Обзор научной периодики за 29 июля – 4 августа

CRISPR

1. Патентная война за технологию CRISPR и ее использование для редактирования эукариотических геномов не окончена, в ней намечается новый драматический поворот: Калифорнийский университет и его соистцы обвинили Фэна Чжана и его сотрудника Невилла Санжана в том, что патентные заявки Института Брода содержат ложные заявления и фальсификации. В сентябре 2018 года Апелляционный суд США по федеральному округу вынес решение в пользу Института Брода. Однако Бюро по патентам и товарным знакам США в июне 2019 года по собственной инициативе возобновило дело. Калифорнийский университет опубликовал заявление, в котором приветствовал это решение. Представители университета подчеркивают, что ситуация со сроками подачи заявок остается спорной и есть неясности с именами изобретателей, указанных в них — например, не упомянут человек, внесший значительный вклад в применение технологии для редактирования геномов эукариот, что является поводом для аннулирования заявки. В заявлении также утверждается, что Институт Брода искажал факты, относящиеся к экспериментальной работе.

2. Тем временем Science посвятил специальный выпуск технологиям CRISPR в Китае. Научный обозреватель Джон Коэн напоминает читателям, что китайские CRISPR -технологии — это не только пресловутый доктор Хэ Цзянькуй; CRISPR-сообщество КНР демонстрирует быстрый рост и в некоторых областях уже способно бросить вызов США. Так, клинических испытаний технологии, в основном для лечения онкологических заболеваний, в Китае проходит больше, чем в любой другой стране. В номере рассказывается о редактировании геномов сельскохозяйственных растений, животных (в том числе для медицинских применений, например, для трансплантации человеку органов свиней с отредактированных геномом). Также опубликован материал об ученых, которые были в курсе планов доктора Хэ и не остановили его.

3. Как всегда, много статей о новых медицинских применениях технологии. Например, CRISPR-Cas9 использовали для редактирования гемопоэтических стволовых клеток, чтобы ослабить клинические симптомы при таких тяжелых заболеваниях крови, как серповидноклеточная анемия и бета-талассемия. Исправление, внесенное при редактировании, имитировало естественную мутацию, повреждающую регуляторный участок, который отключает экспрессию фетального гемоглобина (HbF). В доклиническом исследовании на обезьянах, которым были пересажены отредактированные клетки, до 18% эритроцитов периферической крови содержали фетальный гемоглобин. Результаты опубликованы в Science Translational Medicine.

Неврологические заболевания

4. Нуклеотидные повторы в гене C9orf72 являются наиболее частой причиной бокового амиотрофического склероза. Эти повторы генерируют белки, которые и служат непосредственной причиной болезни. Трансляция мРНК мутантного C9orf72 осуществляется не по каноническому механизму, требующему для начала синтеза белка традиционного AUG-кодона, и называется RAN (repeat-associated non-AUG translation). Исследователи из Стэнфордского университета и их коллабораторы определили белок малой субъединицы рибосомы, который позволяет рибосоме осуществлять неканоническую трансляцию, — RPS25. При блокировке функций этого белка число токсичных пептидов уменьшалось в моделях, созданных в дрожжах, дрозофилах и в культурах клеток человека. Авторы работы считают белок RPS25 перспективной мишенью для терапии нейродегенеративных заболеваний.

5. Все больше данных свидетельствует о важной роли функции печени в патофизиологии болезни Альцгеймера. Печень является основным метаболическим центром, следовательно, изучение ее связей с биомаркерами когнитивных функций улучшило бы понимание роли метаболической дисфункции при этом заболевании. Особенно важно выявление изменений в печени, связанных с болезнью, для ранней диагностики. В когортном исследовании, в котором принял участие 1581 человек пожилого возраста, маркеры таких изменений удалось найти: повышенные соотношения аспартатаминотрансферазы и аланинаминотрансферазы были ассоциированы с диагнозом болезни Альцгеймера.

