Обзор научной периодики за 14–20 октября

Диагностика рака, эпигенетика возраста, новый референсный геном, транскриптомика развития мозга и другие новости за неделю.

Художник:
Елена Белова

Онкология: иммунотерапия и маркеры

1. Ученые из Йельского университета создали принципиально новую форму иммунотерапии, основанную на технологии редактирования генома. Исследователи объединили вирусную генную терапию и технологию CRISPR. Новая система, названная мультиплексной активацией эндогенных генов в качестве иммунотерапии (Multiplexed Activation of Endogenous Genes as Immunotherapy, MAEGI), запускает поиск десятков тысяч генов, связанных с раком, а затем маркирует их локацию, что дает возможность иммунной системе уничтожить клетки с этими генами. Один из авторов, Чен Сиди, сравнивает этот процесс с одеванием клеток в оранжевые жилеты, для того, чтобы «полиции» иммунной системы было проще их распознать. Чен утверждает, что клетки, распознанные единожды, будут распознаны иммунной системой и в будущем при их повторном появлении. Новая система применима ко многим ракам, в том числе устойчивым к иммунотерапии.

2. Испанские ученые сравнили молекулярные особенности крупноклеточной нейроэндокринной карциномы и мелкоклеточной легочной карциномы в статье в PNAS. Исследователи создали модельные клеточные линии и линии мышей без генов-супрессоров опухоли — Rbl1, Trp53, Rb1, Pten. Они обнаружили, что делеция генов-супрессоров в клетках легочного эпителия приводит к развитию крупноклеточной нейроэндокринной карциномы, тогда как делеция в базальных клетках приводит к мелкоклеточной легочной карциноме. Исследователи утверждают, что молекулярный и транскриптомный анализ обеих созданных моделей показал много сходства с человеческими аналогами.

3. Группа из Университета Лозанны (Швейцария) опубликовала в Nature Biotechnology статью, посвященную новому методу идентификации молекулярных маркеров рака, которые помогают распознаванию раковых клеток иммунной системой. Метод сочетает в себе масс-спектрометрию, позволяющую идентифицировать любые аминокислотные последовательности пептидов и фрагментов белков, и машинное обучение. Исследователи изолировали 99 000 различных пептидов, связанных с молекулами HLA-II, и применили свой алгоритм машинного обучения для поиска HLA-II-связывающих мотивов в пептидах. Результаты использовали для того, чтобы научить алгоритм распознавать мотивы связывания в случае различных видов рака и патогенов. Предсказывающий алгоритм уже включен в программу Института Людвига по исследованию рака в Лозанне по разработке различных типов иммунотерапии.

4. В Genome Biology вышла статья о метилировании ДНК. Группа исследователей из различных институтов NIH провела анализ метилирования ДНК и экспрессии генов в 1400 различных раках человека. Для работы использовались данные двух крупных научных консорциумов — The Cancer Genome Atlas и Pancancer Analysis of Whole Genomes. Данные включали изменения во всем геноме.

В первой части работы исследователи выяснили, что структурные геномные перестройки влекут за собой изменение профиля метилирования при значительной части раков. По утверждениям авторов, изменение профилей метилирования не носит случайный характер, причем это касается как известных генов, ассоциированных с тем или иным типом рака, так и ряда новых генов. Во второй части работы исследователи показали, что у разных видов рака имеет место изменчивость количества структурных изменений, что позволяет упорядочить их по этому признаку. Исследователи считают, что влияние структурных изменений генома при раке на метилирование ДНК — это то, что необходимо учитывать при поиске генетических причин рака.

