Обзор научной периодики за 13–19 июля 2020 года

На этой неделе узнали, что Великий Инка переселял племена из одного конца своего государства в другое, подтвердили пользу рыбы для мозга, нашли работающую CRISPR-Cas систему у вирусов и поймали мышь на такой высоте, куда без баллона с кислородом ходят только экстремалы. Подробности — в этом обзоре.

Художник:
Наталья Дюкова

Онкология

1. Опубликованы результаты масштабного исследования немелкоклеточного рака легких в Великобритании. Ключевым элементом исследования был генетический скрининг опухолей и терапия на основании его данных. Всего ученые рассматривали 19 типов опухолей, к каждому из которых имелся свой способ лечения. Исследователи подчеркнули важность раннего генетического скрининга для успешной терапии. Большую сложность представляют опухоли, состоящие из клеток с разными геномами. Быстрая эволюция раковых клеток также способна сделать таргетированную терапию неэффективной. Несмотря на эти ограничения, интеграция всех стадий ген-специфичного лечения рака — большой прорыв в борьбе с генетически разнообразными видами рака.

2. Анализ метилирования ДНК в опухолях обнаружил новую разновидность рака простаты. Ученые из США провели полногеномное бисульфитное секвенирование 100 образцов метастазирующего устойчивого к кастрации рака простаты. Параллельно проводили полногеномное и транскриптомное секвенирование. Такой подход позволил получить карту метилирования всего генома, в то время как большинство работ по метилированию в опухолях предстательной железы фокусировались на промоторах отдельных генов. Исследователи обнаружили, что по профилям метилирования опухоли разделяются на несколько кластеров. Некоторые из них оказались ассоциированы с известными разновидностями рака простаты, но была и одна новая.

3. Ребенка излечили от рабдомиосаркомы при помощи CAR-T иммунотерапии. Метастатическая рабдомиосаркома — практически неизлечимый вид рака. Однако активно развивающийся метод иммунотерапии, использующий Т-клетки с химерным рецептором антигена, смог побороть ее. В первой фазе клинических испытаний новая терапия была опробована на ребенке — рецептор был подобран под белок HER2 на поверхности раковых клеток пациента. Рак быстро сошел на нет, однако через 6 месяцев после окончания введения Т-клеток он вернулся. После повторного введения Т-клеток рак не проявляется уже 19 месяцев. Интересно, что целевой белок присутствовал только на ~75% раковых клеток, а уничтожены были все — ученые предполагают, что уничтожение большей части опухоли активировало иммунитет пациента, который и уничтожил остатки.

4. Выращивание раковых клеток и опухолей в лабораторной посуде всегда вносит изменения в их жизнедеятельность, а их культивация в животных делает анализ инвазивности очень сложным. Канадские ученые создали, как им кажется, золотую середину — небольшой микрофлюидный чип, на котором при помощи электродов можно перемещать капли различных растворов. Это позволяет буквально собрать модель ткани. Исследователи продемонстрировали возможности своей системы, синтезировав подобие тканей груди, а затем подселив туда раковые клетки. Так как все происходит «на стекле», ученые смогли легко измерить скорость и глубину проникновения раковых клеток в псевдоткань, а затем отделить проникнувшие клетки от непроникнувших для анализа экспрессии генов. Такая система поможет не только в изучении рака, но и роста и регенерации.

Биомаркеры

5. Найден тип клеток, чье присутствие в крови предвещает приступ ревматоидного артрита. Авторы работы секвенировали РНК в забиравшейся каждую неделю на протяжении четырех лет крови людей, страдающих артритом. Помимо предсказуемого роста активности B-клеток за пару недель до приступа, они обнаружили транскрипционные сигнатуры неизвестного типа клеток в образцах, взятых буквально за несколько дней до приступа — PRIME (CD45−CD31−PDPN+ preinflammatory mesenchymal). На основании профилей экспрессии РНК ученые подозревают, что PRIME — предшественники фибробластов, вызывающих воспаление суставов. Их наличие в крови может служить маркером неминуемого приступа, а своевременное обнаружение может позволить людям с артритом подготовиться к трудностям.

Молекулярные протекторы

6. Пептидные наночастицы защитят сосуды от тромбоза. Имеющиеся антикоагулянты имеют ряд негативных побочных эффектов, таких как кровотечения. Ученые из США разработали искусственный пептид, ингибирующий сигналинг интегрина, а также наночастицу из полиэтиленгликоля и липидов для его доставки. Такая система подавила тромбообразование эффективнее многих использующихся препаратов и при этом не усиливала кровотечение. Кроме того, она ослабила негативные последствия реперфузионного синдрома — набора эффектов, возникающих при возвращении кровоснабжения в ишемический участок ткани. Результаты пока получены на мышах.

7. Омега-3-полиненасыщенные жирные кислоты защищают мозг от загрязненного воздуха. К такому выводу пришли ученые из США, проанализировавшие объем белого вещества у 1315 женщин средним возрастом в 70 лет. При помощи опросника ученые оценили потребление рыбы и морепродуктов испытуемыми, а по адресу проживания выяснили уровень загрязненности воздуха. Затем у женщин брали кровь и измеряли уровень омега-3-полиненасыщенных кислот. Оказалось, что при равном уровне загрязнения высокий уровень этих кислот (и обилие рыбы в диете) коррелировал с большим объемом белого вещества. Правда, учтен был только уровень загрязнения воздуха в текущем месте проживания, хотя загрязнение воздуха приводит к долгосрочному вреду для мозга.

