Инструкция по синтезу каннабиноидов и другие новости недели

«Воскрешенные» органы мертвых свиней, искусственные эмбрионы мыши из искусственной матки, новые подходы к терапии ожирения и другие новости — в этом обзоре.

Художник
Наталья Дюкова

Технологии

1. В 2019 году команда доктора Ненада Сестана, профессора Йельского университета (США) восстановила кровообращение и клеточные функции в мозге свиньи через несколько часов после смерти с помощью системы BrainEx. На этой неделе ученые вновь удивили мир: они разработали систему OrganEx, которая качает специальный перфузат через все тело. OrganEx восстанавливал клеточные функции в органах мертвой свиньи намного успешнее, чем существующие аппараты ЭКМО. Медицинские специалисты уже рассуждают о потенциальном применении OrganEx в трансплантологии и реаниматологии. Подробнее — на PCR.NEWS.

2. Израильские ученые смогли обеспечить развитие искусственных эмбрионов мыши в специальном биореакторе. Они использовали наивные эмбриональные стволовые клетки. В них индуцировали временную экспрессию факторов, направляющих клетки по пути образования трофэктодермы или эндодермы. Затем в течение четырех дней культивировали клеточную массу, содержащую три типа стволовых клеток: наивные, трофэктодермальные и эндодермальные. За это время клетки самоорганизовывались клеточные цилиндры, после чего их помещали в специальный биореактор. В биореакторе выполнялась гаструляция, формировалась продольная ось симметрии и закладывались предшественники органов, соответствующие эмбриону в возрасте 8,5 дней, в том числе сокращающееся сердце. К сожалению, на четвертый день в теле эмбрионов появлялись аномалии.

3. Большинство диагностических методов на основе CRISPR-Cas систем требуют предварительной амплификации целевой последовательности. Группа ученых из Германии, Великобритании и США разработали новый протокол, который позволяет обнаружить РНК-мишень без амплификации. Они совместили CRISPR-реакцию с иммуноферментным анализом. В анализируемую смесь добавляется нуклеаза Cas13 и последовательность-маркер, состоящая из двух частей. После этого смесь заливают в лунку, на дне которой закреплены антитела, и после недолго инкубации промывают ее. Важно, что на этой стадии антитело захватывает маркер, взаимодействуя строго с одной из его частей. Затем в лунку добавляют нанофермент, который закрепляется на свободной части маркера и способствует изменению цвета раствора за счет ферментативной реакции. Если в смеси была целевая РНК, то Cas-белок разрежет маркер, а нанофермент не сможет закрепиться в лунке и катализировать изменение окраски. Новый метод позволяет детектировать некодирующие РНК. Исследователи протестировали его на образцах от пациентов с острым инфарктом миокарда и раком предстательной железы.

Метаболизм

4. Китайские ученые опубликовали в Nature огромную работу по исследованию регуляции холестеринового обмена, выполненную на клетках и мышах. Они описали, как ингибирование рецептора ASGR1 в гепатоцитах приводит к выведению холестерина из организма и снижению общей концентрации липидов. Оказывается, отключение рецептора активирует киназу AMPK, которая останавливает деградацию белка LXRα и подавляет синтез белка SREBP1. Белок LXRα способствует выведению холестерина с фекалиями, а устранение SREBP1 останавливает липогенез. Наконец, авторы предложили терапевтическое антитело против рецептора ASGR1, которое поможет устранить ожирение и снизить уровень холестерина в организме.

Генная терапия

5. Белок мионектин (FAM132b) связывает скелетные мышцы с липидным обменом. Мутации в его гене связаны с развитием ожирения. Ученые из Шанхая разработали аденоассоциированный вектор для оверэкспрессии FAM132b с двумя заменами, A136T и P159A. Эти замены повышают аффинность мионектина к инсулину и комплексу рецепторов инсулина. Ученые провели оптимизацию кодонов и ввели вектор с модифицированным геном FAM132b мышам, получающим высокожировую диету. Это привело к улучшению гомеостаза глюкозы и предотвратило ожирение.

6. Редакторы оснований рассматриваются как потенциальные терапевтические инструменты, однако пока не решен вопрос с их введением в организм. Аденоассоциированные векторы хорошо зарекомендовали себя в доставке генетического материала в клетки организма, однако их вместимость слишком мала, чтобы полноценно переносить ныне существующие редакторы адениновых оснований. В Nature Chemical Biology исследователи из Южной Кореи опубликовали статью о разработке миниатюрного редактора адениновых оснований. Их конструкция успешно помещается в капсид аденоассоциированного вируса и открывает новые возможности для доставки генотерапевтических препаратов.

