Tag Archives: činjenice o korona virusu

Sva Fizika

Testovi na antitijela sugeriraju da koronavirusne infekcije znatno premašuju službeni broj

Leave a comment

Studija procjenjuje više od 50 puta povećanja koronavirusnih infekcija u odnosu na službene slučajeve, ali stručnjaci su izrazili zabrinutost zbog pouzdanosti kompleta antitijela.

Rasprostranjeno testiranje na antitijela u Kaliforniji ima veću prevalenciju koronavirusne infekcije od službenih podataka. Nalazi takođe pokazuju da je virus manje smrtonosan nego što to sugeriraju trenutni globalni slučajevi i broja smrtnih slučajeva. No neki su znanstvenici postavili zabrinutost zbog točnosti setova koji se koriste u takvim studijama jer većina nije strogo ocijenjena kako bi potvrdili da su pouzdani.

Analizom krvi otprilike 3.300 ljudi koji žive u okrugu Santa Clara početkom aprila utvrđeno je da je svaka od 66 osoba zaražena SARS-CoV-2. Na temelju tog otkrića, istraživači procjenjuju da je tada virusom zaraženo između 48.000 i 82.000 od otprilike 2 milijuna stanovnika koji tamo žive – brojke koje se oštro suprotstavljaju službenom broju slučajeva oko 1.000 ljudi prijavljenih početkom aprila, navodi se. Analizu je objavljena na medRxiv. Rad još nije recenziran.

Rezultati su neki od prvih više desetaka „istraživanja sero-prevalencije“ koja se provode u gradovima širom svijeta kako bi se pokušalo procijeniti stvarne stope zaraze u populaciji, u nedostatku široko dijagnostičkih ispitivanja. Svjetska zdravstvena organizacija također vodi globalnu studiju sero prevalencije poznatu kao Solidarnost II.

Mnoge ankete koriste komercijalne setove antitijela za otkrivanje antitijela protiv virusa u uzorcima krvi. Prisutnost protutijela specifičnih za SARS-CoV-2 otkriva da je osoba zaražena najmanje sedan dana ranije, čak i ako nema simptome.

„Sero-anketa vam daje snimak ko je zaražen u vašoj populaciji,“ kaže Kanta Subbarao, virolog sa Instituta Peter Doherty za infekciju i imunitet u Melbournu. To je posebno važno za infekciju poput SARS-CoV-2, za koju neki ljudi ne pokazuju simptome ili samo blage, kaže ona.

Ako se kombiniraju s podacima o dobi, spolu, simptomima, ko-morbiditetima i socioekonomskom statusu, ova ispitivanja također mogu pomoći u odgovoru na pitanja o faktorima kao što su uloga djece u širenju infekcije i udio slučajeva koji su asimptomatski.

“Ovo je zaista jeftin način da se dobije nevjerovatna količina informacija”, kaže Jayanta Bhattacharya, ekonomistica zdravlja sa Univerziteta Stanford u Kaliforniji i koautor studije.

Vijesti o Santa Clara analizi prate preliminarne rezultate slične studije u Njemačkoj, objavljene 9. aprila, koja je testirala oko 500 ljudi u selu s više od 12.000 i otkrila da je jedan od sedam zaražen SARS-CoV-2. Njemački tim je također tražio aktivne infekcije koristeći dijagnostičke testove temeljene na lančanoj reakciji polimeraze, a kad su te brojke kombinirane s onima koji imaju antitijela, procijenio je da je ukupna stopa infekcije u gradu 15%.

Njemački tim je također tražio aktivne infekcije koristeći dijagnostičke testove temeljene na lančanoj reakciji polimeraze, a kad su te brojke kombinirane s onima koji imaju antitijela, procijenio je da je ukupna stopa infekcije u gradu 15%.

Ali ovaj rezultat možda nije pokazatelj onoga što se događa u cijeloj Njemačkoj, kaže virolog Christian Drosten, koji predvodi Institut za virusologiju u Berlinskoj univerzitetskoj bolnici Charité, jer se mnogi ljudi u gradu bili na karnevalu u februaru. „U tom selu je došlo do masovne zaraze. “, kaže on.

Činjenica da obje studije otkrivaju mnogo veće stope zaraze nego što službene brojke sugeriraju, ne iznenađuje, kaže Peter Collignon, ljekar i mikrobiolog s australijskog Nacionalnog univerziteta u Canberri. Virus se širio u Sjedinjenim Državama i dijelovima Evrope najmanje mjesec dana prije nego što je otkriveno da se širi u zajednici.

No, Collignon primjećuje da su testovi komercijalnih antitijela korišteni u obje studije procijenjeni na malom broju ljudi, što bi također moglo utjecati na tačnost rezultata istraživanja.

Kompleti antitijela upravo se koriste za populacijske studije. U prodaji su i setovi za testiranje imaju li pojedinci bolest. No stručnjaci upozoravaju da većina testova nije strogo ocijenjena kako bi se osiguralo pouzdanost.

Koliko je smrtonosan SARS-CoV-2?


Sero-istraživanja mogu također pružiti bolju procjenu koliko je virus smrtonosan, koristeći mjeru poznatu kao stopa smrtnosti od infekcije (IFR) – udio svih infekcija, a ne samo one potvrđene kliničkim testiranjem, rezultira smrtnosti.

Precizan IFR može poboljšati modele koji se koriste za odlučivanje o odgovorima u javnom zdravstvu. Ako se ispostavi da je bolest manje smrtonosna nego što je ranije procijenjeno, to bi moglo preokrenuti raspravu o mjerama koje se uvode kako bi se zaustavila i njihovom ekonomskom i socijalnom utjecaju, kaže Neeraj Sood, ekonomistica sa Univerziteta Južna Kalifornija u Los Angelesu, koja vodi zasebnu studiju antitijela u Los Angelesu i također je koautor Studije Santa Clara. “Pokušavamo spriječiti širenje bolesti, ali istovremeno imamo sve veću nezaposlenost u SAD-u zbog preventivnih mjera, tako da je ovdje došlo do kompromisa”, kaže.