Микробиология и микробиомы

6. Команда из Великобритании и Китая использовала полногеномное секвенирование для характеристики устойчивых к лекарствам стафилококков, собранных на поверхностях, к которым часто прикасаются люди. Пробы собирали в больницах и общественных местах в Восточном и Западном Лондоне. Анализ 600 изолятов показал, что 281 из них (46,83%) резистентен ко многим лекарствам, а 49 (8,17%) оказались положительными по гену резистентности к метициллину mecA. В Восточном Лондоне (56,7%) по сравнению с Западным Лондоном (49,96%) значительно выше доля устойчивых к антибиотикам стафилококков. Наиболее распространенными видами, идентифицированными как лекарственно-устойчивые, были S. epidermidis, S. haemolyticus и S. hominis, тогда как пенициллин, фузидиевая кислота и эритромицин были наиболее частыми антибиотиками, к которым изоляты устойчивы. В работе также обнаружены новые генетические особенности резистентных штаммов.

7. Важный вопрос медицинской микробиологии: в какой момент организм человека колонизируется микробиотой? Естественно предположить, что это происходит лишь во время и после рождения, но возможны и другие варианты: например, колонизация через плаценту. Однако исследование, опубликованное на этой неделе в Science, показало, что плацента человека не заселяется микроорганизмами ни при осложненной, ни и при нормально протекающей беременности. Авторы работы искали связь между преэклампсией либо преждевременными родами и наличием бактериальной ДНК в плаценте, причем проанализировали образцы от 537 женщин, собранные до начала родов (во время планового кесарева сечения). Микробной ДНК обнаружить не удалось, за исключением стрептококков группы В, чья ДНК присутствовала примерно в 5% образцов. Отсюда можно сделать вывод, что в норме человеческая плацента стерильна. Этот результат важен для понимания развития иммунитета у ребенка.

Онкология

8. Интересные данные по дифференцировке опухолевых клеток при острой миелоидной лейкемии (ОМЛ) опубликованы в Cell Stem Cell. ОМЛ характеризуется перепроизводством незрелых лейкоцитов, которые препятствуют образованию нормальных клеток крови, что в конечном счете приводит к летальному исходу. Считается, что незрелая субпопуляция опухолевых стволовых клеток при ОМЛ дифференцируется в неонкогенные клетки; на этом основаны терапевтические стратегии, которые специфически уничтожают эту субпопуляцию или индуцируют ее дифференцировку. Однако неясно было, является ли дифференцировка однонаправленной или обратимой. Авторы работы показали на мышиных и человеческих моделях ОМЛ, что если нарушена эндогенная экспрессия фактора транскрипции PU.1 или отменена дифференцировочная терапия, то некоторые зрелые лейкозные клетки дедифференцируются и повторно приобретают клоногенные и лейкемогенные свойства. Отсюда следует, что эффективная терапия должна уничтожать раковые клетки в различных состояниях дифференцировки.

9. Хорошо известен трансмиссивный рак тасманийских дьяволов, передающийся через укусы. Трансмиссивный венерический рак собак (CTVT) редко бывает смертельным, во многих случаях его развитие подавляет иммунная система животного. Теперь международная команда ученых установила, что это заболевание очень древнее. Экзомное секвенирование образцов опухолей, взятых у 546 собак в разных регионах мира, показало, что опухолевые клетки от животного к животному передавались на протяжении тысячелетий — от 4000 до 8500 лет, а возникло заболевание, вероятно, в Центральной или Северной Азии. Экзомы раковых клеток по сравнению с 495 нормальными собачьими экзомами были обеднены однонуклеотидными вариантами, короткими делециями и инсерциями. Также исследователи идентифицировали ранее не известную мутационную сигнатуру опухоли, возникшую около 2000 лет назад: вероятно, в это время собаки и люди столкнулись с неким канцерогеном в окружающей среде. Не исключено, что исследование CTVT позволит выявить механизмы, которые делают рак менее агрессивным. Кроме того, полученный результат означает, что клетка млекопитающего способна проходить через неограниченное количество делений.

