητές της Ιατρικής Σχολής και της Σχολής Δημόσιας Υγείας του Πανεπιστημίου Τζονς Χόπκινς της Βαλτιμόρης, με επικεφαλής τον καθηγητή τοξικολογίας Τόμας Χάρτουνγκ, έκαναν τη σχετική ανακοίνωση σε συνέδριο της Αμερικανικής Ένωσης για την Προώθηση της Επιστήμης (AAAS) στην Ουάσιγκτον. Στην ερευνητική ομάδα συμμετέχει η ελληνίδα Γεωργία Μακρή, που πήρε το διδακτορικό της από το Ινστιτούτο Παστέρ στην Αθήνα και σήμερα είναι μεταδιδακτορική ερευνήτρια στο Τμήμα Νευρολογίας του Τζονς Χόπκινς.

 Οι μίνι-εγκέφαλοι έχουν διάμετρο όσο το μάτι μιας μύγας ή ενός μολυβιού -το μέγεθος που έχει ο εγκέφαλος ενός εμβρύου δύο μηνών- και είναι οριακά ορατοί με γυμνό μάτι. Εκατοντάδες χιλιάδες αντίγραφά τους μπορούν να παραχθούν σε κάθε «φουρνιά» (καλλιέργεια). Εκτός από τις νευρολογικές παθήσεις, έχουν ήδη αρχίσει δοκιμές για την αξιοποίηση των εργαστηριακών εγκεφάλων σε περιπτώσεις ιογενών λοιμώξεων, τραυμάτων και εγκεφαλικών επεισοδίων.

Οι επιστήμονες δήλωσαν αισιόδοξοι ότι τέτοιοι μίνι-εγκέφαλοι θα αλλάξουν δραματικά τον τρόπο που δοκιμάζονται τα νέα φάρμακα από πλευράς ασφάλειας και αποτελεσματικότητας. Οι μίνι-εγκέφαλοι έχουν ως «πρώτη ύλη» δερματικά ενήλικα κύτταρα, που -μετά από γενετικό επαναπρογραμματισμό- μετατρέπονται σε πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα, παρόμοια με τα εμβρυικά, και τελικά εξειδικεύονται σε εγκεφαλικά κύτταρα.

Οι εν λόγω μικροσκοπικοί εγκέφαλοι είναι «μπάλες» κυττάρων, που αναπτύσσουν δομές παρόμοιες των κανονικών εγκεφάλων μέσα σε διάστημα δύο μηνών στο εργαστήριο. Θεωρούνται ανώτεροι για την μελέτη των εγκεφαλικών παθήσεων, σε σχέση με τα ευρέως χρησιμοποιούμενα πειραματόζωα όπως οι αρουραίοι και τα ποντίκια, επειδή αποτελούνται από κύτταρα ανθρώπων και όχι τρωκτικών.

 Όπως ανέφερε ο Χάρτουνγκ, «το 95% των φαρμάκων, αφότου έχουν δοκιμασθεί σε ζώα, δείχνουν πολλά υποσχόμενα, αλλά στη συνέχεια αποτυγχάνουν, όταν δοκιμάζονται στους ανθρώπους, πράγμα που σημαίνει μεγάλη σπατάλη χρόνου και χρημάτων».

«Δεν είμαστε αρουραίοι, όπως δεν είμαστε ούτε μπάλες κυττάρων. Όμως μπορούμε να πάρουμε καλύτερες πληροφορίες από αυτές τις κυτταρικές μπάλες, παρά από τα τρωκτικά», τόνισε.

'Αλλες επιστημονικές ομάδες στις ΗΠΑ και την Αυστρία έχουν ήδη δημιουργήσει μεγαλύτερους μίνι-εγκεφάλους, οι οποίοι όμως δεν μπορούν να αναπαραχθούν μαζικά σε πανομοιότυπη μορφή.

