Τα μαγικά «μπαλάκια» της επιστήμης

Πριν από λίγες εβδομάδες ερευνητές στη Βρετανία ανακοίνωσαν ότι ανέπτυξαν μια νέα μέθοδο για την αντιμετώπιση του πολύμορφου γλοιοβλαστώματος, ενός από τους πιο δύσκολα αντιμετωπίσιμους καρκίνους του εγκεφάλου. Το πολύμορφο γλοιοβλάστωμα, το οποίο εμπλέκει νευρογλοιακά κύτταρα,είναι ο πιο κοινός και πιο επιθετικός τύπος πρωταρχικού εγκεφαλικού όγκου στους ανθρώπους: αποτελεί το 52% όλων των περιπτώσεων παρεγχυματικών εγκεφαλικών και το 20% όλων των ενδοκρανιακών όγκων.

Οι θεραπείες σε αυτόν τον καρκίνο έχουν πενιχρά αποτελέσματα. Οι περισσότεροι ασθενείς χάνουν τελικά τη ζωή τους μέσα σε διάστημα τεσσάρων ετών από τη διάγνωση. Η ερευνητική ομάδα, στην οποία μετείχαν και ειδικοί του St John College, δημιούργησε νανοσφαιρίδια χρυσού στα οποία προσέθεσε ένα επικάλυμμα που περιείχε φάρμακο χημειοθεραπείας. Οταν τα νανοσφαιρίδια εισήχθησαν στο κέντρο των καρκινικών κυττάρων, ο καρκίνος σταμάτησε να πολλαπλασιάζεται ενώ παράλληλα πολλά καρκινικά κύτταρα καταστράφηκαν. Οι ερευνητές ευελπιστούν ότι η νέα τεχνική, την οποία ονόμασαν «Δούρειο Ιππο», θα έχει εφαρμογή σε πολλά είδη δύσκολα αντιμετωπίσιμων καρκίνων.

Το αμερικανικό Πεντάγωνο χρηματοδοτεί την ανάπτυξη μιας συσκευής που θα φιλτράρει παθογόνους παράγοντες από το αίμα μιμούμενη τη δράση του σπλήνα. Ο τεχνητός σπλήνας, εκτιμούν οι δημιουργοί του στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ, θα μπορούσε να αποδειχθεί σημαντικό όπλο κατά της σηψαιμίας –σοβαρών λοιμώξεων του αίματος οι οποίες αποτελούν την κύρια αιτία θανάτου σε ασθενείς που βρίσκονται σε κρίσιμη κατάσταση.

Ο σπλήνας, ένα σχετικά ευαίσθητο όργανο στην αριστερή πλευρά της κοιλιάς, λειτουργεί ως φίλτρο που απομακρύνει από την κυκλοφορία του αίματος τα γηρασμένα ερυθρά αιμοσφαίρια καθώς και τυχόν αντιγόνα ή μικροοργανισμούς. Η αφαίρεση του σπλήνα λόγω τραυματισμού συνήθως δεν επηρεάζει σημαντικά τη ζωή των ασθενών, μπορεί όμως να τους καταστήσει ευάλωτους σε λοιμώξεις. Ο πειραματικός τεχνητός σπλήνας του Χάρβαρντ λειτουργεί σε συνδυασμό με μηχανήματα εξωσωματικής κυκλοφορίας του αίματος, παρόμοια με αυτά που χρησιμοποιούν οι νεφροπαθείς για αιμοκάθαρση. Το αίμα του ασθενούς αναμειγνύεται αρχικά με νανοσφαιρίδια, τα οποία είναι καλυμμένα με μια γενετικά τροποποιημένη οψωνίνη (οι οψωνίνες είναι πρωτεΐνες που συνδέονται σε βακτήρια, μύκητες, παράσιτα και τοξίνες και διευκολύνουν την απομάκρυνσή τους από το αίμα).

Το αίμα με τα νανοσφαιρίδια διοχετεύεται στη συνέχεια σε ένα δίκτυο από μικροσκοπικά κανάλια γύρω από τα οποία υπάρχουν μαγνήτες. Οι μαγνήτες κατακρατούν τα νανοσφαιρίδια με τα παθογόνα χωρίς να αφαιρούν τα κύτταρα ή τις πρωτεΐνες του αίματος. Μετά το φιλτράρισμα, το αίμα επιστρέφει στην κυκλοφορία του οργανισμού. Η συσκευή δεν είναι ακόμη έτοιμη για δοκιμές σε ασθενείς, ωστόσο η υπηρεσία DARPA, το ερευνητικό σκέλος του αμερικανικού υπουργείου Αμυνας, ενέκρινε κονδύλι 9,25 εκατ. δολαρίων για την τελειοποίησή της στο Χάρβαρντ.

Μπαταρίες

Υστερα από προσπάθειες πολλών ετών και αλλεπάλληλες αποτυχίες, αμερικανοί ερευνητές πέτυχαν αυτό που εθεωρείτο το «άγιο δισκοπότηρο» στο πεδίο των μπαταριών: τη δημιουργία μιας ανόδου (αρνητικού πόλου) μπαταρίας από καθαρό λίθιο. Το επίτευγμα αναμένεται να αυξήσει στο μέλλον δραστικά την αποτελεσματικότητα των μπαταριών, οδηγώντας σε ακόμη μικρότερες και ελαφρύτερες μπαταρίες, με μεγαλύτερη ενεργειακή απόδοση, τόσο για φορητές ηλεκτρονικές συσκευές όσο και για ηλεκτρικά οχήματα. Οι ερευνητές –μεταξύ των οποίων ο ως πρόσφατα υπουργός Ενέργειας των ΗΠΑ και νομπελίστας Στίβεν Τσου -, με επικεφαλής τον καθηγητή Γι Τσούι του Τμήματος Επιστήμης Υλικών της Σχολής Μηχανικής του Πανεπιστημίου Στάνφορντ της Καλιφόρνιας, χρησιμοποίησαν νανοσφαιρίδια άνθρακα για να προστατέψουν το λίθιο από τις χημικές αντιδράσεις που ως τώρα περιόριζαν τη χρήση του στην άνοδο μιας μπαταρίας.

Οδοντόβουρτσες!

Οπως φαίνεται, οι εφαρμογές των νανοσφαιριδίων μπορεί να αποδειχθούν εξαιρετικά ευρείες, αφού τα «μαγικά μπαλάκια» μπορούν να χρησιμοποιηθούν ακόμη και για την ανάπτυξη μιας νέας γενιάς στον χώρο της οδοντόβουρτσας. Δημιουργήθηκαν δύο οδοντόβουρτσες που αξιοποιούν φυσικές ιδιότητες των στοιχείων του χρυσού και του αργύρου: Η… gold οδοντόβουρτσα περιέχει νανοσφαιρίδια χρυσού στις ίνες της. Τα ιόντα του χρυσού διευκολύνουν την κυκλοφορία του αίματος στα ούλα.

Η… silver οδοντόβουρτσα περιέχει νανοσφαιρίδια αργύρου. Τα ιόντα του αργύρου έχουν την ιδιότητα να δραστηριοποιούν τα αλκάλια του αίματος και να βελτιώνουν την αντίδραση του ανθρώπινου οργανισμού στα βακτήρια, ενώ αποστειρώνουν τα αντικείμενα με τα οποία έρχονται σε επαφή. Και οι δύο οδοντόβουρτσες έχουν σχήμα που βοηθά την πρόσβαση ακόμη και στα «δύσκολα» σημεία του στόματος και λαστιχένια ενισχυμένη λαβή.