Искусственная почка с человеческими клетками и другие новости недели

Трансплантация органов

1. Авторы опубликованной в Nature Communica t ions работы заявили о создании искусственной почки, пригодной для трансплантации. Имплантируемый биореактор, функционально заменяющий почку, содержит эпителиальные клетки почки, которые защищены от иммунной системы реципиента силиконовой мембраной с нанопорами. Биореактор был опробован на свиньях, причем в течение семи дней животные не получали антикоагулянтов или иммуносупрессоров. По истечении этого времени находящиеся внутри реактора клетки почки более чем на 90% сохранили жизнеспособность и функциональность.

Подробнее — на PCR.NEWS

Эпигенетика

2. Международный коллектив ученых исследовал, как курение отцов влияет на паттерны метилирования РНК у детей. Результаты работы опубликованы в Clinical Epigenetics. Авторы работы проведли полногеномный поиск ассоциаций среди 875 людей, чьи отцы никогда не курили или, наоборот, начали курить до зачатия детей. У части участников исследования отцы начали курить в возрасте менее 15 лет. Оказалось, что курение, особенно в подростковом возрасте, существенно сказывается на паттернах метилирования ДНК детей курильщиков. Ученым удалось выявить 19 сайтам метилирования в 14 генов, статус метилирования которых у детей некурящих отцов и детей курильщиков отличался.

Подробнее — на PCR.NEWS

Генетика

3. Авторы нового исследования, вышедшего в eLife, изучили функции фермента UBA5, задействованного в одной из посттрансляционных модификаций белков — УФМилировании. Известно, что патогенные варианты гена UBA5 приводят к ранней энцефалопатии, отклонениям в моторике, отставании в развитии и когнитивным нарушениям. Чтобы изучить, как UBA5 влияет на развитие, исследователи получили дрозофил, экспрессирующих варианты человеческого UBA5. Экспрессируя разные патогенные аллели, ученые установили, что тяжесть наблюдаемых отклонений напрямую коррелирует с нарушениями в УФМилировании на молекулярном уровне.

Молекулярная диагностика

4. Американские ученые создали платформу для жидкостной биопсии, основанную на профиле РНК (в том числе и некодирующих) в крови пациента. Исследователи показали, что кровь онкологических больных содержит большое количество внеклеточной РНК, считанной с мобильных элементов. Используя данные о транскипции разнообразных мобильных элементов, авторы разработки установили, что при раке поджелудочной железы специфические элементы группы Alu особенно многочисленны. Другие виды рака имеют свои собственные профили внеклеточных РНК, которые могут быть использованы как диагностические биомаркеры.

5. Авторы публикации в Nature Aging разработали новый двухшаговый подход к диагностике болезни Альцгеймера. Исходно пациентов с легкими когнитивными нарушениями обследуют на p-tau217 и APOE ε4-статус по биомаркерам в крови, определяя риск наличия амилоидных (Aβ) бляшек. Во внимание также принимается возраст пациента. На первом этапе нового метода пациентов обследуют с помощью ПЭТ для определения Aβ-статуса и делят по его выраженности на три группы. На втором этапе обследуют только пациентов средней группы по наличию Aβ42/Aβ40. Благодаря такому подходу возможно сократить число пациентов, которым необходимо пройти ПЭТ и спинномозговую пункцию для диагностики болезни Альцгеймера.

Вакцины

6. Американские исследователи предложили вакцину от лейшманиоза, основанную на мутантной лейшмании. Они удалили у Leishmania major дикого типа обе копии гена centrin. Мутантная лейшмания не вызывает заболевания, однако стимулирует мощный иммунный ответ, основанный на продукции интерферона γ (IFN-γ). Чтобы понять, почему живая аттенуированная вакцина на основе мутантной лейшмании работает таким образом, авторы с помощью масс-спектрометрии отследили метаболомные изменения, происходящие с мутантной лейшманией и лейшманией дикого типа после заражения. Выяснилось, что мутантная лейшмания отличается от дикого типа метаболизмом триптофана: она использует триптофан для синтеза мелатонина, который стимулирует фактор некроза опухоли, и снижает уровень кинуренина (продукт метаболизма триптофана). Лейшмании дикого типа, напротив, продуцируют кинуренин, обладающий противовоспалительным действием.

Онкология

7. Авторы опубликованного в Science Translational Medicine исследования заявили о создании универсальной CAR-T-терапии против гематологических опухолей, мишенью в которой служит панлейкоцитарный маркер CD45. Чтобы CAR-T, нацеленные против CD45, не уничтожили здоровые клетки организма и друг друга, ученые внесли в их CD45 мутацию, делающую этот белок нераспознаваемым для других CAR-T-клеток. Редактированию эпитопов подвергались и гемопоэтические стволовые клетки. На образцах от пациентов исследователи показали, что такие модифицированные анти-CD45 CAR-T-клетки могут быть использованы в терапии B-клеточных лимфом, острого T-клеточного лейкоза и острого миелоидного лейкоза.

