Ką iš tikrųjų daro mokslininkai, kai laboratorijoje tiria „pavojingus“ virusus?

Mokslininkas, naudojantis biologinės saugos kabinetą. („Reptile8488“ / „Getty Images“)

Yra apie 1400 žinomų žmogaus patogenųvirusai , bakterijos, grybeliai, pirmuonys ir helmintai, kurie gali sukelti žmogaus sužalojimą ar mirtį.

Tačiau pasaulyje su trilijonas atskirų mikroorganizmų rūšių , kur mokslininkai suskaičiavo tik viena tūkstantoji procento dalis , kokia tikimybė, kad mokslininkai atrasta ir apibūdinta viskas, kas gali kelti grėsmę žmonėms?

Visai nelabai tikėtina. Be to, geriau pažinus šiuos mikroskopinius priešus galima daug pasisemti.



Taigi, nors kasdieniame gyvenime prasminga vengti šių pavojingų mikroorganizmų, teigia mokslininkai kaip aš yra motyvuoti juos išstudijuoti iš arti ir asmeniškai sužinoti, kaip jie veikia. Žinoma, norime tai padaryti kuo saugiau.

Dirbau biologinio uždarymo laboratorijose ir paskelbiau mokslinius straipsnius apie bakterijas ir virusus, įskaitant gripą ir SARS-CoV-2 koronavirusas .

Čia, Oklahomos valstijos universitete, 10 tyrimų grupių šiuo metu tiria patogenus biologiškai saugiose laboratorijose. Jie nustato genetinius virusų ir bakterijų variantus, tiria, kaip jie veikia savo šeimininkų ląstelėse.

Kai kurie aiškinasi, kaip šeimininko imuninė sistema reaguoja į šiuos įsibrovėlius ir yra paveikta vadinamųjų gretutinių nutukimo ligų, diabetas arba vyresnio amžiaus. Kiti tiria, kaip aptikti ir pašalinti patogenus.

Tokio pobūdžio tyrimai, siekiant suprasti, kaip patogenai daro žalą, yra labai svarbūs žmonių ir veterinarijos medicinai, taip pat žinduolių, paukščių, žuvų, augalų, vabzdžių ir kitų rūšių sveikatai visame pasaulyje.

Iš anksto įspėtas yra ginkluotas

Pagalvokite apie tai, kaip išvengti ligų per pastarąjį šimtmetį išmoko mokslininkai, remiantis supratimu, kuris mikroorganizmas yra atsakingas, kur jis yra aplinkoje ir kaip jis įveikia natūralią žmogaus apsaugą.

Supratimas, ką šie organizmai veikia, kaip jie tai daro ir kaip jie plinta, padeda mokslininkams sukurti priemones, skirtas aptikti, sušvelninti ir kontroliuoti jų plėtimąsi. Tikslas yra išgydyti arba užkirsti kelią jų sukeliamai ligai. Kuo pavojingesnis patogenas, tuo skubiau mokslininkai turi jį suprasti.

Čia atsiranda laboratoriniai tyrimai.

Mokslininkai turi pagrindinių klausimų apie tai, kaip patogenas elgiasi pats. Kokius mechanizmus jis naudoja, kad patektų į šeimininko ląstelę ir daugintųsi? Kokius genus jis aktyvuoja, kokius baltymus gamina? Tokia informacija gali būti naudojama siekiant tiksliai nustatyti patogeno pašalinimo strategijas arba pradėti gydyti ligas ar skiepytis.

Didėjant to, kas yra žinoma apie patogenus, biblioteka, yra daugiau galimybių, kad mokslininkai galės pritaikyti kai kurias žinias, kai susiduria su nauju patogenu.

Žmonės gali susidurti su naujais patogenais, kai jie persikelia į skirtingas pasaulio dalis arba keičia ekosistemas. Kartais patogenas prisitaiko prie naujo vektoriaus – tai reiškia, kad jį gali pernešti kitas organizmas – leisdamas jam išplisti į naujas sritis ir užkrėsti naujas populiacijas. Maždaug 70 procentų naujų infekcinių ligų visame pasaulyje per gyvūnus perduodami žmonėms; tai vadinamos zoonozinėmis ligomis.

Labai svarbu suprasti, kaip veikia šie būdai, kad būtų galima net nežymiai numatyti, kas gali nutikti.

Nors gamtoje yra modelių, kurie gali suteikti užuominų, didžiulė mikrobų pasaulio įvairovė ir greitis, kuriuo šie organizmai vysto naujas savo gynybos ir išgyvenimo strategijas, todėl būtina ištirti ir suprasti kiekvieną jų atrastą.

Ar šį tyrimą galima atlikti saugiai?

Jokiose pastangose ​​nėra tokio dalyko kaip nulinė rizika, tačiau per daugelį metų mokslininkai sukūrė saugius laboratorinius metodus darbui su pavojingais patogenais.

Kiekvienas tyrimas turi iš anksto dokumentuoti, ką, kaip, kur ir kas turi atlikti. Šiuos aprašymus peržiūri nepriklausomi komitetai, kad įsitikintų, jog planuose nurodytas saugiausias darbo atlikimo būdas.

Institucijoje apmokyti specialistai, o kai kuriais atvejais – JAV ligų kontrolės ir prevencijos centrai, JAV žemės ūkio departamentas arba abu, atlieka nepriklausomą tolesnę veiklą, kad tyrėjai laikytųsi patvirtintų procedūrų ir taisyklių.

