Impactul neașteptat al obezității asupra corpului a fost descoperit cu inteligența artificială
Un nou instrument al inteligenței artificiale îi ajută pe oamenii de știință să studieze obezitatea și modul în care afectează tot corpul, potrivit Euronews. Acest „atlas corporal” dezvăluie daune extinse dincolo de țesutul adipos, obezitatea afectând corpul la nivel celular. Studiul a fost publicat în revista „Nature”, la care au colaborat cercetători de la Helmholtz München, Universitatea Ludwig Maximilian din München și de la instituții colaboratoare. MouseMapper permite studiul întregului corp în același timp Modelul de IA utilizat, numit MouseMapper, a construit un „atlas” 3D detaliat al întregului corp. Acesta a identificat organe, nervi și celule imune în zeci de milioane de structuri simultan. Până acum, oamenii de știință puteau studia doar modificările bolilor organ cu organ. Noul sistem permite o imagine completă a corpului într-o singură analiză. Pentru dezvoltarea sistemului, cercetătorii au marcat nervii și celulele imune la șoareci folosind markeri fluorescenți. Ulterior, animalele au fost tratate cu tehnici de curățare a țesuturilor, care au făcut corpurile transparente optic. În același timp, au fost păstrate aceste semnale fluorescente, mai arată sursa. IA a cartografiat 31 de tipuri de organe și țesuturi Microscopia specială cu folie de lumină a produs scanări 3D de înaltă rezoluție ale corpurilor. Apoi, inteligența artificială a analizat automat imaginile și a cartografiat 31 de tipuri de organe și țesuturi. Astfel, cercetătorii au putut vedea unde apar simultan inflamația și leziunile structurale în tot corpul. Oamenii de știință au testat sistemul pe șoareci hrăniți cu o dietă bogată în grăsimi. Animalele au dezvoltat obezitate și modificări metabolice similare cu cele ale oamenilor. Rezultatele au arătat inflamații pe scară largă și modificări ale țesutului în mai multe organe, inclusiv grăsime, ficat și mușchi. Descoperiri fascinante la nivelul sistemului nervos Cercetătorii au descoperit modificări structurale majore la nivelul nervului trigemen, care controlează senzația facială. La șoarecii obezi, nervul avea mai puține ramificații și terminații. În acest mod, s-a sugerat o pierdere a funcției senzoriale normale. Testele comportamentale au confirmat că șoarecii au răspuns mai puțin la atingere și stimulare. Oamenii de știință au analizat apoi mostre de țesut uman de la persoane cu obezitate. Ei au descoperit modificări moleculare similare în ganglionul trigemen, centrul nervos legat de senzația facială. Descoperirile sugerează că leziunile nervoase legate de obezitate observate la șoareci pot apărea și la oameni. „Gemenii digitali”, un viitor instrument de simulare a progresiei bolilor Platforma ar putea transforma modul în care sunt studiate bolile complexe, susțin oamenii de știință. Cu ajutorul IA, pot examina acum modul în care bolile afectează întregul corp și nu doar să analizeze un organ pe rând. Cercetătorii își doresc să construiască în viitor „gemeni digitali” ai unor organisme. Aceștia le-ar permite să simuleze progresia bolilor și să testeze tratamente înainte de a trece la experimente fizice. Construcția lor ar putea accelera descoperirea medicamentelor și ar reduce nevoia de experimente pe animale, mai precizează sursa.
