Коротко

На сайте «Молекулярной диагностики 2023» опубликована полная программа конференции: со всеми секциями, круглыми столами и пленарными заседаниями. Приглашаем изучить ее уже сейчас, чтобы выбрать самое интересное для вас и заранее спланировать свое посещение мероприятия.

На MDx23 будет обсуждаться диагностика моногенных заболеваний, которая в текущем году в России вышла на новый уровень благодаря национальной программе неонатального скрининга. Не теряют актуальности диагностика туберкулеза, борьба с ВИЧ, молекулярная онкодиагностика. Планируется круглый стол по неинвазивному пренатальному тестированию (NIPT). Отдельная секция будет посвящена вопросам палеогномики России. Наконец, впервые будет организована секция, посвященная Дню геномной селекции в животноводстве KSIDAY 2023.

ЗАРЕГИСТРИРОВАТЬСЯ

Носимое устройство поможет выявить маниакальные и депрессивные эпизоды у людей с биполярным расстройством. Доклад на эту тему сделали ученые из Барселоны на 36-м Конгрессе Европейского колледжа нейропсихофармакологии, прошедшем 7–10 октября 2023 года.

При биполярном расстройстве происходят скачки настроения, уровня энергии и активности, а также концентрации. Это мешает человеку жить нормальной жизнью и общаться с другими людьми. В настоящее время диагноз ставится на основании субъективных ощущений человека с помощью интервью и опросников. Важно найти объективные критерии для диагностики и оценки эффективности лечения.

Ученые надели на 38 пациентов с биполярным расстройством и на 19 контролей устройство, которое непрерывно собирало физиологические биомаркеры, такие как изменение проводимости кожи. Во время депрессивной фазы электрическая активность кожи снижалась, при переходе в маниакальную фазу показатели менялись, и эти изменения можно фиксировать. Это только предварительное исследование, но авторы называют результаты «обнадеживающими».

С увеличением доли пожилого населения растет также интерес к ранней диагностике гериатрических заболеваний. Одним из индикаторов может служить уровень глутамина в крови и клетках — ученые обнаружили, что его концентрация значительно изменяется при таких заболеваниях, как рак, диабет и деменция. Для измерения уровня глутамина в крови корейские исследователи создали белковый сенсор, который позволит быстро и недорого измерять концентрации этого соединения в различных образцах.

Точная оценка концентрации глутамина затруднена из-за ограничений традиционных методов. В качестве альтернативы ученые предлагают использовать сенсор, состоящий из отдельных доменов глутаминсвязывающего белка. Принцип работы такого сенсора, названного Q-SHINE, основан на индуцированной лигандом димеризации. Система также содержала флуоресцентный или биолюминесцентный репортер (mCherry или нанолюциферазу). Он был разделен на два домена — это обеспечивало его функциональность только в случае димеризации глутаминсвязывающего белка.

Флуоресцентный сенсор глутамина продемонстрировал высокую чувствительность в диапазоне концентраций от сотен мкМ до мМ, что свидетельствует о его пригодности для измерения физиологических уровней глутамина (они обычно составляют 200–1400 мкМ в крови или раковых клетках и 1–3 мМ в тканях мозга). Сенсор тестировали также на биологических образцах — плазме крови или клетках, где он подтвердил свою эффективность. Q-SHINE позволяет напрямую определять содержание глутамина в биологических жидкостях — его чувствительность сопоставима со стандартными методами, а специфичность выше. Основанный на люциферазе вариант, подчеркивают исследователи, пригоден для измерения кинетики глутамина в живых клетках в режиме реального времени. Авторы заключают, что разработанный ими сенсор будет способствовать дальнейшему изучению метаболизма глутамина, в том числе в контексте различных заболеваний.

Для диагностики рака простаты важны точные малоинвазивные тесты, которых в настоящее время недостает. В клинической практике для скрининга этого вида рака используют анализ крови на простатспецифический антиген (ПСА). У этого теста высокая прогностическая ценность отрицательного результата (NPV 85%), однако низкая специфичность для высокозлокачественного рака (третья и выше группа по Глисону, GG ≥ 3). Канадские ученые предложили использовать в качестве альтернативного метода диагностики биомаркеры внеклеточных везикул — ранее исследователи из Японии уже разработали метод диагностики рака яичников по внеклеточным везикулам. 

