Medicína a přírodověda

Článků v rubrice: 207

Jaderné technologie v honbě na viry

Spí hlavou dolů, ožívá v noci a nosí virus Ebola. Co je to? Netopýr. Poté, co Siera Leone zažila zničující epidemii v roce 2014, cvičí veterinární vědci ze Sierra Leone své kolegy z celé Afriky, jak včas zachytit a diagnostikovat nebezpečí pomocí technik využívajících jadernou vědu. „Bohužel jsme si prošli strašnou epidemií,“ říká Dickson Kargbo, místní veterinář, když se svítilnou v ruce v hlubinách džungle za soumraku odhrnuje větve z cesty skupině svých kolegů. „Ale aspoň máme nyní technologie a zkušenosti, o které se můžeme podělit.“

Fotogalerie (3)
Každoročně se v netopýrech objeví na deset nových kmenů virů (foto: L. Gil/IAEA, www.iaea.org)

Veterináři a odborníci na výživu zvířat, kteří se zúčastňují školení vedeného Mezinárodní agenturou pro atomovou energii (MAAE), pocházejí ze sedmi afrických zemí: Burkina Faso, Burundi, Kamerun, Středoafrická republika, Ghana, Libérie, Nigérie a Togo. Jejich cílem je získat dohled nad nemocí. S podporou MAAE a Organizace spojených národů pro výživu a zemědělství (FAO) se učí porozumět chování netopýrů, aby je mohli chytit, odebrat vzorky a provést správná opatření v oblasti biologické bezpečnosti. „Myšlenkou je, aby získali praktické zkušenosti a správné vědecké poznatky, aby mohli netopýry prověřit, aniž by je zabili, a opět je vrátili do přírody,“ říká technický důstojník Hermann Unger ze Společného oddělení jaderných aplikací FAO / MAAE v potravinách a zemědělství. „Při celém procesu musíte chránit jak sebe, tak zvíře.“

Během dvou týdnů tréninku veterináři, lesníci a specialisté na volně žijící živočichy odchytili v džunglích Njala v centrální Sierra Leone více než 30 netopýrů pro laboratorní analýzu. V laboratoři byla zvířata identifikována, změřena a vzorky krve a výkalů vyšetřeny na analýzu stovek virů včetně Eboly, které mohou netopýři přenášet na další zvířata nebo lidi. Techniku a vybavení poskytl program technické spolupráce MAAE. Dohled je stále důležitější, jelikož Demokratická republika Kongo nebo KDR čelí nové krizi Ebola a riziku dalšího šíření.

V džungli

Vědci zkoumají živočichy v jejich přírodním, divokém prostředí. Protože netopýři jsou noční savci, lovci virů pracují v noci a respektují rytmus zvířat. „Není to lehké. Pro diagnostiku a identifikaci viru potřebujete vysokohodnotný vzorek, který se správně odebral a odeslal správným způsobem,“ řekl Unger. Chcete-li chytit netopýra, musí přijít do džungle tým nejméně šesti lidí, postavit tyče a sítě, počkat do tmy, kdy se objeví první netopýři. Cílem je co nejméně narušit ekosystém. Po odchycení se netopýři pečlivě vloží do speciálního vaku, převezou zpět do laboratoře pro odběr vzorků a analýzu. „Jsou to podivná stvoření. Vylétají v noci, jedí hmyz nebo ovoce a lidé se jich bojí. Ale jsou klíčoví pro ekosystém - pokud odstraníte netopýry, ovlivníte všechny ostatní druhy,“ řekl Temidayo Adeyanju, expert na divokou přírodu z Nigérie. „Na jedné straně jsou základním kamenem ekosystému, na druhou stranu představují hrozbu. Každý rok v nich objevíme na deset nových virů, z nichž některé, jako právě Ebola, se mohou přenést na člověka kontaktem se zvířetem, jeho krví nebo sekrety.“

