Обзор научной периодики за 2–8 марта

Болезнь Альцгеймера

1. На этой неделе журнал Nature публикует сразу две работы, в которых две разные международные группы показали, что определение в сыворотке крови уровня фосфорилированного по 181 аминокислоте тау-белка (P-tau181) позволяет дифференцировать болезнь Альцгеймера от других схожих заболеваний. В одной работе измерили уровень P-tau181 плазмы крови у 589 человек, включая участников без нарушений когнитивных функций, пациентов с легкими когнитивными нарушениями, болезнью Альцгеймера и другими нейродегенеративными заболеваниями. Во втором исследовании приняли участие 404 человека; оно подтвердило, что при болезни Альцгеймера достоверно и значимо увеличивается концентрация P-tau181 в плазме крови, с отличие от фронтотемпоральной лобальной дегенерации. Следовательно определение уровня P-tau181 может служить неинвазивным диагностическим и прогностическим биомаркером болезни Альцгеймера.

Репродуктивная биология

2. Результаты исследования, опубликованные в Nature Communications, не подтверждают существования стволовых клеток яйцеклеток в яичниках взрослой женщины, тем самым укрепляя догму об ограниченном резерве яйцеклеток. Авторы проанализировали транскриптомы и антигенные профили более 24 000 единичных клеток яичников 21 женщины. В результате были определены транскрипционные профили 6 основных типов клеток, а именно ооцитов, гранулезных клеток, иммунных, эндотелиальных, стромальных и периваскулярных клеток. Кроме того, оказалось, что оогониальными стволовыми клетками считалась смесь периваскулярных клеток и ооцитов. Эта работа может открыть путь для создания новых подходов к терапии бесплодия.

CRISPR

3. Как сообщает Nature Cell Biology, группа нидерландских ученых на основе технологии CRISPR/Cas9 разработала инструмент CRISPR–HOT (CRISPR–Cas9-mediated homology-independent organoid transgenesis), который позволяет редактировать геном органоидов человека с более высокой точностью и эффективностью, чем ранее используемые методы. С его помощью можно добавить флуоресцентную метку к тому или иному белку в клетках органоида, модифицировав соответствующий ген. Так, авторы подробно изучили митотическое деление гепатоцитов и появление аномальных клеток, пометив веретено деления (тубулин) и мембрану (кадгерин). По их мнению, CRISPR-HOT может использоваться для визуализации любого белка или типа клеток мини-органов и найдет применение в исследованиях развития и дифференцировки клеток, а также механизмов, лежащих в основе различных заболеваний.

4. Исследование, опубликованное в Nature Chemical Biology демонстрирует, что ключевая роль во взаимодействии Cas9 с гидовой РНК и целевой ДНК принадлежит особому региону — аргинин-богатым спиральным мостиком. Была обнаружена группа аминокислотных остатков, которые взаимодействуют с фосфатным остовом гидовой РНК, тем самым способствуя образованию стабильной петли, обуславливающей активность Cas9. Замена этих аминокислотных остатков позволила создать новые варианты Cas9 с более высокой специфичностью, чем исходный фермент. Более того, один из идентифицированных вариантов, R63A/Q768A, показал высокую специфичность редактирования генов на клетках человека.

Резистентность к антибиотикам

5. Согласно данным, представленным в Cell Host And Microbe, препараты, блокирующие компетентность Streptococcus pneumoniae, могут предотвратить развитие устойчивости к антибиотикам. Антибиотики замедляют метаболизм и рост бактерий, вызывая состояние компетентности, в котором бактериальные клетки экспрессируют белки, обуславливающие трансформацию — поглощение экзогенной ДНК и горизонтальный перенос генов. Проведение высокопроизводительного скрининга позволило выявить ингибиторы компетентности S.pneumoniae, которые получили название COM-блокаторы. Как показали эксперименты на модельных животных, COM-блокаторы ингибируют трансформацию, горизонтальный перенос генов и развитие множественной лекарственной устойчивости у клинических штаммов S.pneumoniae. Ингибиторы компетентности могут подавить распространение не только устойчивости к антибиотикам, но и факторов вирулентности в бактериях.

Бурый жир и холодовая адаптация

6. Исследование, представленное в журнале Cell Reports, раскрывает молекулярные механизмы адаптивного ответа на холод в бурой жировой ткани, которая защищает организм от переохлаждения, а также является потенциальной терапевтической мишенью для борьбы с ожирением. Авторы обнаружили, что делеция гена Ebf2 в адипоцитах мышей снижает активность бурой жировой ткани, что приводит к холодной непереносимости. Однако длительное воздействие холода восстанавливало термогенный профиль и функцию жировой ткани с делецией Ebf2. Дальнейшее исследование определило в качестве потенциального регулятора реакции жировой ткани на переохлаждение другой ген — Ebf1. При делеции обоих этих генов бурый жир переставал участвовать в адаптации к холоду.