Tim iz Santa Clare procijenio je IFR za okrug 0,1-0,2%, što bi predstavljalo približno 100 smrtnih slučajeva od infekcije od 48 000 do 82 000. Od 10. aprila, službeni broj umrlih u bio je 50 ljudi. IFR studije niži je od IFR-a koji se koristi u modelima istraživača s Imperial College London, koji procjenjuje da je IFR za Veliku Britaniju na temelju podataka iz Kine 0,9%. U drugom istraživanju, ista je grupa procijenila IFR za Kinu od 0,66%, a u istraživanju smrti na brodu “Diamond Princess” procjenjeno je IFR od 0,5%.

Podaci se razlikuju na različitim mjestima iz više razloga, uključujući raspodjelu stanovništva i opseg testiranja.

Procjene stope smrtnosti vremenom su revidirane jer je testirano više ljudi i istraživači su stekli više uvida u manje teške slučajeve, kao što se to dogodilo kod svinjske gripe 2009. godine, kaže Eran Bendavid, istraživač zdravstvenog stanja stanovništva na Sveučilištu Stanford koji je vodio studiju iz Santa Clara.

Pitanja pouzdanosti testova


Neki su naučnici postavili zabrinutost zbog pouzdanosti testova na antitijela koja su korištena u ovim istraživanjima, još jedan faktor koji bi mogao utjecati na tačnost rezultata ispitivanja. Testovi koji daju lažne pozitivne rezultate mogu povećati procjenu stope infekcije.

Kako bi se osiguralo da je test dovoljno osjetljiv da pokupi gotovo sve SARS-CoV-2 infekcije, treba ga procijeniti na stotinama pozitivnih slučajeva COVID-19 i hiljadama negativnih, kaže Michael Busch, istraživač i direktor istraživačkog instituta Vitalant iz San Franciska u Kaliforniji, koji takođe vodi istraživanje sero-prevalencije. Ali većina kompleta nije temeljito ispitana, a zdravstvene agencije su posebno zabrinute zbog točnosti nekih brzih testova, kaže Busch.

Istraživači uključeni u studiju Santa Clara kažu da su procijenili osjetljivost i specifičnost testova na antitijela koji su koristili – relativno jeftin komplet za ubod prstiju koji je razvio Premier Biotech, biotehnološka kompanija sa sjedištem u Minneapolisu u Minesoti – u početnih 37 pozitivnih uzoraka i 30 negativnih kontrola. Testovi su identificirali 68% pozitivnih uzoraka i 100% negativnih. Neobjavljena naknadna procjena 30 pozitivnih i 88 negativnih kontrola utvrdila je da je test pravilno identificirao 28 pozitivnih i svih 88 negativnih, kaže Bendavid.

Da bi procijenio prevalenciju SARS-CoV-2 u Santa Clari iz njihovog uzorka, Bendavid kaže da su se prilagodili učinku i razlikama u ispitivanoj populaciji. Sudionici ankete uključivali su veći udio bijelih, ženskih i imućnih pojedinaca nego što je to utvrđeno u populaciji cijele oblasti.

Bhattacharya kaže da je rezultatima vjerovatno podcijenjena rasprostranjenost u većoj populaciji, jer im nedostaje onaj tko je nedavno bio zaražen da im se uspostavi imunološki odgovor i isključe ljude u zatvorima, staračkim domovima i drugim institucionalnim sredinama.

Rezultati se očekuju uskoro iz istraživanja sero prevalencije koje vode druge grupe širom svijeta, uključujući timove u Kini, Australiji, Islandu, Italiji, Njemačkoj i nekoliko drugih Sjedinjenih Država.

Izvor: https://www.nature.com/articles/d41586-020-01095-0?utm_source=fbk_nnc&utm_medium=social&utm_campaign=naturenews

Biofizika, Biologija, Medicina, Medicinska fizika, Ostale nauke

COVID – 19: Naučno objašnjenje zašto bi svi trebali nositi maske

Leave a comment

Kako virusi koji uzrokuju bolesti u zraku prenose kapljice s osobe na osobu je komplicirana, nedovoljno proučena stvar. Kapi se mogu (za ovu raspravu) grubo podijeliti u dvije velike kategorije prema veličini

SLIKA 1. Kapljica veća od aerosola, kada izdahne (brzinom <1m / s) ispari ili padne na tlo udaljeno manje od 1,5 m. Kada ga izbacujete velikom brzinom kašljem ili kihanjem, posebno veće kapljice (> 0,1 mm), mlazni zrakoplov mogu da se nose više od 2m ili 6m.

(a) Kapi ispod prečnika 10 um (mikrometar), gornja granica veličine za definiciju ‘aerosola’ (čestice tako lagane da mogu lebdjeti u zraku). Radi kraće, nazovimo ovu kategoriju „aerosoli“. Ovi mali aerosoli nose se ventilacijom ili vjetrovima i tako mogu putovati po sobama. Ono što N95 maske za lice razlikuje od kirurških maski je to što su prve dizajnirane (prema regulatornim zahtjevima) za zaustavljanje aerosola: iz njih se mora filtrirati 95% kapljica manjih od 0,3 um.
(b) Kapljice veće od 10um (mikrometar), dostižući 100um (0.1mm) ili više. Nazovimo ove krupne čestice „kapljicama raspršivanja“ ovdje. (Za detaljniju raspravu pogledajte Nicas i Jones, 2009). Naravno, kapljice mogu biti i veće, do veličine vidljive golim okom u spreju koji nastaje kašljem ili kihanjem (promjera 0,1 mm prema gore). Proračuni Xie i suradnika sugeriraju da kapljice> 0,1 mm mogu ispariti ili pasti na površinu unutar 2 m, ovisno o veličini, vlažnosti zraka i temperaturi.

.Ali kašalj ili kihanje mogu da ih ispaljuju poput projektila iz usta brzinom od 50 metara / sekundi (za kihanje) ili 10 m / s (za kašalj), a kapljice mogu dostići udaljenosti i do 6 m. Ako je to slučaj, tada već spomenuta “sigurna udaljenost” od 6 stopa u društvenim susretima možda neće biti dovoljna – osim ako nosite (jednostavnu) masku – o tome više.

