Коротко

Детекция циркулирующих в крови опухолевых клеток позволит надежней выявить опухоль при скрининге, оценить ее стадию, ответ на лечение или прогрессию. Однако существующие методы идентификации этих клеток, основанные на экспрессии раковых антигенов, зачастую недостаточно эффективны. Одной из перспективных альтернатив может стать ИК-Фурье-спектроскопия (FTIR), позволяющая разделять клетки на основе их биохимического состава. Международный коллектив исследователей проверил, насколько надежен этот метод для детекции опухолевых клеток, и обнаружил, что он позволяет идентифицировать единичные клетки рака легкого в крови.

Авторы работы применили FTIR-микроспектроскопию в сочетании с классификатором случайного леса (Random Forest). Ученые руководствовались тем, что детекция циркулирующих опухолевых клеток подразумевает их выявление среди клеток крови, поэтому они взяли раковые клетки и смешали их с мононуклеарными клетками периферической крови. В исследовании использовались клеточные линии A549 (аденокарцинома) и CALU-1 (плоскоклеточная карцинома). Обучение классификатора проводили на тех же типах клеток — в обучающий набор вошли ИК-Фурье спектры отдельных клеток А549 и периферических мононуклеаров либо CALU-1 и периферических мононуклеаров. Предложенный исследователями метод позволил выявить отдельные раковые клетки в образцах в обоих случаях.

Ученые также проверили, сможет ли их методика детектировать клетки рака легкого, отличные от тех, что использовались в обучении классификатора. Для этого в обучающий набор включили спектры клеток А549, а затем использовали классификатор для детекции CALU-1 в образцах. Результаты показали, что FTIR-спектры А549 можно использовать для обучения классификатора и при необходимости детектировать клетки другого подтипа рака легких. Аналогичным образом, при обучении на CALU-1 метод позволял детектировать в образцах отдельные клетки А549.

Метод может стать скрининговым инструментом в тех случаях, когда для дальнейшей характеризации опухоли необходимы живые циркулирующие опухолевые клетки. Авторы исследования планируют проверить, применима ли их методика к другим типам опухолей, а также усовершенствовать предложенные в работе алгоритмы идентификации раковых клеток.

Пищевые аллергии часто возникают в раннем детстве; они могут протекать тяжело и даже приводить к летальному исходу. Для первичной профилактики важно найти ранние биомаркеры, позволяющие предсказать начало пищевых аллергий до их клинических проявлений. Исследователи из США и Южной Кореи предложили прогнозировать пищевые аллергии по биомаркерам кожи младенцев — они отбирали образцы с помощью липкой ленты, наклеиваемой на предплечья маленьких пациентов. Белки и липиды, находящиеся на поверхности кожи, связываются с лентой, и впоследствии их можно извлечь для детального анализа.

В исследование включили 129 детей возрастом 2 месяца, которых затем наблюдали до двухлетнего возраста, чтобы подтвердить наличие или отсутствие у них аллергии или атопического дерматита, который эти аллергии зачастую сопровождает. Поверхностные липиды кожи авторы работы изучали при помощи жидкостной хроматографии и тандемной масс-спектрометрии, кроме того, они анализировали профиль цитокинов, связавшихся с лентой.

У 9 из 129 (7%) младенцев за время наблюдения развилась пищевая аллергия, еще у 9 — пищевая аллергия одновременно с атопическим дерматитом. При этом в образцах, полученных от детей с будущей пищевой аллергией (в том числе при развитии дерматита) было повышено количество ненасыщенных (N26:1)(C18-сфингозин)церамидов и (N24:1)(C18-сфингозин)церамидов — как абсолютное, так и относительное. У детей, страдавших впоследствии от атопического дерматита без пищевой аллергии, уровень этих молекул был таким же, как у здоровых детей. Также у младенцев с будущей пищевой аллергией был повышен уровень IL-33, в то время как в поверхностных образцах кожи детей, у которых впоследствии развился атопический дерматит, количество этого интерлейкина не повышалось. Количество тимического стромального лимфопоэтина продемонстрировало противоположную зависимость. Проведя логистический регрессионный анализ, авторы работы пришли к выводу, что изменения уровня липидов и цитокинов кожи младенца в совокупности позволяют предсказать развитие пищевой аллергии в более позднем возрасте.

