Обзор научной периодики за 27 апреля — 2 мая (без коронавируса)

Нейродегенеративные заболевания

1. Один и тот же белок — альфа-синуклеин — является причиной нескольких нейродегенеративных заболеваний, в том числе болезни Паркинсона, мультисистемной атрофии и деменции с тельцами Леви. Международная группа исследователей проверила гипотезу о связи форм агрегатов этого белка с типами конкретных синуклеионопатий. Эксперименты in vitro и на культурах клеток мозга крыс показали, что внутренняя структура фибрилл альфа-синуклеина диктует характеристики синуклеинопатий.

2. А в статье, опубликованнной в PNAS, американские ученые представляют компьютерную модель, которая проливает свет на молекулярные механизмы сборки амилоидных фибрилл при нейродегенеративных заболеваниях, в том числе болезнях Паркинсона и Альцгеймера. Алгоритм позволяет «проматывать» медленные стадии процесса и фокусироваться на более быстрых. Исследователи показали, что в отличие от укладки нативных белков, в кинетике амилоидной агрегации преобладают непродуктивные пути. Они создали модель возникновения всех типов амилоидных агрегатов и продемонстрировали, как мутации в амилоидных бета пептидах влияют на рост фибрилл.

Оптогенетика

3. Международная группа ученых предложила новое направление в оптогенетике, то есть создании трансгенных организмов с нейронами, активность которых можно изменять с помощью света. Генно-модифицированные нейроны в мозге мышей продуцируют белок-опсин SOUL с уникально высокой светочувствительностью. Ранее нейробиологам, использующим методы оптогенетики, приходилось имплантировать в мозг животного оптоволокно или иное устройство для доставки света. Белок SOUL в глубоких слоях мозга можно активировать транскраниально, размещая источник света вне черепной коробки животного. Синий свет активировал нейроны и провоцировал пищевое поведение у мышей, контролируемое латеральным гипоталамусом. Оранжевый свет деактивировал целевые нейроны и восстанавливал нормальное потребление пищи. Авторы также продемонстрировали модуляцию потенциалов действия отдельных нейронов в коре мозга макаки с источников света, размещенных снаружи твердой мозговой оболочки. Статья опубликована в журнале Neuron.

Гистология, клеточная биология

4. Японские ученые описали в Nature Communications новый метод трехмерной визуализации органов. Методика позволит проводить детальный анатомический анализ целых органов, сравнение органов и тканей у разных видов, в том числе на клеточном уровне. Исследователи создали несколько моделей тканей и органов и нашли наилучший способ их трехмерного иммуноокрашивания. С помощью нового метода, который ученые назвали CUBIC-HistoVIsion, они окрасили мозг мыши, половину мозга мартышки, кубический сантиметр ткани человеческого мозга и даже все тело детеныша мартышки, используя десятки антител и красители для ядер клеток. Авторы работы считают, что их метод способен изменить парадигму в гистологическом анализе многоклеточных систем.

5. Ученые из Австралии, Китая и Сингапура опубликовали статью в Nature Cell Biology о новом типе иммунных клеток. С помощью иммуногистохимического окрашивания тканей и конфокальной микроскопии они обнаружили новый тип макрофагов в молочных протоках. Эти макрофаги отвечают за очищение молочных протоков от поврежденных и отмирающих клеток; их количество может значительно возрастать при раке молочной железы. Открытие имеет значение для разработки новых способов лечения рака.

Гематология

6. Группа канадских ученых  исследовала влияние сырой почвы на сворачиваемость крови в открытых ранах. Ученые выяснили, что силикаты и минералы, содержащиеся в почве, провоцируют экспрессию фактора свертывания XII, ускоряют формирование фибрина в открытой ране и ускоряют генерацию тромбина. Эффект был подтвержден на мышах с нокаутным геном коагуляционного фактора XII: стерилизованный раствор почвы не повышал сворачиваемость крови у этих мышей. Исследователи утверждают, что подобный механизм есть у всех наземных млекопитающих, в том числе у человека, но отсутствует у китообразных и птиц.

Антибиотики

7. В eNeuro вышла статья о том, что употребление антибиотиков может повысить вероятность развития опиоидной зависимости. Ученые из университета Калифорнии (Сан-Диего) сравнивали реакцию на опиаты мозга крыс, прошедших курс антибиотиков, и контрольных животных. Воздействие антибиотиков вызывало обширные специфические изменения в активации нейроннных ансамблей, причем именно в тех областях мозга, которые вовлечены в расстройства, связанные с употреблением опиоидов, как в состоянии интоксикации, так и в состоянии абстиненции. В качестве возможной причины авторы называют истощение микробиома, влияющее на центральную нервную систему. Если такие же механизмы обнаружат у человека, придется изменять схемы лечения антибиотиками, в частности, с осторожностью назначать их людям, которые получают обезболивание, например, в связи с хирургической операцией.

