Archiv für den Tag: 19/09/2021

Hubble wirft einen genaueren Blick auf sein 31-jähriges Jubiläumsbild

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Credits: ESA/Hubble und NASA, A. Nota, C. Britt

Dieser Vergleich zweier Bilder zeigt aufblasende Staubblasen und eine ausbrechende Gashülle – die letzten Akte des Lebens eines Monstersterns. Sie können die Details des Nebels, der den Stern AG Carinae umgibt, erkunden, indem Sie den Schieberegler auf dem Bild oben verwenden.

Diese neuen Ansichten zeigen die Doppelnatur des Sterns AG Carinae, der im April 2021 das Ziel des 31. mit anderen, die 1994 von der Wide Field Planetary Camera 2 des Teleskops aufgenommen wurden.

Das erste Bild zeigt Details von ionisierten Wasserstoff- und Stickstoffemissionen aus der expandierenden Hülle des Nebels (hier in Rot zu sehen). Im zweiten Bild zeigt die Farbe Blau die Verteilung von Staub, der im reflektierten Sternenlicht leuchtet. Astronomen glauben, dass starke Sternwinde, die von dem Stern ausgehen, die Staubblasen und Filamente geformt und geformt haben. Der Nebel ist etwa fünf Lichtjahre breit, ähnlich der Entfernung von hier bis zum nächsten Stern jenseits der Sonne, Proxima Centauri.

AG Carinae wird offiziell als Luminous Blue Variable klassifiziert, da es sich um einen heißen (blaues Licht ausstrahlenden), brillanten Stern mit unterschiedlicher Helligkeit handelt. Solche Sterne sind ziemlich selten, weil nur wenige so massiv sind. Luminous Blue Variable Sterne verlieren in den letzten Lebensstadien kontinuierlich an Masse. Der Stern führt ein Tauziehen zwischen Schwerkraft und Strahlungsdruck, um eine Selbstzerstörung zu vermeiden. Wenn dem Stern der Treibstoff ausgeht, sinkt sein Strahlungsdruck und die Schwerkraft beginnt zu greifen. Sternmaterial erliegt der Schwerkraft und fällt nach innen. Es erwärmt sich und wird explosionsartig in den umgebenden interstellaren Raum geschleudert. Dieser Prozess setzt sich fort, bis genügend Masse verloren geht und der Stern einen stabilen Zustand erreicht.

Der spektakuläre Nebel, der AG Carinae umgibt, wurde durch Material gebildet, das während mehrerer seiner vergangenen Ausbrüche vom Stern ausgestoßen wurde. Der Nebel ist ungefähr 10.000 Jahre alt und die beobachtete Geschwindigkeit des Gases beträgt ungefähr 70 Kilometer pro Sekunde. Während dieser Nebel wie ein Ring aussieht, ist er in Wirklichkeit eine hohle Hülle, deren Zentrum durch einen starken Sternenwind mit einer Geschwindigkeit von etwa 1.610 m/s von Gas und Staub befreit wurde. Das Gas (das hauptsächlich aus ionisiertem Wasserstoff und Stickstoff besteht) erscheint in diesen Bildern als dicker hellroter Ring, der stellenweise doppelt erscheint – möglicherweise das Ergebnis mehrerer aufeinanderprallender Ausbrüche. Der Staub, hier in Blau zu sehen, bildete sich in Klumpen, Blasen und Fäden und wurde vom Sternenwind geformt.

Wissenschaftler, die den Stern und seinen umgebenden Nebel beobachtet haben, stellen fest, daß der Ring nicht perfekt kugelförmig ist. Es scheint eine bipolare Symmetrie zu haben. Dies könnte bedeuten, daß der Mechanismus, der den Ausbruch erzeugt, das Ergebnis einer Scheibe in der Mitte sein kann oder der Stern einen Begleiter (bekannt als Doppelstern) hat. Eine alternative und einfachere Theorie ist, daß AG Carinae wie viele massereiche Sterne sehr schnell rotieren kann.

NASA

NIH-Studie beleuchtet Ursachen von Lungenkrebs bei Nichtrauchern

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Eine genomische Analyse von Lungenkrebs bei Menschen ohne Raucherstatus in der Vorgeschichte hat ergeben, daßs die Mehrheit dieser Tumoren aus der Anhäufung von Mutationen hervorgeht, die durch natürliche Prozesse im Körper verursacht werden. Diese Studie wurde von einem internationalen Team unter der Leitung von Forschern des National Cancer Institute (NCI), das zu den National Institutes of Health (NIH) gehört, durchgeführt und beschreibt erstmals drei molekulare Subtypen von Lungenkrebs bei Menschen, die nie geraucht haben.

Diese Erkenntnisse werden dazu beitragen, das Geheimnis zu lüften, wie Lungenkrebs bei Menschen entsteht, die in der Vergangenheit nicht geraucht haben, und können die Entwicklung präziserer klinischer Behandlungen leiten. Die Ergebnisse wurden am 6. September 2021 in Nature Genetics veröffentlicht.

