Научни новини: Нов механизъм за борба с COVID-19 и пръстени вместо луни

Медицина

COVID-19

За да заразят клетките, вирусните частици обикновено се закачат за рецептори, намиращи се по тяхната повърхност, и така преминават през клетъчната мембрана. Един от добре проучените рецептори е ACE2, към който са специфични спайкпротеините на някои коронавируси, включително причинителите на SARS и COVID-19. Той се среща в редица тъкани, наред с горните части на дихателната система, които са един от основните пътища за навлизането му в тялото.

Учени от Австралия са открили нов рецептор – LRRC15, който също може да свързва SARS-CoV-19, но за разлика от ACE2, той не съдейства на вируса да навлезе в клетките, а помага за предпазване от заболяването. Екипът го описва като молекулярно велкро, което се прилепя към вирионите и ги отдалечава от клетките, пречейки им да ги заразят.

Подобно на ACE2, този протеин е разпространен в различни тъкани, но количеството му в белите дробове е сравнително ниско при здрави хора. При болни от COVID-19 нивото му се повишава, откъдето идва и хипотезата, че е налице непознат до момента механизъм за борба с инфекцията.

Това се подкрепя от изследване на пациенти с бъбречна недостатъчност, при които нивата на LRRC15 са пряко свързани с тежестта на протичане на заболяването им от COVID-19. С намаляване на концентрацията на протеина симптомите стават по-сериозни и прогнозата се влошава.

Наред със свързването на вирусните частици, отделянето на този протеин от клетките, причиняващи лезии по белите дробове (фибробласти), намалява образуването на колаген при срещата им с вируса и така предпазва органа от дълготрайни увреждания.

Авторите смятат, че това откритие ще помогне за разработването на нови медикаменти за облекчаване на симптомите от инфекции, причинени от сходни вируси, както и за предпазване от белодробна фиброза. Публикацията показва колко малко знаем за имунната система, и дава поле за бъдещи изследвания в тази област.

Вече е известно, че по време на бременност жените са изложени на повишен риск от COVID-19. Заболяването протича по-остро и при новородените, поради което лекарите препоръчват на бъдещите майки да минат пълен ваксинационен курс. Това се подкрепя от изследване на почти 9000 бебета под 6 месеца.

При двукратна ваксинация вероятността децата да бъдат защитени от вируса е 95% за Делта и 45% за Омикрон вариантите. Вероятността за избягване на хоспитализация е съответно 97% и 53%. Проучването показва, че е най-добре втората ваксинация да се направи по време на третия триместър. Поставянето на трета доза подобрява резултатите за Омикрон, повишавайки защитата от инфекция на 73%.

Тези данни потвърждават редица проучвания, показващи ползата от ваксините, и дават поглед върху по-малко обследвана част от популацията, а именно децата под 6-месечна възраст.

Птичи грип

Глобалната ситуация с разпространението на H5N1 продължава да е динамична и притеснителна. Вирусът е Инфлуенца тип А и е описан за пръв път през 1996 г. в Китай. Характерно за него е, че е силно вирулентен и има свойството да мутира бързо, както повечето РНК вируси. Наред с това, тъй като геномът му е сегментиран, той може да обменя части с други грипни вируси, което му позволява по-лесно да прескача между различни видове.

Съобщенията за загинали животни не са нови – в началото на миналата година в Гърция бяха открити труповете на над 500 къдроглави пеликана, случаи имаше и в Англия, Израел, Канада. Освен за дивите животни, вирусът е проблемен и за птиците във ферми поради високата гъстота на отглеждане и близкия контакт, на който са изложени. Според здравните служби на САЩ в последната година от заболяването са засегнати над 50 млн. птици.

Особено тревожни са новините за прескачането на вируса към бозайници. В Англия, Шотландия и Уелс са установени случаи при лисици и видри, а в началото на тази година в Перу са намерени почти 600 морски лъва, които най-вероятно са загинали от H5N1. Много притеснително е откриването на вируса и във ферма за норки в Испания. Горният респираторен тракт на норките е много сходен с човешкия, което създава рискове за рекомбинация и междувидово прескачане към работниците в тези ферми. Вероятно животните са се заразили от храната си, която е включвала птичи субпродукти.

За момента специалистите от СЗО смятат, че вероятността за инфекции при хора е малка. Оптимална среда за развитието на вируса са птиците, което налага срещата му с човешки вирус в тях. Едва след рекомбинация между двата генома той придобива възможността да прескочи в хора. Но дори и това не гарантира способността за заразяване от човек на човек – нужни са допълнителни мутации. Въпреки това, поради големия брой случаи, всички малки шансове се натрупват и опасността не трябва да бъде пренебрегвана, както се вижда от случая в Испания, където е установен пренос от една норка към друга.

Все още не е напълно ясно и каква е смъртността от вируса при хора. От случаите, известни до момента, тя е много висока – 56%, но това може да се дължи и на факта, че хората с по-леки симптоми не са потърсили медицинска помощ и съответно не са диагностицирани и включени в статистиката.

Тъй като учените следят вируса от появата му и са предвидили пандемичния му потенциал, за него вече има няколко ваксини. Притеснителното е, че четири от петте ваксини, одобрени в ЕС, се произвеждат в кокоши яйца. Това създава два големи проблема. Първо, не е ясно дали компанията, произвеждаща ваксината си в тъканни култури, ще успее да предостави достатъчно бързо голям брой дози при необходимост. Второ, масовото производство зависи от най-вероятната жертва на вируса, при която смъртността е над 90%. Очаква се компаниите, произвеждащи mRNA ваксини за SARS-CoV-19, да адаптират технологията и за Инфлуенца, но това ще отнеме време както по технологични, така и по регулаторни причини.

