Обзор научной периодики за 10–16 июня

Анестезия и антидоты

1. Еще в 2018 году в докладе ООН по наркотикам обратили внимания на резко возросшее количество смертей, вызванных передозировкой опиатами. Помимо этого опиаты до сих пор являются одними из основных доступных сильных обезболивающих. В США число смертей, вызванных передозировкой, составляет 130 человек в день. Одной из причин смерти при попытке спасти человека является высокая стоимость антидотов, таких как, например, NARCAN. Исследователи из Центра науки о растениях имени Дональда Данфорта, обнаружили новый, более дешевый метод производства опиатных антидотов. Опиатные антидоты и обезболивающие часто получают из тебаина, содержащегося в маке снотворном, причем важной стадией при синтезе является N-деметилирование тебаина. В своей работе исследователи обнаружили бактерию, способную использовать тебаин в качестве источника углерода при помощи N-деметилирования. Фермент, катализирующий реакцию N-деметилирования, был назван морфиновой N-деметилазой (morphinan N-demethylase, MND). Фермент устойчив и способен проводить реакцию N-деметилирования при разных температурах и уровнях кислотности и на различающихся структурно субстратах. Вдобавок он не взаимодействует с органическими растворителями и сохраняет активность при иммобилизации. Эти свойства делают его хорошим кандидатом для использования в фармацевтическом производстве.

2. А исследователи из Бостонской детской больницы опубликовали статью в Nature communications, в которой они предлагают альтернативу опиоидным обезболивающим. Такой альтернативой они считают яд рыбы фугу — тетродотоксин. Дело в том, что нейротоксины в малых концентрациях способны блокировать сигналы, поступающие от нервной ткани и блокировать боль. Для того, чтобы решить проблему токсичности, исследователи связали тетродотоксин в полимер. В организме человека связи между молекулами тетродотоксина деградируют за счет гидролиза, в результате чего вещество высвобождается медленно и его токсичность уменьшается. Так, исследователи вводили крысе дозу тетродотоксина, превышающую летальную, без малейшего вреда для нее. Исследователи также улучшили доставку лекарства при помощи специального химического агента, усиливающего проницаемость нервной ткани, что позволило вводить меньшие дозы тетродотоксина и добиваться блокирования нервного сигнала. В эксперименте крысам вводили эту смесь в седалищный нерв и достигали блокирования нервного сигнала до трех дней. Исследователи предполагают, что при применении на человеке возможно достичь лучшего результата.

Вакцинация, скрининг и профилактика

3. Врачи-исследователи из Центра исследования здоровья Kaiser Permanente (США) с коллегами из других учреждений в публикации в Pediatrics показали, что вакцинация детей от ветряной оспы, повышает и их устойчивость к опоясывающему лишаю. Дело в том, что опоясывающий лишай вызывает тот же возбудитель, который вызывает и ветряную оспу, — вирус ветряной оспы (Varicella zoster). В статье провели анализ данных анамнеза более чем 6,3 миллионов детей в период с 2003 по 2014 лет. За 12-летний период заболеваемость детским опоясывающем лишаем снизилась на 72%, а возникновение опоясывающего лишая у вакцинированных детей на 78% ниже, чем у невакцинированных. Заболеваемость среди иммуносупресированных детей, не прошедших вакцинирование, в 5–6 раз выше, чем у тех, кто был вакцинирован. Согласно данным, заболеваемость начала резко падать с 2007 года даже среди невакцинированных детей. Это может быть связано также с тем, что в 2007 году проводилась добавочная вакцинация уже вакцинированных детей, и наименьшая заболеваемость задокументирована именно у детей, получивших двойную вакцину.

4. Рабочая группа по профилактике заболеваний в США опубликовала обновленный список рекомендаций для скрининга ВИЧ-инфекции в Journal of the American Medical Association. Новые рекомендации основаны на систематических данных о преимуществах и возможном вреде от скрининга как беременных так и небеременных подростков и взрослых. Рекомендации также учитывают возможный вред и преимущества инициирования антиретровирусной терапии и различные дозировки. Рекомендуемый возраст скрининга от 15 до 65 лет. Отмечают и потенциальные риски вреда здоровью от антиретровирусной терапии, включая нейропсихиатрический риск, риск для печени и почек. Отмечается эффективность общей предконтактной профилактики (PrEP). Специальных показаний к повторному скринингу не описано, однако это возможно при повышенном риске заболевания. Скрининг должен проводиться с согласия пациента, или так, чтобы пациент мог специфично отказаться от него.