Ovdje je središnja biološka implikacija razlike između aerosola i kapljica raspršivača: Da bi se čestice iz zraka inspirirale i dospjele duboko u pluća, kroz sve zračne kanale do alveolarnih ćelija gdje se odvija izmjena plina, ona mora biti mala (Slika 2): samo kapljice ispod prečnika 10 mikrometra mogu doći do alveola. Nasuprot tome, velike kapljice spreja zaglave se u nosu i grlu (nazo-faringealni prostor) i u gornjim vazdušnim kanalima pluća, sakoza i velike bronhije. Kapi tipičnog izbacivanja kašlja imaju raspodjelu veličine tako da se otprilike polovina kapljica nalazi u kategorijama aerosola, iako zajedno predstavljaju samo manje od 1/100 000 izbačenog volumena (Nicas et al 2005).

SLIKA 2. Anatomija dišnih puteva i gde kapljice mogu završiti, ovisno o njihovoj veličini i kakve se kapljice blokira pomoću maski

Iz ovog slijedi da da sofisticirane maske N95, dizajnirane za filtriranje i najmanjih čestica, pomažu u sprječavanju da kapljice nose virus do alveola. No, je li to zaista relevantno za ravnanje krivulje? Videćemo u nastavku. Suprotno tome, vjerovatno je da se velike kapljice koje završe u nazofarinksu mogu zaustaviti bilo kojom fizičkom barijerom, poput jednostavnijih hirurških maski ili maski za prašinu.
Naravno da mnoge kapljice aerosola pri izdisaju ili spreju za kašalj možda neće sadržavati virus, ali neke hoće. U slučaju virusa SARS-Cov-2 nije poznato što je minimalno zarazno opterećenje (broj virusnih čestica potrebnih za pokretanje kaskade patogeneze koja uzrokuje kliničku bolest). Ali počinjemo sa uvažavanjem jesu li mali aerosol ili velike kapljice projektila relevantnije.

Prećutna predodžba na CDC-u da su alveole mjesto odredišta kapljica koje bi donijele virusni teret (alveole su više od svih anatomskih mjesta opasne za život zbog upale pluća) povećala je prividnu važnost N95 maski i dovela do otpuštanja hirurške maske. Nijanse ne prenose laici (kao i mnogi stručnjaci na naslonjačima) koji sada, zahvaljujući binarnosti poruka, misle da su maske beskorisne.
Čak ni u pogledu malih aerosola ne smijemo zaboraviti da je djelomično filtriranje koje pružaju hirurške maske bolje nego ništa. U eksperimentalnoj simulaciji filtriranja kapaciteta maski u 2008., van der Sande i njene kolege u Nizozemskoj usporedili su tri maske, (i) domaću (DYI) čajnu krpu, (ii) standardne hirurške maske i (iii) FFP2 , europski ekvivalent N95 maski, s obzirom na njihovu sposobnost zaustavljanja malih aerosola u rasponu od 0,2 do 1 um –plepleta koji mogu dospjeti u donja pluća.

Ono što su autori pronašli za zaštitu prema unutra, opravdava ispitivanje poruke CDC-a da hirurške maske „nisu efikasne“: Dok su maske FFP2 (ili N95) zaista filtrirane> 99% čestica (na taj način, smanjenje opterećenja aerosola za 100 puta), hirurške maske smanjile su broj kapi aerosola iza maske i to znatno za 4 puta u usporedbi s vanjskom maskom. Moguće je da bi za veće kapljice prskanja od izbacivanja kašlja razlika između hirurških maski i F95 respiracijskih maski bila još manja. Zanimljivo je da su za vanjsku zaštitu učinkovitost i razlike mnogo manje.

SLIKA 3. Efekat filtriranja za male kapljice (aerosoli) raznim maskama; domaća čajna krpa, hirurška maska (3M „Tie-on“) i respiratorna maska FFP2 (N95). Brojevi su skalirani na referencu 100 (izvor kapljica) radi ilustracije, izračunato iz vrijednosti PF (faktor zaštite) u tablici 2 van der Sande i sur. 2007. Mjerenje je provedeno pomoću brojača Portacount koji registrira čestice u zrak veličina u rasponu između 0,02 i 1 mikrometra na kraju trosatnog razdoblja nošenja bez fizičke aktivnosti. Zaštitni broj je medijan od 7 (ili 8) odraslih volontera po grupi. Zaštita je na početku testa bila slična za čajnu krpu i hiruršku masku, ali za FFP2 zaštita je bila dvostruka. Djeca su imala znatno manju zaštitu (vidjeti van der Sande i ostali, 2007)

Ovi rezultati postavljaju hitno pitanje: Ako sve što želimo je ublažiti pandemiju, tj. “spljoštiti krivulju”, koliko smanjuje čestica koja dopire do pluća u 4 puta smanjuje prijenos s osobe na osobu? Intuicija sugerira da čak i nesavršena maska može pružiti određenu zaštitu koja je barem u rasponu preporučenog odvajanja preko 2 metra u društvenim interakcijama ili pranju ruku ili ne diranju vašeg lica – sve preporuke zasnovane na mehaničkoj uvjerljivosti bez snažne epidemiološke podrške.

Virus SARS-Cov-2, kao i svaki virus, mora pristati na ljudske stanice koristeći se principom zaključavanja ključeva, u kojem virus predstavlja ključ i ćelija bravu koja je komplementarna ključu za ulazak u ćeliju i kopiranje. Za virus SARS-Cov-2 virusni površinski protein “Spike protein S” je “ključ” i mora se čvrsto uklopiti u “bravu” protein koji se izražava (= molekularno predstavljen) na površini ćelija domaćina. Protein zaključavanja koji koristi SARS-Cov-2 virus je protein ACE2

SLIKA 4. Glavni put ulaska virusa verovatno je putem velikih kapljica koje slete u nos – tamo gde je ekspresija receptora za ulazak virusa, ACE2 najveća. Ovo je put prenosa koji se može učinkovito blokirati već jednostavnim maskama koje pružaju fizičku barijeru.

