Nagrađeni naučnici-tinejdžeri na delu

Lauren Hodž: Ukoliko ste u restoranu, i želite zdraviji izbor hrane, šta biste naručili, prženu piletinu ili piletinu na žaru? Većina ljudi bi rekla piletinu na žaru, istina je da piletina na žaru sadrži manje masti i kalorija. Međutim, isto tako krije u sebi opasne materije. A to su heterociklični amini, odnosno feno-metil-imidazopiridin, ili FmIP- (smeh) to je imunogeno i kancerogeno jedinjenje.

Karcinogen je svaka supstanca ili reagens koja uzrukuje nekontrolisan rast ćelija, što može dovesti do metastaziranja i širenja po telu. To su takođe organska jedinjenja u kojima je jedan ili više atoma vodonika ili amonijačne grupe zamenjena složenijom grupom. Istraživanja su pokazala da antioksidansi snižavaju nivo ovih heterocikličnih amina. Međutim, ni jedna studija do sada nije objasnila kako ili zašto to čine. Ovde je predstavljeno pet organizacija koje klasifikuju karcinogene. Kao što vidite, ni jedna od organizacija ih ne smatra zdravim, a to opravdava potrebu da smanjimo njihovu količinu u ishrani.

Možda se pitate kako je trinaestogodišnja devojčica došla do te ideje. Čitav niz događaja me je doveo do te tačke. Prvi put sam čula o tome čitajući o sudskom procesu u ordinaciji mog doktora, (smeh) koji je vodio Odbor lekara za odgovornu medicinu protiv sedam različitih lanaca brze hrane. Nisu ih tužili usled toga što u njihovoj piletini ima kancerogena, već zbog Propozicije 65 u Kalifroniji da kompanije moraju da istaknu jasno upozorenje ukoliko bilo šta štetno postoji u njihovoj hrani.

To me je iznenadilo. Pitala sam se zašto niko nije znao malo više o ovoj opasnoj piletini na žaru, a koja ne deluje tako štetno. Potom sam jedne večeri dok je moja majka pripremala piletinu na žaru za večeru uočila da su krajevi piletine koji su bili potopljeni u soku od limuna pobeleli. Nešto kasnije na nastavi biologije sam naučila da se to dešava u procesu denaturacije, proces pri kojem proteini menjaju svoj oblik i gube hemijsku funkcionalnost. Spojila sam ove dve ideje i formulisala hipotezu koja pita da li je moguće da se količina karcinogena smanjuje pri mariniranju i da li se to dešava usled razlike u pH vrednosti?

Dakle, ideja je rođena, uspostavila sam projekat i hipotezu, i šta je bio sledeći korak? Naravno, trebalo je da pronađem laboratoriju za taj rad jer nismo imali opremu za to u školi. Mislila sam da će to biti lako, ali sam na kraju poslala mejl na 200 različitih adresa, u radijusu od 5 sati vožnje u odnosu na mesto gde sam živela, a dobila samo jedan potvrdan odgovor, da bi oni mogli da rade sa mnom. Većina preostalih ljudi ili nije nikada odgovorila, ili su mi rekli da nemaju vremena, ili nisu imali opremu i nisu zato mogli da mi pomognu. Zahtevalo je veliku posvećenost ta vožnja do laboratorije mnogo puta kako bih to uradila. Međutim, bila je to i sjajna prilika da radim u stvarnoj laboratoriji, tako da sam napokon mogla da počnem sa projektom.

Prvu faza sam završila kod kuće, a to je mariniranje piletine, grilovanje piletine, sakupljanje dovoljne količine i pripremu za transport do laboratorije. Drugu fazu sam završila u laboratoriji glavnog odeljenja Pen Univerziteta, tamo sam izolovala hemikalije, menjala pH vrednost kako bih mogla da koristim opremu i odvojila sam jedinjenja koja su mi bila potrebna iz ostatka piletine. U finalnim fazama sam analizirala uzorke uz pomoć likvidne hromatografije i mas-spektroskopije pod visokim pritiskom, koje omogućavaju razdvajanje jedinjenja i analizu hemikalija i tačno odrede koliko je karcinogena bilo u mojoj piletini.