«Ο δικός μας μίνι-εγκέφαλος δεν είναι ούτε ο πρώτος, ούτε κατ' ανάγκη ο καλύτερος. Όμως είναι ο πιο τυποποιημένος. Και όταν δοκιμάζει κανείς φάρμακα, αυτό είναι καθοριστικό», δήλωσε ο Χάρτουνγκ. «Επιπλέον, αν τέτοια μοντέλα του εγκεφάλου χρησιμοποιηθούν από κάθε εργαστήριο, τότε θα μπορέσουμε να αντικαταστήσουμε σε ευρεία κλίμακα τα πειράματα στα ζώα», πρόσθεσε.

Ο αμερικανός τοξικολόγος ήδη κατέθεσε αίτηση για την κατοχύρωση της σχετικής πατέντας, ενώ αναπτύσσει και την εταιρεία Organome για την παραγωγή τους, η οποία αναμένεται να αρχίσει έως το τέλος του 2016, σε συνεργασία με την εταιρεία Atera του Λουξεμβούργου.

imerisia.gr

Επιστήμονες του Παρατηρητηρίου LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) στις ΗΠΑ ανακοίνωσαν ότι ανίχνευσαν βαρυτικά κύματα -«ρυτιδώσεις» στον ιστό του χωροχρόνου- επιβεβαιώνοντας έτσι τη σχετική φημολογία των τελευταίων εβδομάδων.

Το «σήμα» θεωρείται καθαρό και αξιόπιστο, οπότε η ανακοίνωση -αν και προς το παρόν δεν έχει επιβεβαιωθεί από άλλο επιστημονικό πείραμα- θεωρείται βαρύνουσα και αληθινή.

Την προηγούμενη φορά, το 2014, που είχε γίνει μία ανάλογη ανακοίνωση από άλλη ερευνητική κοινοπραξία, είχε αργότερα διαψευσθεί. Τώρα όμως, όπως τονίστηκε σε σχετική συνέντευξη Τύπου στην Ουάσιγκτον, η ανίχνευση είναι αξιόπιστη.

Η πηγή των βαρυτικών κυμάτων είναι μία σύγκρουση και συγχώνευση δύο τεράστιων μαύρων τρυπών, με μάζες περίπου 30 φορές μεγαλύτερη του Ήλιου, σε απόσταση 1,3 δισεκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη. Το συμβάν αυτό απελευθερώνει τεράστια μάζα-ενέργεια με τη μορφή βαρυτικών κυμάτων, τα οποία έγιναν αντιληπτά από τους ανιχνευτές του LIGO.

“Ναι, καταφέραμε να καταγράψουμε τα βαρυτικά κύματα“, ανέφερε χαρακτηριστικά ο καθηγητής David Reitze, που ηγείται της ερευνητικής ομάδας.

Όπως είπε ο David Reitze, διευθυντής του Εργαστηρίου LIGO του Caltech, μέσω των βαρυτικών κυμάτων παρατηρήθηκε για πρώτη φορά μια συγχώνευση δύο μαύρων οπών, μια απόδειξη ότι οι μαύρες τρύπες όντως υπάρχουν.

“Ανοίγουμε ένα νέο παράθυρο στο σύμπαν“, τόνισε ο καθηγητής. “Αυτά τα κύματα αποκαλύπτουν τις κινήσεις για τη δημιουργία μιας μαύρης τρύπας“, συμπληρώνει. “Είναι η πρώτη φορά που ακούμε το σύμπαν να μας ‘μιλά‘”, καθώς αυτά τα κύματα δημιουργούν εκτός από κίνηση, την οποία το ανθρώπινο μάτι αδυνατεί να αντιληφθεί και ήχο.

Οι ερευνητές του LIGO ανίχνευσαν ένα περαστικό βαρυτικό κύμα που δημιουργήθηκε καθώς δύο μακρινές μαύρες τρύπες, η μία με μάζα 29 φορές και η άλλη 36 φορές μεγαλύτερη από τη μάζα του Ήλιου, κινήθηκαν σπειροειδώς η μία προς την άλλη και τελικά συγχωνεύτηκαν.