U stvari, Wölfel i sur. sada izviještavaju da se virusni materijal može lako otkriti i izolirati iz brisa iz nosa, za razliku od ostalih virusnih infekcija koje se prenose u zrak, poput originalnog SARS-a. U usporedbi sa SARS-om (koji također koristi ACE2 za ulazak u stanice) u slučaju COVID-19, virusni genomi (RNA) pojavljuju se ranije u brisima nosa i u mnogo većoj koncentraciji, tako da je otkrivanje prilično jednostavno. Zapravo, FDA je upravo odobrila briseve za testove uzete samo iz prednjeg dijela nosa samostalnim skupljanjem, umjesto duboko u nazofarinksu. Molekularna analiza pokazuje i da je virus SARS-Cov2 aktivan i da se razmnožava već u nazofarinksu, za razliku od ostalih respiratornih virusa koji se nastanjuju u dubljim dijelovima pluća.

Hirurške maske, možda čak i vaša skijaška maska ili šal, mogu pružiti više zaštite nego što je to predstavio vladin službenik u svojoj početnoj (razumljivoj, ali nesretnoj) preporuci protiv nošenja maski od strane javnosti uopšte. Respiratorne maske N95 mogu pružiti relativno malo dodatne zaštite nego što se misli. (Da budemo fer, CDC predlaže korištenje marame od strane pružatelja zdravstvenih usluga kao posljednje sredstvo kada nisu dostupne maske za lice).

S praktičnog i društvenog stanovišta, hirurške ili samoinicijativne maske, ako se pravilno koriste, u najboljem slučaju neće naštetiti, a u najboljem slučaju mogu pomoći. (Obavezno nakon upotrebe odbacite ih ili operite bez dodirivanja vanjske površine). Ove jednostavnije, jeftine maske mogu biti dovoljne da pomognu poravnati krivulju, možda malo, možda suštinski. Važno: njihovo korištenje neće oduzeti vrijedne respiratorne maske N95 od zdravstvenih radnika.

Izvor: https://medium.com/@Cancerwarrior/covid-19-why-we-should-all-wear-masks-there-is-new-scientific-rationale-280e08ceee71

Astrobiologija, Biofizika, Biologija, Fizika sistema, Medicina, Medicinska fizika, Ostale nauke, Primjenjena fizika

Šta je to fizika virusa?

Leave a comment

Virusi su subćelijski entiteti koji inficiraju organizme iz različitih kraljevstava života. U svom najjednostavnijem obliku oni su upravo sastavljeni od infektivnog genetskog materijala (DNA ili RNA) i zaštitne proteinske ljuske (kapsid), koja se obično gradi iz nekoliko kopija istog proteina u procesu samo-sklapanja. Virusne čestice pokazuju visoke simetrične strukture zasnovane na različitim geometrijama (sfere, sferocilindri, konusi, …), i posjeduju zapanjujuća mehanička svojstva. U našem istraživanju nas zanimaju:

karakterizacija tih različitih virusnih arhitektura i njihove mehaničke značajke iz fizikalnih principa
proces samo-sklapanja virusnih formacija, što je zapravo problem nukleacije
i različiti mehanizmi kapsulacije i isporuke genetskog materijala.
Životni ciklus virusa u stanici (infekcija, replikacija i oslobađanje) istražuje se dugi niz godina s biološke perspektive; naš je interes pokušati doprinijeti razumijevanju različitih koraka životnog ciklusa virusa s fizičke točke gledišta.

Slika s lijeva na desno: elektronska mikroskopija virusa duhanskog mozaika (ICTVdB), rendgenska rekonstrukcija virusa žutog mozaika mokraće (Canady et al., Nature 1996), krio-em rekonstrukcija bakteriofaga T4 (Fokine i sur. , PNAS 2004), elektronske mikroskopske slike virusa HIV-1 (Ganser i sur., Science 1999).

Struktura

Školjka (kapsid) virusa izrađena je od više kopija jedne (ili nekoliko) asimetričnih proteinskih podjedinica, koje se obično grupiraju u morfološke jedinice nazvane kapsomeri. Kapsidi pokazuju različite vrste geometrijskih oblika (npr. Šipkaste, sferne, sferocilindrične, konične, …) sa izrazito simetričnim svojstvima. Konkretno? Ikosaedrska simetrija prisutna je u svim sfernim kapicama. U našem istraživanju razvijamo različite teorijske pristupe za karakterizaciju geometrijskih principa virusnih školjaka i razumijevanje podrijetla tih arhitektura na temelju fizičkih principa (npr. Minimiziranje energije).





  • Slika s lijeva na desno: krio-em rekonstrukcija bakteriofaga T4 (Fokine et al., PNAS 2004) i kapsida sa sferocilindričnim brojevima T = 13 i Q = 20.

Samosklapanje

Genetski materijal virusa sadrži osnovne informacije za izgradnju novih virusnih čestica pomoću mašina zaražene ćelije. Stoga u nekom trenutku ovaj genetski kod aktivira vlastitu replikaciju i proizvodnju višestrukih kopija obično jednog proteina koji čini virusnu ljusku (kapsid). Konačno, ti se elementi spontano sastavljaju da bi se stvorila virusna čestica. Iako je nekim virusima potreban molekulski motor da bi spakirali genetski materijal u kapsid, općenito nema potrošnje ATP-a u cjelokupnom procesu samo-sklapanja (formiranje kapsida i pakiranje). Iz fizičke perspektive, ovim procesom vlada minimiziranje slobodne energije sistema, a neke sličnosti dijeli s kristalizacijom i drugim nuklearnim procesima. U našem istraživanju razvijamo različite pristupe za karakterizaciju interakcije između različitih elemenata virusnih čestica, kombinirajući računske i statističke alate za fiziku kako bi proučavali viralno samosklapanje.

