Нейробиология тревожности и другие новости недели

Молекулярная диагностика

1. Исследование с участием 34 пациенток показало, что циркулирующие опухолевые клетки (ЦОК) можно использовать как прогностический биомаркер при проточной карциноме in situ (DCIS). Это неинвазивный рак груди, который, однако, может прогрессировать до инвазивного, поэтому важно своевременно выявить пациентов с высоким и низким риском. Авторы обнаружили четыре молекулярных подтипа раковых клеток с помощью секвенирования РНК отдельных клеток. У женщин африканского происхождения концентрация ЦОК была значительно выше по сравнению с женщинами европейского происхождения; по мнению авторов, анализ ЦОК точнее оценивает различия в уровнях риска, обусловленные этническим происхождением, чем анализ первичных опухолевых тканей. В будущем протоколы для классификации уровня риска распространения рака на основе жидких биопсий дадут возможность не назначать излишнее лечение пациентам в группах низкого риска, предполагают авторы.

Нейробиология

2. Анализ транскриптома на основе более 260000 омиксных наборов данных показал, что преждевременное развитие и ускоренное старение гиппокампа ассоциировано с тревожностью. Авторы выявили 17 наборов данных, демонстрирующих фенотип «гиперзрелости» нейронов, по 16 мышиным моделям, включая модели депрессии и тревоги, стресса и шизофрении. Большинство связанных с этим фенотипом генов оказалось задействовано в формировании и функционировании синапсов. Хотя точный механизм связи преждевременного старения гиппокампа и тревожности еще предстоит выяснить, полученные результаты могут заложить базу для разработки новых методов терапии нервно-психических расстройств. Примечательно, что ранее при шизофрении, биполярном расстройстве, болезни Альцгеймера и эпилепсии были описаны нейроны зубчатой полосы гиппокампа с признаками незрелости.

Подробнее на PCR.NEWS.

3. Инфекция SARS-CoV-2 во время беременности связана с повышенным риском нарушений нейроразвития у ребенка. В исследовании сотрудников Массачусетской больницы общего профиля было включено 18124 детей. Матери 861 ребенка перенесли коронавирусную инфекцию на фоне беременности, и 140 детям в этой группе (16,3%) был поставлен тот или иной диагноз, связанный с нейроразвитием, к 36 месяцам, тогда как среди детей, чьи матери не были инфицированы, — только 9,7% детей (1680 из 17263). При этом наибольший риск несли инфекции в третьем триместре беременности.

4. Секвенирование геномов отдельных нейронов пациентов с хронической травматической энцефалопатией (CTE, нейродегенеративное заболевание, вызванное множественными повторяющимися ударами по голове, например, в контактных видах спорта) выявило профиль однонуклеотидных мутаций, схожий с болезнью Альцгеймера. Также для обеих патологий оказалось характерно большое число коротких делеций. При этом у людей, перенесших множественные травмы головы без последующего развития CTE, такого профиля мутаций не наблюдалось, что указывает на сложный патогенез заболевания, в котором задействованы не только механические воздействия. Дальнейшие исследования в данном направлении могут помочь идентифицировать терапевтические мишени для CTE и других нейродегенеративных заболеваний.

Лекарственная устойчивость

5. Промежуточный продукт биосинтеза метиленомицинов — класса антибиотиков, вырабатываемых почвенной бактерией Streptomyces coelicolor. — неожиданно оказался еще более мощным антибиотиком. Метиленомицин А, синтезируемый S. coelicolor, впервые был идентифицирован в 1965 году. Авторы статьи, опубликованной в Journal of the American Chemical Society, вносили делеции в генах ряда ферментов, для которых было предсказано участие в синтезе метиленомицинов, чтобы реконструировать путь синтеза этих веществ. В процессе они обнаружили, что один из мутантов аккумулирует ранее не описанный промежуточный продукт — лактон преметиломицина C, который на 1-2 порядка более эффективен против золотистого стафилококка и других грамположительных бактерий. Эти результаты могут стать отправной точкой для разработки новых антимикробных препаратов, в том числе против устойчивых к лекарствам микроорганизмов. А с фундаментальной точки зрения полезно понимать, что конечный продукт эволюции не обязательно самый совершенный, подчеркивают авторы.

6. Ученые использовали защитный механизм бактерии, чтобы уничтожить ее. Новый препарат, флорфениколамин (FF-NH2), активен против Mycobacterium abscessu , нетуберкулезной микобактерии с высоким уровнем устойчивости к антибиотикам. FF-NH2 имеет слабые ингибиторные свойства, но действует как пролекарство — он использует бактериальный транскрипционный фактор WhiB7 и фермент N-ацетилтрансферазу Eis2 (экспрессию которого даже может повышать) для превращения в FF ацетил, ингибитор трансляции с антимикробными свойствами. Более того, FF-NH2 может повышать эффективность ряда антибиотиков. Ферменты, присоединяющие ацетильную группу к антибиотикам, — распространенные факторы устойчивости, таким образом, антибиотик внутри бактериальной клетки вырабатывает тот самый фермент, который должен их обезвреживать.

Микробиомика

7. Исследование на сурикатах (Suricata suricatta) показало, что социальная структура оказывает значительное влияние на состав микробиома кишечника. У животных, принадлежащих к одной социальной группе, состав микробиоты был значительно более схожим, чем между группами. Влияние социальной структуры на микробиом оказалось сильнее, чем влияние пола или состояния здоровья животного, а также факторов среды, включая температуру и уровень осадков.

