Научни новини: Динозаври, комети, ваксини и генни терапии

Хищническа мистерия

Измежду могъщите същества, населявали планетата ни преди милиони години, може би най-пленяващ въображението е гигантският хищник тиранозавър (Tyrannosaurus rex). С впечатляващите си размери и запомнящи се роли в „Джурасик парк“ той се е превърнал в икона на динозавърското царство. В продължение на години палеонтолозите се опитват да разберат неговото поведение и развитие, като разполагат с по-малко от 40 сравнително пълни образци. Нови разкрития показват, че може би някои от представите ни за страшния звяр са грешни.

Историята започва през 40-те години на миналия век с откриването на череп в богатото на палеофлора и фауна находище Hell Creek. Тогава го определят като образец от нов вид горгозавър (Gorgosaurus), но по-късно започва активна дискусия за видовата му принадлежност, като с времето се оформят два лагера. Учените от единия смятат, че това е възрастен индивид от нов род – нанотиранус (Nanotyrannus), позовавайки се на морфологията на черепа и на това, че костите са сраснали. Опонентите им изказват мнението, че е по-вероятно находката да е от малък тиранозавър. Тъй като разполагат само с този единичен екземпляр, никоя от страните не може да даде надеждно доказателство.

Ситуацията остава патова до 2001 г., когато е открита нова находка – добре запазен образец, наречен Джейн. След няколко години подготовка Джейн става достъпна за изследване и предизвиква сериозно вълнение. Учените и от двете страни откриват доказателства за своята хипотеза. Да, зъбите са повече, челюстта има специфична дупка и някои кости са по-различни, но от друга страна, това може да се обясни с възрастови и индивидуални специфики. В крайна сметка Джейн успява да разубеди някои привърженици на идеята за отделен вид, накланяйки везните към мнението, че образците най-вероятно са млади тиранозаври.

Малко след като започват вълненията около Джейн, в същото находище е направено забележително откритие: почти цели скелети на два динозавъра – растителнояден трицератопс и млад тиранозавър, наречен Кървавата Мери (Bloody Mary), макар полът на динозавъра да е неясен. Привидно двамата са вплетени в битка, което дава името на фосила – „Воюващи динозаври“, но най-вероятно позата е случайна. Уви, за повече от десет години тази находка остава в частна колекция, скрита за учените, докато през 2020 г. скелетите са откупени и включени в музейна експозиция.

След като става достъпен за анализ, образецът предоставя много нова информация, като най-интригуващото е, че може да бъде определена възрастта на индивида. Поради специфики в растежа на костите в тях се образуват растежни пръстени, сходни с тези в дърветата. Така учените установяват, че динозавърът е бил поне на 14 години, когато е загинал, а в последните години растежът на костите е бил забавен. Това сочи, че Мери е почти възрастен индивид и е нямало да порасне много повече.

При тези новопредставени данни изглежда, че спорът за съществуването на Nanotyrannus като отделен род може да се смята за приключен. Учените дори дават предложение за два вида в този род – N. lancensis, чийто представител е Мери, и N. lethaeus, който е бил малко по-голям, представен от Джейн. Най-вероятно нанотиранусите са достигали малко над 2 метра и тегло около 700 кг (според кратка справка в интернет – колкото голяма крава или стар модел „Фолксваген“ костенурка) – около десет пъти по-малки от T. rex. Освен по размер те се различават и по стойка. Нанотиранусите имат много по-пропорционални крайници, което предполага, че са били по-пъргави от гигантските си сродници и са можели да тичат. Краката и „ръцете“ на Мери са с размери, сходни на тиранозавърските, въпреки че е по-дребна.

Освен че поставя вида в таксономичното дърво, публикацията повдига редица въпроси за представите ни за тиранозаврите до момента, част от които се основават на информация, получена всъщност от друг вид. Като вземем предвид колко богато е видовото разнообразие в наши дни, е много вероятно сходни грешки да са допуснати и при други видове. Така това изследване може да предизвика преразглеждане на много фосили.

