Tlačili vlastné ortopedické vložky do topánok, skúšali výrobu jogurtu v mikrovlnnej rúre či predstavili potenciál liečby kmeňovými bunkami. Tri víťazky súťaže Žurnalistika pre mladých vedcov popularizujúcej medicínu podnikli netradičné výskumy, ktoré hodnotili vedci z Ústavu molekulárnej medicíny a kvalita stredoškolských prác ich veľmi potešila.
Súťaž Žurnalistika pre mladých vedcov je organizovaná spolkom mMEDCON, ktorý si založili sami stredoškoláci na podporu žiakov smerujúcich k zdravotníctvu. Okrem súťaže vedú korešpondenčný seminár z medicíny a skúsenosť majú aj s vlastnou letnou školou. „Tento rok bol v súťaži podmienkou vlastný experiment a tému sme nechali voľnú. Každý si tak vybral, čo ho bavilo, a myslím, že sa to odrazilo v kvalite prác. Nejde len o to, aby sa študenti naučili niečo nové z článkov na internete, ale aby rozvíjali aj zručnosti potrebné pre vedeckú kariéru ako sú kreativita, práca s dátami a písanie akademických prác,“ hovorí o druhom ročníku súťaže jedna z organizátoriek, Anna Malová.
Formou popularizačno-vedeckých článkov predstavili súťažiaci úspešnosť svojich výskumov. Podľa Anniných slov pri vyberaní výhercu zavážil hlavne fakt, či článku porozumie laik: „Nechceme, aby študenti používali zbytočne komplikované slová a pojmy, ale aby sa zamerali na to, čomu rozumejú a aby si vymysleli experiment, kde zapoja kreativitu. Nepožadujeme vysokú odbornosť, ale porozumenie. Práce, ktoré nám zašlú, hodnotia skúsení vedci z Ústavu molekulárnej medicíny.“
Kmeňové bunky a pupočníková krv
Moderná liečba ponúka rôznorodé možnosti a jednou z nich je aj terapia pupočníkovou krvou pochádzajúcou z pupočníku dieťaťa. Pre zdravotníctvo má obrovský potenciál, pretože jej kmeňové bunky môžu liečiť poškodenia mozgu a detskú obrnu. „Tieto bunky sú základným kameňom tela a je fascinujúce, ako dokážu pomáhať pri liečení. Téma je mi blízka, v budúcnosti by som chcela priamo týmto alebo iným spôsobom liečiť rôzne choroby,“ uvádza Antónia Balážová, autorka článku, ktorá vyhrala tretie miesto v súťaži. Úlohou kmeňových buniek z pupočníkovej krvi je obnovovať poškodené alebo opotrebované časti tkanív a udržiavať celkovú homeostázu (stálosť vnútorného prostredia organizmu, pozn. redakcie). Ich moc spočíva v neobmedzenej schopnosti sebaobnovy.
Výhodou tejto liečby je to, že odobranie pupočníkovej krvi je bezbolestné a bez najmenších komplikácií. Po prejave záujmu matky sa krv spolu s tkanivom odoberá po narodení dieťaťa, najrýchlejšie, ako je to možné sa spracuje a necháva sa zamraziť okolo 200°C pod nulou. Avšak, aj napriek všetkým týmto výhodám stále existujú o terapii etické, náboženské a politické pochybnosti: „získavanie kmeňových buniek je momentálne náročná otázka, napríklad kvôli prerušeniu vývoja embrya. U pupočníkovej krvi však tento problém nevzniká, čiže sa stáva ľahkým zdrojom kmeňových buniek,“ vysvetľuje autorka článku.