Oamenii de știință ar fi putut recupera urme ale ADN-ului lui Leonardo da Vinci dintr-unul dintre desenele sale
Oamenii de știință ar fi putut recupera ADN-ul aparținând lui Leonardo da Vinci dintr-un desen și alte obiecte pe care le-a atins în viață. Dacă au dreptate, această descoperire reprezintă o piatră de hotar semnificativă într-o căutare de un deceniu de profilare a genomului celebrului artist. Obiectele de patrimoniu cultural, cum ar fi desenele, manuscrisele sau documentele de arhivă, nu sunt doar surse de informații istorice; ele pot adăposti și date biologice. De exemplu, se știe că Leonardo da Vinci , legendarul renascentist, obișnuia să picteze atât cu degetele, cât și cu pensula. În timpul acestui proces, o parte din ADN- ul său ar fi putut fi transferat pe pânză și s-ar putea să rămână până în zilele noastre. Dacă acest ADN ar putea fi recuperat, oamenii de știință l-ar putea investiga pentru a obține noi informații despre viața maestrului artist. Cercetătorii cred, de asemenea, că astfel de date ar putea avea implicații mai ample pentru „arteomică”, un domeniu emergent care completează analiza tradițională a artei prin metode științifice pentru a afla mai multe despre creatorul unui obiect, mediul său și istoria obiectului în sine. De asemenea, pot fi folosite pentru a ajuta la autentificarea anumitor piese sau la identificarea artiștilor din spatele operelor nesemnate. Însă, deși acest lucru poate părea bine pe hârtie, există probleme. Obiectele culturale sunt de obicei artefacte unice și extrem de fragile. Aceasta înseamnă că sunt dificil de examinat fără a se baza pe tehnici analitice mai invazive care le-ar putea deteriora. În același timp, urmele de ADN de pe orice obiect dat se pot contamina prin contactul cu alte persoane de-a lungul secolelor, fie în timp ce obiectul este depozitat, fie atunci când este manipulat de proprietarii ulteriori sau chiar în timp ce este pregătit pentru analiză în laborator. Acest lucru face dificilă separarea unui semnal biologic de zgomotul biologic. Totuși, membrii Proiectului ADN Leonardo da Vinci ar fi putut găsi o modalitate de a depăși aceste obstacole prin dezvoltarea unei noi tehnici de eșantionare minim invazive pentru recuperarea ADN-ului din obiecte de patrimoniu cultural. Într-un nou articol preprint, aceștia susțin că ar fi putut recupera mostre de ADN ale lui da Vinci dintr-un desen cu cretă cunoscut sub numele de „Pruncul Sfânt”. Desenul a fost probabil creat cândva între 1472 și 1476 și înfățișează capul unui băiat ușor înclinat într-o parte. A fost achiziționat de regretatul comerciant de artă Fred Klein în anii 2000 și a fost atribuit maestrului artist datorită unor hașuri caracteristice stângaci, deși acest lucru rămâne în discuție deoarece este posibil ca desenul să fi fost realizat de unul dintre studenții lui da Vinci. Folosind tampoane similare cu cele folosite pentru testarea COVID-19 , cercetătorii au reușit să colecteze probe de ADN din desen. Echipa a colectat, de asemenea, ADN dintr-o scrisoare despre care se presupune că ar fi fost scrisă de vărul lui da Vinci, Frosino di ser Giovanni da Vinci. Prin secvențierea cromozomilor Y din ADN-ul colectat din desen și din scrisoare, s-a descoperit că probele au un strămoș comun în Toscana, regiunea din Italia unde s-a născut da Vinci. Acest lucru sugerează că ADN-ul din desen a aparținut într-adevăr artistului, dar nu este concludent. În prezent, nu există nicio modalitate de a confirma că ADN-ul i-a aparținut lui da Vinci; acest lucru se datorează faptului că artistul nu are descendenți cunoscuți, iar rămășițele sale au fost deranjate la locul lor de înmormântare în timpul Revoluției Franceze. Pe lângă ADN-ul uman, echipa a recuperat și ADN aparținând unui amestec de ciuperci, bacterii, plante și virusuri care s-au acumulat pe desen de-a lungul secolelor. Datele provenite de la aceste organisme au propriile lor utilizări. Ele pot ajuta la evidențierea naturii materialelor folosite de artist pentru a-și crea opera, precum și la oferirea de informații despre modul în care lucrarea a fost depozitată, conservată și manipulată de către alții. Așadar, deși acest studiu s-ar putea să nu facă o legătură concludentă între Pruncul Sfânt și da Vinci, rezultatele reprezintă un pas important către acest obiectiv. „În concluzie, eșantionarea minim invazivă bazată pe tampon, împreună cu secvențierea ADN-ului de generație următoare cu input redus, poate recupera material biologic detectabil, multi-domeniu, din obiecte de patrimoniu cultural și poate susține profilarea comparativă între artefacte și controale”, scrie echipa în lucrarea lor preprint. „Setul de date actual oferă o bază practică pentru fezabilitate și ipoteze de monitorizare orientate spre conservare.” Preprint-ul, care este o versiune preliminară a unei lucrări științifice care așteaptă evaluarea inter pares, a fost publicat pe bioRxiv . RECOMANDĂRILE AUTORULUI Un tablou de Perugino, care a stat ani de zile prăfuit într-un garaj, vândut la licitație pentru 897.000 de dolari
