Искусственное освещение, нарушающее сон тропических рыб, и другие новости недели

Онкология

1. На ранней стадии метастазирования колоректального рака в печень увеличивается активность ее симпатических нервов, что сопровождается умеренным повышением уровня норадреналина (НА). Оказалось, он дозозависимо влияет на образование метастазов: ежедневное введение небольших доз НА подавляет метастазирование, в то время как слишком низкие или высокие дозы, наоборот, способствуют ему. В опытах на мышах умеренные дозы НА препятствовали привлечению моноцитов и поляризации М2-макрофагов с противовоспалительным и проопухолевым фенотипом через взаимодействие хемокина CCL2 с его рецептором CCR2, а также ослабляли действие миелоидных супрессорных клеток (MDSC), подавляющее Т-лимфоциты. Очень низкие и высокие дозы имели обратный эффект. Это объясняется высоким коэффициентом соотношения α2a- и β2-адренергических рецепторов при умеренной концентрации НА.  Результаты исследования позволяют рассматривать умеренную активацию симпатической нервной системы как потенциальный терапевтический способ замедлить прогрессирование метастазов в печени при колоректальном раке.

2. Купроптоз — зависимый от меди специфический тип клеточной гибели, опосредованный ферредоксином 1 (FDX1). Когда через купроптоз погибают опухолевые клетки, высвобождаются ассоциированные с повреждением молекулярные паттерны (DAMP), которые активируют дендритные клетки и повышают эффективность противоопухолевого иммунитета. В свою очередь, секретируемый CD8+ Т-клетками интерферон γ (IFN-γ) усиливает транскрипцию FDX1 в опухолевых клетках и делает их более чувствительными к купроптозу.  Сочетание индуктора купроптоза с анти-PD-L1 терапией показало эффективность в нескольких доклинических моделях, позволив преодолеть резистентность к иммунотерапии, что делает такой подход перспективной стратегией лечения.

Лихорадка Западного Нила

3. Специфических методов профилактики или лечения вируса Западного Нила (ВЗН) и родственных ему ортофлавивирусов не существует. Международная группа ученых получила и охарактеризовала антитела пациентов, выздоровевших после перенесенной инфекции ВЗН. Выявленное у них моноклональное антитело W010 обеспечивало защиту у мышей как до, так и после заражения, даже при нарушении передачи сигналов интерферона. Еще одно защитное антитело, W014, обладало широкой перекрестной нейтрализующей активностью в отношении других патогенных ортофлавивирусов. Оба антитела нацелены на уникальный эпитоп белка вирусной оболочки EDIII и являются перспективными кандидатами для разработки методов лечения энцефалитных инфекций, вызванных ортофлавивирусами.

Деменция

4. Исследование международной группы ученых, в котором приняли участие 87 577 человек, показало, что яркий дневной свет (интенсивностью более 1000 люкс) снижает риск развития деменции. Воздействие освещенности выше 5000 люкс более 0,7 часа снижает этот риск еще сильнее. Особенно заметный защитный эффект наблюдался у тех, кто проводил много времени при ярком свете ночью или привык бодрствовать вечером (у людей с вечерним хронотипом). У носителей гена аполипопротеина E (APOEε4), ассоциированного с различными нейродегенеративными заболеваниями (таких как болезнь Альцгемера и деменция), риск снижался на 41%. Более того, продолжительность пребывания на ярком свете менее 0,7 часа при освещенности выше 5000 люкс оказалась более сильным предиктором деменции по сравнению с шестью известными факторами риска, включающих ожирение, употребление алкоголя и черепно-мозговые травмы.

Клеточная биология

5. Убиквитин-подобные белки NEDD8 и SUMO2 оказывают противоположное влияние на эпителиальные клетки, контролируя гомеостаз, регенерацию и воспаление кожи. NEDD8 поддерживает пул обновляющихся клеток, способствует заживлению ран и сдерживает нейтрофильное воспаление. Его потеря приводит к активации стрессовых сигналов, преждевременной дифференцировке клеток-предшественников эпидермиса и нейтрофильному воспалению, что совпадает с масштабными изменениями в стабильности РНК. Напротив, SUMO2 способствует правильной дифференцировке эпидермиса и подавляет инфильтрацию Т-лимфоцитов. Исследование показало, как посттрансляционные модификации белков регулируют тонкий баланс между делением и созреванием эпителиальных клеток, необходимым для поддержания барьерных функций кожи.