Mehaničke osobine

Proteinska ovojnica virusa (kapsid) izgrađena je u višestrukim kopijama jedne (ili nekoliko) proteinskih podjedinica, a njihove slabe i slabe interakcije (ne mnogo veće od toplotne energije) dovoljne su da vode samo-sastavljanje proteina u stabilnu strukturu. Taj postupak ovisi o koncentraciji virusnih proteina, pH, saliniteti i temperaturi otopine, a za različite uvjete isti virusni porteini mogu stvoriti različite strukture. Međutim, konačni kapsid može biti vrlo snažan za promjene u biološkim uvjetima okoliša, pa primjerice neki virusi mogu podnijeti osmotski pritisak od ~ 100atm. Ta mehanička robusnost omogućava virusima da opstanu u različitim okruženjima dok ne zaraze novog domaćina, a takođe su važni u isporuci genetskog materijala. Proučavamo mehanička svojstva virusnih ljuski s globalnog i lokalnog stajališta pokušavajući shvatiti kako su otpornost i mehanička svojstva virusa povezana s njihovom kapsidnom strukturom.

  • Slika: lokalna stresna slika nekoliko ikosaedrskih kapsida (Zandi i Reguera, PRL 2005).

Enkapsulacija

Genetski materijal je infektivni dio virusa, stoga bez njega virusi nisu u stanju da se repliciraju unutar stanice. U životnom ciklusu virusa postoje dva ključna koraka koja uključuju genetski materijal: prvo, isporuka ove makromolekule unutar mašinskih ćelija od suštinskog je značaja u procesu infekcije. Međutim, postoji mnogo različitih mehanizama za postizanje ove svrhe. Na primjer, bakteriofazi ga obično ubrizgavaju izvan ćelije, dok drugi virusi prodiru u ćeliju i oslobađaju genetski materijal rastavljanjem ili pucanjem kapsida. Drugi važan korak je inkapsulacija replicirane RNA / DNK. Kod mnogih se virusa ovo događa zajedno tokom istog procesa samo-sklapanja koji proizvodi kapsid. Međutim, u drugim slučajevima prisustvo molekularnih motora je neophodno za pakiranje genetskog materijala unutar kapside koja zahteva potrošnju hemijske energije (ATP).
U našem istraživanju zanima nas kako prisutnost genetskog materijala ili drugih vrsta tereta utječe na proces samo-sklapanja kapsida, a također i na ispitivanje svojstava proteinskih ljuski koje mogu objasniti različite moguće mehanizme isporuke.

Izvor: http://www.ffn.ub.edu/davidr/index.php?option=com_content&view=category&layout=blog&id=35&Itemid=62

Biofizika, Biologija, Matematika, Medicina, Medicinska fizika, Najnovija istraživanja i otkrića, Ostale nauke, Primijenjena matematika, Primjenjena fizika, PROBLEMI, Sociofizika, Sva Fizika, Vijesti o prirodnim nepogodama, Zanimljivost

Korona virus će završiti kada svi zaraženi budu sretali samo one koje su već zarazili – Nobelovac biofizičar Michael Lewitt

Leave a comment

Nobelovac Michael Levitt, američko-britansko-izraelski biofizičar koji predaje strukturalnu biologiju na Sveučilištu Stanford i provodi velik dio svog vremena u Tel Avivu, neočekivano je postao kinesko ime domaćinstva u Kini, nudeći javno uvjerenje za vrijeme vrhunca koronavirusa u zemlji (Covid -19) izbijanja. Levitt nije otkrio liječenje ni lijek, već je samo učinio ono što najbolje radi: ukrštao brojeve. Statistički podaci doveli su ga do zaključka da će, suprotno mračnim prognozama koje se prodaju, širenje virusa zaustaviti.

Umirujuće poruke koje je Levitt poslao svojim prijateljima u Kini prevedene su na kineski i prenose se od osobe do osobe, što ga čini popularnim temom za razgovore u azijskoj naciji. Njegove prognoze pokazale su se tačnim: broj novih slučajeva prijavljenih svakog dana počeo je da pada od 7. februara. Tjedan dana kasnije, stopa smrtnosti je takođe počela da opada.

On možda nije stručnjak za epidemiologiju, ali Levitt razumije izračune i statistiku, rekao je Calcalist u telefonskom intervjuu ranije ove sedmice.
Intervju je u početku trebao biti održan u modernom kompleksu Sarone u Tel Avivu, gdje Levitt trenutno boravi. Ali nakon što se prehladio – „nije korona“, šaljivo je primetio – intervju je premešten za održavanje putem telefona. Iako vjeruje da će pandemija ići svojim tokom, Levitt naglašava svoju podršku svim sigurnosnim mjerama koje se trenutno poduzimaju i potrebu da se ih pridržavamo.

Levitt je 2013. dobio svoju Nobelovu nagradu za hemiju za „razvoj modela s višestrukim skalama za složene hemijske sisteme“. Ni na koji način nije imao namjeru biti prorok koji najavljuje kraj kuge; dogodilo se slučajno. Njegova supruga Shoshan Brosh istraživač je kineske umjetnosti i kustos za lokalne fotografe, što znači da par razdvaja svoje vrijeme između SAD-a, Izraela i Kine.
Kada je izbila pandemija, Brosh je pisao prijateljima u Kini da ih podrži. „Kad su nam odgovorili, opisujući koliko je bila njihova složena situacija, odlučio sam dublje sagledati brojeve u nadi da ću postići neki zaključak,“ objasnio je Levitt. „Stopa zaraze virusom u provinciji Hubei svakodnevno se povećavala za 30% – to je zastrašujuća statistika. Nisam stručnjak za gripu, ali mogu analizirati brojke i to je eksponencijalni rast. ” Prema ovoj brzini, čitav svijet je trebao biti zaražen u roku od 90 dana, rekao je on.

