Ученые

Вы когда-нибудь задумывались, как же ученые «заглядывают» внутрь материала толщиной в один атом? Нет, не с помощью какой-то магической атомарной линзы — ведь такие приборы, как сканирующая туннельная микроскопия, стоят дороже вашей квартиры и требуют условий из страшных научно-фантастических фильмов: ультравысокого вакуума и температуры, близкой к абсолютному нулю. Но давайте сделаем на секунду уступку здравому смыслу и представим, что можно обойтись без этих «атавистичных» дорогостоящих гаджетов. Звучит как выигрыш в лотерее, правда?

И вот команда исследователей из Института физики в Загребе, Хорватия, вместе с международными союзниками, показали, что это реально! Разрешите представить новый супергерой — передовую атомно-силовую микроскопию (АСМ), которая обычно у нас ассоциируется с чем-то вроде «гляжу на поверхность и трогаю ее иголочкой». Но ребята из Загреба доказали, что и эта «иголочка» может работать на атомном уровне, если использовать её с умом и в нескольких продвинутых режимах.

И самое главное — они смогли «увидеть» интеркаляцию, то есть проникновение атомов в пространство между слоями ультратонких материалов, таких как графен и MoS2 (кто еще не знаком с этими красавцами из мира 2D-материалов — настоятельно рекомендую познакомиться). Раньше, чтобы узнать, что же там происходит, приходилось звать на помощь специализированные сенсоры и космические приборы, теперь же — пожалуйста, АСМ, несколько хитрых режимов и вуаля — атомы поддаются визуализации!

Да еще и на образцах, которые, внимание, просто лежали на воздухе, а не в стерильных условиях научной фобии. Как говорит Кармен Капустич, соавтор: «Наш метод — это почти как взять микроскоп и сказать: «Покажи-ка, что там на самой обычной поверхности». Без всяких «галактических» условий».

Зачем нам всё это? Дело в том, что такие процессы, как интеркаляция, помогают настраивать свойства материалов — их электропроводность, гибкость, оптические эффекты — то есть, практически, делать из них новых героев будущих технологий: от гибкой электроники до квантовых компьютеров. И чем лучше мы их понимаем, тем быстрее двигаемся к мечтам про телефоны, которые не ломаются, и компьютеры, что читают мысли (ну, почти).

Как метко сказал д-р Дж. Ива Шрут Ракич, «не всегда нужно иметь сверхточный инструмент, чтобы понять сверхтонкие вещи». Главное — в творческом подходе и умении читать «между строк» — или в нашем случае — между атомными слоями.

Так что, друзья, наука не стоит на месте и доказывает: иногда секрет настоящей сверхточности — это не сверхоборудование, а умение видеть детали там, где другие ищут сложности. Кто знает, возможно, скоро и ваш старенький атомно-силовой микроскоп удивит мир новыми открытиями! А пока — будем следить за новостями из Загреба и мечтать о гаджетах из будущего, которые соединили бы в себе точность и доступность.

Вот так, с юмором и гвоздями науки в руках, мы приближаемся к разгадке тайны самых тонких материалов Вселенной.

Статья взята с сайта: Топография АСМ и совместно локализованный оптический отклик частично интеркалированного MoS2 на графене, измеренные с помощью PiFM.

Открытие вируса иммунодефицита человека (ВИЧ) - это история, которая сильно шокировала общество конца XX века. Всё началось в разгар паники начала 1980-х, когда врачи США столкнулись со странной волной смертей среди молодых людей. Молодые мужчины, преимущественно гомосексуалисты, умирали от редких инфекций: пневмоцистной пневмонии, саркомы Капоши, токсоплазмоза мозга. Их иммунная система словно исчезала. К июню 1981 года таких случаев набралось уже более сотни. Центры по контролю заболеваний (CDC) в Атланте били тревогу, но причина оставалась загадкой.

