Міотонічна м’язова дистрофія - це невиліковна та спадкова хвороба, поширеність якої в усьому світі становить одне з 8000 народжень. Це прогресуюче нервово-м’язове захворювання, яке характеризується зменшенням м’язової маси, хоча воно також вражає інші органи: серце та центральну нервову систему, головним чином.
Хав'єр Рамон, головний дослідник групи біосенсорів для біоінженерії Інституту біоінженерії Каталонії (IBEC), і його команда зараз розробляють пристрій для боротьби з цією хворобою.
Пристрій «м’яз на чіпі», розмір якого буде меншим, ніж кредитна картка, використовуватиме власні клітини пацієнта для дослідження міотонічної дистрофії 1 типу (DM1). На додаток до індивідуального моніторингу розвитку хвороби пацієнта, платформа також дозволить вивчати різні препарати або терапії в умовах, дуже подібних до стану людського тіла, пропонуючи альтернативу використанню моделей тварин.
Дослідники використовували клітини шкіри пацієнтів, фібробласти, перепрограмували їх та виготовляли з ними скелетну м’язову тканину за допомогою 3D-біопринта. Щоб зробити цю м'язову тканину функціональною, вони застосували електричне поле, стимулюючи її скорочення, роблячи таким чином тканину здатною експресувати ряд метаболітів, які можна виміряти, такі як інтерлейкіни та цитокіни, ключові білки при рідкісних та аутоімунних захворюваннях.
Отримавши функціональну тканину, вона інтегрується в пристрій, який називається біореактором, де тканина буде потрапляти через мікрофлюїдні канали, середовище, яке їй потрібно для виживання, і лікарські засоби, що перевіряються. Він також буде оснащений електродами, які будуть застосовувати електричне поле, та серією біосенсорів, які вимірюватимуть метаболіти в режимі реального часу, забезпечуючи ряд важливих відомостей для вивчення хвороби.
"За допомогою цього пристрою" м'яз на чіпі "ми оцінюватимемо ефективність препаратів, пов'язаних з м'язовою дистрофією, персоналізовано, без використання тварин, шляхом культивування власних м'язових клітин пацієнта", - коментує Хав'єр Рамон.
Проект "М'язи на фішках", який зараз перебуває на просунутій стадії досліджень, зокрема, завдяки імпульсу Банківської фундації "la Caixa", є першим, хто входить до програми "Швидше майбутнє", нової програми IBEC, започаткований з нагоди десятої річниці, завдяки якому за допомогою ініціатив колективного фінансування він прагне пришвидшити та впровадити в клінічну практику певні проекти, пов'язані зі здоров'ям, які вже перебувають на передовій фазі досліджень.
Минулого року він був представлений на платформі Giving Tuesday, де він залишався активним до 31 грудня, щоб зібрати 25 000 євро, за якими оцінюється завершення останніх етапів.
"Ми розраховуємо, що, якщо ми досягнемо цілей фінансування, останні етапи проекту можуть бути запущені в січні цього року, і до кінця 2019 року ми вже можемо мати функціональний прототип пристрою", додає Рамон.
Ілюстрація концепції двійкового коду, мови, що використовується комп’ютерами.
ДЖЕРЕЛО | Інститут мереж IMDEA - madri + d
Програмно визначені мережі можуть зробити Інтернет масштабованим, керованим та адаптованим на промисловому рівні, згідно з недавнім дослідженням, проведеним вченими з Мадридського дослідницького інституту IMDEA Networks.
Хоча витоки програмно визначених мереж (SDN) сягають 90-х років минулого століття, вони нещодавно набули популярності. SDN замінює традиційне розподілене управління мережею центральним ядром управління, здатним приймати більш обґрунтовані, а отже, і ефективніші рішення щодо управління. Дослідники з IMDEA Networks нещодавно завершили дослідницький проект HyperAdapt, щоб дослідити вплив, який інтенсивне використання SDN може мати на масштабованість, адаптивність та керованість Інтернету для промислових цілей. Для досягнення цієї амбіційної мети ця робота просунулася за два з половиною роки та здійснила три напрямки досліджень.