Активисты требуют от FDA запрета на использование метиленхлорида при производстве кофе без кофеина. Этот растворитель связывает кофеин и практически не определяется в готовом продукте после обжарки. В 2018 году та же группа добилась запрета семи искусственных ароматизаторов. Как и в тот раз, они ссылаются на так называемую оговорку Делани 1958 года, которая гласит, что «ни одна добавка не может считаться безопасной, если установлено, что она вызывает рак при приеме в пищу человеком или животным». Показано, что метиленхлорид вызывает рак у грызунов. Противники запрета считают, что риск развития рака у человека, связанный с применением метиленхлорида, вероятно, невелик, а польза от кофе без кофеина уже была доказана.

Ученые создали биосенсор для анализа микробиоты пчел. Но сначала им потребовалось разработать протоколы для работы с бактерией Snodgrassella alvi, поскольку кишечная палочка, с которой обычно проводят такие манипуляции, не живет в кишечнике пчел. Бактерия вырабатывает белок-сенсор, который детектирует целевую молекулу (в данном случае один из сахаров) и репортерный белок, который можно детектировать в фекалиях. Авторы начали разработку другого биосенсора с «памятью», который сможет показать, когда в кишечнике появилась и исчезла та или иная молекула. Подробнее. 

Ранее уже было показано, что вирус мозаики коровьего гороха можно использовать, чтобы активировать противораковый иммунитет при раке легких. Однако для этого требовалось вводить модифицированный вирус близко к опухоли. В новой работе те же авторы вводили немодифицированный вирус системно и продемонстрировали эффективность терапии на мышиной модели рака кишечника, яичников, молочной железы и меланомы. Перед началом клинических испытаний требуются опыты на других животных моделях. Подробнее.

Люминесцентный белок помогает ученым отслеживать насыщение тканей мозга мыши кислородом. Свечение детектируется только в присутствии кислорода, в остальных случаях реакция не происходит. Авторы работы экспериментировали с различными условиями и показали, что в состоянии покоя особенно часто возникают области гипоксии — темные участки, которые существуют без кислорода в течение нескольких минут. Авторы подозревают, что это является патологическим процессом, который объясняет связь сидячего образа жизни и повышенного риска развития болезни Альцгеймера. Подробнее. 

Антитело омолаживает иммунную систему мыши, таргетируя стволовые клетки крови, которые с возрастом потеряли гибкость и приобрели склонность дифференцироваться только в определенные типы иммунных клеток. Иммунная система мышей, получивших антитело, приобретала свойства, характерные для более молодых мышей, и лучше справлялась с мышиным вирусом. Однако остается опасение, что снижение количества иммунных клеток повысит риск развития рака. Подробнее.

Скука сигнализирует нам, что пора переключиться на другое задание, но во время работы это не всегда возможно. Ученые показали, что худшее решение — попытаться преодолеть скуку силой воли. Оказывается, это снижает продуктивность при выполнении не только этого задания, но и последующих. Ключ к успеху — чередование скучных и более увлекательных заданий. Подробнее. 

В целом для молодых женщин характерен низкий риск развития заболеваний сердца. Однако этот риск значительно повышается у женщин с тревожностью и депрессией. Доклад на эту тему был представлен на ежегодной встрече Американской кардиологической коллегии. Авторы исследования проанализировали медицинские данные 71 214 человек в рамках программы Mass General Brigham Biobank. В течение 10 лет у 38% участников выявили повышенное давление, высокий уровень холестерина и (или) диабет. У людей с тревожностью и депрессией риск появления этих факторов был выше на 55%, а у женщин моложе 50 лет этот риск повышался почти вдвое и был почти таким же, как у молодых мужчин. Анализ снимков мозга показал, что у молодых женщин была повышена нервная активность, ассоциированная со стрессом. Пока неясно, могут ли антидепрессанты или психотерапия снизить риски развития сердечно-сосудистых заболеваний у этой группы, однако авторы призывают обратить на нее внимание при скринингах и принятии профилактических мер.

