Бактерия — защитница опухолей и другие новости недели

Коронавирус

1. Ученые из США попытались найти причину синдрома долгого ковида. Ранее в качестве причин были выдвинуты вирусная персистенция, хроническое воспаление, гиперкоагуляция и вегетативная дисфункция. Авторы статьи в Cell предполагают, что все четыре гипотезы объединяет низкий уровень серотонина. Интерферон I типа, выделяющийся при воспалении и вирусных инфекциях, снижает периферический уровень серотонина за счет уменьшения всасывания триптофана (предшественника серотонина) в кишечнике, гиперактивации тромбоцитов, тромбоцитопении и усиления моноаминоксидазы, разрушающей серотонин. Низкое содержание серотонина тормозит активность блуждающего нерва, что приводит к когнитивным нарушениям. Полученные результаты указывают на то, что восстановление уровня серотонина и триптофана может смягчить симптомы долгого ковида.

Онкология

2. Международная группа ученых разработала новую технологию детекции солидных опухолей. При резекции опухолей с флуоресцентной визуализацией хирурги ориентируются по интенсивности свечения. Однако при таком подходе страдает точность детекции. Авторы статьи, опубликованной в Nature Biomedical Engineering, предложили учитывать не интенсивность, а время жизни флуоресценции (ВЖФ, fluorescence lifetime, FLT). Когда мышам вводили индоцианин зеленый, оказалось, что ВЖФ в опухолевых тканях больше, чем в здоровых. После изучения человеческих раковых опухолей различных органов ученые заключили, что метод детекции, основанный на ВЖФ, позволяет с точностью 97% отличить злокачественную опухоль от доброкачественной. Теперь эффективность и безопасность метода должна быть проверена в клинических испытаниях. (Подробнее на PCR.NEWS.)

3. Американские ученые модифицировали технологию получения внеклеточных везикул, содержащих мРНК, для терапии онкозаболеваний. Ранее эта же группа исследователей разработала способ упаковки терапевтических мРНК во внеклеточные везикулы, но возникли сложности с таргетированием и получением везикул в количестве, достаточном для лечения людей. В новом исследовании они применили микрофлюидную электропорацию; сочетание нано- и миллисекундных импульсов привело к высвобождению большого числа внеклеточных везикул, содержащих мРНК интерферона-γ, со сверхэкспрессией CD64 на поверхности. (К CD64 присоединяются антитела для таргетной стыковки с лигандами CD71 и PD-L1, которых много на клетках глиобластомы.) При связывании везикул с опухолевыми клетками высвобождается мРНК и экспрессируется интерферон-γ, оказывающий противоопухолевое действие. Микроокружение опухоли изменяется, и глиобластома становится доступной для иммунной системы. Положительную динамику ученые наблюдали уже через 7 дней после введения препарата даже у резистентных к иммунотерапии мышей.

4. Авторы статьи в Cancer Cell обнаружили, что бактерия Lactobacillus iners, продуцирующая L-лактат, вызывает устойчивость опухолевых клеток к химиотерапии и лучевой терапии и ассоциируется со снижением выживаемости при раке шейки матки. Ученые предполагают, что лактат изменяет сигнальные пути, и раковые клетки вынуждены использовать его вместо глюкозы. Генетически сходные молочнокислые бактерии, обитающие в других органах, также ассоциируются с пониженной выживаемостью при раке толстой кишки, легких, головного мозга, шеи и кожи. Таким образом, молочнокислые бактерии могут стать потенциальной терапевтической мишенью при борьбе с онкозаболеваниями.

