برترین تحولات علمی جهان در سال 2013 از دید نشریه «ساینس»

پیش‌تر در یک پزشک، تحولات برتر پزشکی را به انتخاب نشریه تایم خوانده بودید، حالا با هم تحولات برتر علم را از دید نشریه ساینس مرور می‌کنیم.

مجله ساینس، یکی از برترین نشریه‌های علمی دنیا است، چند روز پیش این نشریه برترین تحولات علمی جهان را در سال میلادی که به انتهای آن نزدیک می‌شویم، برگزید و منتشر کرد.

بر اساس این انتخاب یک شیوه درمانی جدید و در حال پیشرفت، برای درمان سرطان به نام ایمنی‌درمانی، به عنوان برترین دستاورد علمی سال انتخاب شد.

1- ایمنی‌درمانی سرطان

به شیوه‌های معمول برای درمان سرطان فکر کنید: جراحی، پرتودرمانی، شیمی‌درمانی.

جراحی و پرتودرمانی که همیشه کارآمد و عملی نیستند، شیمی‌درمانی هم علیرغم همه پیشرفت‌ها، محدودیت‌هایی دارد و در سرطان‌های مختلف پاسخ‌های متفاوتی می‌دهد و شیوه‌ای است توأم با عوارضی که حتی عامه مردم هم از آنها مطلع هستند.

در شیمی‌درمانی ما عمدتا به دنبال راه‌هایی هستیم تا سوخت و ساز سلول‌های سرطانی را تحت‌تأثیر قرار بدهیم و از این طریق تکثیرشان را کاهش دهیم یا نابودشان کنیم.

اما چند سالی است که دانشمندان روی ایمنی‌درمانی سرطان هم پژوهش‌های خوبی انجام داده‌اند. به نظر می‌رسد این شیوه درمانی در آینده نویدبخش درمان‌های کاراتر و کم‌عارضه‌تری باشیم.

در ایمنی‌درمانی ما می‌خواهیم ترتیبی بدهیم که خود سلول‌های ایمنی دست به کار شوند و علیه سلول‌های سرطانی بسیج شوند.

یکی از تازه‌ترین راه‌های ایمنی درمانی، درمان با کمک سلول‌های T است، سلول‌های T، از جمله سلول‌های ایمنی بدنی هستند.

برای اینکه ما آنها را علیه سلول‌های سرطانی بشورانیم، دو راه داریم:

1- کلاس درس جدید برای آنها بگذاریم! در این شیوه سلول‌های T بدن بیمار برداشته می‌شوند، با مهندسی ژنتیک به آنها کدهای تازه‌ای می‌دهیم تا سلول‌های سرطانی را به عنوان دشمن بشناسند، بعد آنها را دوباره وارد بدن می‌کنیم.

چند ماه پیش از پنج بیمار بالغی که مبتلا به لوسمی حاد بودند و با این شیوه درمان شدند، سه بیمار به مرحله بهبودی رفتند.

این ماه هم این روزش در مورد 75 بیمار بالغ و کودک مبتلا به لوسمی انجام شد که 45 تایشان به مرحله بهبودی رفتند، هر چند بیماری در تعدادی از آنها دوباره عود کرد.

2- در شیوه دیگر ما چیزهایی را که باعث مهار سلول‌های T می‌شوند، از بین می‌بریم، این کار هم به یاری پادتن‌ها (آنتی‌بادی‌ها) صورت می‌گیرد.

پادتن‌هایی که برای این کار استفاده می‌شوم موسوم به ایپیلیمومب ipilimumab (آنتی CTLA-4) و نیز آنتی PD-1 است.

در یک پژوهش از آنتی PD-1 برای درمان نزدیک به 300 بیمار مبتلا به سرطان استفاده شد. نتایج خوب بودند و حجم تومور در 31 بیماران مبتلا به نوعی کشنده از سرطان پوست به نام ملانوما، و 29 درصد بیماران مبتلا به سرطان کلیه، کاهش پیدا کرد.

به هر ترتیب این شیوه جدید درمانی این امید را در دل‌ها زنده می‌کند که میزان موفقیت ما در رودررویی با سرطان، در سال‌ها و دهه‌های آینده بسیار بهتر از وضعیت اکنون ما باشد.

2- کشف علت اصلی خواب!

دانشمندان با مطالعه مغز موش دریافتند که بدن برای تمیز کردن مغز است که به خواب محتاج است. در هنگام خواب، کانال‌هایی که بین سلول‌ها هستند، رشد می‌کنند. این امر اجازه می‌دهد که مایع مغزی نخاعی دسترسی بیشتری به بافت مغز پیدا کند و پروتئین‌های سمی را که در طول روز ساخته شده‌اند، بزداید.

3- CRISPR، ابزار ویرایشگر ژن

آیا هیچ وقت به این مسئله فکر کرده‌اید که قیچی دانشمندان برای بریدن و دستکاری ژن‌ها چه چیزی می‌تواند باشد؟

دانشمندان سال 2013، مجهز به قیچی جدیدی شدند، چیزی که CRISPR نام دارد، آنها این ابزار جدید را در باکتری‌هایی افتند که توسط ویروس‌ها آلوده شده بودند، با کمک آن دانشمندان می‌توانند ژن‌ها را در نقاط دلخواه برش بدهند و سلول‌ها گیاهان، حیوانات و انسان‌ها را دستکاری کنند.

4- تولید اندامک‌ها

برای آزمایش‌های علمی مثلا آزمایش داروها، راه‌های مختلفی وجود دارد، یک راه این است که از حیوانات استفاده کنیم، راه دیگر استفاده از انسان‌های داوطلب است، اما شاید راه دیگری هم باشد: تولید شبه‌اندام‌ها!