Современные сорта сахарного тростника появились в результате скрещивания «сладкого» Saccharum officinarum и «дикого» Saccharum spontaneum. В результате гибридизации тростника стал устойчивей к стрессам. Но геномы современных сортов являются полиплоидными и содержат множество повторов. Только недавно удалось секвенировать геном тростника, который состоит из 10 млрд пар оснований. Подробнее. 

Ткани ленточных червей мягкие, они живут внутри других организмов, поэтому редко оставляют ископаемые останки. Однако остатки червя, относящиеся к меловому периоду, все же были обнаружены учеными в янтаре из Мьянмы. Скорее всего, червь паразитировал на морском организме. Песок и другие объекты, найденные в янтаре, позволили ученым предположить, что хозяина червя выбросило на берег, где его съел наземный хищник либо падальщик, а оторвавшийся в процессе поедания червь оказался в янтаре. Подробнее.

Карликовые скалистые кенгуру могут питаться той же пищей, что и их родственники, которые превышают их по размеру в восемь раз. Ученые показали, что причина этому — особенности строения челюсти кенгуру, которые позволяют им оказывать большее давление при укусе. У них также больше относительный размер зубов, причем разных у различных видов. Подробнее. 

Резистентный к терапии туберкулез является большой проблемой для здравоохранения. Ученые показали, что эффективность терапии можно повысить с помощью бевацизумаба и лозартана — препаратов, которые нормализуют работу сосудов и снижают количество внеклеточного матрикса при раке. Они помогают лекарствам достигнуть опухоли, а согласно новым данным — и туберкулезной микобактерии. Подробнее. 

Конго-крымскую геморрагическую лихорадку вызывает вирус, который передается клещами; ареал ее распространения все время увеличивается. Ученые сделали важный шаг для разработки терапии — они определили рецептор, который вирус использует для входя в клетку. Это белок LDLR, рецептор, регулирующий уровень холестерина в крови. У мышей без LDLR болезнь протекала менее тяжело. Подробнее.

Повреждения нервов, спинного и головного мозга могут привести к дисфункции мочевого пузыря, которая, в свою очередь, ассоциирована с проблемами с мочеиспусканием, инфекциями и болезнями почек. Пациенты могут не ощущать, когда их мочевой пузырь полон. Чтобы помочь им, американские исследователи разработали мягкий и тянущийся сенсор, который не использует батарейки и может подавать на телефон сигнал, что пора опорожнить мочевой пузырь.

Точнее, это множество сенсоров, которые совместно измеряют натяжение. По мере того, как мочевой пузырь наполняется, его стенки все больше растягиваются, что и «ощущают» сенсоры. Само устройство не мешает нормальной работе органа. Система без перебоев проработала 30 дней в опытах на небольших животных и восемь недель — в опытах на обезьянах. Сенсоры очень чувствительны и детектируют даже небольшие объемы мочи. По словам авторов, устройство может как постоянно находиться в теле, так и постепенно растворяться после выздоровления пациента. В будущем они планируют создать систему, которая будет не только отслеживать состояние мочевого пузыря, но и стимулировать его опорожнение по команде.

Восточная синица (Parus minor) знаменита своей способностью к сложной звуковой коммуникации. Оказалось, что коммуникация с помощью жестов у этой птицы не менее развита. Проанализировав поведение восьми пар синиц, ученые выделили жест, который, по-видимому, означает «только после вас» и приглашает партнера первым войти в гнездо. Они рассматривают его как пример символического жеста. Подробнее.

Амилоид бета имеет плохую репутацию из-за его роли в образовании амилоидных бляшек и развитии болезни Альцгеймера. Однако ученые показали, что амилоид бета очень важен для здоровья печени. Если снизить его уровень с помощью антител, в печени экспрессируются маркеры фиброза и цирроза. Подробнее.