8. Массовая вакцинация способна предотвратить появления новых супербактерий, устойчивых ко всем типам антибиотиков, утверждают авторы статьи, опубликованной в Nature. Согласно статистическим данным из 78 развивающихся стран, вакцины против ротавирусов и пневмококков снижают число эпизодов ОРВИ и диареи у детей, при которых могут назначить антибиотики, на 19,7 и 11,4 % соответственно. Достижение намеченных показателей охвата вакцинацией могло бы сократить число подобных заболеваний на 40 млн случаев в год, считают авторы статьи.

Вирусология

9. Раскрыты полный транскриптом и транслятом вируса простого герпеса (herpes simplex virus 1). Согласно исследованию, опубликованному в Nature Communications, в его геноме содержится 284 открытых рамки считывания, а не 80, как считалось ранее. Авторы идентифицировали 201 транскрипт и 284 открытых рамки считывания. Одна из рамок, до сих пор не известная, находится в локусе, который был удален из терапевтического вируса, использованного в препарате Имлигик (Imlygic) для лечения неоперабельной меланомы. Такое сильное различие с ранее полученными данными обусловлено экспрессией множественных изоформ транскриптов, а также функционально значимыми N-концевыми удлинениями и усечениями.

Онкология

10. ДНК-полимераза К (PolK) — это неточная полимераза, оверэкспрессия которой происходит при некоторых видах рака. В статье, опубликованной в Science Signalling, описана роль PolK в выживании раковых клеток. Онкогенные мутации (например, в генах киназ BRAF или EGFR), ингибирующие эти киназы или провоцирующие окислительный стресс, влияют на клеточную локализацию PolK в опухолевых клетках: она перемещается из цитоплазмы в ядро. Нокдаун гена PolK снижает устойчивость клеток меланомы к ингибитору BRAF — вемурафенибу, тогда как блокирование выхода ДНК-полимеразы из ядра при помощи нокаута гена экспортина повышает эту устойчивость. PolK может оказаться хорошей мишенью для снижения лекарственной устойчивости меланомы.

11. Группа ученых из США разработала метод диагностики рака, совмещающий анализ крови (так называемая жидкая биопсия) и ПЭТ-КТ, и протестировала его на 9 911 женщинах в возрасте 65–75 лет, у которых прежде не выявлялись онкологические заболевания. При положительном результате анализа крови наличие опухоли подтверждалось и локализовалось с помощью ПЭТ-КТ. За время исследования в когорте было обнаружено 96 случаев рака; 26 из них определили с помощью жидкой биопсии, причем у большинства пациентов этой группы болезнь обнаружили на ранней стадии; 24 случая выявили в ходе стандартного скрининга. Тест позволяет определить более16 типов рака: рак легких, рак груди, колорекатльный рак, рак матки, лимфому и т. д. Ученые считают, что его стоит внедрить в стандартную медицинскую практику.

Популяционная генетика

12. Междисциплинарное исследование раскрыло особенности жизни рабов африканского происхождения в испанских колониях XVI века. Генетический анализ останков трех африканцев из массового захоронения в Мексике показал, что все три индивида происходили из Тропической Африки. Эти данные, а также характерные повреждения костей, доказывают, что останки принадлежат первым африканцам, попавшим в Латинскую Америку. Ученые также детектировали в останках геномы вирусных и бактериальных патогенов. Так, они обнаружили подтип гепатита B, который сейчас циркулирует в Западной Африке, но не в Латинской Америке. Это первое свидетельство перемещения гепатита B через океан, однако конкретный подтип не распространился в Мексике. У одного индивида была фрамбезия — кожно-костное заболевание, вызываемое спирохетой Treponema pallidum pertenue. При этом в более поздних останках европейских колонистов был обнаружен тот же штамм спирохеты, что позволяет предположить африканское происхождение инфекции.

Диагностика

13. FDA разрешило продажу диагностического теста у постели больного производства компании Binx Health для детекции хламидии и гонореи в образцах мужской мочи. Для диагностики используется полностью автоматизированная система на основе ПЦР-амплификации, предоставляющая результаты за 30 минут. Проведены клинические исследования, в которых приняли участие 922 пациента с симптомами инфекций и без симптомов. Чувствительность и специфичность теста к хламидии составили 92,5% и 99,3% соответственно, к гонорее — 97,3% и 100%.

14. Компания Personal Genome Diagnostics получила одобрение FDA на вывод на рынок теста для геномного профилирования рака на основе NGS. Тест PGDx's Elio Tissue Complete определяет однонуклеотидные варианты, инсерции и делеции в 507 генах. Такой анализ позволит лечащему врачу выбирать подходящую для конкретного случая терапию.

15. Компания Biocept сможет коммерциализировать тест для детекции мутаций в гене EGFR в странах Европейского союза и других странах, где необходимо соответствие CE (Conformité Européenne). Тест позволяет детектировать наиболее важные онкогенные мутации EGFR, в том числе Del19, L858R и T790M, в биопсийных образцах, зафиксированных формалином и заключенных в парафин, а также в циркулирующей опухолевой ДНК в жидкой биопсии.