Τα επιστημονικά επιτεύγματα του 2013

Οι συντάκτες της επιθεώρησης Science επιλέγουν τις σημαντικότερες εξελίξεις της χρονιάς που φεύγει

Ουάσινγκτον

Η ανοσοθεραπεία κατά του καρκίνου, δηλαδή η στρατολόγηση του ανοσοποιητικού συστήματος για την εξουδετέρωση των όγκων, ανακηρύχθηκε από την επιθεώρηση «Science» τo σημαντικότερο επίτευγμα του 2013, «έτος καμπής» στον πόλεμο κατά του καρκίνου. Το κορυφαίο περιοδικό εξηγεί το σκεπτικό του και παρουσιάζει μια λίστα εννέα ακόμα σημαντικών εξελίξεων, από την κατανόηση της χρησιμότητας του ύπνου μέχρι τον διάφανο εγκέφαλο.

Νέα στρατηγική

«Η ανοσοθεραπεία κατά του καρκίνου κέρδισε την πρώτη θέση επειδή αλλάζει τον τρόπο σκέψης των ερευνητών για το πώς μπορεί να αντιμετωπιστεί ο καρκίνος» αναφέρει η επιθεώρηση στο αφιέρωμα Breakthrough of the Year.

Εφέτος, τρεις προσεγγίσεις κατά του καρκίνου, οι οποίες βασίστηκαν σε ανακαλύψεις τη δεκαετία του 1980 και 1990, απέδειξαν την αποτελεσματικότητά τους σε ένα σημαντικό ποσοστό των ασθενών στους οποίους δοκιμάστηκαν.

Η πρώτη αφορά την CTLA-4, μια πρωτεΐνη που υπάρχει στην επιφάνεια των T-κυττάρων του ανοσοποιητικού συστήματος και ουσιαστικά φρενάρει τη δράση τους. Το 1996, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι ένα αντίσωμα που μπλοκάρει τη CTLA-4 επιτρέπει στα Τ-κύτταρα να επιτίθενται σε όγκους. Το 2012, η εταιρεία Bristol-Myers Squibb, στην οποία πέρασαν τα δικαιώματα του αντισώματος, ανέφερε ότι η θεραπεία είναι η πρώτη που προσφέρει μια έστω και μικρή παράταση ζωής σε ασθενείς με μεταστατικό μελάνωμα.

Η δεύτερη ανοσοθεραπεία στην οποία αναφέρεται η επιθεώρηση αφορά το PD-1, ένα ακόμα μόριο που πιστεύεται ότι φρενάρει τη δράση των Τ-κυττάρων. Κλινική μελέτη που ξεκίνησε το 2006 έχει ήδη δείξει ότι ένα αντίσωμα του PD-1 συρρικνώνει τους όγκους σε διάφορες μορφές καρκίνου.

Μια τρίτη τακτική ανοσοθεραπείας, ελαφρώς διαφορετική από τις δύο προηγούμενες, αφορά την απομόνωση Τ-κυττάρων από τον οργανισμό του ασθενούς, την προσθήκη στα κύτταρα αυτά επιπλέον γονιδίων, και την μεταφορά τους πίσω στον ασθενή. Προκαταρκτικά αποτελέσματα κλινικών δοκιμών δείχνουν ότι προσέγγιση εξαφανίζει τη λευχαιμία σε σημαντικό ποσοστό των ασθενών.

Οι δοκιμές τώρα συνεχίζονται, και οι επιστήμονες θα προσπαθήσουν τα επόμενα χρόνια να κατανοήσουν γιατί οι ανοσοθεραπείες δείχνουν να είναι αποτελεσματικές σε ένα μέρος μόνο των ασθενών. Αυτό θα μπορούσε τελικά να βοηθήσει και τους υπόλοιπους.

Καθαρτήριος ύπνος

Εφέτος είχαμε τις πρώτες ενδείξεις για το πώς ο ύπνος βοηθά στον καθαρισμό του εγκεφάλου. Όταν ο εγκέφαλος πέφτει σε ύπνο, μικρά κανάλια που υπάρχουν ανάμεσα στα κύτταρα αρχίζουν να διευρύνονται. Το εγκεφαλονωτιαίο υγρό μπορεί έτσι να εισχωρήσει βαθιά μέσα στον ιστό και να απομακρύνει τοξίνες που συσσωρεύονται στη διάρκεια της ημέρας -ίσως και τις τοξίνες που συνδέονται με τη νόσο του Αλτσχάιμερ.

Νυστέρι για DNA

Οι γενετιστές που χειρουργούν το DNA έχουν στη διάθεσή τους ένα νέο νυστέρι ακριβείας. Είναι το CRISP, ένα σύμπλοκο πρωτεϊνών που κανονικά βοηθά κάποια βακτήρια να κόβουν κομματάκια το DNA των ιών που τους επιτίθενται. Δεκάδες ερευνητικές ομάδες χρησιμοποίησαν εφέτος το CRISP για να πραγματοποιήσουν μικροχειρουργικές επεμβάσεις σε γονίδια και να κατανοήσουν τη λειτουργία τους.