Научные публикации

10. Насколько вредны мусорные, или хищнические журналы — те, которые претендуют на статус научных, но публикуют статьи за плату, без рецензирования и обычно без полноценного редактирования? Как подчеркивают авторы и издатели медицинской литературы и периодики, опубликовавшие заявление в Current Medical Research and Opinion, вред не только в том, что недобросовестные ученые искусственно повышают свой рейтинг. Мимикрируя под настоящие научные издания, мусорные журналы искажают смысл и значимость научной публикации. Кроме того, если неискушенный автор отправит серьезное исследование в такой журнал, он понесет репутационные потери и фактически потеряет публикацию. Авторы заявления перечисляют подозрительные признаки, на которые советуют обратить внимание, прежде чем отправлять статью: агрессивная реклама, название, не идентичное названию известного журнала, но очень на него похожее, отсутствие работающего почтового адреса на сайте, отсутствие индексации журнала в признанной системе цитирования, обещание нереально быстрого ответа рецензента и др.

С публикациями в рецензируемых журналах тоже есть проблемы, хотя и не катастрофические. Как сообщалось недавно в Journal of Medical Genetics, из примерно 975 000 статей по генетике, опубликованных между 1970 и 2018 годами, 1582 статей были отозваны и попали в базу данных Retraction Watch; в том числе 44% статей по медицинской генетике и 56% по немедицинской. Среди первых 21,6% содержали дублирование данных, 18,5% — сфабрикованные или фальсифицированные данные. В статьях по немедицинской генетике оба значения были еще выше ( 28 и 26,3% соответственно).

Молекулярная диагностика

11. Еще одна работа этой недели посвящена болезни Альцгеймера, точнее, созданию скринингового теста ее для ранней диагностики. Тест, более ранняя версия которого впервые была представлена два года назад, использует масс-спектрометрию для точного измерения соотношения двух форм бета-амилоида в плазме крови: бета-амилоида 42 и бета-амилоида 40. Исследование проводили на образцах плазмы от 158 пациентов, в основном — с еще не затронутыми болезнью когнитивными функциями, но с уже детектирумым по ПЭТ амилоидозом. Анализ показал высокую корреляцию с методом ПЭТ, но стоит значительно дешевле и поэтому предлагается для скрининговых исследований.

12. Двое членов Палаты представителей США предложили законопроект о полногеномном секвенировании для детей с редкими заболеваниями, которым не удается поставить диагноз — «Закон о прекращении “диагностических одиссей”» (Ending the Diagnostic Odyssey Act). Целью законопроекта, в частности, является предоставление доступа к полногеномному секевенированию для определенных групп детей в рамках государственной программы медицинской помощи нуждающимся Medicaid. Законопроект поддерживает Детская больница Рэди в Сан-Диего, спонсором также является член Палаты представителей Хуан Варгас.

Геномика экзотических видов

13. Команда из Японии, Малави и Замбии исследовала генетическое разнообразие мухи цеце (Glossina morsitans morsitans). Мух для исследования отлавливали в регионах, где этот вид служит переносчиком возбудителя трипаносомоза. Были профилированы частичные последовательности гена 1 митохондриальной цитохромоксидазы у 108 мух из пяти частей Замбии или Малави, изучены 10 микросателлитных локусов у 99 мух. Показано существование двух различных генетических кластеров мухи цеце к востоку и к западу от Восточно-Африканской рифтовой долины.

14. Секвенирован геном суперзвезды всех телепрограмм о животных, комодского варана Varanus komodoensis. Образцы крови взяли у двух варанов из зоопарка Атланты. Для сборки генома использовали гибридный подход: секвенирование длинных участков (long-range sequencing) и оптическое картирование единичных молекул. Комодские вараны замечательны не только размером, рекордным среди современных рептилий, но и физиологией сердечно-сосудистой системы, сходной с физиологией млекопитающих. Сравнение геномов V. komodoensis и родственных видов показало наличие положительного отбора в путях, связанных с энергетическим обменом, сердечно-сосудистым гомеостазом и гемостазом (последнее, вероятно, помогает комодским варанам избегать антикоагулянтного действия их собственной слюны: их укусы опасны для добычи, но не для конспецификов). Кроме того, обилие генов хеморецепторов объясняет уникальное обоняние этих животных.