Комбинированный тест на ВИЧ и туберкулез и другие новости недели

Диагностика

1. Разработан новый тест, позволяющий одновременно выявлять вирус иммунодефицита человека 1 (ВИЧ-1) и туберкулез.

Тест использует метод жидкостной хроматографии и тандемной масс-спектрометрии и определяет присутствие в образце пептидов белка p24 ВИЧ-1 и белка CFP-10 Mycobacterium tuberculosis. В образцах пациентов с ВИЧ-1 и (или) туберкулезом тест показал чувствительность к ВИЧ-1 от 85,7% до 88,9% и чувствительность к туберкулезу от 88,9% до 100,0%, а также 100%-ную чувствительность у пациентов с обоими заболеваниями. Тест также позволил разделить пациентов, ответивших и не ответивших на лечение.

2. Выявлен профиль микробиома дыхательных путей, ассоциированного с острым респираторным дистресс-синдромом (ОРДС) и внутрибольничной пневмонией. Ученые проанализировали данные секвенирования 16S РНК, полученные на 2177 образцах от 1029 пациентов и 327 здоровых контролей в рамках 17 исследований.

Оказалось, что при внутрибольничной пневмонии наблюдается снижение численности нормальной микрофлоры, в то время как для ОРДС характерно повышение численности патогенных микроорганизмов, таких как Pseudomonas и Staphylococcus. Ученые применили алгоритмы машинного обучения для идентификации микробных профилей, позволяющих предсказывать развитие заболеваний с относительно высокой точностью (ROC AUC 0,72-0,75). Идентифицированные микробные профили были также ассоциированы с большим временем до экстубации у пациентов на аппаратах искусственной вентиляции легких (отношение рисков 1,50-1,56).

3. Разработаны новые сенсоры для обнаружения нейропептидов. Нарушения в сигнальных путях, задействующих нейропептиды, ассоциированы с широким спектром заболеваний. При этом методы мониторинга этих молекул в настоящее время крайне ограничены.

Авторы отработали методологию быстрой адаптации сенсоров на основе рецепторов, сопряженных с G-белком, к разным нейропептидам. Для этого непосредственно репортер из сенсора, оптимизированного для норадреналина, «прививают» рецептору интересующего нейропептида. Группа уже получила сенсоры для шести нейропептидов, таких как соматостатин и нейропептид Y, при этом обнаружение возможно уже при наномолярных концентрациях.

Биология старения

4. Американские ученые обнаружили молекулу, которая стимулирует экспрессию транскрипционного фактора TFEB и индуцирует процессы аутофагии, задействующие лизосомы. Снижение экспрессии TFEB ассоциировано с рядом связанных с возрастом нарушений.

Авторы проанализировали библиотеку природных соединений и обнаружили, что молекула под названием индуцирующий митофагию кумарин (MIC) способна стимулировать пути аутофагии через ингибирование активации ядерного гормонального рецептора DAF-12/FXR. В опытах на нематоде Caenorhabditis elegans MIC продлевал им жизнь и снижал эффекты старения, в частности, нарушение функции митохондрий.

Нейробиология

5. Установлен отдел мозга, отвечающий за оптическую иллюзию, в которой мерцающая (появляющаяся и исчезающая) маска способна полностью маскировать подлежащее под ней изображение (феномен, называемый backward masking).

Опыты на мышах показали, что мерцающие маски провоцируют активность в первичной зрительной коре (зрительная зона V1). При этом активность данной зоны в первый короткий промежуток времени способствует корректному восприятию изображения, в то время как последующая долгосрочная активность, наоборот, усиливает эффект маскирования. Подавление долгосрочной активности зоны V1 восстанавливало нормальное восприятие маскируемого изображения.

6. Модификация протеинкиназы LIMK1 задержала развитие когнитивных нарушений, ассоциированных со старением у мышей.

LIMK1 участвует в развитии нейронов и формировании дендритных шипиков. Модификация киназы позволила фармакологически регулировать ее активность при помощи препарата сиролимуса, тем самым поддерживая синаптическую пластичность и снижая эффект старения на когнитивную функцию, в частности, память. Авторы планируют дальнейшую разработку технологии с перспективной применения ее для терапии болезни Альцгеймера.

Онкология

7. Исследователи из Японии и Нидерландов показали, что раковые клетки способны вызывать старение макрофагов. Авторы сравнили две линии клеток глиобластомы — способную формировать опухоли у иммуннокомпетентных животных (линия 8B) и не способную (линия 9G).

