Воскресное чтение. Обзор научной периодики за 21–27 октября

Эволюция антибиотикорезистентности в организме ребенка, устойчивость к фагам «домашних» и «диких» бактерий, генетика подкорковых структур мозга и апноэ во сне, белки для вакцины от аллергии на пыльцу, выращенные в клетках насекомых, новости молекулярной диагностики и многое другое.

Художник
Елена Белова

Микробиология

 1. Исследование французских ученых, опубликованное в Antimicrobial Agents and Chemotherapy, описывает эволюцию устойчивости к цефтолозан-тазобактаму, цефтазидим-авибактаму, пиперациллин-тазобактаму и карбапенемам у изолятов Pseudomonas aeruginosa, наблюдаемую у одного и того же пациента во время повторных инфекций в течение 2,5 лет. Этим пациентом был ребенок в возрасте трех с половиной лет с атрезией желчевыводящих путей, которому дважды трансплантировали печень. Полногеномный анализ 27 изолятов Pseudomonas aeruginosa, полученных из образцов крови (n = 18), из раны (n = 2), легкого (n = 1), желчи (n = 2) и стула (n = 4), показал, что все изоляты были клонально связаны с Pseudomonas aeruginosa ST-111 (ST — cиквенс тип). Оказалось, что резистентность к цефтолозан-тазобактаму может возникать in vivo в результате аминокислотных замен в цефалоспориназе (фермент из группы бета-лактамаз).

2. Публикация в Journal of Clinical Microbiology посвящена бактерии Cutibacterium acnes, вызывающей перипротезные инфекции у пациентов с заменой плечевого сустава. Бактерии C acnes, присутствующие на коже здоровых людей, не являются клональными (то есть потомками одной бактерии), и на поверхности кожи может обнаруживаться несколько подтипов с различной патогенностью и устойчивостью к противомикробным препаратам. Выяснилось, что C. acnes, вызывающие инфекции при протезировании, также часто представляют собой смесь подтипов. В качестве инструмента диагностики и метода определения подтипов микроорганизмов, выделенных у пациентов с инфекцией, авторы предлагают секвенирование полных геномов бактерий, что обеспечит индивидуальный подход при выборе противомикробных препаратов.

3. Статья в журнале Nature сообщает, что устойчивость к фагам у микроорганизмов в естественной среде и лабораторных условиях развивается по-разному. В лабораториях бактериальная клетка теряет рецептор, к которому обычно прикрепляются фаги, а в естественной среде развивает устойчивость, основанную на бактериальном адаптивном иммунитете CRISPR-Cas. Эти данные показывают, что формированию CRISPR-Cas в бактериальной клетке способствует биотическая сложность микробных сообществ в естественной среде. 

Геномика и нейронауки 

4. Результаты полногеномного исследования ассоциаций (GWAS) представленные в журнале Nature Genetics, позволили определить общие генетические вариации, связанные с объемами подкорковых структур головного мозга — прилежащего ядра, миндалевидного тела, ствола мозга, хвостатого ядра, бледного шара, путамена (скорлупы) и таламуса. Метаанализ данных почти 40 000 человек из более чем 50 исследований по всему миру показал, что изменчивость объема подкорковых структур наследуема. Авторы идентифицировали 48 локусов, ассоциированных с развитием нервной системы, передачей сигналов синапсами, аксонным транспортом, апоптозом, воспалением и риском развития неврологических расстройств. Результаты работы можно использовать для поиска новых подходов к терапии нейродегенеративных заболеваний.

Диагностика

5. Результаты ретроспективного перекрестного обсервационного исследования инфекций кровотока у пациентов в возрасте 80 лет и старше представлены в Scientific Reports. Испанские ученые проанализировали независимые факторы, влияющие на внутрибольничную смертность из-за инфекций кровотока у очень пожилых пациентов и сравнили клиническую картину сепсиса у пациентов в возрасте 80–89 лет и старше 90. Авторы отметили, в частности, что высокий показатель qSOFA (quick Sepsis Related Organ Failure Assessment — предиктор смертности) и деменция были более распространенными в старшей группе пациентов. При этом люди старше 90, как отмечается в статье, — наиболее быстро растущая возрастная группа в странах с высоким уровнем дохода.

6. Статья в Nature Medicine посвящена этиологии острого вялого миелита (ОМВ) у детей. Цереброспинальную жидкость 42 детей с острым вялым миелитом и 58 детей с другими неврологическими расстройствами (контрольная группа) исследовали на наличие антител с использованием библиотеки фагового дисплея VirScan, которая экспрессировала 481 966 перекрывающихся пептидов всех известных позвоночных и арбовирусов. Антитела к неполиовирусам рода Enterovirus, обычно вызывающим респираторные заболевания, существенно чаще встречались в образцах детей с ОМВ, чем в контроле (29/42 против 4/58). Иммуноферментный анализ подтвердил этот вывод (22/26 случаев ОМВ против 7/50 контролей). Этот результат — наиболее убедительное на сегодня доказательство роли энтеровирусной (неполио) инфекции в развитии ОМВ.

7. По результатам работы, проведенной компанией Ambry Genetics и представленной в JAMA Network Open, предлагается добавить исследование РНК к ДНК-тестам, выявляющим генные варианты, которые ассоциированы с наследственными формами рака. Исследование РНК прояснило 88% сомнительных результатов ДНК-анализа вариантов, связанных с наследственным раком молочной железы и яичников, синдромом Линча и наследственным диффузным раком желудка; 47% были реклассифицированы как клинически приемлемые, а 41% признаны доброкачественными.