Медицинская генетика

5. Ученые из Германии исследовали, как мутация в гене PRDM16, кодирующем транскрипционный регулятор, приводит к сердечной недостаточности. Инактивация PRDM16 нарушает метаболизм глюкозы и жиров в кардиомиоцитах, вызывает окислительный стресс и деградацию IV комплекса митохондриальной дыхательной цепи. В результате на ранней стадии наблюдается гипоплазия сердца, а на поздней — гипертрофия со структурной дегенерацией. Примечательно, что гетерозиготные мыши-самки были больше подвержены сердечной недостаточности, чем гетерозиготные самцы: признаки кардиомиопатии проявились раньше и сильнее, чем у самцов. Эти различия подтверждают, что метаболизм мужского и женского сердца устроен по-разному. Тестирование на мутацию в PRDM16 может помочь кардиологам выяснить причину заболевания сердца.

6. Большая группа ученых из разных стран провела полногеномный поиск ассоциаций (GWAS) у людей с аневризмой брюшной аорты (АБА). Было исследовано более 1,1 миллиона человек. Авторы подтвердили значимость 24 ранее выявленных локусов риска и обнаружили еще 97 новых локусов. Особое внимание исследователей привлек ген PCSK9, кодирующий пропротеиновую конвертазу субтилизин/кексин 9, которая способствует деградации рецепторов к ЛПНП, накоплению липидов в крови и возможному развитию АБА. Терапия ингибиторами пропротеиновой конвертазы получила генетическую основу и была подтверждена на мышиной модели.

Геном осьминога

7. Обыкновенный осьминог (Octopus vulgaris) не только удивительное животное, но и популярная модель для нейробиологических исследований. Однако до сих пор не было создано ни одной хромосомной сборки генома этого вида. Ученые из разных стран Европы отсеквенировали и, сравнивая полученные последовательности с геномами других головоногих моллюсков, собрали геном O.vulgaris. Конечная сборка содержит 2,8 миллиардов пар оснований, из которых 99,34% укладывается в 30 хромосом. Полный геном поможет лучше понять особенности O. vulgaris и эволюции всего таксона осьминогов.

Древняя ДНК

8. Ученые из Женевского университета (Швейцария) проанализировали распределение в геноме современного человека некоторых генов, полученных от неандертальцев. Исчезновение неандертальцев не было мгновенным, какое-то время два вида жили рядом, и около 2% геномов современных евразийцев унаследованы от неандертальцев. При этом в азиатских популяциях гены неандертальцев представлены шире, чем в европейских. Статистический анализ показал, что так было не всегда: геномы палеолитических охотников-собирателей, живших в Европе, имели больший процент ДНК неандертальцев, чем геномы людей, живших в Азии. Эти данные согласуются с тем, что дальше Алтая останки неандертальцев обнаружены не были. С переходом к земледельческому образу жизни (от 10 до 5 тыс. лет назад) доля неандертальских генов в европейской популяции становится несколько ниже, чем в Азии. Авторы предполагают, что это связано с прибытием земледельцев из Анатолии и Эгейского региона Турции, которые несли меньше генов неандертальцев и еще больше «разбавили» неандертальскую ДНК.

Криминалистика

9. Судебно-медицинским экспертам бывает сложно установить, след какой именно биологической жидкости обнаружен на месте преступления. Китайские ученые предлагают использовать для этого анализ мРНК и микроРНК методом ПЦР в реальном времени. Они создали праймеры для мРНК и микроРНК, специфичных для периферической и менструальной крови, спермы, слюны и вагинального секрета. Для каждой жидкости получился свой профиль экспрессии. Точность идентификации составила 100%. Авторы надеются, что эта система может стать золотым стандартом при определении типа биологической жидкости.

Болезнь Альцгеймера

10. До сих пор оставалось неясным, почему болезнь Альцгеймера чаще поражает женщин и тяжелее у них протекает. Известно, что снижение холинергического сигналинга ассоциировано с повышенным накоплением β-амилоида. Ученые из Канады и Японии предположили, что именно половые гормоны определяют связь холинергической системы и амилоидов и способствуют половому диморфизму заболевания. На специальной мышиной линии у молодых самцов была обнаружена обратная зависимость между холинергическим сигналингом и накоплением β-амилоида, а у самок нет — эстрадиол разобщает эту связь. У пожилых женщин из-за снижения выработки эстрадиола выявляется та же обратная зависимость, что у самцов-мышей. У мышей-самок с удаленными яичниками, получающих эстрадиол, связь была также нарушена. Авторы предлагают подавлять синтез эстрадиола у животных в доклинических исследованиях, чтобы лучше отразить состояние женщин после менопаузы.