Ваксини с двойно действие

Разработването на ваксини срещу ракови заболявания е едно от най-силно желаните постижения в медицинската наука. Макар и вече да има одобрени продукти, които предпазват от някои видове рак, те работят срещу вирусните причинители на заболяването. Към момента ваксините, които насочват имунната ни система към туморите още при възникването им, са основно обект на хипотези и медицински изследвания.

Но метаизследване на над 1000 пациенти представя интересно следствие от поставянето на ваксините срещу COVID-19. Както се оказва, освен че са с висока специфичност и ефективност за предпазване от вируса, те повишават общата активност на имунната система и могат да помогнат при терапията на някои туморни заболявания.

Зад това откритие стои по-стара разработка. В експерименти с мишки учените установяват, че за предизвикване на имунен отговор срещу тумори не е нужно да се целят в конкретен протеин в образуванието. Ваксините се базират на основната идея, че дават възможност на тялото да се запознае с патогена по безопасен начин, така че да подготви имунен отговор на него. Но освен това те предизвикват отделянето на сигнални протеини, наречени цитокини, включително интерферон. Оказва се, че той може да активира имунните клетки в туморните тъкани, които да обучат имунната система, така че тя да започне да ги атакува. Това обаче не е достатъчно, тъй като раковите клетки са разработили защита – отделят протеин, който дезактивира атакуващите ги Т-клетки.

За справяне с проблема учените прилагат двоен подход. Те разработват неспецифична иРНК ваксина за активиране на имунната система, и я комбинират с инхибиторни вещества, които се използват за терапия на някои туморни заболявания и потискат отделянето на защитния протеин. Така дават възможност на тялото да използва естествените си способности за справяне със злокачествените клетки.

Резултатите от тази експериментална разработка пораждат интересно предположение – щом не е нужна специфична ваксина, подобен ефект би трябвало да се наблюдава и при иРНК ваксините срещу COVID. Потвърждение на хипотезата идва от анализ на данни за продължителността на живота на над 1000 пациенти с рак на белия дроб и кожата. Тези, които са били ваксинирани в рамките на 100 дни от започване на имунотерапия с инхибитори, живеят почти два пъти по-дълго – 37 месеца срещу 21 месеца при неваксинираните. Подобно подобрение не се наблюдава при пациенти, получили ваксини срещу грип или пневмония, които не са базирани на иРНК.

Сходен ефект на повишаване на активността на имунната система е забелязан и при деца с атопичен дерматит. Поради връзката му с понижаването на имунитета той често е предвестник на други по-тежки заболявания. Също така децата, страдащи от него, са по-предразположени към инфекции, засягащи респираторната система. Метаизследване на почти 6000 пациенти под 17 години показва, че след ваксинация срещу COVID рискът от появата на ушни инфекции, пневмония, синузит и др. спада средно с 40%.

Данните подчертават важността на откритието на този нов клас ваксини. След като помогнаха за намаляване на жертвите от пандемията, изглежда, тепърва ще разгръщат потенциала си. Интересно е дали и как подобни разработки ще бъдат повлияни от политическия климат в САЩ, където някои щати подготвят законопроекти за забрана на иРНК ваксините. В комбинация с решението за орязване на бюджета за разработка на такива ваксини, което беше критикувано от редица международни и американски организации, има голяма вероятност следващите големи разработки в тази област да бъдат в портфолиото на европейски или азиатски компании.

Комета или извънземни?

Тази година се оказа изключително богата на комети, на които можем да се възхищаваме.

През януари C/2024 G3 (ATLAS) беше страхотна гледка в нощното небе на южното полукълбо. В началото на годината откриха и C/2025 A6 (Lemmon), която достигна най-близката си точка до Земята в края на октомври и все още е достатъчно ярка, за да може да се наблюдава с просто око.