Δικαίωση για τον Αϊνστάιν 100 χρόνια μετά

Τα βαρυτικά κύματα είχαν προβλεφθεί από τη Γενική Θεωρία Σχετικότητας του Αϊνστάιν πριν από ένα αιώνα, αλλά ποτέ δεν είχαν παρατηρηθεί άμεσα μέχρι σήμερα, παρότι αναζητούνται εδώ και δεκαετίες. Μέχρι σήμερα, ψευδή σήματα και ανεπαρκή όργανα εμπόδιζαν την ανίχνευσή τους, καθώς τα μακρινά βαρυτικά κύματα φθάνουν στη Γη σχετικά εξασθενημένα.

Αυτή τη φορά το σήμα που ανιχνεύθηκε, συμφωνεί απολύτως με τις θεωρητικές προβλέψεις του Αϊνστάιν. «Επί μήνες κάναμε αναλύσεις και επανελέγχους , ώστε να είμαστε σίγουροι ότι πρόκειται για τα βαρυτικά κύματα και τώρα είμαστε πεπεισμένοι», τόνισε ο κ. Reitze.

Τα βαρυτικά κύματα εξαπλώνονται στο Σύμπαν ως ομόκεντροι κύκλοι από μια κατακλυσμική πηγή-αφετηρία (ένα ακραία βίαιο συμβάν όπως εκρήξεις ή συγκρούσεις άστρων ή μαύρων τρυπών), «συμπιέζοντας» και «τεντώνοντας» τον ιστό του χωροχρόνου.

Η ανίχνευσή τους αναμένεται να χαρίσει ένα Νόμπελ Φυσικής στους επιστήμονες που έκαναν την ανακοίνωση, καθώς πρόκειται για μια από τις σημαντικότερες ανακαλύψεις της εποχής μας.

Παράλληλα με την προφορική ανακοίνωση από επιστήμονες των πανεπιστημίων Caltech (Τεχνολογικού Ινστιτούτου Καλιφόρνια) και ΜΙΤ, της ερευνητικής κοινοπραξίας LIGO και του Εθνικού Ιδρύματος Επιστημών (NSF) των ΗΠΑ, γίνονται οι σχετικές επιστημονικές δημοσιεύσεις, με την πρώτη στο «Physical Review Letters».

Η Gabi Gonzales ερευνήτρια της ομάδας LiGO, τόνισε πως το πρώτο σήμα εντοπίστηκε στη Λουιζιάνα, ενώ μια ώρα αργότερα εντοπίστηκε ένα παρόμοιο σήμα, στη Ουάσινγκτον.

Το Παρατηρητήριο Βαρυτικών Κυμάτων Μέσω Συμβολόμετρου Λέιζερ (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory – LIGO) αποτελείται από δύο πανομοιότυπους υπερευαίσθητους ανιχνευτές, κατασκευασμένους από ερευνητές του Caltech και του ΜΙΤ με χρηματοδότηση του NSF, οι οποίοι είναι εγκατεστημένοι σε απόσταση περίπου 3.000 χιλιομέτρων μεταξύ τους, ο ένας στο Λίβινγκστον της Λουιζιάνα και ο άλλος στο Χάνφορντ της Ουάσιγκτον.

Κάθε ανιχνευτής έχει δύο βραχίονες τεσσάρων χιλιομέτρων σε σχήμα «L», κατά μήκος των οποίων στέλνεται μια ακτίνα λέιζερ, που διαχωρίζεται σε δύο και μετά ανακλάται πάλι πίσω. Το πείραμα προσπαθεί να «πιάσει» τις ανεπαίσθητες δονήσεις που αφήνουν στο πέρασμα τους από τη Γη τα βαρυτικά κύματα, καθώς επί εκατομμύρια έτη ταξιδεύουν στο Σύμπαν με την ταχύτητα του φωτός. Ένα διερχόμενο από τον πλανήτη μας βαρυτικό κύμα μεταβάλλει απειροελάχιστα -αλλά μετρήσιμα- την απόσταση που διανύει η ακτίνα λέιζερ στους ανιχνευτές LIGO.

