Новости науки: Медицина

Конец августа ознаменовался неожиданно богатым урожаем интересных результатов. Самый, в перспективе, судьбоносный — разработана и протестирована целевая вирусная терапия определённых типов рака ген-модифицированным вирусом. Процитирую Александра Бородулина:

Исследовательская группа из США, Канады и Южной Кореи под руководством Девида Керна. В Nature опубликованы результаты начальной фазы клинических испытаний препарата онколитического вируса в лечении злокачественных опухолей.
[..]
Вирусные инфекции были бичом человечества на протяжении всей его истории. Натуральная оспа - одна из самых опасных вирусных инфекций — была побеждена при помощи оспопрививания, для которого используется специальный вирус осповакцины - вирус вакцинии. Именно этот вирус был использован в исследовании. Выбор исследователей продиктован рядом факторов:
во-первых, этот вирус устойчив к действию защитных систем крови (антителам, системе комплемента) и способен распространяться в отдаленные ткани; во-вторых, вирус вакцинии способен хорошо распространяться внутри тканей; в-третьих, он накапливается преимущественно в клетках опухолей - как из-за относительно крупных размеров своих вирионов, так и из-за высокоразвитой сосудистой сети опухоли.
Еще одно полезное свойство этого вируса - зависимость его размножения от сигнального каскада EGFR/Ras (один из сигнальных путей, по которому информация с поверхности клетки поступает в ядро), который обычно активирован в эпителиальных опухолях (собственно, раках).

Ученые модифицировали наследственный аппарат штамма JX-594 вируса вакцинии с тем, чтобы обеспечить его избирательную репликацию исключительно в клетках опухоли. В первой фазе испытаний, во время которой вирус вводился непосредственно в опухоль (опухоли печени), была зафиксирована хорошая переносимость препарата и разрушение опухоли. Теперь цель — показать, что вирус работает и при внутривенном введении.

Для начала ученые испытали новое лекарство на препаратах тканей, пораженных опухолями, заразив их вирусом со встроенным трансгеном зеленого флуоресцентного белка — для того, чтобы визуализировать проникновение и репликацию вируса в клетках. Ткани, где инфекция произошла, должны под флуоресцентным микроскопом светиться зеленым светом. Результат оказался впечатляющий — препараты здоровых тканей практически не светились, тогда как препараты опухолей давали прекрасное зеленое свечение в семи из десяти образцов. Это говорит о том, что вирус проникает исключительно в опухолевые клетки, не затрагивая клеток нормальных тканей (включая клетки крови).

После этого ученые стали вводить препарат внутривенно шести группам раковых больных, наращивая дозу вируса. Спустя 8-10 дней после введения производили биопсию опухолей с тем, чтобы при помощи метода количественной полимеразной цепной реакции узнать, произошла ли инфекция и какой результат был достигнут.

Препарат в целом очень хорошо переносился — несмотря на некоторые побочные эффекты, не было выявлено токсичного действия препарата, способного ограничить вводимую дозу. В отношении опухоли наблюдался впечатляющий супрессивный эффект, зависимый от дозы: чем выше доза вируса, тем эффективнее он действует.

Дальнейшие, более детальные испытания вирусной противоопухолевой терапии покажут, насколько оправдан оптимизм исследователей. Но есть вероятность того, что мы являемся свидетелями становления новой парадигмы лечения такой грозной и мучительной патологии, как рак. Хочется надеяться, что новый способ лечения сможет произвести в медицине революцию, подобную той, которую в свое время произвели антибиотики. Пожелаем же ученым дальнейших успехов и будем следить за их работой.

(Эта новость, кстати, дополнительно подкрепляет мысль, что уничтожать сохранившиеся в сверхзакрытых лабораториях образцы вирусов оспы на всякий случай не следует.)