Антибиотикорезистентность

11. Международная группа ученых подтвердила, что штаммы E.coli с множественной лекарственной устойчивостью (МЛУ) способны вытеснять из кишечника штаммы без устойчивости даже не на фоне лечения антибиотиками. При изучении метаболизма штаммов с МЛУ выявились изменения в углеродном обмене, а пангеномный анализ показал, что у них также увеличено число генов углеводного метаболизма. Получается, что штаммы с МЛУ независимо от селективного давления антибиотиков имеют конкурентное преимущество перед штаммами, лишенных устойчивости. (Подробнее на PCR.NEWS.)

Нейробиология

12. Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего выяснили, почему одни нейроны кортикоспинального тракта способны регенерировать после травмы, а другие нет. Для этого у мышей с повреждением нейронов спинного мозга стимулировали регенерацию. Ожидаемо, восстановилась только часть клеток. С помощью секвенирования РНК единичных клеток ученые оценили экспрессию генов в более чем 300 регенерирующих и нерегенерирующих нейронах. Выяснилось, что восстановленные нейроны имеют похожий паттерн экспрессии. Этот паттерн лег в основу алгоритма, способного предсказать, регенерирует нейрон после травмы или нет. Алгоритм протестировали на открытой базе данных single-cell секвенирования РНК, и он успешно предсказал возможности регенерации нейронов. Однако авторы подчеркивают, что пока этот алгоритм стоит использовать только как исследовательский инструмент. Для его применения в практической регенеративной медицине еще предстоит много работы.

Офтальмология

13. Авторы статьи в Cell исследовали протеом глазной жидкости, установили происхождение отдельных белков и их возможные связи с патологиями. У пациентов с диабетической ретинопатией, пигментным ретинитом и увеитом брали небольшое количество жидкости из передней камеры глаза (за роговицей, перед хрусталиком). Биоптаты исследовали с помощью протеомного анализа и транскриптомики единичных клеток. Ученые выяснили клеточное происхождение 5953 белков и нашли белковые маркеры даже для отдельных типов клеток сетчатки. Используя биоптаты здоровых людей, авторы обучили ИИ предсказывать возраст пациента на основании белкового состава. У людей с больными глазами белковый состав указывал на более старший возраст — глаз «старел быстрее». Некоторые клетки демонстрировали ускоренное старение еще до появления симптомов. Возможно, эта модель ИИ сможет выявлять молекулярные признаки офтальмологических заболеваний на самых ранних стадиях.

Вакцины

14. В Китае оценили иммуногенность и безопасность нонавалентной вакцины против папилломавируса человека (ВПЧ 6/11/16/18/31/33/45/52/58 ) — Cecolin 9, которую производит E. coli. В испытании приняло участие 627 здоровых женщин в возрасте от 18 до 45 лет. Они получили три дозы по 1 мл (270 мкг) вакцины или плацебо в течение шести месяцев. На седьмой месяц ученые провели оценку сероконверсии (выработки специфических антител). В опытной группе только у двух участниц не было антител против типов ВПЧ-11, у одной — против ВПЧ-52. Частота побочных реакций в опытной группе и плацебо составила 80,8% и 72,9% соответственно, но реакции были кратковременными, и женщины легко переносили их. Результаты говорят о том, что Cecolin 9 безопасно и эффективно защищает женщин от девяти типов ВПЧ, но необходимы дальнейшие испытания в других популяциях. Сейчас доступны шесть вакцин против онкогенных папилломавирусов, но только «Гардасил» включает антигены к девяти подтипам, а она из-за высокой стоимости и недостаточного предложения малодоступна жителям стран с низким и средним уровнем дохода, подчеркивают авторы.