Μπορεί ένα βιντεοπαιχνίδι να βοηθήσει στην εξάλειψη ενός δηλητηρίου που προκαλεί καρκίνο; Ένα νεοεμφανιζόμενο πρόγραμμα δίνει στους απλούς gamers την ευκαιρία να λύσουν ένα βιολογικό παζλ, ενδεχομένως οδηγώντας σε νέους τρόπους να κάνουμε τον εφοδιασμό μας πιο ασφαλή.
Οι αφλατοξίνες, τα καρκινογόνα προϊόντα των καλουπιών που αναπτύσσονται σε γεωργικές καλλιέργειες όπως το καλαμπόκι και τα φιστίκια, αποτελούν μάστιγα στον αναπτυσσόμενο κόσμο. Η κατανάλωση μολυσμένων με αφλατοξίνες καλλιεργειών μπορεί να προκαλέσει οξεία δηλητηρίαση και θάνατο. Ωστόσο, η έκθεση σε χαμηλά επίπεδα για μεγάλο χρονικό διάστημα μπορεί να προκαλέσει προβλήματα στο ανοσοποιητικό σύστημα, να προκαλέσει την ανάπτυξη των παιδιών και να αποτελέσει μείζονα παράγοντα κινδύνου για τον καρκίνο του ήπατος. Ενώ οι χώρες υψηλού εισοδήματος όπως οι αμερικανικές καλλιέργειες για την παρουσία αφλατοξινών, περίπου 4.5 δισεκατομμύρια άνθρωποι, κυρίως σε χώρες με χαμηλότερο εισόδημα, εξακολουθούν να διατρέχουν κίνδυνο.
Αν και το πρόβλημα έχει αναγνωριστεί για περισσότερα από 50 χρόνια, οι ερευνητές δεν έχουν βρει ακόμα μια ολοκληρωμένη λύση. Τώρα, ένα έργο, που χρηματοδοτείται από την εταιρεία καραμελών Mars, Incorporated σε συνδυασμό με πολλά μη κερδοσκοπικά ιδρύματα και πανεπιστήμια, έχει ως στόχο να προωθήσει την έρευνα προς τα εμπρός, βρίσκοντας ένα ένζυμο που μπορεί να υποβαθμίσει τις αφλατοξίνες. Ελπίζουν να το κάνουν αυτό χτυπώντας την φυσική αγάπη των ανθρώπων για παιχνίδια και επίλυση προβλημάτων.
Η ομάδα έχει μεταφορτώσει μια σειρά παζλ αφλατοξινών στο Foldit, μια πλατφόρμα τυχερών παιχνιδιών που έχει πειραματισμούς χρήστες με διπλώνοντας διαφορετικές πρωτεϊνικές δομές. Οι πτυχές των πρωτεϊνών σε κατάλληλες τρισδιάστατες δομές με πιθανές χρήσεις στην πραγματική ζωή απαιτούν δεξιότητες χωρικής λογικής και αντιστοίχισης προτύπων, γεγονός που καθιστά τη διαδικασία ώριμη για gamification - ο συνιδρυτής του Foldit κάποτε το περιέγραψε ως "όπως το Tetris στα στεροειδή".
Οι χρήστες Foldit έλαβαν ένα πιθανό ένζυμο αποικοδόμησης της αφλατοξίνης για να ξεκινήσουν από αυτό και είναι επιφορτισμένοι με τη βελτίωση του ενζύμου για την καλύτερη εξουδετέρωση της τοξίνης. Οι καλύτερες πέντε ή δέκα λύσεις θα συνεχιστούν και στη συνέχεια θα δοκιμαστούν στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας Davis. Όλες οι πληροφορίες θα παραμείνουν στον δημόσιο τομέα. Η ομάδα ελπίζει ότι η αξιοποίηση των δυνατοτήτων των μη ειδικών θα τους βοηθήσει να συλλέξουν απρόσμενες λύσεις, σκέπτοντας έξω από το κουτί με τον τρόπο που οι υπολογιστές εξακολουθούν να μην μπορούν.
"Στην ουσία, το τηλεοπτικό παιχνίδι προσπαθεί να συλλάβει τη φαντασία του ανθρώπου για το τι θα μπορούσε να είναι για τη δομή των πρωτεϊνών", λέει ο Justin Siegel, χημικός του UC Davis που συμμετέχει στο πρόγραμμα. "Παρέχει ανατροφοδότηση σε πραγματικό χρόνο σχετικά με την πιθανότητα ότι η δομή όπως οραματίστηκε από τον παίκτη θα ήταν φυσικά δυνατή".
Το Foldit, που αναπτύχθηκε από επιστήμονες υπολογιστών στο Πανεπιστήμιο της Ουάσινγκτον και στο Πανεπιστήμιο Northeastern, έχει χρησιμοποιηθεί με επιτυχία στην έρευνα για την υγεία πριν. Το 2011, χρειάστηκαν τρεις εβδομάδες από τους χρήστες του Foldit για να ανακαλύψουν τη δομή ενός ενζύμου που βοηθά στην αναπαραγωγή του ιού του AIDS, ανοίγοντας το δρόμο για πιθανές νέες θεραπείες. Ήταν ένα πρόβλημα που είχε απασχολήσει τους επιστήμονες εδώ και μια δεκαετία.
Η αφλατοξίνη ήταν με ανθρώπους για χιλιάδες χρόνια, αλλά δεν εντοπίστηκε μέχρι το 1960, όταν χιλιάδες γαλοπούλες στις αγγλικές εκμεταλλεύσεις πουλερικών άρχισαν να αρρωσταίνουν και να πεθαίνουν χωρίς προφανή αιτία. Οι επιστήμονες κάλεσαν το πρόβλημα "ασθένεια της Τουρκίας X" και τελικά το συνέδεσαν με αλεύρι φυστίκι που εισήχθη από τη Βραζιλία. Η τροφή βρέθηκε να έχει μολυνθεί με ένα τύπο καλούπι που ονομάζεται Aspergillus flavus, των οποίων οι δηλητηριώδεις μεταβολίτες ήσαν γνωστές ως αφλατοξίνες.