Ali tada se trend promijenio. Kad je Levitt 1. februara počeo analizirati podatke, Hubei je imao 1.800 novih slučajeva svaki dan, a u roku od šest dana taj je broj dostigao 4.700, rekao je. „A onda, 7. februara, broj novih infekcija počeo je linearno da pada i nije prestao. Sedmicu dana kasnije isto se dogodilo i s brojem umrlih. Ova dramatična promjena krivulje obilježila je srednju točku i omogućila bolje predviđanje vremena kad će se pandemija završiti. Na osnovu toga zaključio sam da će se situacija u cijeloj Kini poboljšati u roku od dvije sedmice. I doista, sada je vrlo malo novih slučajeva infekcije.”
Levitt je situaciju uporedio s bankarskom kamatom – ako prvog dana osoba primi kamatnu stopu od 30% na svoju štednju, sljedeći dan od 29%, i tako dalje, „shvaćate da na kraju neće puno zaraditi. “

Poruke koje su mu prijatelji prenijeli brzo su stvorili valove u Kini i ljudi koji su se željeli uvjeriti je li zaista napisao informacije koje su mu pripisane počeli su kontaktirati Levitta. “Tako sam znao da trebam nastaviti”, rekao je. “Mogao sam reći, da, to je ono što sam rekao,” i ostaviti to na tome. “
Svakodnevno se prijavljuju novi brojevi različitih entiteta, poput Svjetske zdravstvene organizacije (WHO). Levitt je počeo slati redovne izvještaje svojim kineskim prijateljima, a njihova popularnost dovela je do intervjua na kineskoj televiziji, na primjer, na CGTN-u koji je ekvivalentan CNN-u. Na osnovu sve manjeg broja slučajeva zaraze i smrtnih slučajeva, rekao je, virus će iz Kine vjerovatno nestati do kraja marta.

U početku je, rekao je Levitt, svaki bolesnik s corona virusom u Kini u prosjeku zarazio 2,2 ljudi dnevno – što može napomenuti eksponencijalni rast koji može samo dovesti do katastrofe. “Ali tada je počeo opadati, a broj novih dnevnih infekcija sada je gotovo nula.” Ponovo je uporedio to sa kamatnim stopama: „čak i ako kamatna stopa i dalje opada, ipak zarađujete. Iznos koji ste uložili ne umanjuje se, samo raste sporije. Kada razgovaraju o bolestima, ljudi se puno plaše jer svakodnevno slušaju o novim slučajevima. Ali činjenica da se stopa zaraze usporava znači da je kraj pandemije blizu. “

Prema tome, postoji nekoliko razloga za to. „U eksponencijalnim modelima rasta pretpostavljate da se novi ljudi mogu zaraziti svaki dan, jer stalno upoznajete nove ljude. Ali, ako se uzme u obzir vaš vlastiti društveni krug, u osnovi se svakodnevno susrećete s istim ljudima. Možete na primjer upoznati nove ljude u javnom prevozu; ali čak i u autobusu, nakon nekog vremena većina putnika će biti zaražena ili imuna. “
Još jedan razlog zašto stopa zaraze usporava ima veze sa smjernicama fizičke udaljenosti. “Ne zagrlite svaku osobu koju sada sretnete na ulici i izbjegavaćete da se susretnete licem u lice s nekim tko ima prehladu, kao što smo to uradili mi”, rekao je Levitt. „Što se više pridržavate, više možete zadržati infekciju pod kontrolom. Dakle, pod tim okolnostima, prevoznik će zaraziti samo 1,5 ljudi svaka tri dana i stopa će nastaviti da opada. “

Prema kazivanju Levitta, karantena čini razliku, ali na postoje i drugi faktori. „Znamo da je Kina bila pod gotovo potpunom karantenom, ljudi su samo napustili dom radi ključne kupovine i izbjegavali kontakt sa drugima. U Wuhanu, koji je imao najveći broj slučajeva infekcije u provinciji Hubei, svi su imali šansu da se zaraze, ali samo 3% ih se zarazilo“, objasnio je. “Čak i na Dijamantnoj princezi (brodu virusom pogođenim) stopa zaraze nije bila veća od 20%.” Na temelju tih statistika, rekao je Levitt, zaključio je da su mnogi ljudi prirodno imuni na virus.
Eksplozija slučajeva u Italiji zabrinjava, rekao je Levitt, ali procenjuje da je to rezultat većeg procenta starijih ljudi nego u Kini, Francuskoj ili Španiji. „Štaviše, talijanska kultura je vrlo topla, a Italijani imaju vrlo bogat društveni život. Iz tih razloga je važno držati ljude podalje i sprečavati bolesne ljude da stupe u kontakt sa zdravim ljudima.”

Kina je to uradila sjajno i uspjela je steći potpunu kontrolu virusa, rekao je Levitt. „Trenutno me najviše brine SAD. To mora izolirati što više ljudi kako bi kupili vrijeme za pripreme. U suprotnom, može se završiti u situaciji kada će 20.000 zaraženih ljudi istovremeno spustiti u najbližu bolnicu i zdravstveni sistem će propasti. “
Izrael trenutno nema dovoljno slučajeva za pružanje podataka potrebnih za izradu procjena, rekao je Levitt, no iz onoga što može reći, Ministarstvo zdravlja se s pandemijom bavi na ispravan, pozitivan način. “Što su strože odbrambene mjere preduzete, manje će im vremena biti potrebno da se pripreme za potrebno lečenje i razviju vakcinu.”

Levitt izbjegava davati globalne prognoze. U Kini, kako je kazao, broj novih infekcija uskoro će dostići nulu, a Južna Koreja je prošla srednja točka i već tome može vidjeti kraj. Što se tiče ostatka svijeta, još je teško reći, rekao je on. „Završiće se kada će svi oni koji su bolesni sresti samo ljude koje su već zarazili.”

Izvor: https://m.calcalistech.com/Article.aspx?guid=3800632

AI - vještačka inteligencija, Inovacije, Kompjutaciona fizika, Medicina, Medicinska fizika, Numeričke metode u fizici, Tehnika i tehnologija

Najbrži superračunar na Zemlji primjenjuje se protiv corona virusa

Leave a comment

Američko ministarstvo energetike objavilo je da će se superkompjuter Summit koristiti za pokušaj pronalaska lijeka za bolest Covid-19. Da pojasnimo: Naziv korona virusa koji uzrokuje Covid-19 je SARS-CoV-2.