Оказалось, что клетки линии 8B индуцируют у макрофагов вокруг опухоли переход в состояние, схожее со старением. У таких макрофагов наблюдается высокая экспрессия CD38, который катализирует деградацию НАД, что вызывает ассоциированный с клеточным старением недостаток НАД. Добавление в культуру предшественника НАД никотинамид мононуклеотида (NMN) восстанавливало нормальный фенотип макрофагов и функцию Т-клеток. Введение NMN также ингибировало рост опухолей на ранних стадиях in vivo.

8. Противораковую функцию инфильтрирующих в опухоли макрофагов можно восстановить воздействием на один ген. Для макрофагов в тканях опухоли характерна сниженная активность mTORC1. Искусственное снижение экспрессии TSC1 — одного из регуляторов mTORC1 — способствовало восстановлению активности последнего. После этого макрофаги локализовались в периваскулярном пространстве опухоли и атаковали эндотелиальные клетки, несущие эндотелиальный рецептор протеина С, что приводило к смерти клеток опухоли через гипоксию.

Микробиология

9. Грамположительная бактерия Clostridioides difficile запасает железо в специальных гранулах — ферросомах. Исследования показали, что формирование ферросом необходимо для успешной колонизации бактерией хозяина — нарушение функционирования белка FezA, участвующего в образовании ферросом, предотвращало развитие инфекций на мышиной модели. Для C. difficile характерна устойчивость к антибиотикам. Разработка новых методов терапии, направленных на нарушение метаболизма железа, может стать важным шагом в борьбе с внутрибольничными инфекциями.

10. Описали механизм, по которому у бактерий происходит узнавание вирусной РНК и запуск иммунитета — антифаговой сигнальной системы на основе цикличных олигонуклеотидов (CBASS).

Исследователи показали, что активация бактериального иммунитета происходит в ответ на вирусную РНК, являющуюся продуктом гена одной из субъединиц терминазы, которая содержит специфичные структурные фрагменты, такие как двухцепочечные участки и шпильки. Эта РНК получила название CBASS-активирующей РНК (cabRNA). Молекулы РНК связываются с циклазой CdnE03, которая запускает дальнейший сигнальный каскад, приводящий к активации CBASS. Примечательно, что более длинные молекулы cabRNA не способны связываться с CdnE03, таким образом, мутации, направленные на удлинение данных молекул, позволяют фагам избегать бактериальный иммунитет. Описанный механизм имеет высокую степень сходства с механизмом активации противовирусного иммунитета у млекопитающих.

Травматология

11. Описан новый метод лечения позвоночной грыжи. Поврежденный диск фиксируется при помощи нановолокон, которые содержат нанокапсулы. При механическом натяжении капсулы активируются и выпускают непосредственно в место травмы противовоспалительный препарат. Подход показал эффективность на модели позвоночной грыжи у коз.

Биология и генетика человека

12. Проведено полногеномное исследование редких вариантов, ассоциированных с болезнью Крона в афроамериканской популяции. Анализ образцов от 3418 афроамериканцев показал, что 25 вариантов, встречающихся в европейской популяции, у афроамериканцев встречаются примерно в пять раз реже. При этом, когда данные варианты встречаются, они обычно ассоциированы с европейскими гаплотипами, и частота вариантов ассоциирована с долей европейской наследственности. Схожие данные были получены для 10 других заболеваний.

13. Ученые проанализировали клональные профили гемопоэтических стволовых клеток у шести пациентов до и после генной терапии серповидноклеточной анемии.

Исследователи не обнаружили клональной экспансии, однако выявили повышенную частоту потенциальных драйверных мутаций, ассоциированных с миелоидными патологиями. Таким образом, существует вероятность положительного отбора в сторону клонов с предпосылками к развитию новообразований, однако для полной оценки рисков требуются дополнительные исследования.

14. Экспрессия гемоглобина α обнаружена в кератиноцитах мыши и человека. При этом наибольшие уровни экспрессии наблюдаются в клетках волосяных фолликулов. Воздействие ультрафиолета повышало экспрессию гемоглобина в культурах кератиноцитов. В то же время нокаут гена гемоглобина повышал концентрацию активных форм кислорода в культуре в ответ на ультрафиолет. На основе этого авторы сделали вывод, что гемоглобин выполняет функцию антиоксиданта в коже, способствуя ее барьерной функции.

15. Новая компьютерная модель показала, как трехмерная геномная структура способствует сохранению эпигенетических меток.

На основе проведенных симуляций авторы сформулировали три принципа, которые должны удовлетворятся для поддержания эпигенетической памяти: присутствие большой разницы в плотности между хроматиновыми компартментами, способность «записывающих» и «считывающих» ферментов распространять метки в трех измерениях и ограниченная численность таких ферментов.