Археогенетика

6. Авторам статьи в Nature Communications  впервые удалось выделить древнюю митохондриальную и ядерную ДНК человека со стен пещер возрастом не менее 2000 лет. В образцах из пещеры Эскурал в Португалии, собранных как с наскальных рисунков, так и свободных участков, выявили ДНК человека, при этом ДНК животных отсутствовала. Это означает, что обнаруженная ДНК оказалась на стене пещеры в результате непосредственного контакта с человеком. В ряде других образцов была обнаружена ДНК как человека, так и животных, что потенциально указывает на непрямое попадание. Работа показала, что человеческая ДНК может сохраняться на стенах пещер в течение значительных периодов времени, открывая возможности для изучения доисторической деятельности людей даже там, где отсутствуют ее обычные следы, такие как скелетные останки.

Иммунология

7. Авторы еще одного исследования, представленного в Nature Communications, проанализировали динамику присутствия в организме противовирусных антител. Младенцев защищают материнские IgG антитела, однако они быстро разрушаются и заменяются собственными — в течение трех лет примерно на 22 новых вируса. У детей до семи лет состав противовирусных антител очень изменчив, поскольку они встречаются со множеством разных вирусов, но эти реакции часто недолговечны. Напротив, у взрослых состав противовирусных антител настолько стабилен и индивидуален, что по нему можно почти со 100%-ной точностью определить личность. Стабильность реакции зависит от типа вируса, например, антитела к вирусам семейств Pneumoviridae и Picornaviridae сохраняются дольше, чем к Coronaviridae или Orthomyxoviridae. На сохранение иммунной реакции также влияет возраст. Исследование расширяет представления об иммунной памяти и развитии иммунитета, что может быть полезно при создании вакцин и отслеживании распространения болезней.

Туберкулез

8. Ученые, опубликовавшие статью в PLOS Biology, выяснили, что туберкулезные микобактерии (Mycobacterium tuberculosis) адаптируются к кислой среде, увеличивая долю бактерий в состоянии покоя, а не равномерно замедляя рост всей популяции. Эта нерастущая субпопуляция обладает повышенной устойчивостью к противотуберкулезному препарату этамбутолу, что может быть одной из стратегий выживания во время лечения инфекции. Полученные данные могут помочь в поиске стратегий борьбы с бактериальной гетерогенностью при туберкулезе.

Микробиота и атопический дерматит

9. Как показало исследование, опубликованное в Cell Reports Medicine, у людей с атопическим дерматитом самая распространенная бактерия микробиоты кожи Cutibacterium acnes вырабатывает пониженное количество метаболита индолмолочной кислоты (ILA). У модельных мышей местное применение ILA восстанавливало поврежденную кожу, активируя рецептор арильных углеводородов (AhR) в кератиноцитах, повышая уровень белков плотных контактов и подавляя интерлейкин-33 (IL-33). В клиническом исследовании ILA эффективно предотвращала потерю влаги через кожу и облегчала симптомы атопического дерматита. Таким образом, производимая C. acnes ILA выступает ключевым регулятором восстановления кожного барьера и обладает терапевтическим потенциалом для лечения атопического дерматита.

10. Анализ образцов кала младенцев из исследования CHILD (всего 1409 детей) выявил, что состав грибковой микрофлоры довольно точно соотносится с возрастом ребенка и может служить биомаркером созревания кишечника. Он также связан с развитием атопического дерматита и пищевой аллергии в будущем. Наиболее надежными индикаторами как среди грибков, так и среди бактерий оказались представители родов Saccharomyces и Malassezia. Различия в развитии грибков совпали с изменениями в ключевых метаболитах, которые регулируют иммунную функцию в кишечнике, что свидетельствует о важной роли созревания микробиома кишечника в формировании иммунитета на ранних этапах жизни. Исследование показало, что грибковая микрофлора кишечника у младенцев развивается по определенным закономерностям, и ее состав может отражать состояние здоровья ребенка. Полученные данные могут помочь в разработке терапевтических методов предотвращения аллергических заболеваний.