Θεραπευτική κλωνοποίηση

Το 2013 οι επιστήμονες κατάφεραν για πρώτη φορά να απομονώσουν πολύτιμα βλαστικά κύτταρα δημιουργώντας ανθρώπινα έμβρυα μέσω κλωνοποίησης. Αυτό είχε ήδη γίνει σε πολλά είδη πειραματόζωων, οι άνθρωποι όμως είναι λίγο πιο ιδιότροποι. Για την κλωνοποίησή τους, όπως φαίνεται, απαιτείται μια δόση καφεΐνης.

Περισσότερο ρεύμα από τη λιακάδα

Μια νέα κλάση υλικών, οι «περοβσκίτες», υπόσχονται αποδοτικότερα, φθηνότερα φωτοβολταϊκά. Μέσα σε μόλις τέσσερα χρόνια, η αποδοτικότητά τους έφτασε το 15%, ποσοστό μικρότερο από ότι στις σημερινές τεχνολογίες, το οποίο όμως μπορεί να αυξηθεί. Οι ημέρες των πάνελ πυριτίου ίσως είναι μετρημένες.

Εμβόλια στα μέτρα μας

Ερευνητές ανέπτυξαν εφέτος ένα εμβόλιο για τον συγκυτιακό αναπνευστικό ιό (RSV), ο οποίος προσβάλλει συχνά τα παιδιά, χρησιμοποιώντας τεχνικές δομικής βιολογίας. Το εμβόλιο περιέχει μεταλλαγμένες μορφές μιας πρωτεΐνης του ιού, σχεδιασμένες έτσι ώστε να αυξάνουν την πιθανότητα παραγωγής αντισωμάτων από το ανοσοποιητικό σύστημα. Τέτοιου είδους σχεδιασμένα αντιγόνα θα μπορούσαν στο μέλλον να χρησιμοποιηθούν και κατά του HIV.

Διάφανος εγκέφαλος

Μια νέα τεχνική χημικής κατεργασίας ιστών, με την ταιριαστή ονομασία Clarity («Καθαρότητα») αντικαθιστά τα αδιαφανή λιπίδια του εγκεφάλου με μόρια διαφανούς τζελ. Η νέα μέθοδος για διαυγείς εγκεφάλους αφήνει ανέπαφη τόσο τη μικροσκοπική όσο και τη μακροσκοπική δομή, επιτρέποντας έτσι στους ερευνητές να βλέπουν ταυτόχρονα και το δέντρο και το δάσος.

Καλλιεργημένα όργανα

Οι τεχνολογίες καλλιέργειας ιστών είναι τα τελευταία χρόνια ένα από τα πιο καυτά ερευνητικά πεδία. Βλαστικά κύτταρα που αφέθηκαν να αναπτυχθούν πάνω σε τρισδιάστατες σκαλωσιές χρησιμοποιήθηκαν εφέτος για την καλλιέργεια μίνι νεφρών ή ακόμα και μίνι ανθρώπινων εγκεφάλων. Προς το παρόν, αυτά τα «οργανοειδή» δεν διαθέτουν νεύρα και αιμοφόρα αγγεία, είναι όμως χρήσιμα στην κατανόηση της ανάπτυξης και της φυσιολογίας του ανθρώπου.

Η προέλευση των κοσμικών ακτίνων

Η Γη βομβαρδίζεται συνεχώς από σωματίδια υψηλής ενέργειας που διαπερνούν το Ηλιακό Σύστημα. Οι πορείες τους όμως επηρεάζονται από τυχόν μαγνητικά πεδία που συναντούν στον δρόμο τους, οπότε είναι δύσκολο να προσδιορίσει κανείς την προέλευσή τους. Φέτος, οι αστρονόμοι έδωσαν απάντηση σε ένα ερώτημα 100 ετών: οι κοσμικές ακτίνες προέρχονται από γηρασμένα άστρα που εκρήγνυνται σε σουπερνόβα.

Τα μικρόβια μέσα μας

Μια νέα μελέτη για τα τρισεκατομμύρια μικρόβια που φιλοξενεί το ανθρώπινο έντερο εμφανιζόταν σχεδόν κάθε εβδομάδα σε όλη τη διάρκεια του 2013. Οι φιλοξενούμενοι μέσα μας διαπιστώνεται ότι συνδέονται με την παχυσαρκία, με τον καρκίνο, ακόμα και με την ανθρώπινη συμπεριφορά. Για την καταπολέμηση μιας ποικιλίας ασθενειών, θα πρέπει τώρα να μάθουμε πώς να χειραγωγούμε την πολύτιμα μικροχλωρίδα.