Диагностика

5. Исследование, проведенное сотрудниками компании Color Genomics и опубликованное в The Journal of Molecular Diagnostics, показывает недостатки современных методических рекомендаций к генетическому тестированию на предрасположенность к различным заболеваниям. Актуальные методические рекомендации, например, представленные Национальной всеобщей онкологической сетью, предлагают проходить тестирование людям с семейной историей заболеваний. Алисия Чжоу, вице президент научно-исследовательского отдела Color, и ее коллеги проанализировали данные, полученные от 23 000 индивидов, прошедших тестирование мультигеномной панелью. Патогенные варианты генов (иногда более одного) были найдены у 2700 человек. Часть этих людей не имела семейной истории заболеваний. Эти данные согласуются с предыдущим исследованием, в котором была проанализирована когорта людей, прошедших генетическое тестирование на онкогены (анализируемые гены:  BRCA1, BRCA2, CDKN2A, PTEN, TP53 и др.) от Color в период между маем 2016 и сентябрем 2017 годов. В этой когорте (23 179 человек) было обнаружено 2811 патогенных вариантов у 2698, что составляет 11,6% от общего количества. Некоторые имели несколько патогенных вариантов одновременно. Критериям, подходящим по методическим рекомендациям, т.е. наличие семейной истории болезни, удовлетворяло только 61,3% когорты. Было обнаружено, что частота встречаемости патогенных вариантов среди людей с семейной историей болезни равна 21,7%, а среди людей без такой истории — 8,2%. Что самое неприятное, было обнаружено, что среди людей, имеющих одновременно несколько патогенных вариантов в нескольких генах, 18,4% тех, кто не имел семейной истории болезни, а значит, мог не попасть на тестирование из-за методических рекомендаций. Сотрудники Color предполагают, что на данный момент было бы актуально провести популяционное генетическое тестирование на онкогены.

6. Ассоциация молекулярной патологии обновила свою официальную позицию по показаниям к геномному тестированию для потребителей, сообщает GenomeWeb. Список условий, которые должны быть выполнены, чтобы тест получил поддержку организации, был значительно расширен. Теперь присутствует требование подтверждения клинической значимости, а также представлены строгие научные доказательства четких ассоциаций ген-заболевание.

Организация, предоставляющая тесты, должна соответствовать требованиям и правилам CLIA, интерпретация и валидация теста проведена сертифицированными лабораторными специалистами, информация об аналитической и клинической значимости теста должна присутствовать во всех рекламных материалах и включена в каждое заключение, предоставляемое потребителю, должны быть указаны ограничения теста, тест должен включать интерпретацию результатов и их важность для потребителей и их семей. Тесты должны соответствовать правилам конфиденциальности для потребителей сервисов генетического тестирования.

7. В Science вышло сообщение о новом способе детекции меланомы. Владимир Жаров из Университета медицинских наук Арканзаса, Литтл Рок, со своей командой создал прибор, который он назвал «цитофон». Прибор представляется собой лазер, совмещенный с ультразвуковым детектором. При наведении этого лазера на кожу, свет проникает на несколько миллиметров в глубину, и в случае, если в подкожных сосудах появляется циркулирующая клетка опухоли, лазер нагревает ее из-за пигмента меланина. Это нагревание создает ультразвуковую волну, улавливаемую детектором. Группа Жарова протестировала прибор на 19 здоровых добровольцах и не обнаружила ни одной циркулирующей раковой клетки. Затем прибор был протестирован на 28 раковых больных, и у 27 из них клетки были обнаружены. Прибор способен детектировать 1 клетку на литр крови, что в 1000 раз чувствительнее, чем любой другой современный метод детекции. Также исследователи обнаружили, что при увеличении мощности лазера в безопасных для кожи пределах они могут уничтожать циркулирующие клетки опухоли. Это может оказаться полезным для усиления эффектов антираковых препаратов. Исследование еще не завершено, так, ученые еще не проверили, как прибор работает у людей с разным содержанием меланина в коже.

Модельные организмы

8. Совместная китайско-американская команда исследователей создала мутантную линию макак с аутизмом. Хотя эксперименты на мышах и могут дать понимание механизмов болезни на молекулярном уровне, в случае неврологических заболеваний имеется ряд ограничений. Эти ограничения связаны с тем, что у мышей нет развитой префронтальной коры, что является типичной чертой приматов. В своей работе исследователи при помощи методики CRISPR создали линию макак с мутацией в гене Shank3. Белок, кодируемый Shank3, найден в синапсах и частично активен в полосатом теле, которое задействовано в сложных движениях, мотивации, поведении. Ранее были созданы линии мышей с такой мутацией, которые демонстрировали признаки аутизма. Сами эмбрионы обезьян с мутацией были созданы в Китае, где база для работы с приматами намного более развита, нежели в США. Основные же данные были проанализированы в MIT. Макаки демонстрировали поведенческие паттерны, аналогичные тем, что демонстрируют люди с данным заболеванием. МРТ так же показало сходную картину с мозгом человека с аутизмом, так, нейроны были менее активны в полосатом теле и таламусе. В будущем исследователи планируют создать линии животных для исследований других неврологических расстройств, таких как синдром ломкой X хромосомы и синдром Ретта.