C/2025 K1 (ATLAS) беше засечена през май и в момента е видима с по-силен бинокъл. Траекторията ѝ премина между Слънцето и Меркурий, което обикновено вещае неприятности за кометите, но когато се появи малко след завоя си покрай Слънцето в началото на октомври, изглеждаше, че е от изключенията, които успяват да останат цели. За съжаление, в средата на ноември C/2025 K1 (ATLAS) все пак се разчупи – със сигурност на две, а може би и на повече парчета.

В същия район, където може да се наблюдава K1, през септември се появи и C/2025 R2 (SWAN), която също е видима с по-силен бинокъл и премина през няколко фрагментации.

Но макар и вълнуващи, тези комети не заплениха вниманието на множество хора така, както го направи междузвездният пътник 3I/ATLAS. От откриването му през юли учените го следят с интерес, тъй като е едва третият засечен обект от междузвездното пространство, който пресича Слънчевата система. Наблюденията бяха трудни, понеже през немалка част от пътешествието си 3I/ATLAS беше закрит от Слънцето и нямаше как да се види пряко от Земята, затова го следяха космически обсерватории като „Хъбъл“ и „Джеймс Уеб“. Към него обаче бяха насочени и инструменти, които не са предвидени за подобни цели, като Mars Reconnaissance Orbiter, изучаващ повърхността на Марс.

Наред с публикациите за наблюденията на астрономите се появиха и множество конспиративни теории. Една от главните фигури зад тях е харвардският професор Ави Лоуб, който е известен с изказванията си, че е много вероятно да сме посетени от извънземни. В поредица от материали в Medium той посочи няколко „несъответствия“, които според него показват, че обектът всъщност е изкуствен. Например че орбитата му ще го преведе много близо до Земята, което е малко вероятно, ако се разчита на случайност. Или че опашката е нехарактерна за комета с такъв размер и това всъщност може да е следа от двигател. Бяха изказани и идеи, че промяната в орбитата му е невъзможна за естествен обект.

Ситуацията бе допълнително нажежена от НАСА, която дълго време не публикуваше снимки и информация за обекта. В началото това бе обяснено със спряното финансиране на правителствени агенции, но след възстановяването му имаше период на изчакване, който бе тълкуван от поддръжниците на хипотезата за изкуствения характер на обекта като потвърждение, че правителството се опитва да скрие нещо.

В крайна сметка Агенцията публикува множество нови кадри и всички участници в проведената пресконференция бяха категорични, че става въпрос за комета. Интересното е, че макар и по някои неща да прилича на кометите, които са постоянни обитатели на нашата Слънчева система, има и разлики – например 3I/ATLAS е много по-богат на никел. Учените спекулират, че най-вероятно скоро не е преминавал покрай друга звезда, поради което е възможно да е по-стар от Слънчевата система. Това, което знаем към момента, е, че идва от центъра на Млечния път и след като премине покрай нас, повече никога няма да се върне. Именно това подтиква астрономите да съберат възможно най-много информация, докато кометата е близо и можем да я наблюдаваме.

Изнесената информация не убеди Лоуб, който продължава да твърди, че данните са недостатъчни за изключване на хипотезата, че обектът е изкуствен. В средата на декември предстои най-близкото му преминаване покрай Земята (на безопасно разстояние от планетата ни). Тогава ще бъдат проведени множество наблюдения, които би трябвало да изяснят дали това всъщност не е преднамерено посещение.

Генни терапии за болестта на Хънтингтън

Болестта на Хънтингтън е изключително коварно невродегенеративно заболяване с летален изход, което има генетична основа. В началото симптомите се появяват по-скоро като психически смущения, но с времето, освен влошаване на когнитивните способности, при пациентите се наблюдава и загуба на възможността за координирани движения на тялото.

Заболяването е автозомно – засегнатият ген няма връзка с половите хромозоми. 

Специфично е, че грешката не е „обикновена“ мутация, която води до бъг в даден ген, а натрупване на повтори от „букви“ в него. Така ако последователността CAG, кодираща аминокиселината глутамин, се намножи прекалено много в гена за протеина хънтингтин, полученият протеин става дефектен и води до разрушаването на някои видове неврони, като се наблюдава правопропорционална връзка между броя повтори и това колко рано започват симптомите.