Неврология: диагностика и мутации

5. Международная группа исследователей под руководством группы из Клиники Кливленда разработала новый способ оценки риска эпилепсии, основанный на генетических данных. В статье, опубликованной в Brain, показано, что эта оценка очень точно отделяет здоровых людей от пациентов с эпилепсией, а также позволяет дифференцировать пациентов с разными видами эпилепсии. Авторы провели полногеномный поиск ассоциаций среди более чем 12 000 пациентов с эпилепсией и 24 000 здоровых людей и смогли провести оценку риска для более чем 8000 людей с эпилепсией и около 622 000 контролей. Полигенная оценка риска уже показала свой диагностический потенциал для таких заболеваний, как рак груди, диабет, инфаркт, но для эпилепсии она была применена впервые. «Несмотря на то, что необходимы дальнейшие исследования, мы верим, что имеющиеся данные смогут послужить фундаментом для того, чтобы однажды использовать оценки рисков для диагноза и руководства по лечению заболевания», — утверждает Имад Наджим, директор центра эпилепсии Клиники Кливленда, соавтор статьи.

6. Исследователи из США и Италии разработали тест, определяющий нейродегенеративные заболевания по наличию абнормального тау-белка в спинномозговой жидкости. За основу взяли концепт теста, разработанного ими ранее для детекции болезни Пика, болезни Альцгеймера и хронической травматической энцефалопатии. Исследователи адаптировали тест для детекции абнормального тау-белка, характерного для прогрессирующего супрануклеарного пареза взора и кортикобазальной дегенерации. Абнормальный тау-белок обнаружили как в тканях умерших людей, так и в живых пациентах с упомянутыми заболеваниями. В одном из случаев тест помог скорректировать диагноз причины смерти человека (был диагностирован прогрессирующий супрануклеарный парез взора, тогда как на самом деле у человека была кортикобазальная дегенерация). Новый тест назван 4R RT-QuIC. Исследователи планируют проанализировать большее количество образцов для того, чтобы тест нашел свое клиническое применение.

7. Группа исследователей из Университета Калифорнии опубликовала статью в Neuron, в которой они описывают возможность предугадывать распространение фронтотемпоральной деменции в мозгу человека (одна из самых распространенных форм деменции у людей за 60). Для своей работы исследователи отобрали 42 человека с поведенческой формой фронтотемпоральной деменции (при которой человек начинает проявлять неадекватные поведенческие реакции) и 30 человек с семантической формой первичной прогрессирующей афазии (при ней затронута только речь человека). Также исследователи использовали МРТ-сканы 75 здоровых людей для того, чтобы создать стандартизованные функциональные карты 175 регионов мозга. Эти карты затем сравнивали с МРТ-сканами людей, страдающих от деменции. Чтобы понять, как распространяются очаги поражения деменцией, МРТ-сканирование проводили через год и сравнивали  предположения, основанные на стандартизованных картах функционально связанных участков мозга, и реальность. В результате исследователи пришли к тому, что наиболее важны при распространении заболевания два фактора, — количество нейронных связей между функционально-связанными участками мозга и количество регионов, связанных с исследуемым, уже страдавших от определенной атрофии. Исследователи показали, что учет этих факторов позволяет предсказывать развитие болезни значительно лучше, чем ранее. Сами исследователи считают, что методика еще далека от клинического использования и в будущем необходимо будет использовать не усредненные карты функционально связанных участков мозга, а индивидуальные для каждого пациента.

8. Исследователи из Университета Калифорнии в Сан-Франциско обнаружили мутацию, влияющую на длительность сна. Это миссенс-мутация в гене рецептора нейропептида S1, принадлежащего к семейству рецепторов, ассоциированных с G-белком (NPSR1); она увеличивает чувствительность рецептора к лиганду и ассоциирована с естественной малой продолжительностью сна у людей. Мыши с гомологичной мутацией также спали меньше и были устойчивы к когнитивным изменениям, связанным с уменьшением продолжительности сна. Эти результаты показывают важную роль рецептора NPSR1 в происходящей во время сна консолидации воспоминаний.