Предыстория

История открытия ВИЧ начинается с его природного происхождения. Согласно наиболее обоснованной научной теории, вирус иммунодефицита человека возник в результате перехода от обезьян к людям в Центральной Африке (преимущественно на территории современного Камеруна и Конго) в 1920-х годах. Это произошло при контакте с кровью заражённых шимпанзе во время охоты или разделки туш, а может и другими способами. Вирус, ранее циркулировавший лишь в изолированных популяциях, начал распространяться благодаря развитию транспорта, миграциям и социальным изменениям, включая «сексуальную революцию» и рост инъекционной наркомании. Самые ранние подтверждённые случаи заражения человека обнаружены в образцах крови 1959 года из Конго (образец ZR59 - мужчина племени банту) и 1960 года (образец DRC60 - женщина из демократической республики Конго), что подтверждает циркуляцию вируса в Африке задолго до его официального открытия.

Открытие ВИЧ

5 июня 1981 года вошло в историю как день, когда мир впервые столкнулся с загадкой, позже названной СПИДом. В понедельник американский медицинский журнал «Morbidity and Mortality Weekly Report» (MMWR) опубликовал статью, написанную молодым иммунологом Майклом Готлибом и его коллегой Джоэлом Вайсманом из Лос-Анджелеса. Они описали пятерых пациентов - мужчин 29-36 лет, активных гомосексуалистов, у которых обнаружили нечто тревожное: сочетание пневмоцистной пневмонии (крайне редкой у людей со здоровым иммунитетом), саркомы Капоши (агрессивной раковой опухоли, почти не встречавшейся у молодых), а также кандидоза, лихорадки и катастрофического истощения.

Готлиб отмечал нечто пугающее: все пациенты имели близкое к нулю количество Т-лимфоцитов CD4+ - клеток-защитников иммунной системы. Это напоминало последствия химиотерапии у онкобольных, но здесь не было ни рака, ни лечения. «Их иммунитет будто испарился», - писал он. За несколько месяцев до публикации Готлиб уже обращался в Центры по контролю заболеваний (CDC), но лишь пятый случай убедил редакцию MMWR в значимости проблемы.

Статья произвела эффект разорвавшейся бомбы. В течение недели из Нью-Йорка, Сан-Франциско и Майами пришли сообщения о десятках аналогичных случаев. Врачи вспоминали пациентов с похожими необычными симптомами. К концу 1981 года в США зарегистрировали уже 270 случаев, 121 из них - с летальным исходом. Болезнь окрестили GRID (Gay-Related Immune Deficiency - иммунодефицит, связанный с гомосексуальностью), но когда аналогичные симптомы обнаружили у гетеросексуальных женщин, наркопотребителей и реципиентов донорской крови, термин в 1982г. сменили на СПИД (Синдром приобретенного иммунодефицита).

Продолжение исследований

В 1983 году две лаборатории, во Франции и США, почти одновременно заявили о прорыве. В Париже Люк Монтанье, вирусолог из Института Пастера, исследовал образец увеличенного лимфоузла французского пациента с симптомами СПИДа. Монтанье искал ретровирусы, похожие на HTLV-1 (вирус, вызывающий лейкоз, открытый американцем Робертом Галло). Но его подход был осторожным. Он аккуратно культивировал лимфоциты пациента, добавляя интерлейкин-2 (вещество для роста клеток, недавно открытое Галло), и через несколько недель обнаружил в клетках активность обратной транскриптазы - фермента, свойственного ретровирусам. Это был первый ключ. Вирус назвали LAV («вирус, ассоциированный с лимфаденопатией»). Монтанье отправил образцы Галло, но тот счел их «загрязнёнными» и не поверил, что это новый патоген.

Тем временем в США Роберт Галло, глава лаборатории опухолевых клеток Национального института рака, шёл другим путём. Он был уверен, что СПИД вызывает мутировавший HTLV-1. В 1984 году его группа изучила кровь 48 больных СПИДом и объявила: выделен новый ретровирус. Галло назвал его HTLV-III и заявил, что создал тест-систему для его обнаружения. Его публикация в «Science» произвела фурор. Казалось, Америка победила в гонке.