Τα βαρυτικά κύματα έχουν παρατηρηθεί έμμεσα το 1993, από τους Taylor και Hulse, ωστόσο είναι η πρώτη φορά που τα παρατηρούμε άμεσα, πρόκειται για την πρώτη φορά που παρατηρούνται κατευθείαν από την πηγή.

Στη σχετική ανακοίνωση του Εθνικού Ιδρύματος Ερευνών των ΗΠΑ, αναφέρεται πως τα βαρυτικά κύματα είναι ρυτιδώσεις στην ίδια την υφή του χωροχρόνου, είναι κυματισμοί που πηγάζουν από βίαια κοσμικά φαινόμενα και διαδίδονται στο Σύμπαν με την ταχύτητα του φωτός.

Το LIGO λειτούργησε μεταξύ 2002-2010 χωρίς επιτυχία, ενώ μετά από μια αναβάθμιση κόστους 200 εκατ. δολαρίων, που βελτίωσε δραστικά τις δυνατότητές του, τέθηκε ξανά σε λειτουργία πέρυσι τον Σεπτέμβριο ως Advanced LIGO.

Και άλλες ερευνητικές ομάδες, με άλλα επίγεια πειράματα, προσπαθούν να ανιχνεύσουν τα βαρυτικά κύματα, με κυριότερη τη VIRGO στην Ιταλία. Το σχετικό πείραμα λειτούργησε χωρίς ευρήματα έως το 2011, μετά αναβαθμίστηκε σε Advanced Virgo και θα επαναλειτουργήσει εντός του 2016.

Μία άλλη επιστημονική ομάδα-πείραμα είναι το BICEP-2 στην Ανταρκτική, που έκανε την «γκάφα» πρόπερσι, ανακοινώνοντας ότι είχε παρατηρήσει τα αρχέγονα βαρυτικά κύματα της «Μεγάλης Έκρηξης» (Μπιγκ Μπανγκ), ενώ μάλλον επρόκειτο για παραπλανητικό εύρημα εξαιτίας της διαστρικής σκόνης. Τα επόμενα χρόνια, σχεδιάζεται και το πρώτο αντίστοιχο πείραμα στο διάστημα (Laser Interferometer Space Antenna-LISA).

Προπομπός του είναι η αποστολή του επιστημονικού δορυφόρου LISA Pathfinder, που εκτόξευσε πέρυσι η Ευρώπη.

Η ανακάλυψη των βαρυτικών κυμάτων μεταξύ άλλων ανοίγει ένα τελείως νέο πεδίο στην αστρονομία: την «αστρονομία βαρυτικών κυμάτων» ή «βαρυτική αστρονομία», που θα προστεθεί στην οπτική αστρονομία, στη ραδιοαστρονομία, στην αστρονομία ακτίνων-Χ, υπερύθρων, νετρίνων κ.ά. Η βαρυτική αστρονομία θα «ακούει» -παρά θα «βλέπει»- πράγματα άγνωστα έως τώρα, εφόσον τα βαρυτικά κύματα, καθώς ταξιδεύουν στο Σύμπαν, δεν εμποδίζονται από τίποτε. Επιπλέον, θα αποτελέσει το καλύτερο ίσως «παράθυρο» για τη μελέτη του προέλευσης του Σύμπαντος, αφού τα βαρυτικά κύματα υπήρχαν εξαρχής, πολύ πριν «γεννηθεί» το φως στον Κόσμο.

news247.gr