Kada sam analizirala podatke, dobila sam veoma iznenađujuće rezultate, jer sam otkrila da četiri od pet sastojaka za mariniranje u principu inhibiraju stvaranje karcinogena. Upoređivanjem nemarinirane piletine, a to je bila kontrola u eksperimentu, zaključila sam da sok od limuna ima najbolje dejstvo, smanjio je nivo karcinogena za 98 odsto. Preliv od slane vode i preliv od žutog šećera su se isto pokazali dobro, snižavajući nivo karcinogena za oko 60 odsto. Maslinovo ulje je neznatno smanjilo stvaranje FmIP-a, ali je uticaj bio zanemarljiv. Rezultati o efektu sosa od soje su bili neinformativni, jer je postojala velika varijacija u uzorku, ali deluje kao da sos od soje u principu povećava sadržaj karcinogena.

Još jedan značajan faktor koji na početku nisam uzimala u obzir je trajanje kuvanja. Pronašla sam da je vreme kuvanja proporcionalno količini karcinogena u jelu. Na osnovu ovih rezultata, najbolji način za mariniranje piletine nije da je kraće kuvate, ali svakako nije ni da je prekuvate ili užarite, i potom je prelijete limunovim sokom, žutim šećerom ili slanom vodom.

(aplauz)

Na osnovu ovih podataka, postavila bih vam pitanje. Da li biste bili raspoloženi da uvedete jednostavnu promenu u svojoj ishrani koja bi mogla da vam spasi život? Ja ne kažem da ćete sigurno oboleti od raka i umreti ukoliko jedete piletinu na žaru koja nije marinirana. Međutim, bilo šta što uradite a što može smanjiti rizik od izlaganja karcinogenima svakako može poboljšati vaš kvalitet života.

Da li je to vama dovoljno dobro? Kako ćete pripremati sada piletinu?

(aplauz)

Šri Boz: Zdrvo svima. Ja sam Šri Boz. Ja sam pobednik u kategoriji od 17-18 godina i osvajač glavne nagrade. Želim da svi vi zamislite devojčicu kako drži u rukama tamno plavi spanać. Ona stoji ispred vas i objašnjava vam kako bi deca jela povrće ukoliko je drukčije boje. Zvuči smešno, zar ne? Ali, to sam bila je pre mnogo godina. To je bio moj prvi projekat na sajmu nauke. Nakon toga je postalo malo komplikovanije. Moj stariji brat Panaki Boz je provodio sate objašnjavajući mi sve o atomima kada sam jedva razumela osnove algebre. Moji roditelji su istrpeli mnogo mojih projekata za sajam nauke, uključujući i kantu za đubre koja radi na upravljač.

(smeh)

A onda je nastupilo leto nakon moje brucoške godine kada je rak ubio mog dedu. Sećam se da sam posmatrala svoju porodicu kako prolazi kroz sve to i pomislila sam kako ne želim da i jedna porodica doživi takav gubitak. Naoružana svom tom mudrošću nakon prve godine biologije, odlučila sam da želim da se bavim istraživanjem raka sa 15 godina. Dobar plan. Počela sam da šaljem mejlove svim profesorima u mojoj okolini raspitivajući se za mogućnost da radim u njihovoj laboratoriji. Svi su me odbili, sem jednog. A onda sam, sledećeg leta, otišla da radim pod supervizijom Dr. Basu u Zdravstvenom centru Univerziteta Severnog Teksasa u Fort Vortu u Teksasu. Tamo je istraživanje počelo.

Rak jajnika je tip raka o kom mnogi ljudi ne znaju, ili barem ne obraćaju pažnju na to. Ali je čak peti po redu uzrok smrti usled raka kod žena u Sjedinjenim Državama. Činjenica je da će jednoj od 70 žena biti dijagnostikovan rak jajnika. Jedna od sto će umreti od toga. Hemoterapija, jedna od najefektnijih tretmana za lečenje raka danas, podrazumeva davanje visokih doza hemikalija pacijentima kako bismo pokušali da ubijemo ćelije raka.

Cisplatin je opšti lek koji se primenjuje u hemoterapiji pri lečenju raka jajnika to je relativno jednostavan molekul napravljen u laboratoriji koji interferira sa DNK ćelija raka i navodi te ćelije na samoubistvo. Zvuči odlično, zar ne? Ali u ovome je problem dešava se da pacijenti razviju otpornost na lek, i godinama nakon momenta kada im je rečeno da su izlečeni, rak se povrati. U tom slučaju, pacijenti više ne reaguju na taj lek. To je ogroman problem. U principu, to je i najveći problem danas u hemoterapiji.