По-перше, ці фахівці з комп'ютерних та комунікаційних мереж оцінили потенційний вплив концепцій SDN на фундаментальному рівні, працюючи з ідеалізованими моделями та вирішуючи внутрішній динамізм комп'ютерних мереж. Вони спромоглися запропонувати набір механізмів і методів для вирішення викликів, викликаних таким динамізмом, і надали перевірені гарантії поведінки цих рішень, тобто математичне підтвердження меж їх ефективності.
Вибраний другий напрямок досліджень досліджував проблеми взаємозв’язку між комерційними постачальниками послуг Інтернету (ISP) та способи вирішення цих проблем за допомогою SDN. Дослідники запропонували та оцінили математичні моделі, що пояснюють, як працюють провайдери. Вони також розробили та оцінили методи та алгоритми, що пристосовуються до мінливих мережевих умов, з метою покращення продуктивності в декількох вимірах, включаючи ефективність, економічність, гнучкість або простоту управління.
Нарешті, щоб зрозуміти, як правильно налаштувати бездротову мережу, третій рядок досліджень зосередився на проблемах, які впливають на бездротові мережі доступу. У той же час дослідницька група, що базується в Мадриді, підтвердила необхідність оснащення користувачів мобільних пристроїв новими технологіями, такими як зв'язок від пристрою до пристрою (D2D), зв'язок з видимим світлом (VLC) або міліметрові хвилі (ммХвилі). Насправді ці технології є ключовими для обробки надзвичайно динамічної поведінки мережі, наприклад, тих мереж, що утворені транспортними засобами, що їдуть в дорозі.
Оскільки поточний попит на мережевий трафік зростає, ця новаторська пропозиція щодо ролі SDN у майбутньому Інтернеті має великий потенційний вплив, оскільки пропонує зміни до основних компонентів архітектури мобільного Інтернету.
HyperAdapt - це проект, що фінансується з 2015 по 2017 рік Міністерством економіки та конкурентоспроможності в рамках Державної програми досліджень, розробок та інновацій, орієнтованої на виклики суспільства, Call 2014 - Проекти R + D + i, в рамках Державного плану для науково-технічних досліджень та інновацій 2013-2016.
Зображення 30 Дорада./NASA, ESA, ESO, D.Lennon and E.Sabbi (ESA/STScI), J.Anderson, S.E. де Мінк, Р. ван дер Марель, Т. Сон і Н. Вальборн (STScI), Н. Бастіан (Кластер досконалості, Мюнхен), Л. Бедін (INAF, Падуя), Е. Бресерт (ESO), П. Кроутер ( Шеффілд), А. де Котер (Амстердам), К. Еванс (UKATC/STFC, Единбург), А. Ерреро (IAC, Тенеріфе), Н. Лангер (AifA, Бонн), І. Плейте (JHU) і Х. Сана (Амстердам) (2012) (CAB, CSIC-INTA)
ДЖЕРЕЛО | Центр астробіології CAB (INTA CSIC)
Відкриття надзвичайно великої кількості масивних зірок у зороутворюючій зоні 30 Дорада сусідньої Великої Магелланової Хмари проливає нове світло на розуміння раннього Всесвіту і дозволяє встановити, як воно могло еволюціонувати від темних віків до Всесвіту ми бачимо в актуальності.
Міжнародна команда, що включає кілька дослідників з Центру астробіології (CSIC-INTA), виявила вражаюче велику кількість масивних зірок у 30 Дораду, гігантському зореутворюючому регіоні, розташованому в одній із сусідніх галактик, Великій Хмарі Магеллана. Відкриття багатьох більш масивних зірок, ніж очікувалося, опубліковане в журналі Science, має глибокі наслідки для нашого розуміння того, як зірки перетворили первісний, незайманий і однорідний Всесвіт у Всесвіт, в якому ми живемо сьогодні, структурований у скупчення, скупчення, галактики, зірок і планет.