Биотехнология растений

7. Ученые из Канады исследовали трихомы у растений рода Cannabis. В трихомах образуются каннабиноиды. Эти соединения токсичны для самого растения, и до сих пор не были ясны клеточные механизмы, которые позволяют их синтезировать и хранить. Оказалось, что специализированные клетки трихом образуют поляризованный синцитий. Последний фермент в метаболической цепочке каннабиноидов расположен на клеточной стенке и обращен своим активным доменом наружу, в полость для внеклеточного хранения веществ. По заверению авторов, результаты их работы будут полезны для модификации стратегий биотехнологического производства каннабиноидов.

Рак мозга

8. В Западном полушарии продолжаются активные исследования опухолей головного мозга. Рецептор EGFR считается первичным онкогеном при глиобластоме. Ученые из США установили, что функцию рецептора можно регулировать с помощью лигандов. Статья опубликована в Nature Cell Biology. В экспериментах на мышах и клетках выяснилось, что активированный с помощью лиганда рецептор неожиданно уменьшал степень инвазии опухолевых клеток. Более того, анализ данных по глиобластоме из атласа ракового генома показал, что повышенная концентрация лигандов EGFR коррелирует с положительным клиническим прогнозом, а их пониженное содержание — с негативным.

9. В Восточном полушарии Земли группа ученых из Италии нашла новую терапевтическую мишень для лечения мультиформной глиобластомы. Работа опубликована в Nature Communications Biology. Они идентифицировали убиквинтинлигазу Praja2 как ключевой компонент, регулирующий рост и метаболизм опухолевых клеток. В опытах на клетках авторы выяснили, что Praja2 способствует уничтожению белка KSR2, который в норме участвует в поддержании окислительного метаболизма клетки. На мышиных моделях ученые проверили терапевтический эффект от малых интерферирующих РНК (siRNA), нацеленных на Praja2, вводя их в мозг с помощью наночастиц. Попадая в мозг, siRNA ингибировали трансляцию Praja2 и предотвращали деградацию KSR2. Как следствие, размер опухоли уменьшался, а общая выживаемость мышей увеличивалась.

Диагностика

10. Международная команда ученых нашла новый маркер для предсказания развития закупорки венозных сосудов у больных COVID-19. Исследование опубликовано в Journal of the American Heart Association. В результате анализа данных по 1 960 пациентов авторы пришли к выводу, что повышенные концентрации белка suPAR в плазме могут быть маркером повышенного риска тромбообразования. При этом ассоциации не зависели от уровней уже известного маркера тромбов — D-димера. Ученые применили к своим данным модель машинного обучения и смогли предсказать закупорку вен со специфичностью 95%. По их мнению, результаты работы будут очень полезны в стратификации госпитализированных пациентов с COVID-19.

11. Простазин — это мембранный белок, присутствующий в большинстве тканей человека. Он участвует в регуляции натриевых каналов. Ранее были найдены ассоциации между концентрацией простазина в крови и нарушениями глюкозного обмена, связанными с опухолью. Шведские ученые провели масштабное исследование, охватившее 4 658 пациентов, и обнаружили взаимосвязь между уровнем этого белка и риском развития диабета. Кроме этого, исследователи заметили, что смертность от рака также коррелирует с количеством простазина в крови. Результаты работы опубликованы в Diabetologia.

12. Ученые из Университета штата Пенсильвания (США) рассказали о создании устройства для тестирования на коронавирус в домашних условиях. Их изобретение представляет собой прибор, который самостоятельно проводит все этапы LAMP-реакции с обратной транскрипцией и передает данные на смартфон. В качестве биоматериала используется слюна. Подобный тест, по заверению ученых, будет на 30% чувствительнее к вирусу, чем существующие антигенные тесты. Статья опубликована в ACS Sensors.

Новости компаний

13. В этот вторник компания Exact Science, мировой лидер по диагностике рака, объявила о коллаборации с командой West German Study Group, которая занимается клиническими исследовании в области рака молочной железы. Совместный проект получил название ADAPT Triad. В рамках этого проекта будет проведено широкомасштабное исследование по определению рецидивов HR+ HER2- рака молочной железы с использованием жидкостной биопсии. На данный момент о рецидиве солидных опухолей можно узнать только в том случае, если опухоль достаточно большая для радиографии или пальпации. Exact Science предлагает более чувствительную диагностику, используя в качестве маркеров циркулирующие опухолевые ДНК в крови пациентов. В исследовании ADAPT Triad примут участие около 3000 немецких пациентов.

14. В тот же день компания Amprion анонсировала сотрудничество с Клиникой Майо. Организации проведут совместное испытание теста на быстро прогрессирующую деменцию SynTap Biomarker. Методика основана на детекции агрегатов альфа-синуклеина, которые образуются при болезни Паркинсона, деменции с тельцами Леви и других патологиях. В рамках проекта планируется собрать около 200 образцов спинномозговой жидкости пациентов.

Добавить в избранное

Вам будет интересно