Великолепным дополнением тут является вторая новость, теперь из журнала Science. Группы неких Якова Бенензона из ETH Zürich и Рона Вайса из MIT сделали внутриклеточное диагностическое устройство (биокомпьютер) из РНКи, которое анализирует наличие в клетке пяти разных онко-специфичных молекулярных факторов и, если они все присутствуют, запускает триггер самоуничтожения клетки. Если этот метод смогут довести до клинического применения, то в перспективе это абсолютно чистый способ уничтожения рака: здоровые клетки ничего не замечают, раковые самоуничтожаются. Метод на данный момент протестирован in vitro на смеси из культур добракачесвенных человеческих клеток и злокачественных клеток HeLa (рак шейки матки). Биокомпьютер смог надёжно различить доброкачественные и злокачественные клетки и убить последние. Однако до клинического применения пока весьма далеко. В первую очередь, непонятно, как доставлять столь сложный РНК-комплекс внутрь клеток внутри организма — исследователи пишут, что возможен вирусный путь доставки, иными словами методика Бенензона-Вайса скорее всего может быть использована как развитие вышеописанной методики вирусной терапии Керча: для создания «чистых» вирусов, 100% специфичных по отношению к конкретным видам рака, и не трогающим другие клетки в принципе.

Теперь новость из PLoS One, снова про вирусы. Точнее, про антивирусы. Против бактериальных инфекций есть антибиотики, против грибковых антимикотики, против протозойных инфекций антипротозоики, а вот антивирусов широкого спектра действия пока не было. А Группа Тодда Райдера кажется взяла и сделала. На данный момент они первично протестировали его на 15 вирусах от простуды обыкновенной и свиного гриппа до эболы. Идея вот в чём: при здоровом функционировании и размножении обыкновенных клеток в них содержится только одинарные нити РНК, в двойные спирали собирается только ДНК. Вирусы же, напротив, полагаются при репликации на двойную РНК — dsRNA (по крайней мере широчайший класс, включающий практически все известные болезнетворные вирусы человека). Товарищи разработали группу веществ под названием DRACOs (Double-stranded RNA (dsRNA) Activated Caspase Oligomerizer), запускающих механизм клеточного самоубийства во всех клетках, где обнаруживают dsRNA, то есть во всех заражённых клетках. Судя по исследованиям in vitro, эти вещества действительно является эффективными антивирусами широчайшего спектра действия. Теперь осталось выяснить, нет ли тут каких-нибудь жутких побочных эффектов. В общем, это ещё тоже только начало пути и до клинических испытаний путь неблизкий.

Новости науки: электроника

Практически незамеченным прошёл прорыв этого лета в области тонкоплёночной фотовольтаики!

Дело в том, что до самого недавнего времени в мире фотовольтаики была одна серьёзная проблема: Годные по КПД солнечные батареи удавалось изготавливать только на сверхчистых монокристаллических подложках, а такое добро очень энергоёмко и дорого производить. Исключительная энергоёмкость производства полностью сводит на нет оправданность использования таких солнечных батарей в странах с умеренным климатом. Есть целый ряд альтернативных технологий, не требующих таких огромных энергозатрат, в первую очередь это тонкоплёночные технологии. Наиболее перспективным материалом считался CdTe: очень дёшево, не очень токсично, КПД уровня 15%.

А тут вот в августе Alta научилась изготавливать тонкоплёночные солнечные батареи из арсенида галлия по цене кадмий-теллуридовых с КПД в 28.2%, что составляет 85% теоретического максимума для однопереходной фотовольтаики и оставляет позади не только все другие тонкоплёночные технологии, но и все однопререходные фотоэлементы на дорогущей монокристаллической подложке. Adiós вейферы, теперь делать годные солнечные батареи умеют без вас.

По грубым прикидкам это будут первые солнечные батареи, которые в условиях Франции и юга Германии будут окупаться по-честному (т.е. без государственных субсидий). С нетерпением ждём многопереходных тонкоплёночных солнечных батарей с эффективностью в районе 60%. ;-)

* * *
Медленно но верно на первые роли выходит полупроводниковое освещение. То есть, white LED и white OLED. Мне очень нравятся яркие, маленькие и долгоживущие фонарики с LED-лампочкой и симпатичная идея светящихся обоев на потолке. Вообще, осветительные OLED-панели в плане дизайна вещица жутко интересная. Я шёл домой по ночной улице и обратил внимание на количество освещённых изнутри люминесцентными лампами плоскостей: освещение автобусных остановок, плакатных стендов, всяких витрин изнутри, освещение номеров домов. Такие же элементы используются для освещения у моего подъезда и, собственно, внутри оного.

