Agyszövet 3D-ben

A bostoni Tissue Engineering Resource Center at Tufts University kutatói olyan háromdimenziós, az agyhoz hasonló szerkezetű szövetet hoztak létre, amely működésében is emlékeztet a patkányagyra. A konstrukciót laboratóriumi körülmények között több mint két hónapig életben tudták tartani.

Mostanáig a kutatók Petri-csészében növesztették az idegsejteket, de ott azok csak két dimenzióban fejlődnek. Nem alakul ki az a 3D-s szerkezet, amelyben a neuronok sejttestei a szürkeállományt, rostjaik a fehérállományt alkotják. Mivel agyi sérülések és bizonyos betegségek csak egyik vagy másik állományt érintik, a kutatók régi vágya volt olyan modell létrehozása, amelynek segítségével ezek működése külön-külön tanulmányozható. Ezen a téren értek el most jelentős eredményeket az amerikai kutatók.
David Kaplan és munkatársai egy új kompozitot fejlesztettek ki, amely két összetevőből áll: egy szivacsos fehérjevázból, és egy puhább, kollagén alapú gélből. A szürke- és a fehérállomány elkülönülése érdekében a szivacsos vázat fánk alakúra vágták, és patkányneuronokkal népesítették be. Ezt követően a „fánk” közepét megtöltötték a kollagénnel, amely a szivacsos vázba is behatolt. A váz pórusai körül néhány nap alatt működő idegsejthálózatok jöttek létre, és a sejtek a központi gélen áthatoló hosszabb axonokat növesztettek, hogy a túloldali sejtekkel is képesek legyenek kommunikálni. A „fánk” centrumában a rostokból álló fehérállomány elkülönült a környező szürkeállománytól, amelyben a neuron sejttestek koncentrálódtak.

Néhány hét után a kutatók funkcionális vizsgálatok végeztek. Azt találták, hogy a neuronokban a növekedést és a működést szabályozó gének közül több működik, mint a Petri-csészében növekvő sejtekben. A 3D-s rendszer öt héten át stabil anyagcsere-aktivitást mutatott. A neuronoknak elektromos aktivitásuk is volt, sőt egy idegméregre az agyra jellemző elektrofiziológiai válasszal reagáltak.

Mivel a modell a patkány agyszövetéhez hasonló fizikai sajátságokat mutatott, a kutatók kíváncsiak voltak arra, hogy rendszerük alkalmas-e agyi traumák modellezésére. Különböző magasságokból egy súlyt dobtak rá, majd regisztrálták a neuronok elektromos és kémiai aktivitását. Ezek hasonlóak voltak azokhoz a paraméterekhez, amelyeket állatok traumás agyi sérüléseinél megfigyeltek.

A kutatók szerint modelljük nemcsak az egészséges agyi folyamatok, hanem sérülések következményeinek valós időben történő vizsgálatára is alkalmas. Sőt segítségével idegrendszeri betegségeket, és új gyógymódokat is lehet majd tanulmányozni.

Tang-Schomera, Min D.  – Whitea, James D. – Tiena, Lee W. et al.:  Bioengineered Functional Brain-like Cortical Tissue. Proceedings of The National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS), early edition • DOI: 10.1073/pnas.1324214111

Hamarosan lesz oltás az ebola ellen?

Amerikai kutatók (Jefferson Vaccine Center at Thomas Jefferson University, Philadelphia, National Institutes of Health) azt állítják, hogy egy éven belül alkalmazható lesz az az ebola elleni oltóanyag, melynek fejlesztésén jelenleg dolgoznak.

A vakcina alapjául a régóta használatban lévő veszettség elleni oltóanyag szolgál. Az ebolát okozó vírusok megfelelő részeit a veszettség vírusához kapcsolják, és azt várják, hogy az oltóanyag a veszettség mellett három ebola vírustörzs ellen is védelmet fog nyújtani.

A vakcinát egyelőre csak majmokon tesztelték; őket megvédte a betegségtől. A humán klinikai vizsgálatokat még el kell végezni, hiszen csak azokból derül ki, hogy a vakcina emberi alkalmazása biztonságos-e, és megfelelő-e a hatékonysága.