Вирусология

8. Описан механизм проникновения в клетку вируса желтой лихорадки. Оказалось, что он использует рецепторы липопротеинов низкой плотности: LRP-4, LRP1 и VLDLR. Искусственное подавление экспрессии этих рецепторов, а также имитирующие их «обманки» снижали интенсивность инфильтрации вируса как в клеточных культурах, так и на мышиных моделях. Антитела к этим рецепторам или низкомолекулярные растворимые рецепторы — «ловушки» для вирусов могут стать основой для разработки новых противовирусных препаратов, как против желтой лихорадки, так и против других флавивирусов, к которым относится, в частности, вирус клещевого энцефалита.

Сердечно-сосудистые заболевания

9. Женщинам нужно вдвое меньше физических нагрузок, чем мужчинам, чтобы добиться сопоставимого снижения риска развития ишемической болезни сердца (ИБС), показало исследование с использованием данных от трекеров активности, которые участники носили длительное время. Соблюдение рекомендаций ВОЗ — 150 минут умеренной или интенсивной физической активности (MVPA) — снижало риск ИБС на 22% для женщин и только на 17% для мужчин. Чтобы уменьшить риск на треть, женщинам требовалось 250 минут MVPA, а мужчинам — 530. Необходимо обновление рекомендаций по нормам физической активности для профилактики сердечно-сосудистых заболеваний, считают авторы исследования.

Подробнее на PCR.NEWS.

(Зато небольшое исследование на мужчинах показало, что напитки, содержащие кахетины, могут смягчать вредные последствия сидячего образа жизни.)

10. Охарактеризовали функциональный эффект практически всех возможных (около 17 тысяч) миссенс вариантов гена семейной гиперхолестеринемии LDLR — основного генетического драйвера сердечно-сосудистых заболеваний. Полученные функциональные карты позволяют соотнести конкретный генотип с процессами метаболизма липопротеинов низкой плотности. Предсказанные функциональные индексы коррелировали с гиперлипидемией в нескольких когортах. Авторы считают, что внедрение результатов исследования в клиническую практику может на порядок увеличить число диагностированных случаев семейной гиперхолестеринемии.

Онкология

11. Комплексное гистопатологическое, геномное и транскриптомное профилирование почечно-медуллярной карциномы выявило новую потенциальную терапевтическую мишень. Клетки рака активно экспрессируют поверхностные белки TROP2, EPCAM, CLDN6, и CDH6. Сацитузумаб — противоопухолевый препарат, таргетирующий раковые клетки с помощью антитела к TROP2, — показал эффективность на пациентах с высокой экспрессией этого белка. Из четырех больных один показал частичный ответ и два сохраняли стабильное заболевание. Авторы считают обоснованным проведение дальнейших клинических исследований.

12. Модификация противоопухолевого препарата 5-фторурацила (5-Fu) — его включение в липосомальную сферическую нуклеиновую кислоту (SNA) — повысило его эффективность in vitro более чем на четыре порядка по сравнению со свободной малой молекулой. Авторы соединили молекулы 5-Fu в длинные цепочки, «обернутые» вокруг липосомного ядра. Исследование показало, что полученные сферические молекулы селективно захватываются миелоидными клетками, включая клетки острой миелоидной лейкемии (ОМЛ), в 12,5 раз эффективнее, чем при доставке в липосомах. На мышах, моделирующих ОМЛ человека, противоопухолевая эффективность выросла в 59 раз по сравнению с 5-Fu.

Новые разработки в биологии и медицине

13. Создан гибкий искусственный язык, воспринимающий острый вкус. Авторы вдохновились способностью молока «смывать» жгучий вкус перца и создали гель на основе акриловой кислоты, хлорида холина и сухого молока. При попадании капсаицина на гель он связывается с молочными белками, формируя гидрофобные комплексы и вызывая конформационные изменения, тем самым снижая ионную проводимость геля. Искусственный язык может улавливать острый вкус продуктов и приправ, при этом он более чувствителен, чем человеческий. Авторы выдвигают предположение, что их разработка может пригодиться не только для мониторинга вкуса в пищевой промышленности, но и при создании «подвижных гуманоидных роботов».

14. Канадские ученые разработали миниатюрный биопринтер, позволяющий восстанавливать голосовые связки. Устройство предназначено для точного нанесения гидрогеля на места повреждений связок после оперативного вмешательства, чтобы предотвратить постоперационный фиброз. Существующие методы нанесения геля не обеспечивают достаточного пространственного контроля. Авторы продемонстрировали работу принтера на ex vivo моделях, имитирующих реальные операционные условия. Предстоят еще тесты на животных, но авторы считают, что биопринтер не только снизит частоту постоперационного фиброза голосовых связок, но и может быть адаптирован для работы на других мягких тканях.

Подробнее на PCR.NEWS.

Молекулярная биология

15. Фермент Dicer (дайсер), знаменитый своим участием в РНК-интерференции, оказался задействован в разрешении конфликтов транскрипции и репликации. Исследование показало, что Dicer связывается с трехцепочечными ДНК:РНК-комплексами, так называемыми R-петлями (R-loops), и вместе с рибонуклеазой H приводит к терминации РНК-полимеразы-II в случае ее «застревания» на ДНК и высвобождению молекул РНК. Эти результаты значительно углубляют существующее понимание механизмов стабилизации генома.