Референсный геном

9. Американское общество генетики человека сообщает о статье на стадии публикации, которая посвящена созданию нового референсного генома. Референсный геном человека, существующий на данный момент, был собран с использованием ДНК нескольких человек, а 70% этого референсного генома принадлежат всего одному человеку, что не может отражать все нюансы, специфичные для разных людей. Так, в геноме некоторых людей существуют инсерции, длина которых может варьировать от нескольких сотен пар нуклеотидов до целого гена. Эти инсерции могут отсутствовать в референсном геноме, что осложняет их изучение и картирование. В новом исследовании полностью секвенировали 300 геномов. Образцы были взяты у людей по всему миру, у мужчин и женщин из разных популяций. Исследователи сфокусировались на тех областях генома, которые не представлены в основном референсном геноме, чтобы выявить инсерции и их расположение. Им удалось дополнить основной референсный геном выявленными последовательностями инсерций. «Человеческий геном имеет много сложных регионов, которые не может описать одиночный референсный геном, — утверждает Карен Вонг, одна из авторов статьи. — Знание того, где последовательность расположена в геноме, позволяет исследователям интерпретировать инсерции, окружающие последовательность».

Транскриптомика: развитие мозга

10. В Nature на этой неделе опубликовали статью о генетическом анализе развития мозга человека и обезьян, который доказывает уникальность развития мозга человека. Исследователи проанализировали развитие церебральных органоидов, полученных из стволовых клеток человека, шимпанзе и макак, и сравнили их транскриптомы на уровне единичных клеток. Среди прочих открытий ученые отмечают, что у человека развитие органоидов происходит медленнее, нежели у обезьян, при этом имеет место расхождение в доступности хроматина при развитии кортекса, что коррелирует со специфической для человека экспрессией генов и генетическими изменениями.

11. Другая новость, связанная с транскриптомикой, представлена в Nature Biotechnology. Исследователи из Университета Калифорнии в Сан-Диего пишут, что, используя новую методологию SNARE-seq (droplet-based single-nucleus chromatin accessibility and mRNA expression sequencing), они смогли сгенерировать профили 5 081 и 10 309 клеток головного мозга новорожденных и взрослых мышей соответственно. С этими данными они реконструировали транскриптом и эпигенетические ландшафты основных и редких клеток и раскрыли специфические для каждой клеточной линии генетические регионы, а также связь динамики доступности промоторов с уровнями транскрипции в процессе нейрогенеза.

Эпигенетика возраста

12. Исследователи из Университета Британской Колумбии, Университета Калифорнии и других центров обнаружили “часы возраста” у детей, основанные на метилировании ДНК. Для исследования использовали более 1000 образцов буккального эпителия людей до 20 лет. Команда обнаружила 94 цитозиновых маркера метилирования, благодаря которым получилось точно сказать о возрасте человека в 700 случаях. В последующих исследованиях было обнаружено повышенное значение возраста метилирования у детей с аутизмом. Авторы считают, что их открытие может помочь в понимании факторов, влияющих на ДНК-метилом в процессе развития детей. (Подробнее — на PCR.news.)

Терапия

13. Исследователи из Американского онкологического общества выясняли, как связаны осведомленность о возможностях медицинской страховки и финансовые трудности у людей, переживших рак. Они опросили 914 человек, вылечившихся от рака. Вполне ожидаемо, те, кто хуже разбирались в медицинском страховании, испытывали более сильные психологические и финансовые трудности. Исследователи утверждают, что непонимание работы страховой системы и юридическая неграмотность граждан — серьезная проблема в США.

14. Ученые из стран Скандинавии опубликовали статью в The Lancet о пользе гипербарической кислородной камеры для пациентов после радиотерапии. Из 79 пациентов после лучевой терапии в области малого таза 38 получали стандартный медицинский уход, включавший медикаментозное лечение и физиотерапию, а 41 пациенту ежедневно подавали кислород в гипербарической камере на протяжении 90 минут. Давление кислорода составляло 240 килопаскалей, что соответствует давлению на глубине 14 метров под водой. Две трети пациентов почувствовали себя значительно лучше, в некоторых случаях все симптомы, связанные с последствиями радиотерапии, пропадали. Многим пациентам отменили назначения морфина. «Это огромное удовольствие — слышать, что пациентам становится лучше и что они возвращаются к нормальной жизни», — сказал Никлас Оскарссон, первый автор статьи.

Добавить в избранное

Комментарии

Вам будет интересно