Коротко

В Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова (МГНЦ) обратилась семья с девочкой в возрасте 14 месяцев с жалобами на судороги. В четыре месяца она могла держать голову высоко, улыбаться и взаимодействовать с предметами. Однако в возрасте пяти месяцев у девочки начались эпилептические приступы без каких-либо очевидных провоцирующих факторов. Произошла утрата приобретенных навыков.

Геном девочки секвенировали на базе Центра коллективного пользования «Геном» МГНЦ и выявили новый, ранее не описанный патогенный вариант c.170+1G>A в гене TRA2B. Анализ мРНК подтвердил его патогенность — происходит делеция экзона 2 и сдвиг рамки считывания (p.Glu13Valfs*2). Анализ геномов родителей показал, что вариант в гене TRA2B возник у ребенка de novo. 

Это второе исследование в мире, которое показало связь между эпилепсией, нарушением нейрогенеза и патогенными вариантами в гене TRA2B. В предыдущем исследовании было описано 11 семей с патогенными или вероятно патогенными вариантами данного гена. 

В современном мире многие люди недосыпают, а ведь потеря сна связана не только с усталостью. Американская психологическая ассоциация опубликовала в Psychological Bulletin системный анализ и метаанализ, в которые вошли 154 исследований, проведенных в течение 50 лет. В них приняли участие 5 715 человек. Авторы показали, что недосып повышает риск тревожности и нарушает эмоциональную регуляцию, в частности, подавляет положительные эмоции.

В ходе исследований экспериментаторы нарушали сон добровольцев в течение одной и более ночей. Некоторые участники не спали долгое время, другие спали в течение непродолжительных интервалов, третьих периодически будили в течение ночи. После периода нарушенного сна их спрашивали о настроении, измеряли ответ на эмоциональные стимулы, о также регистрировали симптомы беспокойства и депрессии.

Во всех трех случаях люди испытывали меньше положительных эмоций, таких как радость, счастье и удовлетворенность. У них чаще проявлялись симптомы тревожности, такие как учащенное сердцебиение и беспокойство. А ответ на эмоциональные стимулы был притуплен. Симптомы депрессии, чувство печали и стресс тоже регистрировали, но не постоянно. Авторы отмечают слабую сторону работы — в ней участвовали в основном люди молодого возраста. Они также подчеркивают важность исследования, ведь недосыпает более 30% взрослых и 90% подростков.

Диагностика спинальной мышечной атрофии (СМА) происходит в несколько этапов. Региональный этап позволяет сформировать группу риска. Затем образцы новорожденных, попавших в нее, поступают в Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова (МГНЦ) для окончательного подтверждения диагноза и определения генотипа локуса SMN, что необходимо для правильного подбора терапии. Согласно пресс-релизу МГНЦ, декабрю 2023 года в Центр поступило 225 таких образцов. Около 50% из них оказались ложноположительными. По словам ведущего научного сотрудника лаборатории ДНК-диагностики МГНЦ, к.м.н. Ольги Щагиной, это хороший показатель: «Лучше лишний раз перепроверить сомнительный образец, чем пропустить ребенка с диагнозом. К сожалению, к концу года также появилась информация и об единичных ложноотрицательных результатах скрининга. Поэтому врачи-неонатологи и педиатры по-прежнему должны сохранять настороженность в отношении СМА у детей даже при отрицательных результатах скрининга».

Первый год массового скрининга на СМА показал, что частота встречаемости этого заболевания варьирует в различных регионах России. Ранняя диагностика позволила чаще выявлять пациентов с двумя копиями гена SMN2 с самыми тяжелыми формами болезни. До внедрения программы массового неонатального скрининга на СМА такие пациенты в некоторых случаях не доживали до постановки диагноза. Также скрининг позволил чаще выявлять людей с большим количеством копий SMN2 (4–5 копий), у которых СМА обычно проявляется во взрослом возрасте.

По данным Фонда «Круг добра», из выявленных 100 детей со СМА 16 детям врачи назначили препарат рисдиплам (Эврисди), 27 — нусинерсен (Спинраза), 51 — препарат однократного введения онасемноген абепарвовек (Золгенсма). Еще в нескольких случаях родители отказались от терапии или ребенок не был гражданином РФ, на одного недавно выявленного ребенка Фонд ожидает назначения препарата и заявку на обеспечение терапии.

Химикам часто приходится многократно повторять эксперименты, чтобы достичь нужного результата, и в планировании эксперимента главную роль играет опыт и интуиция исследователя. По крайней мере, так считалось до сих пор. В Nature опубликована статья, посвященная агенту искусственного интеллекта под названием Coscientist, способному организовывать химический эксперимент без детального контроля со стороны человека. Концепция автономной самоуправляемой лаборатории становится реальнее, отмечают комментаторы Nature.