Adio chelie? Oamenii de știință au descoperit din greșeală o metodă de a opri căderea părului
Descoperirea s-a făcut în cadrul unui studiu de opt ani care nu avea inițial legătură cu căderea părului. Cercetătorii studiau modul în care zahărul poate ajuta la vindecarea rănilor prin stimularea formării de noi vase de sânge la șoareci. În timpul acestor experimente, echipa a observat că părul din jurul rănilor creștea mai repede la șoarecii tratați cu zahăr decât la cei netratați. Intrigați de această observație, au decis să testeze efectul asupra cheliei masculine. Cercetătorii au simulat căderea părului cauzată de testosteron pe șoareci și au descoperit că dozele mici de dezoxiriboză stimulau formarea vaselor de sânge, care la rândul lor stimulau creșterea părului. Rezultatele, publicate în Frontiers in Pharmacology, arată că tratamentul cu zahăr este la fel de eficient ca minoxidilul, ingredientul activ din Rogaine și unul dintre cele mai cunoscute tratamente topice pentru căderea părului. Răspunsul la tratarea căderii părului Dezoxiriboza este produsă în mod natural de organismul uman și joacă un rol esențial în stabilitatea și replicarea ADN-ului. „Cercetările noastre sugerează că răspunsul la tratarea căderii părului ar putea fi la fel de simplu ca utilizarea unui zahăr natural pentru a stimula aportul de sânge la foliculii pilosi”, a explicat Sheila MacNeil, autoarea studiului. Chelia ereditară afectează aproximativ 40% din populație și nu este exclusivă bărbaților, deși este mai frecvent denumită chelie masculină. Căderea părului începe de obicei la vârsta de 20-30 de ani la bărbați și adesea după menopauză la femei. În prezent, există doar două medicamente autorizate de FDA pentru tratarea cheliei masculine, iar produsele cu minoxidil costă aproximativ 30-40 de dolari și trebuie aplicate de două ori pe zi, timp de luni de zile. Avantajele dezoxiribozei includ faptul că este ieftină, stabilă și poate fi administrată sub mai multe forme, ceea ce o face un „candidat atractiv” pentru cercetări viitoare.
Experții trag un semnal de alarmă: o ciupercă patogenă ar putea ucide milioane de oameni
O criză fungică în creștere Oamenii de știință trag un semnal de alarmă, pe măsură ce Aspergillus – un tip de mucegai comun, dar potențial letal – se extinde la nivel global, pe fondul schimbărilor climatice, anunță Daily Mail. Deși nu reprezintă în mod normal un pericol în mediul înconjurător, sporii inhalați pot cauza aspergiloză, o infecție severă care afectează plămânii și se poate răspândi la organe vitale. Persoanele vulnerabile, cum ar fi cele cu astm, diabet sau sisteme imunitare slăbite, sunt cele mai expuse riscului. Mai grav pe fondul încălzirii globale Pe măsură ce temperaturile globale cresc, ciupercile precum Aspergillus fumigatus se adaptează la temperatura corpului uman și își extind aria geografică în Europa, Asia și Americi. Cercetătorii estimează că, în următorii 75 de ani, acești agenți patogeni ar putea ajunge până în Arctica, punând în pericol alte aproximativ 9 milioane de oameni. Anumite tulpini, precum Aspergillus flavus, produc toxine cancerigene, al căror ritm de generare este accelerat de temperaturi și niveluri ridicate de CO₂. Rezistență și amenințarea super-ciupercilor Utilizarea intensă a medicamentelor antifungice în medicină și agricultură a dus la apariția „super-ciupercilor” rezistente la tratamente. Aceste tulpini evoluează rapid și pot supraviețui chiar și dozelor mari de medicamente, reprezentând o provocare majoră pentru sănătatea publică. Un focar din 2021, în rândul pacienților cu COVID-19 din unele secții ATI, a evidențiat potențialul lor letal, cu o rată de mortalitate de până la 70%. Subevaluate și subfinanțate În ciuda gravității situației, cercetarea în domeniul infecțiilor fungice rămâne sever subfinanțată – doar o mică parte dintre speciile de ciuperci patogene au fost identificate. Oamenii de știință subliniază necesitatea unor sisteme mai bune de monitorizare, modelare și conștientizare publică pentru a preveni o criză globală de sănătate.