Summit je mašina od 10 MW izgrađena sa 4.608 čvorova za obradu. Svaki čvor sadrži 2x Power9 CPU na 3.07GHz i šest Nvidia Volta V100 GPU-a. To je najbrži superračunalo na Zemlji, sa demonstriranim performansama od 148,6 petaFLOPS u Linpacku i vrhunskim performansama od preko 200 petaFLOPS.




Razlog zbog kojeg DOE prisvaja najbrže svjetske superračunalo za projekat je taj što je pokušaj pronalaženja metoda inhibiranja ili napada virusa računski prezahtjevan problem. IBM piše:

Kada pokušavaju razumjeti nove biološke spojeve, poput virusa, istraživači u mokrim laboratorijima razvijaju mikroorganizam i vide kako reagira u stvarnom životu na uvođenje novih spojeva, ali ovo može biti spor proces bez računala koji mogu izvoditi digitalne simulacije da suzi raspon potencijalnih varijabli, ali čak i tada postoje izazovi. Kompjuterske simulacije mogu ispitati kako različite varijable reagiraju s različitim virusima, ali kada se svaka od tih pojedinačnih varijabli može sastojati od milijuna ili čak milijardi jedinstvenih podataka i složenih s potrebom da se pokrene više simulacija, to može brzo postati kompjutaciono jako zahtjevno.

Zahvaljujući superkompjuteru, istraživači su u nekoliko dana pregledali 8000 spojeva i identificirali 77 potencijalno korisnih spojeva malih molekula koji pokazuju dokaze inhibiranja SARS-CoV-2.

Samit je bio potreban kako bismo brzo dobili rezultate simulacije koji su nam potrebni. Trebalo nam je dan ili dva, dok bi na normalnom računaru trebalo nekoliko mjeseci, “rekao je Jeremy Smith, predsjedavajući na Univerzitetu u Tennesseeju, direktor UT / ORNL Centra za molekularnu biofiziku i glavni istraživač u studiji. „Naši rezultati ne znače da smo pronašli lijek ili tretman za COVID-19. Mi se, međutim, nadamo da će naši računski nalazi istovremeno obaviti buduće studije i pružiti okvir koji će eksperimentalisti koristiti za daljnje istraživanje ovih spojeva. “




Ako ste pročitali da je Covid-19 u nekim aspektima sličan SARS-u, rana istraga virusa dovela je do tog zaključka. SARS i koronavirus dijele neke uobičajene strategije infekcije, što je dovelo do neke nade da se može pronaći inhibitorni agens. Koristeći Summit, Micholas Smith (nije pogreška pri tisku) testirao je kako se jedinjenja vezuju za „špic“ proteina S kako bi otkrili što može umanjiti šansu za uspešnu infekciju.

Otkad je obavljen prvi rad, pušten je tačniji model S-proteina kod koronavirusa. Tim koji koristi Summit planira ponovo pokrenuti svoju početnu analizu korištenjem detaljnijeg modela, koji može neke spojeve skinuti s liste ili tretirati na vrh.

Naučnici su naglasili da se svi njihovi radovi moraju testirati eksperimentalno, ali sad smo vidjeli neke dokaze da računari mogu biti korisni za ovakve proračune. Iako je veoma rano, naučnici su počeli da otkrivaju nove tretmane lijekovima pomoću mašinskog učenja.

Broj koronavirusa u svijetu raste ubrzano otkako je virus pobjegao iz Kine. Najbolji dan za virus od početka praćenja bio je 19. 2. kada je zabilježeno 516 novih slučajeva. Do 28. februara imali smo do 1.503 nova slučaja. 10. marta zabilježeno je 4.390 novih slučajeva koronavirusa. Broj osoba zaraženih Covid-19 na dan porastao je za 2,92 puta u samo 11 dana. To je puno manje loše od apokaliptičnih scenarija koji se obično predviđaju u filmovima o medicinskim katastrofama, ali to je ipak visoka stopa rasta. Ako se nastavi, gledaćemo 12.822 novih slučajeva dnevno do 22. marta i 37.441 novi slučajeva dnevno do 2. aprila.

Dobra vijest je, međutim, da se ukupni broj teških / ozbiljnih slučajeva i dalje smanjuje u apsolutnom iznosu. Prema Worldometers.info, za koji se čini da održava ažurirano svakodnevno praćenje, ukupan broj teških / ozbiljnih slučajeva smanjio se sa 11.553 22. februara na 5.771 10. marta, između ostalog je samo jedan dan od ozbiljnih slučajeva označeno je prema gore i to je bio mali skok, sa 6.272 na 6.401. Brojka je nastavila da opada.




Na pitanje hoće li Covid-19 imati značajan utjecaj na svjetsku ekonomiju već je odgovoreno: da. Otkazane su brojne glavne konferencije, što je lokalnim zajednicama oduzelo prihod. Aviokompanije izvještavaju o visokim padovima letenja uporedivim sa hitom koji su izveli nakon 11. rujna. Budući da su kineske tvornice zatvorene tjednima, cijela talijanska zemlja pod karantenom, a deseci milijuna ljudi koji sada praktikuju socijalno distanciranje (dobrovoljno ili na neki drugi način), pitanje hoćemo li osjetiti utjecaj u Sjedinjenim Državama je jasno: Da. Možda će trebati vremena da se stigne – ekonomski utjecaj događaja na udaljenim obalama može putovati različitim brzinama – ali usporavanja i otkazivanja već pogađaju kompanije.

Znači li to da trebate potrošiti i kupiti dvije tone proizvoda od papira za jednokratnu upotrebu? Ne. Ali to znači da će, na jedan ili drugi način, Covid-19 utjecati na naše živote.