Но тут начались нестыковки. Франсуаза Барре-Синусси, коллега Монтанье, доказала: LAV и HTLV-III - один и тот же вирус. Галло использовал для экспериментов образцы, присланные из Парижа, но не сослался на это. Разразился скандал. Американские и французские учёные обвиняли друг друга в плагиате, а газеты кричали о «краже века». Позже независимый анализ показал: в лаборатории Галло случайно заразили культуры LAV, поэтому «HTLV-III» оказался идентичен французскому вирусу. В 1987 году президенты США и Франции лично вмешались, чтобы прекратить войну: стороны согласились разделить патенты на тест-системы.

После установления идентичности HTLV-III и LAV во избежание путаницы вирусу было присвоено название HIV (вирус иммунодефицита человека).

Лишь в 2008 году Нобелевский комитет поставил точку: премию по медицине получили Монтанье и Барре-Синусси «за открытие ВИЧ». Галло остался за бортом - комитет счёл его вклад вторичным.

Симптоматика ВИЧ

ВИЧ-инфекция развивается стадийно на протяжении десятков лет. После инкубационного периода (от 2 недель до года) наступает стадия первичных проявлений. Она может протекать бессимптомно или как острая инфекция с лихорадкой, увеличением лимфоузлов, сыпью, фарингитом и диареей. Далее следует длительная латентная стадия (7–20 лет), когда вирус разрушает иммунные клетки CD4+, но внешних признаков почти нет. Единственный симптом - стойкое увеличение лимфоузлов. Без лечения развивается стадия вторичных заболеваний: потеря веса (более 10%), постоянные грибковые, бактериальные и вирусные инфекции (например, опоясывающий лишай), туберкулёз, пневмоцистная пневмония, саркома Капоши, лимфомы. Финальная стадия СПИД - характеризуется критическим падением CD4+ -лимфоцитов, кахексией (истощением) и летальным исходом от оппортунистических инфекций или рака.

Лечении ВИЧ

ВИЧ - это неизлечимое заболевание, но есть лечение, которое не позволяет перейти болезни в более тяжелую стадию - в СПИД. В качестве лечения используется пожизненная антиретровирусная терапия (АРТ), которая блокирует размножение вируса в организме. Современные схемы лечения включают комбинацию минимум трех препаратов, воздействующих на разные этапы жизненного цикла вируса. Чаще всего используют ингибиторы интегразы (например, долутегравир), которые предотвращают встраивание вирусной ДНК в клетки человека, вместе с двумя нуклеозидными ингибиторами обратной транскриптазы (такими как тенофовир и эмтрицитабин), нарушающими создание вирусных копий. Эти три компонента обычно объединены в одну таблетку, принимаемую раз в сутки.

Главная цель терапии - достижение неопределяемой вирусной нагрузки (менее 50 копий/мл крови). При успешном результате: иммунная система восстанавливается, риск развития СПИДа исчезает, а человек перестает передавать вирус половым путем.

Прорывом последних лет стали пролонгированные инъекционные формы лечения. Препараты каботегравир и рилпивирин, вводимые раз в 1-2 месяца, позволяют отказаться от ежедневных таблеток пациентам с устойчивой неопределяемой нагрузкой. Также разрабатываются двухкомпонентные схемы (например, долутегравир + ламивудин), снижающие лекарственную нагрузку на организм.

Критически важны три правила: терапия должна быть пожизненной (прерывание приводит к возврату вируса), прием препаратов - строго регулярным (пропуск доз вызывает устойчивость вируса), а контроль анализов (вирусная нагрузка, CD4) - каждые 3-6 месяцев. В первые месяцы возможны временные побочные эффекты: тошнота, бессонница, головная боль. Реже возникают проблемы с почками или печенью, что требует мониторинга анализов.