Макар и с ясна генетична етиология, самият механизъм на намножаване на повторите все още не е напълно разгадан. Първоначалната хипотеза е, че това се случва при всяко наследяване на повредения ген – във всяко потомство бройката е по-висока. Но още през 2003 г. има данни за пациенти, при които се достигат 1000 повтори, което поставя хипотезата под въпрос, тъй като това предполага много дълга наследствена линия. В началото на годината добихме малко по-добра представа – някои видове клетки натрупват повтори вследствие на процес, наречен соматична експанзия. Затова и в началните стадии заболяването преминава без изявени симптоми, но повторите се множат в невронните клетки на пациентите. Акумулирането на около 80 CAG може да отнеме десетилетия, но след като достигнат този брой, повторите започват да се увеличават все по-бързо и в рамките на няколко години надвишават 150. Това се оказва границата, отвъд която невроните започват да загиват и да се проявяват симптомите на болестта.

Моделът обяснява наблюденията на лекарите през годините и внезапната поява на симптоми в по-късен етап от живота на пациентите. Добрата новина е, че бавната част от развитието на заболяването дава сравнително широк прозорец за намеса и прилагане на потенциална терапия. За съжаление, към момента няма лечение за болестта и изходът все още е летален, но по-доброто разбиране на процеса вече дава идеи за нови подходи, които могат да удължат безсимптомния период на пациентите или дори да спрат намножаването на повторите.

Един от методите е нарушаването на низовете от повтори в генома на пациентите. Използвайки т.нар. редактиране на бази, учените променят едната база в повтората (напр. C към A). Така процесът на соматична експанзия се обърква и натрупването на повтори спира, а в някои клетъчни линии се наблюдава дори намаляване на техния брой. Това е потвърдено и при мишки, върху които е приложена тази генна терапия. 

Пред клиничните изпитвания на този тип редакции стоят редица пречки, най-важната от които е, че подобни повтори се срещат и на други места в човешкия геном, като създават риск за нарушаване на други процеси в организма. Засега данните показват, че редакциите извън целевия ген са само в участъци, които не кодират протеини, но това не означава, че те не са важни. Все пак идеята е интересна и ако бъде намерен начин редакцията да се насочи само в гена за болестта на Хънтингтън, терапевтичната ѝ стойност би била значителна.

Друг подход идва от компанията uniQure, която наскоро съобщи за 12 пациенти, при които влошаването на симптомите е забавено със 75% в рамките на три години. Това е постигнато не чрез директна редакция на гена за болестта на Хънтингтън, а чрез потискане на синтеза на дефектен протеин от него. За целта с помощта на аденовирус в генома на пациентите се вмъква малка ДНК последователност, която кодира не цял ген, а малка РНК молекула (микроРНК). Тя има способността да разпознае информационната РНК, произведена от дефектния ген, и да се прилепи към нея, правейки синтеза на протеин невъзможен.

За да се концентрира в целевите области на мозъка, векторът се инжектира в него през малки дупки в черепа, като процедурата е еднократна и трае около 12 часа. С времето вирусът се разпространява и към съседните региони на мозъка, потискайки образуването на дефектния протеин и в тях. Така терапията започва да действа веднага в най-засегнатите участъци, а впоследствие разширява зоната, която предпазва.

От предоставената към момента информация резултатите изглеждат обещаващи, но все пак трябва да се обърне внимание, че все още не са публикувани в рецензиран журнал, поради което не могат да бъдат подложени на критичен преглед от научната общност. Също така процедурата е изключително инвазивна, което може да постави пречки пред широкото ѝ прилагане. Въпреки това, ако компанията успее да предложи терапията комерсиално, най-вероятно ще има достатъчно пациенти, които биха се подложили на такава операция, като се има предвид как се развива заболяването.