Antónia prináša aj náhľad do slovenského laboratória, ktoré vo výskume pupočníkovej krvi rozhodne nezaostáva. Spoločnosť Cord Blood Center v Bratislave, ktorú v rámci písania svojej práce navštívila, umožňuje využitie tkaniva pupočníka a placenty na liečbu pacientov v súlade s celosvetovými trendmi medicínskej praxe. Zistila, že na konte majú už desiatky úspešných prípadov, kedy sa zdravotný stav po liečbe kmeňovými bunkami u pacienta výrazne zlepšil. Išlo o neurodegeneratívne choroby, ako je napríklad cievna mozgová príhoda, autizmus, o stavy pri operácii srdca, pri rázštepe chrbtice alebo pery a v mnohých ďalších. „V spomínanom laboratóriu prebiehalo spracovanie a uskladnenie krvi a vidieť to bola úžasná skúsenosť,“ tvrdí stredoškoláčka, „ak by som raz pokračovala v tomto odbore, chcela by som ľudstvo obohatiť o nové spôsoby využitia kmeňových buniek.“
Metóda 3D tlače v tvorbe ortopedických vložiek a jej výhody
Prepojenie technológie a medicíny nesie v sebe obrovský potenciál. Tento fakt si uvedomuje aj Sára Pihuličová, ktorá vďaka kombinácii týchto dvoch oblastí vo svojom výskume obsadila druhé miesto v súťaži. „Stanovila som si hypotézu, ktorú som prakticky skúšala potvrdiť: stredoškolský študent je schopný v domácich podmienkach vytvoriť model ortopedickej vložky na mieru vo formáte, ktorý dokáže spracovať 3D tlačiareň za minimálne náklady,“ píše Sára vo svojom článku. Vlastným príkladom tak predstavila metódu, ktorú je schopná ovládať aj osoba bez špeciálnych technických zročností.
Vytvorenie vložky do topánky pre jej pravé chodidlo jej zabralo niekoľko hodín a postup práce popísala nasledovne:
- Špeciálnu kopírovaciu hmotu som nemala k dispozícii, ale nahradila som ju bežne dostupnými látkami. Vytvorený materiál som upravila do roviny a chodidlo v ňom rovnomerne otlačila.
- Na získanie 3D geometrických dát môjho subjektu som nevyužila klasické laserové skenovanie, ale rozhodla som sa znížiť náklady. Preto sa základom môjho prístupu k problematike stala fotogrametria – digitálnou zrkadlovkou som nasnímala môj otlačok v rôznych uhloch a z približne 90 snímok som v programe vytvorila CAD model. Podobný prototyp dokážu vytvoriť aj viaceré mobilné aplikácie.
- V tejto podobe je ortopedická vložka pripravená, má mierku nastavenú podľa veľkosti môjho chodidla a dokáže ju vytlačiť akákoľvek 3D tlačiareň.
Ďalej uvádza, že spomínané technologické postupy sú minimálne nákladné a zachovajú štruktúru chodila. Úspešnou výrobou ortopedickej vložky v domácich podmienkach svoju hypotézu potvrdila: „už v dnešnej dobe je schopný jednotlivec so smartfónom a počítačom s dostatočnou RAM (operačná pamäť počítača, pozn. redakcie) vytvoriť vložky do topánok na mieru,“ zhodnocuje Sára.
Vplyv mikrovlnného žiarenia na živé mikroorganizmy
Taký názov nesie práca Alexandry Kováčovej, ktorá so svojím kreatívnym výskumom získala prvé miesto. Okrem neustálej kontroverzie okolo používania mikrovlniek sa zamýšľala aj nad tým, aký efekt môže mať mikrovlnné žiarenie na živé kultúry v jogurte počas fermentácie, a tak sa rozhodla svoj nápad preskúmať.
Úvaha z Alexandrinho článku
Vo viacerých jedlách sa nachádzajú rozličné živé mikroorganizmy, ktoré sú pre nás z nutričného hľadiska veľmi dôležité. Jedny z nich sa nazývajú probiotiká alebo probiotické kultúry a nájdeme ich napríklad v kefíre, kyslej kapuste alebo v jogurte. Tieto baktérie prispievajú k správnemu fungovaniu tráviaceho traktu a udržiavaniu vyváženej mikroflóry v črevách. Domáce mliečne produkty obsahujúce probiotiká sa často vyrábajú použitím mikrovlnky alebo rúry na pečenie. Sú však vzniknuté produkty rovnako zdravé? Obsahujú rovnaké množstvo živých kultúr?