Želeli smo da shvatimo kako ove ćelije raka jajnika razvijaju rezistentnost na lek Cisplatin. Želeli smo to da shvatimo, jer ako to razumemo, onda bismo možda bili u stanju da sprečimo razvijanje rezistentnosti. To je ono što smo hteli da uradimo. Mislili smo da je protein, AMP kinaza, uključen u taj proces, to je protein uključen u proizvodnju energije. Odradili smo sve ove testove kako bismo blokirali protein, i uočili smo ovu ogromnu razliku. Na ovom slajdu možete videti da na strani gde su osetljive ćelije one reaguju na lek, kada počnemo da blokiramo protein, dolazi do smanjenja broja ćelija koje umiru, to su ove obojene tačke. Ali na ovom delu, uz isti tretman broj se povećava, interesantno.

Ovo su za vas tačke na ekranu, šta to tačno znači? To u suštini znači da se ovaj protein menja kod osetljivih i rezistentnih ćelija. U principu, možda menja i same ćelije i čini ih rezistentnim. To je ogromno otkriće. To u principu znači da ukoliko je pacijent otporan na lek, mi ćemo biti u stanju da ga lečimo istim lekom, ukoliko mu damo hemikaliju koja blokira ovaj protein. Ovo je ogroman korak u usavršavanju hemoterapije, moguće za mnoge različite vrste raka. To je moje delo, tako ja zamišljanjam budućnost za buduća istraživanja, razumevanje onoga šta tačno taj protein radi, ali to je i put razvoja efektnosti hemoterapije, tako da će možda sve deke koje boluju od raka provesti malo više vremena sa svojim unucima.

Moj rad ne predstavlja samo moje istraživanje. Radi se o pronalaženju moje strasti. Zbog toga je osvajanje glavne nagrade na Guglovom Sajmu nauke, dobra slika, zar ne- meni toliko značilo i predstavlja mi veliku čast. Od tod trenutka sam bila u prilici da se nađem u veoma kul situacijama, od upoznavanja predsednika do toga da sam sada na ovoj bini i pričam sa vama.

Ali kao što sam rekla, moje putovanje ne predstavlja samo istraživanje, to je put pronalaženja moje strasti, i to je način kreiranja sopstvenih prilika u momentima kada čak nisam ni znala šta radim. Tu se radi o inspiraciji, i posvećenosti i neodustajanja od mojih interesvoanja prema nauci, učenju i razvitku. Na kraju, moja priča počinje sa osušenim, oštećenim spanaćem i od tada je postajalo samo bolje.

Hvala vam.

(aplauz)

Naomi Ša: Zdravo svima. Ja sam Naomi Ša, i pričaću vam o svom istraživanju kvaliteta vazduha u zatvorenom prostoru i pacijentima koji boluju od astme. Od toga umre 1.6 miliona ljudi širom sveta. Svakih 20 sekundi neko umre zbog toga. Ljudi provedu više od 90 odsto vremena u zatvorenom prostoru. Ekonomska šteta koju astma nanosi je veća od uticaja HIV-a i tuberkuloze zajedno. Ovi podaci su značajno uticali na mene, ali ono što me je zaista zainteresovalo za istraživanje jeste patnja moga oca i brata koji se bore sa hroničnim alregijama tokom cele godine. To me je zbunilo, zašto simptomi alergije ne nestanu nakon završetka sezone polena?

Ovim pitanjem sam započela istraživanja i ubrzo sam shvatila da su zagađivači vazduha u zatvorenom prostoru glavni krivci. Čim sam to shvatila, počela sam da istražujem odnos između glavnih zagađivača vazduha i efekta koji imaju na pluća asmatičara. Na početku sam samo želela da shvatim koji od ova četiri zagađivača imaju najsnažniji negativni uticaj na zdravlje pluća asmatičara. Ubrzo nakon toga razvila sam novi matematički model koji u suštini kvantifikuje efekat ovih zagađivača sredine na zdravlje pluća asmatičara. Iznenađuje me to što takav model nije postojao do danas, model koji bi merio efekat faktora sredine na zdravlje pluća ljudi, s obzirom na to da se ta veza čini značajnom.

Imajući to u vidu počela sam da istražujem više, da pronalazim više, i postala sam veoma obuzeta time. Shvatila sam da ukoliko bismo našli način da targetiramo štetni uticaj, mogli bismo i da nađemo način da lečimo asmatičare efektnije. Na primer, isparljiva organska jedinjenja su hemijski zagađivači kojih ima u našim školama, kućama i radnom mestu. Posvuda se nalaze. Ovi hemijski zagađivači se ne nalaze na listi registrovanih zagađivača, po kriterijumima akta "Čist vazduh" Sjedinjenih Država. To me iznenađuje, jer sam kroz svoje istraživanje shvatila da ovi hemijski zagađivači imaju izrazito loš uticaj na zdravlje pluća asmatičara i usled toga bi trebalo da budu regulisani.