Проведене дослідження є частиною кампанії під назвою VLT-FLAMES Tarantula (VFTS), в якій за допомогою телескопа VLT Європейської південної обсерваторії (ESO) в Чилі спостерігали близько 1000 масивних зірок в 30 Дораду, також відомих як туманність Тарантул. Команда провела детальний аналіз близько 250 зірок з масами, що перевищують масу Сонця від 15 до 200 разів, щоб визначити розподіл утворених масивних зірок, так звану функцію початкової маси (IMF Initial Mass Function, для її абревіатури англійською мовою).
У більшості досліджених на сьогодні областей Всесвіту зірки рідше, чим масивніші вони. МВФ прогнозує, що більша частина зоряної маси знаходиться в зірках з низькою масою і що менше 1% усіх зірок, що утворюються, мають маси, що перевищують масу Сонця в десять разів. Виміряти частку масивних зірок надзвичайно складно, головним чином через їх дефіцит, і в місцевому Всесвіті є лише кілька місць, де ми можемо "взятися за справу".
Дослідження 30 Дорадуса, найбільшої сусідньої зоноутворюючої області, де проживають одні з найбільших масивних зірок, коли-небудь знайдених, визначило найбільш точне значення для МФО у сегменті високих мас на сьогоднішній день і показало, що зірки масивні набагато більше, ніж вважалося раніше. Насправді результати свідчать про те, що більша частина зоряної маси знаходиться не в зірках з низькою масою, а навпаки, що значна частина її знаходиться в масивних зірках. Донедавна існування зірок із масою до 200 сонячних мас було малоймовірним, але це дослідження, схоже, вказує на те, що зірки з 200-300 сонячними масами можуть бути більш вірогідними, ніж очікувалося.
Масивні зірки особливо важливі для астрофізиків через їх величезний відгук. В кінці свого життя вони можуть вибухнути у вражаючі наднові, утворюючи деякі найбільш екзотичні об’єкти у Всесвіті, нейтронні зірки та чорні діри. Можна сказати, що ці зірки також підписуються під гаслом "Живи швидко, помри молодим і залиш гарний труп". Їх можна розглядати як космічні двигуни, які виробляють більшість хімічних елементів важчі за гелій - від кисню, яким ми дихаємо, до заліза в крові. Протягом свого відносно короткого життя масивні зірки виробляють величезну кількість високоенергетичного іонізуючого випромінювання та сильних зоряних вітрів, які передають велику кількість кінетичної енергії в міжзоряне середовище. Іонізуюче випромінювання від перших масивних зірок утворилося вирішальним для реіонізації Всесвіту, що знаменує собою кінець так званих Темних століть, а його механічний зворотний зв'язок керує еволюцією галактик. Тому, щоб зрозуміти всі ці механізми зворотного зв’язку, а отже, і роль масивних зірок у Всесвіті, необхідно знати, скільки з цих гігантів утворено.
Результати мають важливі наслідки для розуміння нашого космосу. Ці результати вказують на те, що може бути на 70% більше наднових, збільшення хімічних виходів на 200% та іонізуючого випромінювання від масивних популяцій зірок на 270%. Крім того, швидкість утворення чорної діри може зрости на 180%, що автоматично призведе до збільшення двійкових злиттів чорних дір, нещодавно виявлених за допомогою детекторів гравітаційних хвиль.
Дослідження також порушує деякі питання, які слід дослідити в майбутньому: це загальне явище чи виняткова знахідка? Чи існують інші зореутворюючі регіони з подібним надлишком масивних зірок? Які наслідки може мати це відкриття для еволюції раннього Всесвіту, а також для швидкості появи подій наднової та створення гравітаційних хвиль?