Innowacyjna diagnostyka nowotworowa
Metody walki z superbakteriami
Nowe techniki produkcji ogniw fotowoltaicznych
Ponad 20 prestiżowych nagród i wyróżnień podczas najważniejszych
wydarzeń naukowych na całym świecie – to dorobek naukowców Instytutu
Fizyki PAN 2018 roku. Wdrożenia realizowanych badań i projektów
naukowych mogą wkrótce wyznaczyć nowe kierunki w obszarach diagnostyki
nowotworowej, walki z superbakeriami, czy ochrony środowiska. O ich
szczegółach naukowcy Instytutu opowiedzieli podczas konferencji
„Instytut Fizyki PAN 2019, Fizyka przed wyzwaniami cywilizacyjnymi”,
która odbyła się dziś w siedzibie Instytutu w Warszawie.
Od
Paryża, przez Walencję i Moskwę, po Bangkok i Toronto – naukowcy
Instytutu Fizyki PAN aktywnie promowali wyniki prowadzonych w 2018 roku
badań. Co najważniejsze, robili to bardzo skutecznie, zdobywając łącznie
ok. 20 prestiżowych nagród i wyróżnień. To dowodzi, że projekty
realizowane przez Instytut Fizyki PAN zostały docenione przez
międzynarodową społeczność naukową. Jednak prestiż i budowanie dobrego
wizerunku polskiej nauki to nie najważniejszy akcent podsumowań 2018
roku, którym poświęcona została konferencja „Instytut Fizyki PAN 2019,
Fizyka przed wyzwaniami cywilizacyjnymi”. Znacznie istotniejsze, nie
tylko dla światowego dorobku nauki, ale i przeciętnego Polaka jest to,
że rozwiązania opracowane przez naukowców IF PAN mają szansę
zrewolucjonizować dotychczasowe kierunki rozwoju w trzech ważnych
obszarach – diagnostyki nowotworowej, walki z tzw. superbakteriami, a
także ochrony środowiska.
Co drugi Polak i co trzecia Polka zachoruje na raka
Z
roku na rok wzrasta liczba zachorowań na nowotwory złośliwe. W skali
globalnej, każdego roku stanowią one przyczynę zgonu 8 mln ludzi. W
Polsce na raka umiera rocznie ponad 100 tys. osób. Według różnych
szacunków, w ciągu najbliższych 20 lat, liczba nowych zachorowań
wzrośnie o ok. 70 proc. „Dane są zatrważające. Co drugi Polak i co
trzecia Polka będzie zmagała się z chorobą nowotworową, połowa z
chorujących umrze.” – mówi prof. Marek Godlewski. To właśnie on kieruje
badaniami nad innowacyjną metodą diagnostyki nowotworowej, która
wywołała ogromne zainteresowanie środowiska naukowego na całym świecie.
Rośnie liczba zagrożeń cywilizacyjnych, które mają bezpośredni wpływ na
wzrost zachorowań. „Degradacja środowiska jest tu czynnikiem kluczowym
szczególnie dla nas, Polaków. Przypomnę, że nasz kraj od lat należy do
grona niechlubnych liderów w kwestii zanieczyszczonego powietrza, a to
bezpośrednio przekłada się na stan naszego zdrowia.
Aż 20 proc.
wszystkich nowotworów stanowią nowotwory płuc. Tych wstrząsających
statystyk nie zatrzymamy z dnia na dzień, ale możemy znacząco poprawić
skuteczność diagnostyki nowotworowej i w tym właśnie kierunku
realizujemy nasze badania. Wyniki są bardzo optymistyczne.” – dodaje
prof. Godlewski. Zespół pod jego kierunkiem, we współpracy z naukowcami
Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, opracował nową
technikę detekcji komórek rakowych, opartą na zastosowaniu innowacyjnych
znaczników fluorescencyjnych, które dodatkowo pozwalają na jeszcze
precyzyjniejsze lokalizowanie zmian nowotworowych w badaniach
rezonansowych. Znaczniki te mają właściwości przenikania do ognisk
nowotworowych. Dzięki temu będzie można e stosować w tzw. terapi
celowanej, czyli podawaniu leków bezpośrednio do komórek nowotworowych, a
tym samym minimalizować szkodliwe efekty działania farmaceutyków a
zdrowe komórki pacjenta. „Przeprowadzone dotychczas testy wykazały
wysoką skutecznością w diagnostyce i terapii celowanej. Ponadto, nasza
metoda jest całkowicie bezpieczna dla pacjenta i pozwala na detekcję w
zasadzie dowolnych zmian nowotworowych. Znaczniki fluorescencyjne mogą
również być wykorzystane jako transportery leków antynowotworowych w
terapii celowanej i leczeniu typów nowotworów, które dotychczas były
oporne tej metodzie.” – mówi prof. Godlewski.
