Metai mokslo pasaulyje: vaistai nuo ŽIV ir kvantinių technologijų pažanga

Vaistas nuo ŽIV

Po beveik 40 metų nesėkmingų bandymų sukurti vakciną nuo ŽIV, mokslininkai paskelbė apie reikšmingą laimėjimą – vaistą, kuris gali užkirsti kelią infekcijai, jei suleidžiamas du kartus per metus. Klinikinis tyrimas, atliktas 2024 m. Pietų Afrikoje ir Ugandoje, parodė šimtaprocentinį efektyvumą tarp 2.134 moterų ir merginų, praneša „Bloomberg“.

Kontrolinėje tyrimo grupėje dalyvės vartojo jau egzistuojančius prevencinius vaistus, žinomus kaip PrEP, kuriuos reikia gerti kasdien. Nors PrEP beveik visiškai sumažino naujų ŽIV atvejų skaičių San Franciske, Afrikoje dėl egzistuojančios stigmatizacijos moterims sunku šį vaistą vartoti reguliariai. Dėl šios priežasties naujasis vaistas, pavadintas lenakapaviru, suteikia daugiau vilties. Mokslo žurnalas „Science“ paskelbė jį 2024-ųjų moksliniu proveržiu.

Lenakapaviras, sukurtas farmacijos bendrovės „Gilead“, veikia kitaip nei vakcina, tačiau jo veiksmingumas pažymi naują etapą ŽIV prevencijoje. 

Prognozuojama, kad lenakapaviras bus patvirtintas 2025 m. viduryje, tačiau vis dar lieka neaišku, ar jis bus prieinamas ir įperkamas tiems, kuriems šis vaistas yra gyvybiškai svarbus, skelbia „Science“. Todėl mokslininkai neatsisako vakcinos idėjos, nes ji galėtų būti pigesnė ir suteiktų ilgalaikę apsaugą.

Persodinti kiaulių organai

Šiais metais gydytojai atliko kelias sėkmingas kiaulių organų transplantacijas žmonėms – tai mokslinis proveržis, galintis atverti naujų galimybių asmenims, laukiantiems donorų organų. Dauguma šių eksperimentinių procedūrų buvo susijusios su inkstais – organu, kurio transplantacijos poreikis yra didžiausias, praneša „National Geographic“.

Pirmiausia, Bostone 62 metų vyrui buvo persodintas kiaulės donoro inkstas. Organas buvo genetiškai modifikuotas – pašalinti kiaulės genai, galintys sukelti atmetimą, ir pridėti žmogaus genai, siekiant pagerinti organų suderinamumą. Be to, buvo inaktyvuoti kiaulių virusai, kad būtų išvengta infekcijos rizikos. 

Kiek vėliau Niujorko gydytojai kitam asmeniui persodino kiaulės inkstą ir užkrūčio liauką, tikėdamiesi sumažinti imuninės sistemos atmetimo reakcijas.

Kinijoje taip pat buvo žengti pirmieji žingsniai šioje srityje – gydytojai persodino kiaulės kepenis pacientui, ištiktam klinikinės mirties. Tyrimo metu pastebėta, kad kepenys per 10 dienų ir toliau gamino tulžį, rodydamos tam tikrą funkcionalumą.

Nepaisant šios pažangos, tarprūšinės transplantacijos, vadinamos xenotransplantacija, išlieka eksperimentiniame lygmenyje. Nors nė vienas pacientas ilgai neišgyveno po kiaulių organų persodinimo, jų mirties priežastys nebuvo tiesiogiai susijusios su transplantuotais organais. Tyrimai rodo, kad gyvūnų organų atmetimas vyksta kitaip nei žmonių donorų organų, todėl mokslininkai dar turi įveikti daugybę iššūkių prieš pritaikydami šią technologiją plačiajai medicinos praktikai.

RNR pagrindu sukurti pesticidai

Pesticidai dažnai naikina ne tik kenkėjus, bet ir nekenksmingas rūšis, tačiau naujas sprendimas gali pakeisti šią situaciją. JAV Aplinkos apsaugos agentūra (EPA) patvirtino RNR pagrindu sukurtą pesticidą, kuris tiksliai taikosi į specifinius kenkėjų genus. Pirmasis produktas, skirtas Kolorado bulvių vabalams, žada veiksmingai kovoti su šiais, atsparumą cheminėms medžiagoms įgijusiais kenkėjais, kasmet padarančiais apie 0,5 mlrd. USD nuostolių.