8. Journal of Clinical Microbiology сообщает о разработке алгоритма, который идентифицирует индивидуальные мутации гена rpoB, ответственные за устойчивость туберкулезной палочки к рифампицину. Тест Xpert® MTB/RIF Ultra детектирует эти мутации, используя информацию от четырех проб о температуре плавления ДНК-дуплекса. Новый алгоритм на основе той же информации, без использования секвенирования, идентифицирует широкий набор мутаций в изучаемом регионе генома. Как отмечает комментатор в том же издании, этот алгоритм в сочетании с системой сбора данных из диагностических лабораторий позволяет провести глобальное исследование эпидемиологии устойчивости Mycobacterium tuberculosis к противотуберкулезным препаратам.

Онкология

9. Статья китайских и американских ученых, опубликованная в PNAS, описывает механизмы нарушения активации гена DEPDC5 в гастроинтестинальных стромальных опухолях. Сравнение данных секвенирования экзома клеток опухоли и здоровых клеток 40 человек с гастроинтестинальным раком желудка выявило несколько типов инактивирующих мутаций DEPDC5. В экспериментах на клеточных линиях и модельных мышах было показано, что ингибирование DEPDC5 усиливает пролиферацию и метастазирование клеток опухоли через сигнальный путь mTORC1. Полученные результаты подтверждают, что DEPDC5 является супрессором опухолей, и открывает новые возможности для применения ингибиторов mTOR и KIT в терапии.

10. Австралийские ученые исследовали связь между метилированием ДНК и факторами риска (образ жизни, наследственность, гормональный фон) развития рака молочной железы у здоровых женщин. Метаанализ данных почти 4000 женщин показал, что на эпигенетический возраст (его определяли с использованием трех разных эпигенетических часов) влияют индекс массы тела, курение, употребление алкоголя и возраст менархе. Исследование предполагает, что факторы, меняющие метилирование ДНК, могут взаимодействовать с факторами риска развития рака молочной железы. Статья опубликована в Scientific Reports.

11. Nature опубликовал статью нидерландских ученых, которые провели полногеномное секвенирование 2520 пар образцов метастатических солидных опухолей и здоровых тканей от 2399 пациентов. Анализ более 70 миллионов различных соматических мутаций опухолей выявил мутации, присутствующие на ранних стадиях заболевания, и те, что возникают во время терапии. Для 62% пациентов авторам удалось идентифицировать генетические варианты, которые можно использовать при выборе терапии.

12. Еще одна статья в Nature посвящена изучению изменений, которые могут происходить в морфологически нормальной ткани кишечника на самых ранних стадиях развития колоректального рака. Применение полногеномного секвенирования для анализа сотен кишечных крипт от 42 человек в возрасте от 11 до 72 лет, 15 из которых имели в анамнезе колоректальный рак, позволило охарактеризовать ранние стадии канцерогенеза, определить бремя соматических мутаций, мутационные сигнатуры и оценить частоту появления драйверных мутаций в нормальном колоректальном эпителии. Эта работа улучшает наше понимание геномной и клональной эволюции рака.

13. Работа исследователей из университета штата Огайо, представленная в Journal of Clinical Investigation, объясняет, почему иммунные клетки не проникают в некоторые опухоли, что, естественно, снижает эффективность PD-1 таргетной терапии. На моделях опухолей мыши авторы показали, что сигнальный путь рецептора Hedgehog в миелоидных клетках является ключевым для поляризации макрофагов, ассоциированных с опухолью, что и подавляет рекрутирование CD8 + T-клеток в ткани опухоли. Кроме того, опухолевые клетки секретируют Sonic hedgehog — лиганд рецептора Hedgehog, тем самым запуская сигнальный путь в макрофагах. В совокупности эти результаты подчеркивают роль Sonic hedgehog в ингибировании противоопухолевого иммунитета и предоставляют идеи для разработки новых стратегий иммунотерапии рака.

Сон и кислород

14. American Journal of Human Genetics опубликовал результаты работы группы американских исследователей, которые обнаружили 57 вариантов гена DLC1, ассоциированных со снижением уровня артериального оксигемоглобина в крови во время сна. Низкий уровень кислорода во время сна является клиническим показателем тяжести апноэ, что, в свою очередь, связано с увеличением риска развития сердечно-сосудистых заболеваний, деменции и смерти.

Аллергия

15. Как сообщает Scientific Reports, международной группе авторов удалось получить рекомбинантные белки Par j1 и Par j2 — аллергены постенницы иудейской (Parietaria judaica). Пыльца этого растения — одна из основных причин сенной лихорадки и астмы в средиземноморском регионе, а также в некоторых районах США и Австралии. Белки экспрессировали в клетках насекомых, инфицированных бакуловирусным вектором; такие белки по сравнению с продуктами экспрессии тех же генов в кишечной палочке обладали более сильным аллергенным действием и лучше связывали IgE, поскольку фолдинг белка проходил правильно. Только оба белка, взятые вместе, «перекрывали» большую часть аллергенных эпитопов постенницы, и следовательно, они оба необходимы для молекулярной диагностики и аллергенспецифической иммунотерапии.

Добавить в избранное

Комментарии

Вам будет интересно