Superbakterie atakują
Zmutowane
superbakterie odporne na wszystkie znane leki to nie fragment
scenariusza filmu grozy. To realne zagrożenie wynikające z masowego
stosowania antybiotyków w medycynie i przemyśle. Jak wskazuje Najwyższa
Izba Kontroli w jednym ze swoich raportów po kontroli hodowli zwierząt,
tylko w woj. lubuskim aż 80 proc. badanego drobiu wykazało zawartość
antybiotyków. Pomimo powszechnej świadomości, że tego typu leki powinny
być stosowane do zakażeń bakteryjnych, chętnie sięgamy po nie w
chorobach wywołanych wirusami. W ten sposób nie tylko uodporniamy się na
działanie antybiotyków, ale i przyczyniamy się do mutacji bakterii,
które coraz skuteczniej uodporniają się na współcześnie znane ludzkości
leki. Ta lekkomyślność w stosowaniu farmaceutyków zbiera coraz większe
żniwo. Zakażenia bakteryjne uśmiercają rocznie ponad 700 tys. ludzi.
Bakterie, które jeszcze dwie, trzy dekady temu wykazywały odporność na
antybiotyki na poziomie 30-35 proc., dziś osiągają w tej kwestii
skuteczność 90-95 proc. Istnieje również realne zagrożenie tzw.
superbakteriami, których współczesna medycyna nie umie niestety pokonać.
„Walka z takim przeciwnikiem może być pasjonująca.” – mówi z dumą dr
Pietruszka. „W swoich badaniach postanowiłem skupić się na prewencji.
Wspólnie z naukowcami IF PAN oraz SGGW opracowaliśmy nowatorską
technologię osadzania ultracienkich warstw lub lakierów modyfikowanych
nanocząstkami o działaniu antybakteryjnym. Zaletą obu rozwiązań jest ich
uniwersalność oraz niska cena. Możemy nimi pokryć dowolne materiały, na
przykład sprzęt medyczny, a nawet te niestabilne w wyższych
temperaturach, jak elementy odzieży, bibułki, folie, itp. Zmodyfikowane
lakiery z nanoczątkami zoptymalizowano tak, że lakiery z jednej strony
zachowały swoje pierwotne parametry, jak kolor, czy jednorodność
pokrycia, z drugiej strony uzyskały nową funkcjonalność – działanie
antybakteryjne.” – dodaje dr Pietruszka. Jak przekonuje naukowiec,
rozwiązanie to można także stosować w produkcji opakowań dla przemysłu
spożywczego. Skuteczność rozwiązania została przetestowana dla
kilkunastu szczepów bakterii, w szczególności dla szczepów odpornych na
antybiotyki.
Energia ze słońca
„Ilość
energii słonecznej docierającej do ziemi w ciągu tylko jednego dnia,
wystarczyłaby na roczne potrzeby ludzkości. Więcej, to źródło działać
będzie co najmniej jeszcze kilka miliardów lat!” – mówi dr Bartłomiej
Witkowski z zespołu Nanostuktur Tlenkowych IF PAN. Naukowiec prowadzi
badania w kierunku skuteczniejszego pozyskiwania energii z paneli
fotowoltaicznych oraz ograniczenia kosztów produkcji, które są
podstawową barierą w ich powszechnym zastosowaniu. Wyniki prowadzonych
przez IF PAN badań powinny szczególnie zainteresować te kraje, które jak
Polska, prowadzą politykę energetyczną opartą na spalaniu węgla.
Niestety konsekwencją tej metody pozyskiwania energii jest emisja CO2,
pierwiastków promieniotwórczych, pyłów, substancji toksycznych, czy
metali ciężkich. „W naszych badaniach skupiliśmy się na optymalizacji
znanej już technologii produkcji paneli fotowoltaicznych. Opracowaliśmy
metodę wytwarzania ogniw krzemowych, która pozwala na zwiększenie ich
wydajności oraz znaczną redukcję kosztów produkcji. Ponadto, zmniejszamy
negatywne dla środowiska efekty uboczne produkcji paneli słonecznych,
czyniąc z nich najbardziej ekologiczną formę pozyskiwania energii.
Wierzę, że nasze rozwiązania mogą być zastosowane w krajach, w których
istnieje wciąż duży opór społeczny wobec rozwoju energii atomowej, czy
niskiej efektywności energii wiatrowej, wynikającej na przykład z
położenia geograficznego lub warunków klimatycznych.” – dodaje dr
Witkowski.
Jak zapowiadają przedstawiciele Instytutu Fizyki PAN, konferencja „Instytut Fizyki PAN 2019, Fizyka przed wyzwaniami cywilizacyjnymi.”
zapoczątkowuje serię corocznych spotkań z polskimi dziennikarzami i
popularyzatorami nauki. Podczas tego typu wydarzeń prezentowane będą
obszary badań naukowych, wyróżnienia i sukcesy, które bez wątpienia
wskazują, że pomimo wielu problemów systemowych, polscy uczeni wciąż
odgrywają ważną rolę w budowaniu światowego dorobku naukowego.
„Tworzymy rozwiązania jutra i to jest niezwykle pasjonujące!” – zgodnie
twierdzą naukowcy IF PAN.
Link do folderu konferencyjnego: http://wyzwaniafizyki.pl/broszura
Instytutu Fizyki PAN