Naftni rat koji je započeo između Rusije i Saudijske Arabije ove sedmice odličan je primjer kako SARS-CoV-2 može potaknuti globalnu recesiju, čak i ako se ispostavi da je medicinski rizik manji nego što se mislilo. Budući da Rusi i Saudijci doprinose da se vidi tko može naplaćivati ​​manje nafte, američka proizvodnja nafte iz škriljaca možda će morati prestati ako cijene padnu predaleko. To bi imalo vlastiti utjecaj i na američku ekonomiju.

Još niko ne zna kuda se ovaj voz kreće, ali svi smo zajedno u njemu.

Izvor: Extreme Tech

Biologija, Medicina, Medicinska fizika, Najnovija istraživanja i otkrića, Ostale nauke, PROBLEMI, Vijesti o prirodnim nepogodama

Korona virus može živjeti kod pacijenata pet sedmica nakon zaraze

Leave a comment

Pacijenti s novim korona virusom zadržavaju patogen u svojim dišnim putevima čak 37 dana, pokazalo je novo istraživanje, sugerišući da bi mogli ostati zarazni dugi nekoliko sedmica.

U još jednom znaku koliko je ovo težak za pandemiju, liječnici u Kini otkrili su RNA virus u respiratornim uzorcima preživjelih u razdoblju od 20 dana nakon što su se zarazili, napisali su u članku objavljenom u medicinskom časopisu Lancet.

Novi korona virus proširio se u 118 zemalja i zarazio oko 125.000 ljudi otkad se krajem prošle godine pojavio u Wuhanu u Kini, izbjegavajući drastične napore lokalnih vlasti i naknadne pokušaje suzbijanja u drugim državama.




Nalazi imaju „važne implikacije kako na donošenje odluka o izolaciji pacijenta tako i na usmjeravanje dužine antivirusnog liječenja“, napisao je Fei Zhou s Kineske akademije medicinskih nauka i drugi autori.

Trenutno je preporučeni period izolacije nakon izlaganja 14 dana da se izbjegne širenje virusa. Ali ako ljudi ostanu zarazni dugo nakon što su njihovi simptomi nestali, oni mogu nesvjesno razmnožavati patogen nakon što se vrate iz karantene.




Za usporedbu, samo trećina pacijenata sa SARS-om još uvijek je nosila virus u svojim respiratornim putevima nakon čak četiri tjedna, istakli su kineski naučnici. Proučavali su medicinsku dokumentaciju i laboratorijske podatke 191 pacijenta Covid-19 liječenih u bolnici Jinyintan i plućnoj bolnici Wuhan, uključujući 54 koji su umrli od infekcije.

Izvor: https://www.bloomberg.com/news/articles/2020-03-12/coronavirus-can-live-in-patients-for-five-weeks-after-contagion

Biofizika, Biologija, Medicina, Medicinska fizika, Ostale nauke

12 bitnih informacija o corona virusu – C.Drosten

Leave a comment

Dr Drosten je privukao pažnji javnosti, i kada je prije nekih nedelju dana izjavio da će do 60-70% populacije oboljeti od corona virusa ili doći u kontakt sa njim. To je izazvalo, naravno, malo panike i kontraverze, te je ovdje pojašnjenje:

  1. Virolozi definišu za svaki virus faktor bazične reprodukcije, R0. To praktično znači, 1 zaraženi pacijent, će u proseku zaraziti još R0 drugih oko sebe
  2. Ako je kod nekog virusa taj faktor manji od 1, epidemija se sama guši i nestaje.
  3. Trenutna procena R0 faktora kod corona virusa je zimedju 2,4 i 3,3 [1], uzećemo prosek 3.
    To znači da danas jedan oboleli pacijent će zaraziti još 3 osobe u proseku.
  4. Dakle, da bi se došlo do faktora reprodukcije od 1 ili manje (trenutak gušenja epidemije), mora se raditi na: merama suzbijanja, sticanjem imuniteta stanovništva, vakcinama, preventivnim merama suzbijanja (svim raspoloživim).
    => Ako 2 od 3 osobe steknu imunitet imamo i stopu 2/3 = 66,666%, I odatle I broj koji se citira.
  5. On se nada, da će sticanje imuniteta se desiti u vremenskom periodu od 2 ili vise godina.
  6. Ako li se desi za kraci period, to naravno ni jedan zdravstveni sistem ne bi mogao da izdrži…

Upravo zato se radi na agresivnim merama suzbijanja (karantini, zabrane okupljanja, zatvaranja škola, univerziteta, kompanija, broj letova se smanjuje, itd).
Sve to ima za cilj da se na kraju dodje do te magicne brojke 1-1, a da se pritom ne iscrpe kapaciteti zdravstvenih ustanova.

  1. Ne bi uporedio corona virus sa spanskom groznicom, ali ne iskljucuje da virus moze da se vrati, nakon tople sezone.
  2. WHO kaze kako je rizik izbijanja globalne epidemije sada vec: jako veliki, ali to ne znači da je bitka sa virusom izgubljena, jer bitka pocinje sa pojedincem, svakim od nas.
    Naš najveći neprijatelj nije virus, već mi sami: naš strah, stigma i glasine.
    Ono sto nam je potrebno su: naučne činjenice, solidarnost i razum.
  3. Preko leta se mora drzava/industrija/zdravstvo kao i pojedinci pripremiti na sledeci “udar”
  4. Vakcinu ocekuje tek sredinom 2021
  5. Ipak kaze: “verovatnoca da imate covid-19 ako vas malo grebe grlo je neverovatno mala”. Tek ako se provelo u sobi sa inficiranim oko 15min, onda postoji bojazan da se i sami zarazite (osim ako neko bas ne kija i kaslje u vas, prim.prev…)
  6. Ne isključuje mogucnost da se čovek inficira i “drugi put”, ali to najverovatnije samo znači, da se u tom slučaju pacijent nikada nije potpuno oslobodio virusa.

https://www.rbb24.de/panorama/thema/2020/coronavirus/beitraege/coronavirus-verbreitung-who-charite-virologe-christian-drosten.html

[1] RKI: https://www.rki.de/DE/Content/InfAZ/N/Neuartiges_Coronavirus/Steckbrief.html#doc13776792bodyText3