Matthias Schnell, a Jefferson Oltóanyag Központ igazgatója szerint az emberi klinikai vizsgálatok három évet vesznek igénybe, de ha elegendő pénz állna rendelkezésre, a vakcina egy év múlva kész lehetne.

Jelenleg négy afrikai országban tombol az ebola. A mostani járvány eltér az eddigiektől, mert az elmúlt negyvenkét év során a pandémia mindig kis falvakat érintett, és egy idő után felszámolta saját magát. Most azonban a betegség a nagyvárosokba is behatolt, és kiszámíthatatlan, hogy a járvány milyen méreteket fog ölteni. A szakemberek szerint azonban világjárványra nem kell számítani, mert a betegség például az influenzától eltérően cseppfertőzéssel nem terjed. A vérzéses lázban szenvedő ember valamilyen váladékával kell érintkezni ahhoz, hogy valaki megfertőződjék. Ugyanakkor azt is hozzáteszik, hogy a fejlett egészségügyi kultúrával rendelkező európai és amerikai országok az esetlegesen beutazó betegek izolálásával, megfelelő kórházi kezelésével, és az egészségügyi személyzet megfelelő védelmével a helyi járványokat meg tudják előzni.

First Ebola Vaccine Could Be Less Than a Year Away, Scientist Says. MedlinePlus. 8 August 2014. • WEBCÍM
 

Elbutulás és D-vitamin-hiány

Idős embereknél a D-vitamin hiánya jelentősen megnöveli az Alzheimer-kór és más demenciák kialakulásának kockázatát. Brit kutatók 1658 amerikai felnőtt – mindannyian 1992–93 és 1999 között az Egyesült Államokban egy szív- és érrendszeri betegségekkel foglalkozó tanulmányban vettek részt – adatainak elemzésével jutottak erre a következtetésre. A személyek átlagéletkora a vizsgálat indulásakor hetvennégy év volt.

David Llewellyn és munkatársai (University of Exeter Medical School) a résztvevők 1992-ben eltett vérmintáiból érzékeny analitikai módszerrel D-

vitamin-meghatározást végeztek, és azonosították azokat, akiknél az amerikai vizsgálat hat éve alatt valamilyen elbutulásos kórkép alakult ki. Azt találták, hogy azok, akiknek D-vitamin-szintje a tanulmány indulásakor a normálisnak tartott érték felénél kisebb volt, 122%-kal nagyobb eséllyel betegedtek meg Alzheimer-kórban, és 125%-kal nagyobb valószínűséggel egyéb demenciában, mint azok, akiknek D-vitamin szintje a normális tartományba esett.

A D-vitamin-hiányt számos egyéb betegséggel – például szívelégtelenség, autoimmun kórképek, egyes daganatok, idegrendszeri betegségek, fertőzésekre való fogékonyság – is összefüggésbe hozzák. Az elbutulásos kórképek és a D-vitamin-hiány kapcsolatára is voltak már korábban adatok, ezeket azonban sokkal kevesebb embert érintő tanulmányokból nyerték. A mostani vizsgálat a nagy esetszám miatt meggyőzően támasztja alá a korábbi eredményeket.

A D-vitamin a nap ultraibolya sugarainak hatására a bőrben termelődik. A mi éghajlatunkon októbertől márciusig a hiány megelőzése érdekében a szakemberek mindenkinek napi 1000–2000 egység D-vitamin-tabletta fogyasztását javasolják. A nyári hónapokban kb. napi 15 perc napsütésben, rövid ujjú felsőben, lenge öltözékben történő séta elegendő D-vitamin-termelést biztosít.

Littlejohns, Thomas J. – Henley, William E. – Lang, Iain A. et al.: Vitamin D and the Risk of Dementia and Alzheimer Disease. Neurology. Published online before print 06. 08. 2014. • DOI: 10.1212/WNL.0000000000000755 • WEBCÍM
 

Nyomolvasó kisbabák

Tíz hónapos csecsemők meg tudják különböztetni az állatok nyomait az élettelen tárgyak (pl. autókerék, odébb tolt asztal) által hagyott nyomoktól – állítják kanadai kutatók.