Автоматизированные станции, которые выполняют повторяющиеся действия, сейчас работают во многих лабораториях. Более того, ИИ уже используется для планирования химических экспериментов, но до сих пор это было решение конкретных, четко сформулированных задач. Однако генеративные предобученные трансформаторы (GPT) не требуют подробных инструкций от человека. Авторы статьи решили создать GPT, способный воспринять промпт вида «Синтезируй молекулу А», провести поиск протокола в литературе, запрограммировать автоматическую станцию на проведение эксперимента, получить данные и при необходимости повторить цикл.

Coscientist генерировал процедуры синтеза для семи молекул разной сложности, включая парацетамол, аспирин и ибупрофен, причем более подробные и химически точные, чем другие GPT. Он предложил протоколы для выполнения определенных типов реакций, адекватно выбирал исходные вещества. Для оптимизации выхода ему потребовались реакции-примеры, без них попытки были не особенно успешными. Тем не менее авторы отметили, что иногда он предлагал химически неверные решения.

Ожирение наносит вред организму, при этом организм всеми силами сопротивляется потере веса: этому препятствует физиология кишечника, гормоны и мозг. Тем не менее, эти препятствия можно обойти. В последнее время приобрела популярность диета, при которой период голодания сменяется периодом нормального питания, ее эффективность уже была показана. Китайские ученые посмотрели, что происходит при этом в кишечнике и мозге худеющих.

В исследовании участвовали 25 добровольцев со средним возрастом 27 лет и ИМТ 28–45. На первом этапе участники питались, как привыкли, чтобы вычислить базовый уровень потребления энергии. Затем в течение 32 дней дни нормального питания чередовались днями строгого ограничения калорий (до четверти от базового уровня). На последнем этапе дни нормального питания снова чередовались днями ограничения калорий, но оно было не таким строгим — участникам давали список рекомендованных продуктов, если ему следовать, то женщины получали 500 калорий в день, а мужчины — 600. Этот этап длился 30 дней. К концу исследования участники похудели в среднем на 7,6 кг (7,8%). При этом у них снизилось давление, уровень глюкозы в крови натощак и холестерина, а также активность ферментов печени.

Функциональная МРТ показала, что в результате диеты снизилась активность областей мозга, вовлеченных в регуляцию аппетита и формирование зависимости. В кишечнике увеличилась доля Faecalibacterium prausnitzii, Parabacteroides distasonis и Bacterokles uniformis и снизилась доля Escherichia coli. Анализ показал, что содержание E. coli, Coprococcus comes и Eubacterium hallii отрицательно связано с активностью левого глазничного участка нижней лобной извилины, играющего ключевую роль в исполнительной функции, включая волю к потере веса. Наоборот, содержание P. distasonis и Flavonifractor plautii в кишечнике положительно коррелирует с активностью областей мозга, связанных со вниманием, эмоциями и обучением. Авторы делают выводы, что изменения в мозге и микробиоме во время похудения связаны или потому, что одно вызывает другое, или из-за наличия общей причины. Раскрытие механизма их связи — задача последующих работ.

Апноэ во сне приводит к одышке, утомляемости и сонливости, также оно ассоциировано с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Для терапии необходимо знать тяжесть протекания этого состояния, которое можно отследить по изменению метаболизма. В настоящее время эти изменения регистрируют в крови и моче, но испанские исследователи показали, что подойдет также пот, который легко собрать и проанализировать.

Образцы пота отбирали до и после сна у 61 человека, часть из которых страдала от апноэ различной степени тяжести, а часть была здорова. Анализ проводили методом газовой хроматографии—масс-спектрометрии, выявили 78 метаболитов. Изменения в основном затронули метаболиты, связанные с выработкой энергии и окислительным стрессом. Самыми релевантными авторы назвали такие метаболиты, как лактоза, сукцинат, мочевина и оксипролин. Изменились также уровни пирувата, серина и гидроксибутирата.

Для разработки мощных систем искусственного интеллекта важно понимать, как они учатся и запоминают информацию. Команда ученых из Института фундаментальных наук (Южная Корея) применила принципы обучения человеческого мозга, в частности, консолидации памяти, к моделям ИИ.

Синаптическая пластичность в гиппокампе имеет ключевое значение для преобразования кратковременных воспоминаний в долговременные. Важную роль в этом играет N-метил-D-аспарагиновый рецептор (NMDA-рецептор). Это постсинаптический ионный канал, который характеризуется нелинейной динамикой. Исследователи задались вопросом, может ли подобная нелинейность улучшить обучение нейронной сети — и ответили на этот вопрос утвердительно. Они обнаружили, что долговременную память модели глубокого обучения можно усилить путем имитации NMDA-рецептора.