Η έρευνα εντόπισε τελικά ότι δύο καλούπια, Aspergillus flavus και Aspergillus parasiticus, ήταν κυρίως υπεύθυνα για την παραγωγή αφλατοξινών. Αυτά τα καλούπια ανθίζουν σε θερμές και υγρές συνθήκες και μπορούν να μολύνουν τις καλλιέργειες στον αγρό, κατά τη συγκομιδή και την αποθήκευση. Αναπτύσσονται σε μια σειρά βασικών καλλιεργειών, όπως καλαμπόκι, φιστίκια, κεχρί, σιτάρι, βαμβακέλαιο και καρπούς με κέλυφος. Μπορούν επίσης να μολύνουν το γάλα και άλλα γαλακτοκομικά προϊόντα εάν τα ζώα τρώνε μουχλιαστικές ζωοτροφές.
Πολλές χώρες, συμπεριλαμβανομένων των ΗΠΑ και των εθνών της ΕΕ, έχουν αυστηρά πρότυπα για τη μέγιστη ποσότητα αφλατοξινών που επιτρέπεται στα τρόφιμα και τις ζωοτροφές. Αλλά πολλές χώρες του αναπτυσσόμενου κόσμου έχουν λιγότερα πρότυπα ή καθόλου, ή δυσκολεύονται να ρυθμίσουν τα πρότυπα που έχουν. Οι κάτοικοι που καταναλώνουν τοπικά μολυσμένα τρόφιμα υποφέρουν τόσο από άμεσες συνέπειες - ένα ξέσπασμα αφλατοξίτιδας το 2004 (οξεία δηλητηρίαση από αφλατοξίνες) σκότωσε 125 ανθρώπους στην αγροτική Κένυα - και μακροπρόθεσμες συνέπειες - άνθρωποι που εκτίθενται σε αφλατοξίνες που έχουν επίσης ηπατίτιδα Β αναπτυσσόμενος κόσμος) έχουν κίνδυνο καρκίνου του ήπατος περίπου 30 φορές υψηλότερος από τον κανονικό.
«Όταν το σκέφτεστε, έρχεται στο μυαλό η λέξη« πανούκλα », λέει ο Χάουαρντ Σάπιρο, Επικεφαλής Γεωργικής Υπηρεσίας του Άρη, Incorporated.
Η αφλατοξίνη είναι επίσης ένα οικονομικό βάρος. Δεδομένου ότι οι ανεπτυγμένες χώρες δεν θα δεχθούν μολυσμένα τρόφιμα, οι αγρότες χάνουν εκατομμύρια δολάρια σε εισόδημα από απορριφθείσες αποστολές και μειώνουν τις τιμές των καλλιεργειών. Οι εξαγωγές αράπικων φρούτων, μια φορά που ακμάζουν σε πολλές αφρικανικές χώρες, έχουν μειωθεί απότομα από τη δεκαετία του '70 σε σχέση με τους φόβους για την αφλατοξίνη.
Το πρόβλημα μπορεί να αντιμετωπιστεί εν μέρει με τις κατάλληλες τεχνικές συγκομιδής και αποθήκευσης, αν και μερικές φορές είναι μακριά από τους μικρούς αγρότες. Η τρέχουσα έρευνα σχετικά με τον έλεγχο των αφλατοξινών εξετάζει τα φυτά ανθεκτικά στην αναπαραγωγή, χρησιμοποιώντας μη τοξικές ποικιλίες μούχλας για να ανταγωνιστούν τα τοξικά, και χημικές επεξεργασίες που σκοτώνουν αφλατοξίνες. Αλλά τίποτα δεν έχει παράσχει ακόμα κάτι σαν μια πλήρη λύση.
Η Mars, Incorporated, η οποία περνά μέσα από τόνους φιστικιών, καλαμποκιού και άλλων συνδετήρων κάθε χρόνο σε καραμέλες όπως οι M & Ms και Snickers, έχει ασχοληθεί εδώ και καιρό με θέματα αφλατοξίνης. Σε ένα σημείο, λέει ο Shapiro, περίπου το 70% των αποστολών από μια συγκεκριμένη αλυσίδα εφοδιασμού απορρίφθηκε λόγω μόλυνσης. Ο Shapiro και η ομάδα του εργάζονται για την αναπαραγωγή καλλιεργειών ανθεκτικών στις αφλατοξίνες, ένα έργο που ελπίζει ότι θα δουν αποτελέσματα σε πέντε έως οκτώ χρόνια. Ελπίζει ότι το έργο FoldIt θα αποφέρει καρπούς πιο γρήγορα. Τα ένζυμα που ανακαλύφθηκαν από τους χρήστες του Foldit θα μπορούσαν να βοηθήσουν στη δημιουργία νέων ενώσεων για τον έλεγχο της αφλατοξίνης σε διάφορα σημεία της διαδικασίας ανάπτυξης και αποθήκευσης, ενδεχομένως σε συνεργασία με ανθεκτικά φυτά που βρίσκονται πιο κάτω στο δρόμο.
"Νιώθω ότι αυτό θα μπορούσε να είναι μια μεγάλη ανακάλυψη", λέει ο Shapiro. "Αν έχουμε τυχεροί, αυτό δεν είναι μόνο για τον Άρη. Αυτή είναι μια παγκόσμια προσπάθεια. "