Az ember alapvető kognitív képessége, hogy az élő és élettelen objektumokat felismeri és külön kategóriába sorolja. Az elmúlt évtizedek csecsemővizsgálatai kimutatták, hogy állatok és járművek között már egyéves kor előtt különbséget tudnak tenni a gyerekek. A most ismertetett kutatásban azt vizsgálták, hogy tíz-húsz hónapos csecsemők képesek-e összekapcsolni az állatokra jellemző ugráló mozgást és a közben keletkező szaggatott nyomokat, illetve a tárgyak folyamatos mozgását és nyomait. A kutatók szerint igen; a betanulási fázist követően a csecsemők rendbenlévőnek találták, ha például egy kutya ugrándozott, míg egy ilyenfajta mozgást végző busz esetében meglepődtek. Mindezt az ilyen vizsgálatokban szokásos módon állapították meg, mérték, hogy az ifjú tesztalany milyen hosszan nézi az egyes dolgokat.

Baker, Rachel K. – Pettigrew, Tamara L. – Poulin-Dubois, Diane: Infants’ Ability to Associate Motion Paths with Object Kinds. Infant Behavior and Development. 37, 2014, 119–129. • DOI: 10.1016/j.infbeh.2013.12.005
 

Megszólaltatható a némafilm

Az MIT, a Microsoft és az Adobe kutatói olyan eljárást fejlesztettek ki, amellyel egy videofelvételen látható tárgy parányi rezgéseinek képi elemzésével visszafejthető, hogy a felvétel idején a tárgy környezetében milyen hangok hallatszottak. Az algoritmus teljesítőképességét demonstrálandó, egy hangszigetelő üveg mögött lévő csipszes zacskóról készült filmből érthető beszédhangokat rekonstruáltak. Hasonló eredményt tudtak produkálni alufóliáról, egy pohár vízről vagy egy cserepes virág leveléről készült film segítségével. Azok a szabad szemmel láthatatlan rezgések, amelyeket a hanghullámok a tárgyakban keltenek, elegendő információt hordoznak ahhoz, hogy belőlük magukat a hanghullámokat vissza lehessen fejteni. Természetesen mindehhez különleges videofelvétel szükséges. A másodpercenként készült képek számának nagyobbnak kell lennie a rekonstruálni kívánt hang frekvenciájánál. Egy hétköznapi kamerával készült felvételből is sok akusztikus információ nyerhető, megállapítható például a beszélgetők száma, neme. A kutatók szerint a módszer a kézenfekvő törvényszéki, kriminalisztikai felhasználáson kívül számos területen lehet hasznos. Az eredményeket a legjelentősebb számítógépes-grafikai konferencián, az idei SIGGRAPH-on mutatják be.

Hardesty, Larry: Extracting Audio from Visual Information. MIT News. 04. 08. 2014. • http://newsoffice.mit.edu/2014/algorithm-recovers-speech-from-vibrations-0804
 

Hogy lehet megszabadulni a szén-dioxidtól?

Különleges szerkezetű réz nanohab felületén redukáltak elektrokémiai úton szén-dioxidot amerikai kutatók. A reakció termékösszetétele eltér, hatásfoka pedig kedvezőbb a közönséges rézelektród esetében tapasztalhatónál.

A fosszilis energiahordozók felhasználása során keletkező és a légkörben egyre inkább feldúsuló szén-dioxid valamilyen hasznos anyaggá, esetleg energiahordozóvá történő visszaredukálása igen kecsegtető, egyúttal rendkívül nehéz feladat.

Az elektrokémiai redukciót is számos fémfelületen kipróbálták már, a rézelektród az egyik ígéretes jelölt, mert viszonylag nagy arányban keletkezik rajta metán és etilén. A rézhabból készült elektródon azonban a termékek között etán és propilén is kimutatható volt. A szerzők szerint a fémhab pórusszerkezetének változtatásával a termékösszetétel is változtatható.

Se, Sujat – Liu, Dan – Tayhas G. – Palmore R.: Electrochemical Reduction of CO2 at Copper Nanofoams. ACS Catalysis. 2014, 4, 3091–3095. Publication Date (Web): 8 August 2014. DOI: 10.1021/cs500522g