Авторы исследования, опубликованного в Cancer Medicine, проанализировали результаты биопсии и состав внеклеточных везикул в крови у 415 мужчин. У 157 участников исследования (38%) биопсия была отрицательной, у 258 (62%) был выявлен рак простаты, причем 73 случая (18%) классифицировались как рак третьей и выше группы (GG ≥ 3). С помощью созданной ранее платформы машинного обучения EVMAP авторы проанализировали внеклеточные везикулы в плазме крови испытуемых. Алгоритм исследования включал оценку уровня трех везикулярных биомаркеров рака простаты,  анализ полученных данных с помощью EVMAP для создания прогностических моделей и логистическую регрессию, с помощью которой по этим моделям оценивали вероятность рака простаты GG ≥ 3.

Производство кормов для животных использует большие количества мяса, а животноводство, как хорошо известно, неблагоприятно воздействует на окружающую среду. Эндрю Найт из университета Гриффита (Канада) оценил, какие положительные последствия (снижение эмиссии парниковых газов, расхода пресной воды и т.п.) мог бы иметь перевод домашних кошек и собак на питательно полноценную диету, не содержащую мяса, яиц и молочных продуктов.

Найт использовал данные о популяциях собак и кошек за 2020 год для США и за 2018 год — для всего мира (и эти данные, по его мнению, занижены). Согласно его подсчетам, кошки и собаки США съедают около одной пятой от общего количества мяса сельхозживотных, потребляемого в стране (собаки — 17,7%, кошки — 2,3%); домашние питомцы всего мира — около одной десятой от мирового потребления (собаки — 7,7%, кошки — 1,2%). Перевод собак и кошек на веганскую диету в США спасет почти 2 млрд сельхозживотных, во всем мире — 7 млрд. Также предполагается значительное сокращение выбросов парниковых газов, использования биоцидов и других загрязняющих веществ. Веганский рацион для всех собак в мире может высвободить из-под пастбищ территорию больше Саудовской Аравии, для кошек — больше Германии. (Эффект от перехода всех людей на веганскую диету был бы еще значительнее, признает Найт.) Однако важно, чтобы люди приобретали только веганские корма, маркированные как полноценные и производимые компаниями с высокими стандартами.

Лауреатами Нобелевской премии по химии в 2023 году стали Мунги Бавенди, Луис Брюс и Алексей Екимов — «за открытие и синтез квантовых точек». Помимо применения в дисплеях и светодиодных лампах, квантовые точки также получают распространение в медицине и биологии. Например, с их помощью можно визуализировать биомолекулы и окрашивать опухолевые ткани в ходе хирургической операции.

Экспрессия генов с плазмидной ДНК после трансфекции, как правило, носит временный характер. Механизм, который ее прекращает, пока не был точно установлен, однако недавно ученые описали новый компартмент в клетках млекопитающих, который содержит внехромосомную ДНК. Они показали, что ДНК, попадающая в клетки, быстро окружается двойной мембраной в цитоплазме — полученный контейнер хранится в клетке несколько циклов деления.

Эксклюсома — так авторы назвали новый компартмент — содержит в оболочке белки эндоплазматического ретикулума (ЭПР), а также белки внутренней ядерной мембраны Lap2β и эмерин. Исследователи предположили, что упаковка внехромосомной ДНК в эксклюсомы происходит при участии ЭПР (об этом говорит наличие белков ЭПР в ее мембране и контакты эксклюсом с ЭПР), однако сама оболочка сильно напоминает ядерную. Отличие состоит в отсутствии рецептора ламина B и ядерного порового комплекса. Однако, несмотря на отсутствие ядерных пор, обмен между эксклюсомой и цитоплазмой остается возможен — это обеспечивается фенестрациями мембраны.

Важную роль в формировании эксклюсомы играет белок эмерин. Ученые подтвердили это при помощи оверэкспрессии LEM-домена, который участвует в связывании эмерина с BAF (ДНК-связывающий белок). Такая оверэкспрессия препятствовала связыванию полноразмерного эмерина с его мишенью; оказалось, что это ограничило образование эксклюсом. Каким именно образом клетки различают внехромосомную ДНК и хромосомы, исследователи пока не выяснили. Сама способность клеток к упаковке плазмид в эксклюсомы (последние также могут содержать кольцевую ДНК, происходящую из теломер) говорит о существовании сложных механизмов, защищающих клетки млекопитающих от экзогенной ДНК. Авторы работы рассчитывают, что дальнейшие исследования раскроют детали работы этого механизма, его эволюционный путь и то, как он координируется с теми системами иммунитета, которые возникли благодаря многоклеточности.