„Was wir sehen, ist, daß es bei Nichtrauchern verschiedene Subtypen von Lungenkrebs gibt, die unterschiedliche molekulare Eigenschaften und evolutionäre Prozesse aufweisen“, sagte die Epidemiologin Maria Teresa Landi, MD, Ph.D., von der Abteilung für integrative Tumorepidemiologie in der NCI-Abteilung of Cancer Epidemiology and Genetics, der die Studie leitete, die in Zusammenarbeit mit Forschern des National Institute of Environmental Health Sciences, einem anderen Teil des NIH, und anderen Institutionen durchgeführt wurde. „In Zukunft können wir möglicherweise unterschiedliche Behandlungen basierend auf diesen Subtypen haben.“

Lungenkrebs ist weltweit die häufigste krebsbedingte Todesursache. Jedes Jahr wird die Krankheit bei mehr als 2 Millionen Menschen weltweit diagnostiziert. Die meisten Menschen, die an Lungenkrebs erkranken, haben eine Vorgeschichte von Tabakrauchen, aber 10 bis 20 % der Menschen, die an Lungenkrebs erkranken, haben noch nie geraucht. Lungenkrebs bei Nichtrauchern tritt bei Frauen häufiger und in einem früheren Alter auf als Lungenkrebs bei Rauchern.

Umweltrisikofaktoren wie Passivrauchen, Radon, Luftverschmutzung und Asbest oder frühere Lungenerkrankungen können einige Lungenkrebserkrankungen bei Nierauchern erklären, aber die Wissenschaftler wissen immer noch nicht, was die meisten dieser Krebsarten verursacht. .

In dieser großen epidemiologischen Studie verwendeten die Forscher die Gesamtgenom-Sequenzierung, um die genomischen Veränderungen im Tumorgewebe zu charakterisieren, und verglichen normales Gewebe von 232 Nichtrauchern, überwiegend europäischer Abstammung, bei denen nicht-kleinzelliger Lungenkrebs diagnostiziert worden war. Die Tumoren umfassten 189 Adenokarzinome (die häufigste Art von Lungenkrebs), 36 Karzinoide und sieben andere Tumoren verschiedener Typen. Die Patienten waren wegen ihrer Krebserkrankung noch nicht behandelt worden.

Die Forscher durchkämmten die Tumorgenome nach Mutationssignaturen, bei denen es sich um Mutationsmuster handelt, die mit bestimmten Mutationsprozessen verbunden sind, wie beispielsweise Schäden durch natürliche Aktivitäten im Körper (z. B. fehlerhafte DNA-Reparatur oder oxidativer Stress) oder durch die Exposition gegenüber Karzinogenen. Mutationssignaturen fungieren wie ein Archiv von Aktivitäten eines Tumors, die zur Anhäufung von Mutationen führten, und geben Hinweise darauf, was die Entstehung des Krebses verursacht hat.) Es existiert mittlerweile ein Katalog bekannter Mutationssignaturen, obwohl einige Signaturen keine bekannte Ursache haben. In dieser Studie fanden die Forscher heraus, daß ein Großteil der Tumorgenome von Nierauchern Mutationssignaturen trugen, die mit Schäden durch endogene Prozesse, also natürliche Prozesse, die im Körper ablaufen, verbunden sind.

Da die Studie auf Nichtraucher beschränkt war, fanden die Forscher erwartungsgemäß keine Mutationssignaturen, die zuvor mit einer direkten Exposition gegenüber Tabakrauchen in Verbindung gebracht wurden. Auch bei den 62 Patienten, die Passivrauchen ausgesetzt waren, fanden sie diese Unterschriften nicht. Dr. Landi warnte jedoch, daß die Stichprobengröße klein und das Expositionsniveau sehr variabel sei.

„Wir brauchen eine größere Stichprobe mit detaillierten Informationen zur Exposition, um die Auswirkungen des Passivrauchens auf die Entwicklung von Lungenkrebs bei Nierauchern wirklich zu untersuchen“, sagte Dr. Landi.
Die Genomanalysen ergaben auch drei neue Subtypen von Lungenkrebs bei Nie-Rauchern, denen die Forscher anhand des „Rauschens“ (also der Anzahl der genomischen Veränderungen) in den Tumoren musikalische Namen zuordneten. Der vorherrschende Subtyp „Klavier“ hatte die wenigsten Mutationen; es schien mit der Aktivierung von Vorläuferzellen verbunden zu sein, die an der Bildung neuer Zellen beteiligt sind. Dieser Tumoruntertyp wächst über viele Jahre hinweg extrem langsam und ist schwer zu behandeln, da er viele verschiedene Treibermutationen aufweisen kann. Der Subtyp „mezzo-forte“ wies spezifische chromosomale Veränderungen sowie Mutationen im Wachstumsfaktor-Rezeptorgen EGFR auf, das bei Lungenkrebs häufig verändert ist, und zeigte ein schnelleres Tumorwachstum. Der Subtyp „forte“ zeigte eine Verdoppelung des gesamten Genoms, eine genomische Veränderung, die häufig bei Lungenkrebs bei Rauchern beobachtet wird. Auch dieser Tumoruntertyp wächst schnell.

„Wir beginnen, Subtypen zu unterscheiden, die möglicherweise unterschiedliche Ansätze zur Prävention und Behandlung haben könnten“, sagte Dr. Landi. Zum Beispiel könnte der langsam wachsende Piano-Subtyp Klinikern ein Zeitfenster geben, diese Tumoren früher zu erkennen, wenn sie weniger schwer zu behandeln sind. Im Gegensatz dazu weisen die Subtypen Mezzo-forte und forte nur wenige wichtige Treibermutationen auf, was darauf hindeutet, daß diese Tumoren durch eine einzige Biopsie identifiziert werden könnten und von gezielten Behandlungen profitieren könnten, sagte sie.

Eine zukünftige Richtung dieser Forschung wird darin bestehen, Menschen unterschiedlicher ethnischer Herkunft und geografischer Herkunft zu untersuchen, deren Expositionsgeschichte gegenüber Lungenkrebs-Risikofaktoren gut beschrieben ist.


NIH study illuminates origins of lung cancer in never smokers was originally published by the National Cancer Institute