„GreenLight Biosciences“ sukurtas preparatas „Calantha“ blokuoja unikalų vabalų geną, slopindamas esminio baltymo ekspresiją ir sunaikindamas lervas per kelias dienas. Šis procesas, vadinamas RNR interferencija (RNRi), yra natūralus ląstelių mechanizmas, leidžiantis reguliuoti genų raišką.

Po 2007 m. atradimo, kad dvigubos spiralės RNR gali veiksmingai pereiti vabzdžių žarnyno sieneles, mokslininkai pradėjo kurti RNR pagrindu veikiančius pesticidus. Tarp jų – genetiškai modifikuoti kukurūzai, kurie patys gamina RNR, naikindami kukurūzų šakniagraužius. Taip pat kuriamas pesticidas varozės erkėms, pavojingoms bičių aviliams.

Tačiau iššūkių netrūksta, pavyzdžiui, mokslininkai nerimauja dėl kenkėjų evoliucijos. Laboratoriniai bandymai rodo, kad per didelės RNR pesticidų dozės gali sukelti atsparumą.

Kvantiniai žingsniai tolyn

Pastaruoju metu kvantinės technologijos keičiasi greičiau, nei tikėtasi. Kelios mokslininkų grupės išsprendė vieną pagrindinių iššūkių – klaidų problemą. Informacijos saugojimo vienetai, vadinamieji kubitais, ilgą laiką buvo pagrindinis klaidų šaltinis, o jų sujungimas tik dar labiau didino klaidų dažnį.

Šią vasarą „Microsoft“, Kalifornijoje įsikūręs startuolis „Quantinuum“ ir „Google“ paskelbė apie svarbius pasiekimus. Jiems pavyko sujungti kubitus taip, kad klaidų dažnis sumažėja, o ne padidėja – tai reikšmingas žingsnis tobulinant kvantinių kompiuterių technologijas.

„Google“ žengė dar toliau, pristatydama klaidų korekciją 105 kubitų luste „Willow“. Kaip skelbiama žurnale „Nature“, šis lustas galėjo atlikti tęstinę užduotį per penkias minutes – tai užduotis, kurios įprastas superkompiuteris negalėtų atlikti net per 10 septilijonų metų, arba daugiau nei visatos amžiaus kvadratą. Nors ši užduotis buvo teorinė ir neturėjo praktinės naudos, ji pademonstravo kvantinių kompiuterių potencialą.

Ekspertai prognozuoja, kad pirmosios realios užduotys kvantiniais kompiuteriais galėtų būti išspręstos dar iki 2030 metų, rašo „Bloomberg“.

Nauji visatos matavimai

Šiais metais Džeimso Webbo kosminis teleskopas (JWST) atskleidė naujus, iki šiol nematytus mūsų visatos ypatumus.  JWST atskleidė žvaigždes, kurios Hablo ( angl. Hubble) teleskopo nuotraukose buvo vos pastebimos kaip silpnos dėmės. Pasak Čikagos universiteto astronomės Wendy Freedman, šie duomenys leido iš naujo apskaičiuoti visatos plėtimosi greitį.

Šis atradimas yra dalis platesnio mokslinio siekio suprasti, kodėl visata plečiasi ir kokia jos ateitis: ar ji patirs dramatišką susitraukimą, ar išsisklaidys į begalinę tuštumą. Tuo pat metu mokslininkai tyrinėja laikotarpį, vadinamą „kosmine aušra“, kai visata buvo vos 1% dabartinio savo amžiaus, o galaktikos ir jų žvaigždės pirmą kartą susiformavo iš pirminių dujų.

Šiais metais buvo paskelbta apie tolimiausios kada nors matytos galaktikos atradimą – tai giliausias žvilgsnis į laiką, leidęs stebėti galaktiką, kokia ji buvo prieš daugiau nei 13 mlrd. metų.

2001 m. mokslininkai, naudodamiesi Hablo teleskopu, nustatė visatos plėtimosi greitį, tačiau šie matavimai nesutapo su duomenimis, gautais analizuojant Didžiojo sprogimo liekanų spinduliuotę, žinomą kaip kosminis mikrobangų fonas. W. Freedman teigia, kad jos grupės nauji matavimai, atlikti naudojant JWST, suderina šiuos neatitikimus ir atitinka kosminio mikrobangų fono elgesį. Už šį darbą W. Freedman buvo pripažinta viena iš „Nature“ metų mokslininkų.