Tie, kurie dirba su pavojingais patogenais laikytis dviejų principų rinkiniai . Yra biologinis saugumas, kuris reiškia izoliavimą. Jame yra visos inžinerinės kontrolės priemonės, užtikrinančios mokslininkų ir jų aplinkos saugumą: uždaros, vėdinamos darbo vietos, vadinamos biologinės saugos spintomis, kryptiniai oro srautai ir prieškambariai, skirti kontroliuoti oro judėjimą laboratorijos viduje. Specialūs didelio efektyvumo kietųjų dalelių oro filtrai (HEPA) išvalo orą, patenkantį į laboratoriją ir iš jos.

Mes laikomės geros laboratorinio darbo praktikos ir visi dėvi asmenines apsaugos priemones, įskaitant chalatus, kaukes ir pirštines. Kartais mes naudojame specialius respiratorius, kad filtruotume orą, kuriuo kvėpuojame būdami laboratorijoje. Be to, mes dažnai inaktyvuojame tiriamą patogeną – iš esmės jį išardome, kad jis neveiktų – ir apdorojame gabalus po vieną ar kelis.

Tada yra biologinis saugumas, ty priemonės, skirtos užkirsti kelią patogeno praradimui, vagystei, išleidimui ar netinkamam jo naudojimui. Tai apima prieigos kontrolę, inventoriaus kontrolę ir sertifikuotus atliekų nukenksminimo ir šalinimo metodus. Dalis šių saugumo priemonių yra detalių laikymas arti.

Biologinės saugos lygiai, apibrėžiami pagal tai, kiek rizikos kyla dirbant su konkrečiais patogenais. (The Conversation / CC BY-ND)

Mokslininkų bendruomenė pripažįsta keturi biologinės saugos praktikos lygiai . Biologinės saugos lygis-1 (BSL-1) ir BSL-2 taikomi bendroms laboratorijų patalpoms, kuriose rizika yra maža arba visai nėra. Jie neveiktų su mikroorganizmais, keliančiais rimtą pavojų žmonėms ar gyvūnams.

BSL-3 reiškia laboratorijas, kuriose yra didelė individuali rizika, bet maža bendruomenės rizika, o tai reiškia, kad yra patogenas, galintis sukelti žmonių ligas, bet nėra perduodamas iš žmogaus į kitą ir liga yra lengvai išgydoma. Būtent tokį darbą dirbsime aš ir mano kolegos bei daugelis medicinos ir veterinarijos mokyklų.

BSL-4 reiškia darbą su patogenais, keliančiais didelę didelę žmonių, gyvūnų ar abiejų ligų riziką, kuri perduodama tarp asmenų ir kuriems gali nebūti veiksmingo gydymo. Vienu vertinimu, BSL-4 laboratorijos yra gana retos pasaulyje yra tik apie 50 .

Kiekviename lygyje dėl padidėjusios rizikos reikia vis griežtesnių atsargumo priemonių, kad darbuotojai būtų saugūs ir būtų išvengta bet kokio netyčinio ar piktavališko naudojimo.

Kas gresia, jei mokslas nepaiso šių mikrobų?

Pastaraisiais metais pasaulis matė sunkios ligos protrūkiai sukelia kelių rūšių patogenai. Net ir apie patogenus, apie kuriuos žino mokslininkai, daug kas lieka nežinoma. Galima pagrįstai tikėtis, kad dar bus atrasta daugiau grėsmių.

Mokslininkams labai svarbu tirti naujus ligų sukėlėjus laboratorijoje, kai jie atrandami, ir suprasti, kaip jie pereina iš šeimininko į šeimininką ir yra paveikti sąlygų; kokios variacijos išsivysto laikui bėgant; ir kokias veiksmingas kontrolės priemones galima sukurti.

Be labiau žinomų virusų, tokių kaip pasiutligė, Vakarų Nilas virusas ir Ebola , yra kai kurie itin svarbūs patogenai šiandien pasaulyje cirkuliuojančių, keliančių rimtą grėsmę. Hantavirusai , dengės karštligė , zika virusas ir Nipah virusas Visi jie tiriami įvairiose laboratorijose, kur mokslininkai stengiasi geriau suprasti, kaip jie perduodami, kuria greitą diagnostiką ir gamina vakcinas bei gydymo priemones.

Mikroorganizmai yra gausiausia gyvybės forma planetoje ir nepaprastai svarbūs žmonių bei augalų ir gyvūnų sveikatai. Apskritai žmonės prisitaikė prie savo buvimo ir atvirkščiai. Dėl tų mikrobų, galinčių padaryti realią žalą, prasminga ištirti tiek, kiek mokslininkai gali dabar, prieš kitą pandemija hitai.

Džeris Malayeris , Veterinarinės medicinos kolegijos mokslinio tyrimo ir studijų baigimo dekanas bei fiziologijos mokslų profesorius, Oklahomos valstijos universitetas .

Šis straipsnis perspausdintas iš Pokalbis pagal Creative Commons licenciją. Skaityti originalus straipsnis .

Populiarios Kategorijos: Fizika , Erdvė , Visuomenė , Žmonių , Paaiškintojas , Tech , Nuomonę , Gamta , Aplinką , Sveikata ,

Apie Mus

Nepriklausomų, Patikrintų Sveikatos, Erdvės, Gamtos, Technologijos Ir Aplinkos Ataskaitų Paskelbimas.