Естественное, но не искусственное освещение помогает контролировать течение и предотвращать развитие диабета 2 типа. Доклад на эту тему был сделан на ежегодной встрече Европейской ассоциации по изучению диабета в Гамбурге, Германия (2–6 октября 2023 года). Авторы доклада, ученые из Нидерландов и Швейцарии, связывают рост метаболических заболеваний (включая диабет) с рассогласованием между внутренними циркадными часами и образом жизни современного человека. Они хотели проверить, сможет ли естественное освещение улучшить уровень сахара в крови у людей с диабетом, а также повлиять на их метаболизм.

Тринадцать участников (средний возраст 70 лет) поселили в исследовательском центре, чтобы контролировать условия их жизни. Часть из них с 8 утра до 5 вечера подвергалась воздействию естественного освещения из окон в течение 4,5 дней, другая часть — воздействию искусственного освещения. Через четыре недели эксперимент повторяли с другими условиями. Вечер проводился при слабом освещении, ночь — в темноте. Диета была стандартной. Уровень сахара в крови измеряли постоянно. На четвертый день определяли и другие параметры, в том числе дыхательный коэффициент, который помогает определить, жиры или углеводы используются в качестве источника энергии. На пятый день делали биопсию мышечной ткани для определения экспрессии циркадных генов.

При естественном освещении уровень сахара в крови оставался в пределах нормальных значений дольше. Организм участников также быстрее переключался с использования углеводов на использование жиров. А гены, контролирующие циркадные ритмы (Per1 и Cry1), были более активными. Таким образом, авторы подтвердили пользу естественного освещения для метаболизма. Они планируют определить, сколько времени нужно проводить на улице, чтобы компенсировать работу в офисе при искусственном освещении.

Многие домашние собаки страдают от воспалительных кишечных заболеваний, которые сопровождаются рвотой, метеоризмом, снижением аппетита и потерей веса. Эти заболевания, очевидно, ассоциированы с дисбактериозом кишечника, а существующие пищевые добавки не всегда эффективны. Ученые из Университета штата Орегон и Карлсоновского колледжа ветеринарной медицины идентифицировали новый штамм, который может стать пробиотиком для собак.

Исследователи взяли желудочно-кишечный материал от мертвого волка, сбитого машиной, и получили 20 изолятов кишечных бактерий, которые, как показали предварительные генетические анализы, обладают пробиотическими свойствами. Филогенетическую принадлежность определяли с помощью секвенирования генов 16S рРНК. Авторы также сделали полногеномное секвенирование штамма Paenibacillus sp., который обозначили как ClWae2A. У этой бактерии имеются гены ферментов, которые могут расщеплять крахмал (компонент рациона домашних собак, который плохо переваривается и отрицательно влияет на микробное сообщество). Кроме того, у нее есть генные системы, экспрессирующие соединения с антимикробным эффектом, и она действительно подавляет рост патогенных Staphylococcus aureus, а также Escherichia coli и Micrococcus luteus.

Авторы считают, что найденный штамм может стать пробиотиком для домашних животных, и планируют провести полногеномное секвенирование еще четырех или пяти видов бактерий из ЖКТ волка. Они подчеркивают, что пробиотики следует искать в кишечниках диких волков, поскольку рацион волков в неволе неоптимален, как и у собак.

«Санкт-Петербургский институт вакцин и сывороток ФМБА России готов увеличить выпуск вакцины “Конвасэл” в три раза, до трех миллионов доз в месяц, уже в ноябре текущего года. Это позволит полностью обеспечить потребность системы здравоохранения и вовремя провести вакцинацию пациентов в группах риска», — заявил исполняющий обязанности директор ФГУП СПбНИИВС ФМБА России Евгений Маковский.

Вакцина «Конвасэл» содержит большие фрагменты нуклеокапсидного (N) белка SARS-CoV-2. Она зарегистрирована в марте 2022 года (подробнее на PCR.NEWS). Это первая в мире зарегистрированная вакцина, основанная на N-белке, сообщается в пресс-релизе; она применяется одноразово для взрослых (от 18 лет). Так как N-белок является внутренним, мутации в нем накапливаются медленнее, чем в поверхностном S-белке, что гарантирует эффективность против различных штаммов коронавируса.

Вакцина «Конвасэл» производится Санкт-Петербургским институтом вакцин и сывороток ФМБА России по технологии полного цикла.

Подготовлено по пресс-релизу ФМБА