Hlad je silnější než strach

Lidé se bojí Eboly,“ dodává Hawa Walker, specialistka na ochranu přírody z Libérie, země sousedící se Sierrou Leone, která také v roce 2014 trpěla epidemií. „Umývají si ruce a umývají i celé své domy. Ale v mnoha domácnostech slouží netopýři stále jako potrava. Jsou zdrojem obživy pro ty, kteří nemají jinou možnost.“

Místní vědci současně provádějí výzkum nově objeveného kmene viru Ebola, kmene Bombali. Poprvé byl hlášen v červenci loňského roku v Sierra Leone. O jeho patogenní povaze je málo známo, kromě toho, že má schopnost infikovat lidské buňky. „Jedním z problémů během epidemie Ebola v západní Africe v letech 2014-2015 byla nedostatečná připravenost,“ říká Michel Warnau, projektový manažer MAAE, který dohlíží na vzdělávací kurzy. „Prostřednictvím těchto kurzů chceme před vypuknutím dalších epidemií vybudovat kapacity pro studium a diagnostiku zoonotických chorob volně žijících živočichů, aby bylo možné lépe předjímat rizika pro lidské obyvatelstvo.

Jaderné a odvozené techniky pro detekci zvířecích nemocí

Dvě techniky odvozené od jaderné energie, běžně používané pro diagnostiku onemocnění, jsou enzymová imunoanalýza (ELISA) a polymerázová řetězová reakce (PCR). Obě metody původně pracovaly s radioizotopy, nyní používají enzymy, což pomohlo MAAE a jejím partnerům zdokonalit a zefektivnit testovací proces.

ELISA (angl. zkratka enzyme-linked immuno sorbent assay), se využívaná ke kvantitativnímu stanovení různých antigenů. Je založena na vysoce specifické interakci antigenu a protilátky, přičemž na jednoho z těchto partnerů se naváže enzym (nejčastěji peroxidáza nebo alkalická fosfatáza). Enzym katalyzuje chemickou přeměnu substrátu, který se přidá do reakční směsi, na produkt, který je barevný - výsledek se měří spektrofotometricky. Koncentrace produktu je úměrná koncentraci antigenu nebo protilátky ve vzorku. Test ELISA se snadno nastavuje a používá, což je vhodné pro jakoukoliv veterinární laboratoř. Vědci umístí zředěný sérový vzorek ze zvířecí krve na připravenou misku. Pokud vzorek obsahuje podezření na chorobu, enzym v tekutině mění barvy kapaliny, což potvrzuje přítomnost onemocnění. ELISA se často používá pro počáteční testy, ale má omezenou citlivost a specificitu a nemůže se použít k identifikaci kmenů viru.

Předobrazem enzymové imunoanalýzy byla radioimunoanalýza (RIA) , jejímž základem je imunochemická reakce antigenu se specifickou protilátkou, prováděná in vitro v přítomnosti vhodné radioaktivně značené sloučeniny jako radioindikátoru, který umožňuje kvantifikaci stanovení díky své radioaktivitě; ta se snadno detekuje a měří.

Polymerázová řetězová reakce (PCRPolymerase Chain Reaction) je metoda rychlého a snadného zmnožení úseku DNA. PCR slouží k vytvoření až milionů přesných kopií vzorového fragmentu DNA, což umožňuje provést analýzu i z velmi malého vzorku. Výsledkem PCR je obrovské množství kopií původní sekvence DNA. Metoda je tak citlivá, že dokáže odhalit i jedinou molekulu DNA ve vzorku. PCR je technikou, která zahrnuje více sofistikovaných zařízení a postupů než metoda ELISA, a je vysoce citlivá a přesná, takže je vhodná pro identifikaci virových kmenů a bakterií. Používá enzym k replikování nebo amplifikaci specifické genetické oblasti patogenní DNA jednou miliardou krát za půl hodiny. Vědci potom detekují a monitorují tuto amplifikaci DNA buď radioizotopy, nebo počítáním fluorescenčních molekul připojených specificky k vytvořeným genovým sekvencím.

