Первая пересадка свиного лёгкого и день рождения Юпитера: научные открытия недели

Нелёгкая трансплантация

Ксенотрансплантология, то есть пересадка человеку органов животных (или любая межвидовая трансплантация) развивается десятилетиями, но главных своих задач пока не решила. Сердце и другие ключевые органы, полученные от животных, у человека не приживаются. Не помогает даже редактирование генома доноров. Врачи уже не первый год пытаются добиться успеха в пересадке свиных сердец, почек, печени, но пока серьёзного прогресса нет. Очередной эксперимент недавно провели в Китае. Там впервые человеку пересадили лёгкое свиньи.

Реципиентом стал 39-летний мужчина, у которого наступила смерть мозга после кровоизлияния. Лёгкое для трансплантации взяли у свиньи с шестью геномными модификациями. У животного удалили три гена для снижения риска развития иммунного ответа и добавили три человеческих гена для защиты органа от отторжения. Операцию провели ещё в середине мая, но её подробности стали известны только недавно. Результаты работы опубликовали сотрудники Медицинского университета Гуанчжоу в журнале Nature Medicine.

В первые три дня после операции признаков отторжения или инфекции трансплантата не наблюдалось. Но через 24 часа специалисты заметили отёк лёгкого и повреждение ткани из-за приостановки подачи кислорода в орган во время процедуры пересадки. Также на третий и шестой дни проявились повреждения, вызванные атакующими орган антителами. Впрочем, на девятый день они уменьшились. Дальше динамику проследить не удалось, поскольку семья реципиента попросила прекратить эксперимент.

У детей ткань лёгких бледно-розового цвета, у взрослых она постепенно темнеет из-за вдыхаемых частиц и пыли Фото: © Jo Panuwat D / Shutterstock / FOTODOM

Лёгкие — самые сложные органы для трансплантации. В них больше кровеносных сосудов, чем в других органах, поддающихся пересадке. Значит, они сильнее подвержены атакам иммунной системы, которые могут привести к образованию тромбов и повреждению тканей. Специалисты отмечают, что ксенотрансплантация лёгких подходит пациентам, у которых нет других вариантов лечения. Они, скорее всего, умрут в ожидании органа от человека-донора.

Чтобы снизить риски повреждения свиного лёгкого и его отторжения организмом, учёные предлагают улучшить методы его сохранения и рассмотреть другие комбинации генетической модификации у животных-доноров. Врачи утверждают, что прошедшая операция делает возможной пересадку человеку практически любого свиного органа. 

Крупнейший детектор нейтрино

Jiangmen Underground Neutrino Observatory, или Juno, — это большая подземная лаборатория недалеко от города Цзянмэнь в провинции Гуандун. Там на глубине около 700 метров находится бассейн с водой глубиной 44 метра. Внутри него гигантский шар диаметром более 35 метров, заполненный 20 000 тонн жидкого сцинтиллятора. 

Строительство детектора завершили в декабре 2024 года, после чего начался длительный процесс заполнения его жидкостью Фото: english.news.cn

Это первый в мире детектор нейтрино такого масштаба и точности, и на уходящей неделе, 26 августа, там начался сбор данных. Ожидается, что многоцелевая обсерватория для наблюдения за нейтрино позволит найти ответы на фундаментальные вопросы о природе материи и Вселенной. Для этого на первом этапе детектор будет измерять массу нейтрино, производимых двумя атомными установками — в Тайшане и Янцзяне, которые расположены в 53 км от объекта. Проект инициирован Китайской академией наук в 2008 году. В нём участвовали более 700 учёных из 17 стран. Juno рассчитан на 30-летний срок службы с возможностью модернизации для решения других задач. 

#космос #Китай

Чем заняты китайские ученые в самой глубокой подземной лаборатории планеты?

Читать

Парацетамол и ибупрофен сделали бактерии сильнее

Распространённые жаропонижающие и обезболивающие повысили устойчивость бактерий к антибиотикам. Новое исследование показало, что парацетамол и ибупрофен по отдельности способствовали развитию антибиотикорезистентности, а вместе усилили этот эффект. Австралийские учёные обнаружили, что эти препараты значительно увеличили количество генных мутаций у кишечной палочки (Escherichia coli), что привело к повышению её устойчивости к антибиотику. Когда анальгетики принимали вместе с ципрофлоксацином, количество мутаций росло. Это помогало бактериям становиться менее восприимчивыми не только к данному препарату, но и к другим подобным. 