Vo svojej práci popisuje dva typy efektov mikrovlnnej rúry na ohrievané jedlo. Za takzvaný termálny efekt sa považuje pohltenie mikrovlnnej energie, ktorá spôsobí kmitanie a následne celkové zahrievanie bunky. Netermálny efekt zahŕňa všetky zmeny, ktoré nie sú spôsobené teplotou. Ku príkladu uviedla aj štúdiu, ktorá skúmala práve netermálny vplyv mikrovlnného žiarenia na bakteriálne bunky Escherichia coli, ktoré boli žiareniu vystavované pod rôznym výkonom. Pozorovaním sa zistilo, že so zvyšovaním výkonu sa úmerne zväčšovala aj deštrukcia a deaktivácia buniek. „Výsledky tejto štúdie inšpirovali aj môj experiment, v ktorom som porovnala rast baktérií z jogurtov fermentovaných dvoma spôsobmi – v mikrovlnke a v klasickej rúre na pečenie,“ píše Alexandra.
Výskum zahájila odberom dvoch vzoriek jogurtu, ktoré naniesla na Petriho misku, nechala ich rásť a potom porovnala, ktorá kultúra lepšie prosperovala. Jeden jogurt vložila do rúry s teplotou 36 °C, kde zrel osem hodín. Druhú vzorku dávala každých 45 minút počas šiestich hodín do mikrovlnky na tridsať sekúnd tak, aby teplota nepresiahla 36 °C. Oba jogurty následne uskladnila do chladničky a ďalšie dni sa venovala počítaniu vytvorených bakteriálnych kolónií, podľa ktorých určila kvalitu jogurtu. K tomuto potrebovala vyrobiť špeciálnu zmes, a tak zmiešala 50 mililitrov mlieka a paradajkovej šťavy, 10 gramov agaru a 390 mililitrov vody. Zmes vyliala do Petriho misiek s jogurtmi a nechala stuhnúť.
Prečo práve v mlieku a paradajkovej šťave rastú mliečne baktérie najlepšie?
Mlieko poskytuje zdroj uhlíka vo forme laktózového cukru a dusík z mliečneho proteínu. Paradajková šťava obsahuje zmes solí a kyselín, ktoré zlepšujú rast baktérií.
vysvetlenie z Alexandrinho článku
Po pár dňoch vedela Alexandra zhodnotiť, ako veľmi je efektívna výroba jogurtu v mikrovlnke oproti teplovzdušnej rúre. Zistila, že baktérie z mikrovlnky vytvorili veľa drobných kolónii, ktorých počet nevedela jednoznačne určiť. Na druhej strane, baktérie z klasickej rúry vytvorili menej väčších kolónii, ktoré spočítala a ich výsledná hodnota spĺňala minimum pre označenie „probiotický jogurt”. Aj keď nebola schopná určiť kvalitu jogurtu z mikrovlnky, svojím experimentom dokázala vplyv mikrovlnného žiarenia na živé kultúry.
„Teší ma sledovať, že kvalita prác postupne narastá, čo potvrdili aj vedci z Ústavu molekulárnej medicíny. Zhodnotili, že práce sa v porovnaní s minulým rokom výrazne zlepšili,“ hovorí Terézia Jurášová, jedna z vedúcich spolku mMEDCON.
„Nie každému sa chce čítať dlhé akademické práce profesorov z Harvardu, keď človek nerozumie každému druhému slovu,“ hovorí Anna s úsmevom a dodáva, „samozrejme, je to dôležité vo výskume, ale laikom ani stredoškolákom bez skúsenosti to nič nedá. Téma popularizácie vedy v medicíne je pre nás v mMEDCON-e veľmi dôležitá.“
Víťazky posledného ročníka Žurnalistiky mladých vedcov
| Meno | Práca | Miesto |
| Alexandra Kováčová | Vplyv mikrovlnného žiarenia na živé mikroorganizmy | Prvé |
| Sára Pihuličová | Metóda 3D tlače v tvorbe ortopedických vložiek a jej výhody | Druhé |
| Antónia Balážová | Kmeňové bunky a pupočníková krv | Tretie |
Celé články spolu s minuloročnými výhercami nájdete na tomto odkaze.
AUTORKA: Mária Jánošíková