Ако искате да прочетете повече по темата за междувидовото прескачане, горещо препоръчвам книгата Spillover: Animal Infections and the Next Human Pandemic на Дейвид Куамен. Въпреки че е издадена преди COVID-19, случаите в нея са интересни и може да се научи много за науката и историята зад редица епидемии.

Космос

Ракети и двигатели

След дълга подготовка SpaceX успешно изпита двигателите на бустера Super Heavy. Той е в основата на напълно преизползваемата ракета Starship, която компанията планира да включи в програмата „Артемис“, а в бъдеще – и в колонизацията на Марс.

Продължителността на теста е била с пълната предвидена дължина, като според информация от Илън Мъск един от двигателите е изключен от инженерите, а друг е отказал по време на работа. Той обаче смята, че останалите работещи двигатели са достатъчни за достигане на орбита. Това е голяма стъпка за проекта, тъй като дава зелена светлина за изпитанията на ракетата. Следващото най-вероятно ще е орбитален тест.

Интересно за Super Heavy е, че използва 33 двигателя за задвижването си. В повечето случаи проектантите се спират на по-малък брой по-големи двигатели, тъй като това намалява вероятността за проблем в някой от тях и значително опростява ракетата.

Изключение е замислената като отговор на лунната програма „Аполо“ съветска ракета Н-1, чиято първа степен има 30 двигателя, работещи с керосин и течен кислород. Програмата е обречена заради политически интриги и неразбирателство между главните проектанти и след четири неуспешни изстрелвания, водещи до катастрофални експлозии, е прекратена заедно с амбициите на СССР да спечелят лунната надпревара.

Главоболия имат и наследниците им от „Роскосмос“ – един от товарните апарати „Прогрес МС-21“, в момента скачен към Международната космическа станция, е загубил налягане в охладителната си система. В изявленията на руската агенция и НАСА се казва, че няма опасност за седемте космонавти в станцията, като температурата и налягането в обитаемия отсек са нормални. Все още не е ясно на какво се дължи тази авария, но двете агенции разследват случая. Товарният апарат вече е напълнен с отпадъци и по график ще напусне МКС на 18 февруари и ще изгори в атмосферата над Тихия океан.

Това е вторият сходен случай с руски апарат. В края на миналата година „Союз МС-22“, с който на станцията пристигнаха двама руски и един американски космонавт, също загуби охлаждането си, като официално обявената причина беше удар от микрометеорит. Това наложи удължаването на престоя на екипажа, който ще изчака изстрелването на „Союз МС-23“ без пътници, а повреденият „Союз МС-22“ ще бъде разкачен в безпилотен режим и оставен да изгори в атмосферата.

Въпреки че все още няма информация за инцидента с „Прогрес МС-21“, вероятността за втори аналогичен удар от микрометеорит в рамките на няколко месеца е малка. Това повдига редица въпроси относно причината за повредата в „Союз МС-22“ и състоянието на руската космическа програма.

Пръстен вместо луна

Пръстените около небесните тела са една от впечатляващите гледки, които Космосът ни предоставя. До момента се смяташе, че процесът на образуването им е добре проучен, но ново откритие в периферията на Слънчевата система може да промени това.

Планетата джудже Куауар е с диаметър около 1000 км и се намира в пояса на Кайпер – зона след орбитата на Нептун със сравнително ниска плътност и дом на множество подобни малки обекти, най-големият от които е Плутон. След откриването ѝ през 2002 г. астрономите установяват, че има естествен спътник, наречен Уейуот, а вече е известно, че има и система от пръстени. Те са прекалено малки и бледи, което прави директното им наблюдение невъзможно.

За откритието учените са използвали най-големия оптичен телескоп Gran Telescopio Canarias, намиращ се на остров Палма. С помощта на математически модел те са предвидили преминаването на планетата пред далечна звезда, т.нар. окултация. По време на наблюдението с телескопа, яркостта на звездата е намаляла преди и след преминаването на планетата на равни интервали. Наблюдението е направено неколкократно с няколко звезди. Най-вероятното обяснение за такива симетрични окултации е наличието на пръстен около планетата.

Учудващо е, че според получените данни пръстенът е разположен на разстояние 7,4 радиуса от планетата, което е два пъти над границата на Рош. Това е пределът, след който приливните сили от гравитацията на по-голямото тяло може да разкъсат малки тела в орбитата му. Според научните разбирания и симулации в момента, пръстените извън зоната на този ефект за кратко време започват да агрегират в луни.

Възможни са различни хипотези за обяснението на това наблюдение, но учените проучват комбинация от няколко фактора. Планетата може да има неравномерна форма и като следствие от това нейното гравитационно поле да се променя при въртенето ѝ – ефект, който би попречил на образуването на обекти на по-далечно разстояние. Пръстенът пък се намира в орбитален резонанс с отношение 1:3 с въртенето на планетата, което означава, че частиците в пръстена правят една орбита около планетата, докато в същото време тя се завърта три пъти около оста си, оказвайки им периодично гравитационно влияние.

Според авторите това може да помага за задържането на пръстена и да пречи на образуването на втора луна. Сходен орбитален резонанс имат и пръстените на планетите джуджета Харикло и Хаумея, но при тях те се намират в границата на Рош.

Това откритие е интересно, защото показва, че дори за добре приети идеи с история от над 150 години, може да бъдат открити изключения, вълнуващи научните среди.

Заглавно изображение: Микроскопска снимка на епителни клетки, 100х увеличение. Източник: Berkshire Community College Bioscience Image Library / Flickr

Веднъж-дваж месечно Михаил Ангелов – биолог, агроном и любим нърд от нашия екип, ни представя най-интересните скорошни новини от различни сфери на науката и обяснява защо тези постижения са толкова значими за света и човечеството. Или най-малкото – любопитни и забавни.