Онкология

7. Как сообщает Science Advances, китайские исследователи показали эффективность для локализованной химиотерапии «коктейльных» противоопухолевых составов, которые содержат химиотерапевтические средства, индуцирующие иммуногенную гибель клеток опухоли, и иммунные адъюванты вместе с альгинатом. Эксперименты на модельных животных подтвердили, что после инъекции такого коктейля в солидную опухоль альгинат обеспечивает удержание препаратов на месте и замедленное высвобождение терапевтических средств, что снижает системную токсичность.

8. Журнал Science Translational Medicine опубликовал работу американских исследователей, в которой описано создание T-клеток, несущих химерный антигенный рецептор (chimeric antigen receptor, CAR) на основе хлоротоксина, полученного из яда скорпиона. Такие Т-клетки лучше распознавали клетки глиобластомы, были безопасны для модельных животных и вызывали регрессию ортотопических ксенотрансплантатов глиобластомы. Возможно, использование пептидных токсинов при дизайне химерных антигенных рецепторов станет новым направлением CAR-T-терапии.

Яд скорпиона и артрит

9. Веществам из скорпиона посвящена еще одна статья в том же номере Science Translational Medicine. Другая группа американских ученых предлагает использовать один из пептидов яда скорпиона для таргетной доставки препаратов в хрящевую ткань. Авторы протестировали несколько десятков пептидов из ядов разных животных, выбрали один с наибольшим накоплением в хрящевой ткани (CDP-11R яда скорпиона), а затем изучили несколько конъюгатов противовоспалительных препаратов с этим пептидом. Конъюгат CDP-11R с триамцинолоном ацетонида облегчал воспаление суставов на модели ревматоидного артрита у крыс, при этом не вызывая системной токсичности, что делает его перспективным для дальнейшей разработки. (Подробнее на PCR.news.)

Вирусология

10. Публикация в Cell Reports демонстрирует, что вирус герпеса первого типа ингибирует экспрессию белка, связанного с основным комплексом гистосовместимости класса I (major histocompatibility complex (MHC) class I-related, MR1). Белок MR1 экспрессируется популяцией инвариантных Т-лимфоцитов слизистых оболочек, основная функция его — презентация антигена. Оказалось, что протеинкиназа Us3 вирусов герпеса ингибирует экспрессию MR1 на поверхности клеток и стимулирует протеасомную деградацию MR1, что в свою очередь нарушает активацию рецептора T-клеток (TCR). Эта работа раскрывает молекулярный механизм ухода вирусов герпеса от иммунного ответа.

11. Результаты исследования, опубликованные в журнале PLoS Pathogens, говорят о том, что реактивированный в тройничных нервах лабораторных мышей вирус герпеса 1 и 2 типа приводит к гибели сенсорных нейронов. Мышей подвергали гипертермическому стрессу (в специальной горячей ванне), что вызывало реактивацию вируса; использование ацикловира предотвращало реактивацию и гибель нейронов. Эти результаты подтверждают, что долгосрочные последствия инфицирования вирусом герпеса 1 и 2 типов могут накапливаться в нервной системе и в итоге приводить к неврологическому повреждению.

12. Международная группа исследователей выясняла, как быстро и в какой ткани формируется вирусный резервуар во время острой ВИЧ-инфекции. Результаты представлены в Science Translational Medicine. Исследование образцов крови и тканей, полученных от ВИЧ-инфицированных людей, показало, что основным источником (вирусным резервуаром) ВИЧ-инфицированных клеток на самой ранней стадии инфекции, еще до сероконверсии, может быть лимфоидная ткань. Максимально раннее начало антиретровирусной терапии снижает количество ВИЧ-позитивных клеток как в крови, так и в лимфоидной ткани до почти неопределяемого уровня, тогда как терапия, начатая на более поздних стадиях, уменьшает количество инфицированных клеток в лимфоидной ткани лишь незначительно. Таким образом, во время острой инфекции после начала антиретровирусной терапии большинство инфицированных клеток элиминируются из организма; инфицированные клетки сохраняются в вирусных резервуарах, именно они и должны быть основной мишенью терапии.

Диагностика

13. Статья в Journal of Clinical Microbiology описывает применение флуоресцентной гибридизации in situ (FISH) для обнаружения возбудителя проказы Mycobacterium leprae. Авторы исследовали 27 образцов (биопсия кожи и мазки с поврежденной кожи), взятых у двадцати одного пациента из Буркина-Фасо и трех из Кот-д'Ивуара с подозрением на заболевание проказой. При сравнении с другими методами — микроскопией с окрашиванием по Циль-Нильсону, ПЦР (ген rpoB) и тестированием с помощью теста GenoType LepraeDR (Hain Lifescience GmbH, Германия) использование FISH (ген rpoB) позволяет получить сопоставимые по специфичности результаты. Соответственно, FISH может быть полезна для диагностики проказы у постели больного.

14. Другая публикация в JCM предлагает детектировать Anaplasma phagocytophilum (возбудитель гранулоцитарного анаплазмоза человека) с помощью изотермической рекомбиназной полимеразной амплификации (RPA). В отличие от ПЦР, для RPA не требуется специальное оборудование. Тест надежно обнаруживает 125 бактерий в миллилитре крови. Его высокая чувствительность и быстрота позволят улучшить диагностику анаплазмоза, особенно в отдаленных регионах, где ресурсы ограничены.