Нейропластичность

11. Авторы статьи, представленной в журнале Neuron, выращивали рыбок данио-рерио в разных визуальных средах — с вертикальными, горизонтальными или случайно ориентированными полосами. Ученые отслеживали изменения в амакриновых клетках сетчатки типа II, отвечающих за восприятие ориентации объектов. В зависимости от того, в какой визуальной среде росли рыбки, наблюдались морфологические различия дендритных ветвей, формируемых этими клетками. Например, у рыбок, выросших в среде с вертикальными полосами, вертикальные дендриты становились более вытянутыми, а горизонтальные — более округлыми. Визуальный опыт, полученный в раннем возрасте (с 0-го по 5-й день после вылупления), определял и поведенческие предпочтения: рыбки, выросшие в среде с вертикальными полосами, предпочитали вертикальные стимулы и активно реагировали на них, а у тех, кто рос в среде с горизонтальными полосами, такое предпочтение отсутствовало, и их реакция на вертикальные полосы была ближе к случайной. Таким образом, ученые показали, как благодаря пластичности сетчатки визуальный опыт в раннем возрасте через изменение морфологии и функционирования клеток может влиять на обработку визуальной информации и сложные аспекты поведения.

Экология

12. Искусственное ночное освещение нарушает физиологию и поведение диких рифовых рыб-ласточек Chromis viridis. Об этом свидетельствуют данные статьи в Current Biology. Световое загрязнение приводит к нарушению продолжительности и консолидации сна, которая означает стабильный сон на протяжении длительного периода, обычно ночью, с минимальным количеством пробуждений. Нарушения сна коррелируют с повышенным уровнем повреждения ДНК в нейронах дорсального паллиума — области, ответственной за зависящие от сна функции мозга. При ночномсветовом загрязнении повышалась агрессивность рыбок, а также увеличивалась их активность при кормлении и в ночное время. Результаты работы могут стать основой для создания модели, связывающей вызванные искусственным освещением нарушения сна и повреждения нейронов у тропических рифовых рыб.

Медицина

13. Согласно работе, опубликованной в Nature Medicine, у людей, родившихся в 1965–1974 годах, уровень системного старения вырос на 23% по сравнению с теми, кто родился в 1950–1954 годах, то есть этот показатель увеличивается в более поздних поколениях. Это связано с повышенным риском развития рака в молодом возрасте, особенно рака легких, желудочно-кишечного тракта и матки. Исследования проводились на данных UK Biobank (154 169 участников) и программы All of Us в США (10 262 участника) с применением различных инструментов, таких как PhenoAge, метод Клемера — Дубала и анализ метаболомных данных, которые дали сопоставимые результаты. Оценка органоспецифического старения на основе протеомики выявила, что иммунное старение ассоциировано с ранним развитием рака легких, а старение жировой ткани — с колоректальным раком. Полученные данные указывают на то, что большее расхождение между биологическим и хронологическим возрастом может свидетельствовать о повышенном риске развития солидных опухолей в раннем возрасте. Это подчеркивает важность изучения механизмов старения для разработки эффективных стратегий профилактики рака. 

Подробнее – на PCR.NEWS

Спорт

14. По данным статьи в журнале Medicine & Science in Sports & Exercise, тренировки с низкой нагрузкой приводят к большему увеличению мышечной массы, чем тренировки с высокой нагрузкой. В исследование набрали 201 человека, никто из которых ранее не занимался силовыми тренировками. Участники из групп с высокой и низкой нагрузкой выполняли по 4 подхода односторонних сгибаний рук в локтевом суставе 3 раза в неделю в течение 6 недель по 8–12 или 20–30 повторений в максимальном усилии, соответственно. При низкой нагрузке толщина мышц-сгибателей локтя увеличивалась сильнее, чем при высокой — 0.3 см против 0.2 см, при этом оба значения превышают изменения, наблюдаемые при средней нагрузке и в контрольной группе. Вместе с тем изменения толщины сухожилия бицепса были небольшими и схожими во всех тренировочных группах. Ученые пришли к выводу, что для роста мышц эффективнее тренировки с низкой нагрузкой, а адаптационные изменения сухожилий больше зависят от характера локальной нагрузки, чем ее интенсивности.