Если когда-нибудь их научатся делать недорого и эффективно, это будет круто. Качество цвета, яркость и КПД OLED-панелей уже сейчас очень, а вот стоимость производства подкачала. Качество цвета (CRI) у улчших образцов > 90% в широком диапазоне цветовых температур, это очень хорошо. Яркость до 4000 кд/м^2, это тоже очень хорошо. К сожалению, КПД именно у таких образцов не блещет, потому что синий пигмент неэффективный. Если использовать эффективный, КПД взлетает в небеса, а CRI падает до ≈ 80%, что паршивенько. При использовании толстых пупырчатых светоэксторных покрытий (либо немыслимо дорогого тонкого иридиевого покрытия) световой КПД составляет у лучших на данный момент образцов ≈ 50 идеального белого источника, что опять же достойно всяческой похвали. Разработчики обещают в течение пяти лет сделать 60% при CRI > 90%. Долговечность тоже растёт, при использовании 8 часов в сутки производимые уже сейчас панели могут проработать лет 20. Это всё очень круто.

А вот теперь о том, что не очень круто. Высоченная цена OLED обусловлена вовсе не жадностью производителей, а кошмарной энергоёмкостью производства и использованием большого количества редких химических элементов. Энвиронменталистский ажиотаж вокруг OLED-освещения пока что совершенно неоправдан: при производстве в них вбухивается едва ли меньше энергии, чем они сэкономят за время службы. До тех пор, пока это не изменится, едва ли в OLED-панелях есть большой смысл. Впрочем, представители Panasonic, например, утверждают, что уже к 2020 году смогут наладить конкурентоспособное производство. Интересно вот только, конкурентоспособное вообще, или конкурентоспособное в расчёте на повышенный ажиотаж со стороны зелёных и какие-нибудь гос.субсидии?

* * *
Почему мы все так хотим работающих литий-воздушных аккумуляторов? Да потому что от 100-граммового Li-Air аккумулятора 100-ваттная лампочка может работать 10 часов, а ноутбук — часов 25-35. Литий-воздушные аккумуляторы — это лёгкие смартфоны, держащие заряд по несколько недель, и лёгкие электромобили, которые нужно заряжать раз в 1000 километров.
В MIT и июле изготовили ещё новый прототип, превосходящий прошлый по плотности запасаемой энергии в три раза — если я верно посчитал, это выходит где-то 70% от ожидаемых к зрелости технологии 10kWh/kg. Но основная проблема пока остаётся: производить батареи, которые бы выдерживали хотя бы 100 циклов зарядки-разрядки без катастрофической деградации, пока делать не умеют.

Айне кляйне миккимаус

Есть несколько несчастных иностранных названий, прижившихся в немецком в ошибочном чтении.

Почему-то все умеют (или хотя бы пытаются) правильно произносить заимствования из французского, а вот к соседям с востока уважения, видимо, поменьше: При чтении любых славянских названий латиницей немцы почему-то считают, что все эти галочки-крыжики над s, z и с рисуют для красоты, а читать надо как по-немецки с единственным исключением, что c всегда читается как ч. Автомобили «Шкода» во всей стране называют, прости госсспади, скодами. Фамилию «Милошевича» читают как «Милосович». Но особенно жалкое впечатление оставляет «Крузович». Попробуйте догадаться...
Это «Крушовице». Польскому языку повезло, если в слове встречается парочка sz, неправильно его уже не прочтут; его прочтут до первого sz, на котором попытаются сломать язык и добавят «ну, вы поняли».

Впрочем, чего это я только про славянские языки. Есть же итальянская «брускетта», повсеместно известная в Германии как «брушетта». Ну триграф похожий там посерёдке на немецкую «ш», что сделаешь.

Может быть кто-нибудь ещё характерных примеров вспомнит?

P.S. А вот с венгерским проблема у всех. Мне тут недавно рассказали про математика с фамилией Szőkefalvi-Nagy (это читается Сёкефальви-Надь), так вот его практически повсюду, кроме русских книжек, сокращают до Sz.-Nagy и читают это как «эс-наги». Русским читателям тут повезло: венгерские фамилии в русских текстах принято транскрибировать, а не транслитерировать. С языками, которые по-русски принято транслитерировать, как раз случается особенная зопа: никто и нигде в мире не догадается, кто такие «Гельмгольц» и «Гюйгенс».