Настройка параметров трансформера, отражающая работу действия NMDA-рецептора, привела к улучшению памяти в модели ИИ. Эта находка позволяет предположить, что процесс обучения искусственного интеллекта можно объяснить с помощью уже имеющихся знаний в области нейронаук.

Один из основных рисков, связанных с употреблением спиртного родителями, — фетальный алкогольный синдром (ФАС). Для него характерны неврологические нарушения, аномальные черты лица, низкий вес при рождении. Команда Майкла Голдинга из Техасского университета в экспериментах на мышах исследовала, насколько продолжительно влияние алкоголя на сперму.

Ранее исследователи показали, что у потомства самцов мышей, потребляющих алкоголь, возникают дефекты развития черепа, меняется гомеостаз глюкозы. Влияния на плодовитость самцов они не зафиксировали, но успешность экстракорпорального оплодотворения снизилась. Потребление алкоголя изменяет регуляцию путей окислительного стресса в сперме (в частности, повышается содержание микроРНК miR-30а и снижается уровень miR 142, что благоприятствует активации NRF2-управляемых генетических путей). Ученые предположили, что воздержание от алкоголя сгладит эпигенетические нарушения в сперматозоидах мышей, однако они сохранялись и через месяц. Также оставалась измененной функция митохондрий в теле придатка яичка (фактор, связанный с репродуктивным потенциалом). Причиной может быть продолжающийся окислительный стресс на фоне абстиненции. Следовательно, воздействие алкоголя на мужской организм намного длительнее, чем считалось.

Майкл Голдинг отметил, что для абстиненции не обязательно употребление алкоголя в дозах, которые считаются большими. «В моделях, которые мы используем, даже употребление трех-четырех бутылок пива после работы несколько дней в неделю может вызвать абстиненцию, когда такое поведение прекращается». Пары, планирующие беременность, должны знать, за какое время следует отказаться от спиртного. Для этого нужны дополнительные исследования, а пока что Голдинг оценивает это время для отцов в три месяца: «Мы знаем, что сперма вырабатывается в течение 60 дней, а процесс ее вывода занимает не менее одного месяца».

На встрече специалистов, работающих с нанопоровым секвенированием, в Хьюстоне 7 декабря старший вице-президент Oxford Nanopore по управлению продуктами и программами Розмари Синклер Докос и старший вице-президент по R&D Лакмал Джаясингхе представили новые улучшения в точности секвенирования ДНК. Это прежде всего достижение рекордного для нанопора показателя Q28 (99,8 %) средней точности для единичных молекул благодаря машинному обучению и улучшенным моделям. Самое длинное прочтение с точностью Q30 (99,9%) в наборе данных — 1,1 мегабазы. Команда подробно описала новый метод устранения ошибок в гомополимерных областях, который в сочетании с другими обновлениями платформы увеличил точность консенсуса человеческих последовательностей до Q50.

Дополнительные обновления платформы включают улучшения секвенирования РНК.

Поскольку Oxford Nanopore продолжает расширять круг пользователей на рынках клинических и промышленных приложений, команда поделилась новостями о линейке продуктов Q-Line для прикладных задач. Также объявлено о доступе к бета-версии TurBOT (автоматизированное решение для секвенирования образцов с интегрированным секвенатором MinION) — очередной этап сотрудничества с Tecan.

Управление по контролю качества продуктов и лекарств США (FDA)   одобрило первый в мире препарат, основанный на технологии CRISPR, против серповидноклеточной анемии — Касгеви (Casgevy, exa-cel) от компаний Vertex Pharmaceuticals и CRISPR Therapeutics. Препарат может назначаться пациентам 12 лет и старше. Первыми разрешили использование препарата регулирующие органы Великобритании. Вероятно, в Евросоюзе он будет одобрен в 2024 году. Ожидается, что к 30 марта FDA  вынесет решение по использованию экза-цела при бета-талассемии, еще одного наследственного заболевания крови.

В пятницу FDA также одобрило другой метод лечения серповидноклеточной анемии — генную терапию от Bluebird Bio под названием Лифгения (Lyfgenia) на основе лентивирусного вектора. В 2022 году была одобрена терапия Bluebird против бета-талассемии Зинтегло (Zyntenglo, beti-cel).

Пациенты, получавшие Касгеви или Лифгению, будут находиться под наблюдением в долгосрочном исследовании для оценки безопасности и эффективности.