Собаки понимают людей лучше, чем считалось раньше. В новом эксперименте 18 собакам закрепляли на голове электроды, после чего давали им прослушать запись голоса хозяина, называющего одну из игрушек собаки, и быстро демонстрировали через окошко хозяина, держащего в руках игрушку — иногда названную ранее, иногда другую. В ответ на демонстрацию неожиданного объекта активность мозга собаки повышалась значительно сильнее. То есть она успевала составить мысленный образ объекта до того, как ей его показали. Подробнее.

Тихоходки могут выживать в условиях, смертельных для других организмов. Ученые проверили, можно ли «позаимствовать» эти свойства. Оказалось, что если ввести в клетки человека белки тихоходки, те приобретут способность замедлять метаболизм и переживать стресс в состоянии биостаза. После снятия стресса клетки возвращаются к нормальному метаболизму. Подробнее.

Китайские исследователи показали, что воздействие искусственного света в ночное время на спящего человека повышает риск инсульта и других сердечно-сосудистых заболеваний. Высокий уровень освещенности подавляет выработку мелатонина и ухудшает качество сна, что сказывается на здоровье человека. Авторы призывают снизить ночную освещенность, если это возможно. Подробнее.

Мозг людей увеличивается. К такому выводу пришли ученые из США, проанализировав МРТ-снимки участников Framingham Heart Study, исследования, которое длилось 75 лет. Оно началось в 1948 году с целью анализа паттернов сердечно-сосудистых и других заболеваний. Изначально в него вошли 5209 человек 30–62 лет. Со временем к исследованию подключились второе и третье поколения участников.

МРТ проводили с 1999 по 2019 годы у участников, рожденных с 1930-х по 1970-е годы. Были проанализированы снимки 3226 человек со средним возрастом 57 лет. Оказалось, что от поколения к поколению мозг в целом и некоторые его структуры увеличиваются. Так, у участников, рожденных в 1930-е, объем мозга составлял 1234 мл, а в 1970-е — 1321 мл, что на 6,6% больше. Площадь поверхности коры увеличилась почти на 15%, с 1933 см² до 2222 см². Также стали больше объемы белого и серого вещества и гиппокампа.

Исследователи сделали еще одно наблюдение, которое может объяснить этот феномен. Хотя число людей, живущих с болезнью Альцгеймера, растет, процент людей, у которых развивается болезнь, уменьшается (на 20% с 1970-х). Авторы предположили, что больший резерв мозга может служить буфером для влияния старения и защищать мозг от деменции и болезни Альцгеймера.

Для эпилепсии характерно нарушение нормальной электрической активности нейронов. Все больше исследований демонстрирует, что эти нарушения затрагивают и способность формировать синапсы. Примерно у половины пациентов отмечаются нарушения когнитивных функций, например, проблемы с памятью и эмоциональной регуляцией. До сих пор неясно, как эпилепсия изменяет нейроны. В новой работе, опубликованной в The Journal of Clinical Investigation, исследователи из Пенсильванского университета показали на мышах, что при эпилепсии изменения затрагивают только небольшую часть нейронов, но эти изменения вскоре становятся необратимыми и вызывают последующие припадки.

Исследователи вызывали эпилептические припадки у молодых мышей каинатом и отслеживали активированные нейроны гиппокампа. Оказалось, что припадки затрагивали только около 20% нейронов гиппокампа. Но со временем чрезмерная активность этих нейронов снижала их способность формировать синапсы — процесс, необходимый для обучения. Авторы предположили, что если препятствовать такому изменению нейронов, можно предотвратить не только прогрессирование эпилепсии, но и снижение когнитивных способностей.

Авторы использовали экспериментальный блокировщик глутаматового рецептора IEM-1460, который снижает повышенную возбудимость нейронов у модельных мышей с эпилепсией. Оказалось, что если вещество ввести в течение первых 48 часов после первого припадка, то нейроны не становятся постоянно активными, а мышь не испытывает припадков или проблем с памятью. Авторы планируют выявить, что делает эту группу нейронов такой чувствительной к эпилепсии, и продолжить поиски аналога IEM-1460 для человека.