Danas želim da vam pokažem interaktivni model softvera koji sam izumela. Prikazaću ga na svom laptopu. Moj volonter je u publici danas, Džuli. Svi Džilini podaci su ubačeni u moj interaktivni model softvera. Ovo svako može da koristi. Želim da zamislite da ste Džuli, ili neko ko vam je veoma blizak, a pati od astme ili druge bolesti pluća. Džuli odlazi kod svog lekara kako bi dobila lek za astmu. Doktor je posadi na stolicu, i analizira njen maksimalni kapacitet plućnog izdisaja, to je jačina njenog izdaha, ili količina vazduha koji ona pri jednom izdahu izbaci iz pluća.

Tako da sam ja u ovaj interaktivni model softvera unela kapacitet njenog izdisaja. Unela sam takođe njene godine, pol i visinu. Pretpostavila sam da živi u prosečnom domaćinstvu sa prosečnom količinom zagađivača vazduha. Tako da bilo koji korisnik može samo da klikne na dugme "izveštaj o radu pluća" i to će ga usmeriti na ovaj izveštaj koji sam kreirala. Ovaj izveštaj je zaista najvažniji aspekat mog istraživanja.

Ono što ovde vidite, ukoliko se fokusirate na gornji grafik u desnom uglu, jeste Džulin izmereni kapacitet izdisaja predstavljen žutom bojom. To je merenje koje je sproveo njen lekar. U plavoj boji na dnu samog grafika, vidite koliki bi maksimalan kapacitet izdisaja, njena stopa izdisaja ili funkcionalnost pluća trebalo da budu na osnovu njenih godina, pola i visine. Tako da lekar može uočiti razliku između žutog i plavog grafika i zaključi: "Opa, moramo primeniti steroide, lekove i inhalatore."

Želim da svi zamislite svet u kom će, umesto prepisivanja steroida, inhalatora i lekova, doktor reći Džuli sledeće: "Zašto ne biste otišli kući i zamenili filtere za vazduh. Očistite provodnike vazduha u kući, na vašem radnom mestu, u školi. Nemojte koristiti tamjan i sveće. Ukoliko renovirate svoj dom, izbacite sve tepihe i postavite drveni parket." To govorim jer su rešenja u prirodi, ova rešenja su održiva, i ovakva rešenja predstavljaju dugoročna ulaganja, dugoročna ulaganja koja činimo za našu generaciju i generacije koje dolaze. Rešenja koja menjaju okolinu, što Džuli može uraditi u svojoj kući, radnom mestu i u školi utiču na sve ljude sa kojima ona živi.

Ja veoma pasionirano doživaljavam ovo istraživanje i zaista želim da to nastavim i uključim u istraživanje ne samo astmu već više respiratornih bolesti, a i više zagađivača vazduha. Želim da završim svoje izlaganje sa jednom porukom. A to je da genetika zaista jeste metak u pištolju, ali sredina je okidač tog pištolja. To je značajno uticalo na mene dok sam sprovodila istraživanje. Mislim da mnogi od nas smatraju da je životna sredina na makro nivou, da mi ne možemo učiniti ništa kako bismo promenili kvalitet vazduha, ili promenili klimu ili bilo šta.

Ali ukoliko bi svako od nas preduzeo prve korake u svom domu, u našim školama, radnim mestima, mogli bismo vrlo značajno da utičemo na kvalitet vazduha. Jer, zapamtite, mi provodimo 90 odsto vremena u zatvorenom prostoru. Kvalitet vazduha i zagađivači vazduha imaju ogroman uticaj na zdravlje pluća asmatičara, svih koji pate od respiratornih bolesti, i zaista na sve nas.

Tako da ja želim da zamislite svet u kom je vazduh boljeg kvaliteta, u kom je život kvalitetniji, u kom je kvalitet života bolji za sve uključujući i generacije koje dolaze.

Hvala vam.

(aplauz)

Liza Ling: Baš tako. Da li bi Šri i Lauren mogle da nam se pridruže na kratko? Vi ste šampionke Guglovog Sajma nauke. Vi ste pobednice.

(aplauz)