„Europa Clipper“

Spalį NASA paleido naujausią tyrimų zondą „Europa Clipper“, kuris tyrinės vieną iš intriguojančių Saulės sistemos paslapčių – ar Jupiterio ledu padengtas palydovas gali palaikyti gyvybę? Mokslininkai mano, kad po storu ledo sluoksniu slypi didžiulis sūrus vandenynas – aplinka, potencialiai tinkama gyvybei, kokią mes ją žinome.

„Europa Clipper“ misijos tikslas – ieškoti vandens pėdsakų ir galimų gyvybės ženklų, pasitelkiant pažangius mokslinius instrumentus. Kai 2031 m. zondas pasieks „Europą“, jis atliks dešimtis praskridimų pro palydovą, fotografuodamas jo paviršių ir analizuodamas vandens garų sroves, kurios, kaip spėjama, kyla iš įtrūkimų ledo plutoje. Šie tyrimai gali ne tik iš esmės pakeisti mūsų supratimą apie šį tolimą pasaulį, bet ir tapti pagrindu būsimoms misijoms.

Tuo metu Kinija vis labiau stiprina savo pozicijas kosminių tyrimų srityje, ypač Mėnulio tyrinėjimuose. 2019 m. Kinija tapo pirma šalimi, kuri nutupdė zondą ant Mėnulio tolimosios pusės, o 2024 m. misijos „Chang’e-6“ metu buvo pargabenti du kilogramai uolienų ir grunto iš po Mėnulio paviršiaus. Šie mėginiai atskleidė, kad tolimosios pusės paviršius yra šviesesnis, turi mažiau kraterių ir storesnę plutą nei Mėnulio pusė, matoma iš Žemės.

Šie duomenys ne tik padės mokslininkams geriau suprasti Mėnulio struktūrą, bet ir gali suteikti svarbios informacijos apie mūsų planetos susiformavimą. Kinijos ambicinga kosmoso programa taip pat skatina naują kosminę konkurenciją su JAV.

Nors NASA planuota įgulos misija į Mėnulį buvo atidėta iki 2027 m., Kinija ketina savo astronautus ten nuskraidinti iki 2030 m., siekdama sustiprinti savo įtaką šioje strateginėje erdvės tyrimų srityje.

Klimato rekonstrukcija

Nauja mokslininkų atlikta Žemės klimato rekonstrukcija atskleidė, kad per pastaruosius 485 mln. metų planetos klimatas dramatiškai keitėsi. 1990-aisiais pasaulį nustebino grafikas, rodantis tūkstantmečio klimato pokyčius, pagrįstus natūraliais įrašais, kurie išryškino staigų temperatūros šuolį 20-ajame amžiuje. Tačiau šiuolaikinis tyrimas žengė dar toliau – į praeitį, kai Žemėje dar nebuvo dinozaurų, miškų ar pirmųjų žuvų bandymų išlipti į sausumą.

Rekonstrukcija parodė, kad Žemės klimatas per milijonus metų svyravo tarp „šiltnamio“ ir „ledo namų“ laikotarpių. „Šiltnamio“ periodais pasaulinė temperatūra buvo apie 16,7 °C aukštesnė nei dabar, o „ledo namų“ epochose temperatūra nuolat svyravo tarp ledynmečių ir švelnesnių fazių, primenančių pastarųjų tūkstantmečių klimatą.

Fosilijų įrašai rodo, kad kai kurie organizmai sugebėjo prisitaikyti prie ekstremalių sąlygų – tropiniai augalai ir hipopotamai klestėjo net Arktyje. Tačiau staigūs klimato pokyčiai turėjo katastrofiškų pasekmių: per kai kurias epochas išnyko iki 80–90% rūšių. Nepaisant to, gyvybė Žemėje niekada visiškai neišnyko, o planetos ekosistemos visuomet surasdavo būdų atsigauti.

Tyrėjai pabrėžia, kad šios klimato rekonstrukcijos tapo vertingu įrankiu dabartiniams klimato modeliams tikrinti. Gauti duomenys patvirtina prognozes, kad per artimiausius dešimtmečius klimato atšilimas taps dar spartesnis. Tačiau, mokslininkų teigimu, tai rodo ir viltį, kad nepaisant besikeičiančių sąlygų, Žemė greičiausiai išliks tinkama gyventi dar milijonus metų.