Țesut cerebral uman viu, folosit pentru a imita boala Alzheimer în cadrul unui studiu revoluționar
Oamenii de știință au folosit țesut cerebral uman viu pentru a imita stadiile incipiente ale bolii Alzheimer, cea mai frecventă formă de demență, în cadrul unui studiu care își propune să accelereze găsirea unui tratament. În premieră mondială, o echipă britanică a reușit să expună țesut cerebral sănătos de la pacienți vii la o formă toxică a unei proteine legate de Alzheimer – prelevată de la pacienți care au murit din cauza bolii – pentru a arăta în timp real modul în care aceasta afectează conexiunile dintre celulele creierului. Această inițiativă revoluționară a oferit o ocazie rară și puternică de a vedea cum se dezvoltă demența în celulele creierului uman. Experții au afirmat că noul mod de studiere a bolii ar putea facilita testarea de noi medicamente și ar crește șansele de a găsi medicamente eficiente, scrie The Guardian. Demența reprezintă o mare amenințare pentru sistemele de sănătate și de asistență socială din întreaga lume. Se preconizează că numărul persoanelor afectate se va tripla, ajungând la aproape 153 de milioane până în 2050, ceea ce subliniază de ce găsirea unor noi modalități de studiere a bolii și de accelerare a căutării de tratamente este o prioritate în domeniul sănătății. În cadrul studiului, oamenii de știință și neurochirurgii din Edinburgh au făcut echipă pentru a demonstra pentru prima dată cum o formă toxică a unei proteine legate de Alzheimer, amiloidul beta, se poate lipi de conexiunile vitale dintre celulele creierului și le poate distruge. Fragmente minuscule de țesut cerebral sănătos au fost prelevate de la pacienți bolnavi de cancer în timp ce aceștia erau supuși unei intervenții chirurgicale de rutină pentru îndepărtarea tumorilor la Infirmeria Regală din Edinburgh. Odată ce bucățile de creier au fost preluate, oamenii de știință le-au pus în sticle umplute cu lichid spinal artificial oxigenat, înainte de a transporta probele la laboratorul lor, aflat la câteva minute distanță. Acolo, probele au fost tăiate în bucăți subțiri, groase de mai puțin de o treime de milimetru, și așezate în vase mici. Fiecare bucată de țesut cerebral viu a fost păstrată într-un lichid bogat în nutrienți, în interiorul unui incubator, la 37 de grade Celsius pentru a imita temperatura corpului. Cercetătorii au extras forma toxică de amiloid beta de la persoanele care au murit din cauza bolii Alzheimer și apoi au aplicat-o țesutului cerebral viu și sănătos din vasele lor. Echipa a constatat că, spre deosebire de expunerea la o formă normală a proteinei, creierul nu a încercat să repare daunele cauzate de forma toxică de beta-amiloid. Chiar și modificările mici ale nivelurilor naturale de beta amiloid – creșterea sau scăderea – au fost suficiente pentru a perturba celulele creierului. Acest lucru sugerează că, pentru a funcționa corect, creierul are nevoie de o concentrație fin reglată a proteinei. Descoperirea le va permite oamenilor de știință să se concentreze asupra medicamentelor cu cele mai mari șanse de a preveni degradarea sinapselor – conexiuni care permit fluxul de mesaje între celulele creierului și sunt vitale pentru funcționarea sănătoasă a creierului. Boala Alzheimer atacă sinapsele, iar pierderea acestora prezice cu certitudine reducerea memoriei și a capacității de gândire. Studiul a fost sprijinit de Race Against Dementia, o organizație caritabilă înființată de Jackie Stewart după diagnosticarea demenței soției sale, și de o donație de 1 milion de lire sterline din partea Fundației James Dyson, o organizație caritabilă care sprijină cercetarea medicală și educația în domeniul ingineriei.