8. Исследователи из Китая и Швеции установили, что пищевые добавки, содержащие антиоксиданты, могут ускорить рост опухоли и метастазирование, так как способствуют ангиогенезу. Результаты исследования опубликованы в The Journal of Clinical Investigation. Ученые показали, что транскрипционный фактор BACH1 чувствителен к редокс-статусу и контролирует экспрессию ряда генов, участвующих в ангиогенезе — повышенная экспрессия BACH1 усиливает ангиогенез, кроме того, уровень BACH1 повышается при гипоксии и под действием антиоксидантов.

Иммунология

9. Британские ученые обнаружили в тимусе эпителиальные стволовые клетки и изучили их функции. Хотя тимус уменьшается в размерах с возрастом, известна способность этого органа к регенерации. Описав кортикальную и медуллярную зоны тимуса с разрешением в одну клетку, исследователи выявили особые популяции эпителиальных клеток, имеющих свойства стволовых и похожих на аналогичные по функциям клетки в обновляющемся эпидермисе. Стволовые клетки тимуса отличаются от других клеток по транскриптомному профилю и фенотипу и могут давать начало нескольким типам клеток, происхождение которых раньше было изучено слабо. Ученые описали зоны стволовых клеток в кортексе и медуллярной зоне и продемонстрировали, что эти клетки способны клональной экспансии и самоорганизации.

Антибиотики

10. Мишенью антибиотика рифампицина является бактериальная РНК-полимераза, и многие бактерии приобрели мутации в сайте связывания этого антибиотика, обеспечивающие их устойчивость. Такие мутации поддерживаются отбором. Американские ученые провели скрининг 760 мутантов E. coli с единичной мутацией в сайте связывания рифампицина и опубликовали результаты исследования в Nature. Они показали, что мутации, которые увеличивают время связывания антибиотика с белком, превращают рифампицин из бактериостатика в бактерицидный агент, индуцируя образование разрывов в ДНК при ее репликации. Некоторые мутации в сайте связывания увеличивают скорость движения РНК-полимеразы, из-за чего в клетке истощается пул нуклеотидов и меняется устойчивость к антибиотикам. Клетки с такими мутациями хорошо растут при низкой температуре.

11. В кишечнике человека может обитать устойчивая к карбапенему бактериальная микрофлора семейства Enterobacteriaceae (CRE), которая нередко становится причиной инфекцйи. Авторы вышедшей в Nature Communications статьи показали, что вызванное приемом антибиотиков сокращение кишечной микрофлоры приводит к избытку питательных веществ, а количество соединений, ингибирующих рост бактерий, при этом сокращается. Это и приводит к размножению CRE. CRE может использовать оставшиеся после приема антибиотика питательные вещества как источники углерода и азота. Авторы заключают, что уничтожение комменсальных кишечных бактерий с помощью антибиотиков облегчает колонизацию кишечника CRE.

Генная терапия

12. Новое исследование, опубликованное в EMBO Molecular Medicine, показало, что остановить прогрессию потери слуха и дегенерацию сетчатки при болезни Норри (X-сцепленное наследственное заболевание, обусловленное мутацией в гене NDP) можно с помощью генной терапии. Авторы работы смоделировали болезнь Норри на мышах, доставив им кДНК человеческого гена NDP в составе частиц аденоассоциированного вируса в неонатальный, ювенильный и взрослый периоды жизни. Неонатальная генная терапия позволила предотвратить развитие болезни — как со стороны слуха, так и со стороны сетчатки.

Биохимия

13. Каннабиноиды относятся к числу противовоспалительных регуляторов иммунной системы липидной природы, однако их влияние на липидный метаболизм оставалось неизвестным. Как сообщается в работе, опубликованной в Cell Chemical Biology, каннабидиол подавляет синтез провоспалительных цитокинов. С помощью детализированной метаболомики ученые показали, что в человеческих макрофагах, дифференцированных из моноцитов, каннабидиол стимулирует работу 15-липоксигеназы-1. Активация этого фермента снижает уровень воспалительных реакций. Так, ученые продемонстрировали на мышиной модели перитонита, что каннабидиол препятствует воспалению, в частности, подавляя выработку провоспалительных эйкозаноидов.

Нейробиология

14. Корейские ученые, опубликовавшие статью в Nature Metabolism, установили, что активация определенных нейронов в гипоталамусе приводит к снижению веса. Известно, что контроль потребления пищи отчасти осуществляет латеральная зона гипоталамуса (LHA), и нейроны этой зоны иннервируют жировую ткань. Авторы работы показали, что нейроны из LHA, экспрессирующие субъединицу GABRA5 рецептора ГАМК образуют полисинаптические проекции, иннервирующие белую и бурую жировую ткань. У мышей с вызванным диетой ожирением эти ГАМКергические нейроны отличаются сниженной активностью, а подавление их работы приводит к набору веса. Более того, ученые установили, что подавление работы соседних с GABRA5-нейронами астроцитов, ингибирующих эти нейроны, активирует термогенез и сокращает наращивание жировой ткани. Исследователи полагают, что охарактеризованный ими механизм может предоставить новые мишени для терапии ожирения.