8. Куркумин обладает вирулицидной активностью. Полезные свойствах вещества, придающего корню куркумы ее характерный оранжевый цвет, уже не раз привлекали взгляд ученых. Было показано, что куркумин замедляет размножение вирусов гепатита Б, денге и Зика. Кроме того факт применения его в пищу говорит об отсутствии серьезных побочных эффектов. Теперь китайские ученые показали, что куркумин инактивирует вирус трансмиссивного гастроэнтерита свиней, а также мешает ему как эффективно связаться с клеткой, так и проникнуть в нее. Безопасность и дешевизна куркумина делают его кандидатом в противовирусные препараты.

Стволовые клетки, редактирование генома и секвенирование

9. Ученые научились выращивать сперматогонии в лабораторных условиях. Эти клетки было практически невозможно выделить отдельно от своих дифференцированных потомков, а после выделения при попытках культивации стволовые клетки вместо размножения дифференцировались. Ученые из США нашли белок PLPPR3, позволивший отсеять стволовые клетки сперматогониев. Затем они использовали РНК-секвенирование единичных клеток и другие подходы для того, чтобы найти различия в биохимии стволовых клеток и их потомков. Оказалось, что ингибирование сигнального пути AKT позволяет стволовым клеткам остаться стволовыми. Работа направлена на поиск терапии мужского бесплодия.

10. В семействе редакторов генома пополнение. Ученые показали, что найденный в больших бактериофагах белок CasΦ действительно достаточен для работы системы CRISPR-Cas. Этот белок использует один и тот же активный центр и для процессинга crRNA и для разрезания ДНК мишени. Компактность и самодостаточность CasΦ делает его перспективным инструментом генной инженерии.

11. X-хромосома человека впервые отсеквенирована от теломеры до теломеры. Используя нанопоровое секвенирование с очень большой (до сотен тысяч нуклеотидов) длиной ридов, ученые из США смогли собрать и прочитать самые сложные участки Х-хромосомы, которые ранее не поддавались секвенированию — длинные регионы, богатые повторами. Всего в сборке Х-хромосомы было 29 таких участков. Теперь в отсеквенированных регионах можно будет искать важные для клеточных процессов последовательности. Авторы работы призывают закончить начатое тридцать лет назад дело и отсеквенировать от теломеры до теломеры все остальные хромосомы человека, получив таким образом его полный геном.

Нейробиология и иммунология

12. Нашли белок, предотвращающий элиминацию синапсов. Удаление синапсов проводится белками системы комплемента — части врожденного иммунитета. В норме необходимость в этом возникает во время взросления: максимального числа синапсов человек достигает к 12–16 годам, затем некоторые из них устраняются. Однако система элиминации может работать сильнее нужного при нейродегенеративных заболеваниях. Исследователи из США показали, что белок SRPX2 ингибирует систему комплемента и увеличивает плотность синапсов. Возможно, это открытие ляжет в основу нового метода терапии нейродегенеративных и психических заболеваний.

13. Ингибирование белка STING поможет предотвратить отторжение трансплантатов. STING расшифровывается как стимулятор генов интерферонов, это важный регулятор воспалительного ответа. Ученые США разобрались, как он влияет на реакцию организма на трансплантат. В некоторых случаях ингибирование STING ослабляло реакцию отторжения, а в некоторых усиливало. Оказалось, что определяющую роль играет схожесть главных комплексов гистосовместимости донора и реципиента. Если они близки друг к другу (например, донор является братом или сестрой реципиента), ингибирование STING приводит к положительному результату — трансплантат не отторгается. Если же они непохожи, ингибирование STING только ухудшит ситуацию.

Междисциплинарные исследования

14. Междисциплинарное исследование показало, как мигрировали племена инков. Данные секвенирования шести погребенных инков из долины Чинча в южном Перу сравнили с сотнями геномов современных коренных жителей этих мест, а также с геномами захороненных индейцев из соседних регионов. Вместе с данными археологии, изотопного анализа и письменных источников первых европейцев в Перу, данные секвенирования подтверждают гипотезу о том, что государство инков проводило политику переселения племен из северного Перу в долину Чинча. Сочетание различных методов и подходов делают эту работу образцом междисциплинарного исследования истории.

15. Найдено самое высокогорное млекопитающее. Холод, скудная пища и нехватка кислорода препятствуют распространению зверей на большие высоты, но желтозадому листоухому хомячку (Phyllotis xanthopygus) как-то удалось приспособиться к такой экстремальной среде — американские ученые нашли его на высоте 6739 м, в Андах на севере Чили. Филогенетический анализ мышей по гену цитохрома b показал, что высокогорный грызун не отличается от других особей этого вида, живущих намного ниже — вплоть до морского побережья.

Добавить в избранное

Вам будет интересно