امسال همان طور که قبلا هم در یک پزشک خواندید، دانشمندان موفق شدند که مغزهای کوچکی تولید کنند، این مغزهای کوچک همان ساختار بافتی مغز را دارند، منتها در ابعاد خلی کوچک مثلا در حد دانه یک سیب.

این مغزهای کوچک البته هیچ بافت عروقی ندارند، اما مدل زیستی بهتری محسوب می‌شوند.

در اینجا عکس مقطعی از مغز کوچک موش را می‌بینید:

5- کشف جنبه‌های دیگر اهمیت میکروب‌ها برای سلامت ما

در بدن ما میلیاردها میکروب زندگی می‌کنند، بیشتر آنها برای ایمنی و دستگاه گوارش ما مفید هستند، ما از مدت‌ها قبل متوجه این مسئله شده بودیم، امسال دانشمندان دریافتند که میکروب‌ها روده‌ای درمان‌ها ضد سرطانی را تحت تأثیر قرار می‌دهند، در کاهش وزن نقش دارند و در بیماری‌های آلرژیکی مثل آسم، می‌توانند از ما محافظت کنند.

6- باتری‌های خورشیدی کاراتر

باتری‌های معمول خورشیدی سیلیکونی هستند، اما باتری‌های جدید که امسال مورد آزمایش قرار گرفتند و Perovskite نامیده می‌شوند،هم ارزان‌ترند و هم کاراتر.

محققان روی این باتری‌ها 4 سال کار کرده‌اند، و در این 4 سال، پیشرفتی معادل یک دهه فناوری‌های مشابه داشتند.

دانشمندان در حال حاضر به دنبال راه‌هایی برای افزودن بر طول عمر آنها و نیز قبولاندن این مطلب هستند که این باتری‌ها، حاوی مواد سمی نیستند.

در این باتری‌ها از ترکیبات آلی فلزی یا ارگانومتال‌ها استفاده می‌شود.

7- ساخت واکسن ویروس RSV با شیوه‌ای جدید

معمولا شیوه سنتی تولید واکسن، مواجه کردن بدن با ویروس کشته‌شده یا ضعیف‌شده است، اما یک شیوه بهتر و پیشرفته‌تر است این است که تنها چهره ویروس را به سیستم ایمنی بنمایانیم، تا بدن علیه آن پادتن تولید کند.

امسال دانشمندان با مطالعه پروتئینی از ویروس RSV که پادتن‌ها به آن متصل شدند، اقدام به اولید یک نسخه جهش‌یافته از این پروتئین کردند.

این پروتئین جهش‌یافته می‌تواند به مراتب برای پادتن‌ها در دسترس‌تر است.

بنابراین با مواجه کردن بدن با این پروتئین می‌توان پاسخ ایمنی را در بدن برانگیخت.

8- تولید سلول‌های بنیادی با شیوه کلون‌سازی

این دستاورد علمی، یکی از دستاوردهای برتر پزشکی سال نشریه تایم هم بود.

دانشمندان سال پیش موفق شدند با همان شیوه‌ای که 17 سال پیش گوسفندی به نام دالی را کلون کردند، سلول‌های بدن انسان را هم کلون کنند، به این ترتیب با استفاده از این سلول کلون شده که در مرحله جنینی است، می‌توان به سلول‌های بنیادی دست پیدا کرد که از هر نظر با بدن خود شخص مطابقت دارند.

9- دید زدن مغز تا حد سلولی با استفاده از شیوه‌ای به نام CLARITY

در این شیوه جدید باقت مغز بدون اینکه آسیبی ببیند، شفافیت لازم برای ماطلعات میکروسکوپی را پیدا می‌کند. در این شیوه باقت چربی مغز با هیدروژل جایگزین می‌شود.

در این شیوه بافت در یک محلول معلق حاوی مونومرهای هیدروژل قرار داده می‌شود، مونومرها به داخل بافت نفوذ می‌کنند، بعد وقتی باقت به آرامی گرم می‌شود، مونمرها تشکیل پلیمر را می‌دهند و یک تورینه در داخل بافت ایجاد می‌کنند که اجزای بافت را محافظت می‌کنند.

حالا می‌شود لیپیدها را با الکتروفورز برداشت، چیزی که باقی می‌ماند یک باقت سه‌بعدی شفاف و دست‌نخورده مغزی است که در آن نورون‌ها، آکسون‌ها، دندریت‌ها، سیناپس‌ها، پروتئین‌ها و کلا همه چیز دست‌نخورده‌اند.

این شیوه را CLARITY نام نهاده‌اند و توسط کارل دایسروث -روانپزشک و مهندس زیستی دانشگاه استنفورد- کشف شده است.

10- کشف منبع پرتوهای کیهانی

صد سال است که ما پرتوهای کیهانی را کشف کرده‌ایم، این پرتوها در واقع ذرات پرانرژی و باسرعت بالا هستند که به لایه بالایی جو زمین هم برخورد می‌کنند.

ما حدس‌هایی در مورد منشأ پرتوهای کیهانی می‌زدیم، اما امسال، دانشمندان به شواهدی دست پیدا کردند که نشان می‌داد، دست‌کم بعضی از پرتوهای کیهانی از ستارگان در حال انفجار (ابرنواخترها یا سوپرنُواها) صادر می‌شوند.

پروتون‌ها در تعامل با لایه گازی که ابرنواخترها را احاطه کرده است تا حد سرعت نور شتاب پیدا می‌کنند  به صورت پرتوهای کیهانی در فضا تابش می‌یابند.

منبع