Большинство штаммов E.coli безвредны и присутствуют в нормальной микрофлоре кишечника человека, но некоторые способны вызывать тяжёлые отравления, инфекции кишечника и мочевыводящих путей Фото: © Ezume Images / Shutterstock / FOTODOM

По оценкам ВОЗ, лекарственно-устойчивые бактерии ежегодно провоцируют смерть примерно у 5 млн человек. Неправильное использование противомикробных препаратов приводит к ускоренному развитию и распространение супербактерий, что затрудняет лечение инфекций. Если ситуация не изменится, к 2050 году число смертей может вырасти до 10 млн.

Маркеры дневной сонливости в крови

Американские учёные провели исследование с участием более 6 000 человек. Им делали анализ крови и спрашивали, часто ли их клонит в сон днём. Позже специалисты проанализировали 877 метаболитов, полученных из биоматериала испытуемых. Речь идёт о молекулах, которые циркулируют в крови и участвуют в обмене веществ. Среди сотен метаболитов выявили семь, которые напрямую влияют на уровень дневной бодрости. Это своего рода «биологические маркеры» усталости, на некоторые может повлиять смена диеты.

Дигомолинолеат и докозадиеноат — это жирные кислоты омега-6, которые работают как природный энергетик. Эти вещества содержатся в орехах, семенах, цельнозерновых продуктах, жирной рыбе и морских водорослях. Для бодрости важен и сфингомиелин. Его уровень можно повысить, употребляя яйца, сою, молочные продукты и нежирное мясо. А вот тирамин обладает обратным эффектом — это вещество образуется в выдержанных сырах, копчёностях, продуктах брожения, перезрелых фруктах и овощах. У мужчин высокий уровень тирамина напрямую связан с дневной сонливостью.

Зависит состояние человека и от гормонального фона. Прегнендиол сульфат — метаболит, который работает как нейростероид. Он взаимодействует с теми же GABA-рецепторами, на которые действуют снотворные, но наоборот, то есть чем его больше, тем меньше хочется спать. Справляться со стрессом и не испытывать дневную усталость также позволяет высокий уровень тетрагидрокортизол глюкуронида. Утренний свет, регулярный сон и управление стрессом помогают поддерживать хороший уровень этого метаболита.

Чрезмерная дневная сонливость — проблема, которая обычно накладывается на другие нарушения сна и циркадных ритмов Фото: © fizkes / Shutterstock / FOTODOM

Такие исследования способствуют накоплению знаний для создания эффективной индивидуальной терапии хронической усталости. Персонализированный подход позволит скорректировать диету и образ жизни пациента для лечения.

Рождение Юпитера

Примерно 4,5 млрд лет назад самая большая планета Солнечной системы стремительно разрослась до своих огромных размеров. Её гравитационное притяжение нарушило орбиты небольших каменистых и ледяных тел, похожих на современные астероиды и кометы — их называют планетезималями. Небесные тела начали сталкиваться друг с другом на высокой скорости, а содержащиеся в них камни и пыль расплавлялись при ударе, образовывая плавающие капли жидкой породы, или хондры, которые учёные находят в сохранившихся метеоритах.

Хондры — крошечные сферы диаметром примерно 0,1–2 мм, которые появлялись в астероидах при формировании Солнечной системы. Миллиарды лет спустя части астероидов падали на Землю в виде метеоритов. Вопрос, почему хондры имеют круглую форму, десятилетиями мучал учёных. И вот недавно команде японских и итальянских исследователей удалось впервые определить, как появились эти капли, и точно датировать образование Юпитера. Учёные выяснили, как характеристики хондр (размеры, скорость охлаждения в космосе) определяются водой, содержащейся в планетезималях.

Два газовых гиганта — Юпитер и Сатурн — выделяются на фоне других планет Фото: © alinkiritescu / Shutterstock / FOTODOM

Учёные разработали компьютерные модели роста Юпитера и отследили, как его гравитация вызывала высокоскоростные столкновения между каменистыми и насыщенными водой планетезималями. Специалисты отмечают, что предыдущие теории не могли объяснить характеристики хондр. А новая модель вписывается в естественные условия, которые были в ранней Солнечной системе, когда формировался Юпитер. Авторы исследования также показали, что образование хондр совпадает с интенсивным накоплением небулярного газа Юпитером, которое привело к его росту. Данные, полученные при анализе метеоритов, говорят о том, что пик образования хондр пришёлся на период 1,8 млн лет после появления Солнечной системы. Это и есть время рождения Юпитера.

Исследование даёт более чёткую картину формирования Солнечной системы. Но образование хондр, начавшееся с образования Юпитера, слишком кратковременно и не может объяснить, почему в метеоритах учёные находят микросферы разного возраста. Вероятно, другие планеты-гиганты, такие как Сатурн, также инициировали образование хондр при своём зарождении. Изучая их, учёные могут проследить порядок рождения планет и понять, как развивалась Солнечная система. Предположительно подобные бурные процессы формирования планет происходили и вокруг других звёзд, что проливает свет на развитие других планетных систем.