Zvířátko velikosti netopýra může přenášet až 137 různých kmenů virů

Mnoho z nich, včetně nebezpečné Eboly, je přenosných na člověka. Po mnoha letech studií různých afrických zvířat centrální Afriky se dnes vědci spojili v rámci MAAE projektu, aby společně zabránili šíření nemocí. Kolem 75 % lidských nemocí pochází ze zvířat, takže je nanejvýš důležité zastavit jejich šíření již na zvířecí úrovni. A pomoc odvozená od jaderných technologií je v tom neocenitelná.

Během epidemie Eboly v r. 2014 reagovala MAAE velmi rychle a poskytla Sierra Leone specializovaná zařízení pro boj s infekcí. Po odeznění krize se nyní pomoc soustřeďuje na dlouhodobou prevenci. Vybavuje africké laboratoře a školí jejich personál. PCR, polymerázová řetězová reakce, je například schopná identifikovat virus typu Ebola během několika hodin a s vysokou mírou přesnosti. Časná diagnóza pomůže zabránit šíření nemoci izolací napadených zvířat a pacientů.

Zdroje:

https://www.iaea.org/newscenter/news/hunting-for-viruses-in-sierra-leone-with-the-help-of-nuclear-technology

https://www.iaea.org/newscenter/multimedia/photoessays/the-ebola-hunters-of-sierra-leone-the-nuclear-angle

Marie Dufková
Poslat odkaz na článek

Opište prosím text z obrázku

Nejnovější články

ITER - pohled shora

Kdo si myslíte, že má největší přehled o tom co se děje na staveništi tisíciletí – na staveništi tokamaku ITER? Generální ředitel? Nebo šéf Rady ITER Arun Srivastava? Velký omyl! Je to muž, který z výšky 85 metrů sleduje z kabiny jeřábu dění pod sebou!

Průlom na tokamaku DIII-D. Zbystřete!

Režimy typu „Super H Mode“ demonstrují zlepšenou výkonnost fúze a umožňují zásadní krok směrem k ekonomické fúzní energii. Pokud Američané něco označí za „super výsledek“, bývá to zpravidla návnada pro sponzory. Ovšem pod zprávu z 24.

Počítač modeluje nestability ve fúzních plazmatech

Nestability plazmatu byly a jsou a budou velkou překážkou při udržení termojaderného plazmatu dobu dostatečně dlouhou pro fungování využitelné termojaderné fúze. Existuje řada počítačových programů – kódů, které dokáží simulovat chování plazmatu včetně rozvoje, průběhu nejrůznějších jeho nestabilit.

Proč si koupit elektrokolo?

Elektrokola zažívají poslední dobou obrovský boom. Oblibu získává tento dopravní prostředek doplněný o elektrický pohon zaslouženě. Na e-kolech snadněji a pohodlněji zdoláte náročnější terény a z jízdy se tak můžete radovat, ať je vaším cílem obchodní ...

Učit se, učit se, učit se – před 100 lety a po americku

V článku První světová válka, elektrotechnika a američtí vynálezci (https://www.3pol.cz/cz/rubriky/bez-zarazeni/2283-prvni-svetova-valka-elektrotechnika-a-americti-vynalezci) jsme si prohlíželi stránky starého (již dávno zaniklého) amerického měsíčníku The Electrical Experimenter z roku 1918.

Nejnovější video

Bez jaderné energie se ve vesmíru daleko nedostaneme

Krátké výstižné video z dílny Mezinárodní agentury pro atomovou energii ve Vídni ukazuje využití jaderné energie a jaderných technologií při výzkumu vesmíru. Ne každý ví, že jádro pohání vesmírné sondy už po desetiletí. Zopakujme si to. (Film je v angličtině.)

close
detail