В России АРТ предоставляется бесплатно, но охват составляет лишь 37% больных. При этом раннее начало терапии позволяет достичь продолжительности жизни, сопоставимой со здоровыми людьми. АРТ не излечивает ВИЧ полностью - вирус сохраняется в «резервуарах» (лимфоузлы, ткани), но при пожизненном приеме препаратов человек может жить полноценно.

Последствия

Глобальные последствия ВИЧ-инфекции за 40 лет пандемии имеют масштаб гуманитарной катастрофы. С начала эпидемии от причин, связанных со СПИДом, умерло 42,3 миллиона человек, причем в 2023 году каждую минуту фиксировалась одна смерть. Особенно тяжелая ситуация сложилась в странах Африки к югу от Сахары: в Ботсване, Лесото и Эсватини вирусом охвачено 25-30% взрослого населения. Это привело к сокращению средней продолжительности жизни на 15-20 лет и появлению 14 миллионов детей-сирот, потерявших родителей из-за СПИДа.

Экономические потери исчисляются триллионами долларов. В наиболее пораженных странах (ЮАР, Мозамбик, Зимбабве) эпидемия снижает ВВП на 1-2% ежегодно из-за сокращения продуктивного населения и расходов на лечение. Глобальное финансирование борьбы с ВИЧ в 2023 году составило 19,8 миллиардов долларов - этого недостаточно для охвата терапией всех нуждающихся, особенно в Восточной Европе и Центральной Азии, где антиретровирусную терапию получают менее 50% инфицированных. В России ситуация критическая: при 1,5 миллионах людей с ВИЧ терапией охвачено лишь 37%.

Социальные последствия усугубляют неравенство. 53% новых случаев заражения в мире приходится на женщин и девочек, а в Африке каждая третья девушка 15-24 лет инфицируется ВИЧ. Ключевые группы - мужчины, практикующие секс с мужчинами, и наркопотребители - сталкиваются с криминализацией, что блокирует доступ к профилактике. В России каждый третий новый диагноз ставится женщинам детородного возраста, повышая риски передачи.

Медицинские последствия создают каскадные кризисы. Туберкулез остается главной причиной смерти людей с ВИЧ (32% летальных исходов), а коинфекция гепатита С ускоряет поражение печени в 5 раз. В странах с ограниченными ресурсами 60% детей с ВИЧ умирают до 2 лет без терапии. Несмотря на достижения (антиретровирусная терапия снизила смертность на 68% с 2004 года), войны, миграционные кризисы и климатические катастрофы разрушают системы здравоохранения, оставляя миллионы без доступа к лечению. Пандемия ВИЧ остается не только медицинской проблемой, но и маркером социального неравенства.

P.S Подписывайтесь, чтобы всегда быть в курсе интересных событий, произошедших в мировой истории за сегодняшний день. Ваша поддержка очень важна!

Национальная открытая платформа промышленной автоматизации — это цифровая среда для управления технологическими процессами на промышленных предприятиях. Она позволит совместить оборудование и программное обеспечение разных производителей. Первый проект внедрения платформы в нефтегазовой отрасли представила «Газпром нефть». По аналогии с инфраструктурой для умного дома специалисты разработали систему управления оборудованием для добычи нефти, синхронизировав цифровые двойники и технические устройства более 20 российских производителей.

Стандартизация технологических и цифровых решений, баз данных, архитектуры и протоколов взаимодействия имеет комплексный эффект. Это и экономия человеко-часов на разработку того, что по факту уже существует и используется в нефтегазовой или других отраслях. Это и более грамотное перераспределение инвестиций, их направление на действительно уникальные и прорывные проекты.

Герман Клименко, председатель Совета Фонда развития цифровой экономики

По словам Германа Клименко, использование платформы поможет и в кадровом вопросе, который в ТЭК и в целом в промышленности стоит остро: «вводя единые стандарты и обучая людей с ними работать, мы получим больше востребованных универсальных специалистов».