Редактирование генов

9. Группа китайских исследователей опубликовала в Nature работу, посвященную офтаргетной РНК-активности редакторов оснований CRISPR. Ранее уже сообщалось о том, что редакторы оснований цитозина и аденина (CBE, ABE) обладают офтаргетной мутационной РНК-активностью, несмотря на высокую точность редактирования ДНК. В актуальной работе исследователи проводили трансфекцию клеточной линии HEK293T редакторами оснований BE3 и ABE7.10, а так же GFP (в качестве контроля). Затем они осуществляли секвенирование РНК с глубиной прочтения 125X. Команда обнаружила возросший от 5 до 40 раз уровень замен в РНК, в зависимости от различных вариантов редакторов оснований (были использованы разные комбинации редакторов оснований и гид-РНК), по сравнению с контролем. При увеличении уровня экспрессии редакторов оснований возрастал и уровень замен в РНК. Причем в случае BE3 практически 100% замен представляли собой замены G на A и C на U. В случае же с ABE7.10 A на G и U на C. Исследователи проверили замены в РНК онкогенов и выяснили, что более 40% произошедших замен могут иметь канцерогенные риски.

Вышеописанных проблем получилось частично избежать заменой основного каталитического фермента в редакторе оснований. Так, при замене APOBEC1 на APOBEC3A офтаргетная РНК-активность BE3 значительно снизилась. При внесении точечной мутации в одноцепочечный ДНК-связывающий домен BE3 уровень мутаций удалось снизить еще больше.

Новая терапия

10. Группа исследователей из Бельгии, Финляндии и Индии опубликовала статью, посвященную новому типу вирусных ингибиторов. Самые известные на данный момент вирусные ингибиторы, такие как плеконарил, пиродавир, вапендавир и покапавир, основаны на связывании вирусного капсида и предотвращающие прикрепление вируса или раскрывание капсида. Однако у них есть ряд ограничений: вирусы быстро приспосабливаются к ним, они не универсальны и не имеют эффекта на некоторые вирусы, например, на некоторые энтеровирусы и риновирусы. Исследователи в своей статье предлагают новый антивирусный ингибитор ранней стадии вирусной репликации, производное бензен-сульфонамида, которое они назвали «соединение 17». Для получения точной информации о воздействии вещества на вирус ученые проводили криоэлектронную микроскопию соединения 17, связавшегося с Коксаки-вирусом. Это позволило им найти участок в несколько аминокислотных оснований, не подвергающийся мутациям и необходимый для изменения четвертичной структуры капсида при превращении вириона в «А-частицу» и при высвобождении РНК. Это является стандартным процессом для пикорнавирусов. Исследователи полагают, что соответствующие аналоги «соединения 17» будут эффективно ингибировать как энтеро так и риновирусы.

11. Канадские ученые разработали двухстадийный метод лечения рака яичников. Исследователи разбили терапию на две стадии: первая стадия заключалась в форсировании старения раковых клеток, а вторая — в сенолизисе, их уничтожении. Клетки эпителиального рака яичников входят в стадию старения после химиотерапии, как выяснилось в ходе работы. Затем основная цель терапии состоит в том, чтобы не дать клеткам рака восстановить все разорванные молекулы ДНК, для этого в работе использовали ингибиторы системы репарации ДНК клеток (PARP). На данный момент были проведены только доклинические исследования. Также ученые успешно опробовали свою методику на клетках рака молочной железы. Исследователи отмечают, что в организме человека могут возникнуть дополнительные сложности, т.к. в клеточных моделях нет иммунной системы.

Журнальная политика

12. Директор Института невропатологии из Университета Цюриха Адриано Агуцци опубликовал свое мнение о пути развития научных журналов. В сообщении в Nature он называет современный способ публикации научной статьи, когда автор платит за публикацию, «сломанным доступом». Журналы заинтересованы в публикации финансово, а потому строгость рецензирования неизбежно падает. По мнению Агуцци, существующий на данный момент план S, который состоит в том, чтобы перевести большую часть журналов в открытый доступ, не до конца решит все проблемы (об обновлении плана S см. в обзоре PCR.news). Его предложение заключается в том, чтобы журналы соревновались не за библиотеки или деньги авторов, но за средства, предоставляемые агентствами, ответственными за исследования. Для этого агентствам надо будет сформулировать требования, сходные с требованиями, предъявляемыми к исследователям, подающим на гранты. В качестве важного знака качества журнала автор называет количество публикаций в журнале, также он говорит о качестве баз данных, длительности архива, процедурах борьбы с фиктивными данными, опции пострецензирования. Такой подход автор назвал Public Service Open Access (PSOA). В качестве уже существующего примера он приводит журнал Swiss Medical Weekly, существующий с 2001 года и работающий по схеме открытого доступа. Журнал существует на деньги, выделяемые Швейцарской академией медицинских наук, Швейцарской медицинской ассоциацией и так далее.