Пероральный препарат против вируса Эбола и другие новости недели

Новые методы исследования

1. Ученые из США создали инструмент на основе искусственного интеллекта, значительно повысивший разрешение пространственной транскриптомики (ST) — визуализации экспрессии генов в трехмерном пространстве тканей. До настоящего времени двумя основными подходами в ST были пространственное секвенирование РНК (Visium, Stereo-seq, Slide-seq и др.) и имаджинг отдельных клеток (seqFISH, RNAScope, Xenium и др.). Методы пространственной транскриптомики позволяют получать большое количество информации, но не дают разрешения до клеточного уровня (каждая точка, в которой проводится секвенирование, содержит несколько клеток, часто гетерогенных); методы на основе имаджинга отдельных клеток обладают высоким разрешением, но ограничены панелями в 300-1000 генов.

Модель, получившая название Spotiphy (spot imager with pseudo-single-cell-resolution histology), комбинирует данные ST, основанные на секвенировании, и гистологические изображения тканей. Основываясь на специфичных для типов клеток генах, Spotiphy генерирует профили экспрессии для каждой из клеток в зоне исследования и накладывает эти результаты на гистологические данные. Таким образом, алгоритм позволяет получить изображения, аналогичные имаджинговой ST, но с полнотранскриптомными данными.

2. Израильские ученые составили атлас аллельспецифического метилирования ДНК человека. Аллельспецифичность в данном случае означает наследование разных статусов метилирования одного и того же участка ДНК в гомологичных хромосомах от отца и от матери.

Авторы проанализировали полученные ранее данные о метилировании ДНК — 202 образца, представляющих около 40 типов клеток от 135 доноров. Вначале они идентифицировали сайты с бимодальным метилированием — те, для которых половина прочтений метилирована, а другая половина нет. Далее среди этих образцов были идентифицированы регионы, в которых состояние метилирования не зависело от генетической вариации данного участка ДНК. Всего авторы идентифицировали 34 региона с аллельспецифичным метилированием (около 10% от всех бимодально метилированных регионов). В том числе было обнаружено 460 регионов, где состояние метилирования наследовалось специфически от одного из родителей. Так, у гена CHD7, мутации в котором вызывают синдром CHARGE, метилируется преимущественно материнский аллель, что усиливает роль отцовского аллеля в развитии заболевания.

Новые препараты

3. Пероральный противовирусный препарат обелдесивир (ингибитор вирусных РНК-зависимых РНК-полимераз) показал высокую эффективность против Эболы. Пять макак-резусов и пять яванских макак получали обелдесивир перорально в течение 10 дней после инфекции. Из 10 обезьян в живых остались 9 — погибла только одна из яванских макак, а в контрольной группе смертность составила 100%. Анализ механизма действия препарата показал, что он провоцирует экспрессию белков, поддерживающих активацию Т-клеток и презентацию антигенов. Также наблюдалась активация противовоспалительных сигнальных путей с одновременным подавлением путей, связанных с цитокиновым штормом. Нужны дополнительные исследования, в том числе по эффективности лечения при более позднем его начале, но в любом случае препарат может оказаться полезным для борьбы со вспышками заболевания в сельской местности благодаря простоте транспортировки и администрации.

Подробнее на PCR.NEWS.

COVID-19

4. Описана природа воспалительного шока, развивающегося у некоторых детей при инфекции COVID-19. Так называемый детский мультисистемный воспалительный синдром (MIS-C) обычно проявляется через четыре-восемь недель после начала инфекции. Новая работа показала, что MIS-C характеризуется нарушением реактивации Т-клеток памяти, связанным с повышенным уровнем цитокина TGFβ в плазме. При этом у пациентов с MIS-C наблюдается экспрессия TCRVβ21.3 на Т-клетках, что характерно для иммунного ответа на вирус Эпштейна–Барр (EBV). Также у MIS-C пациентов были повышены титры EBV в плазме и наблюдалась реактивация вируса, провоцирующая воспалительные процессы. Таким образом, исследование выявило связь воспалительного шока при COVID-19 с инфекцией EBV, который присутствует в организме большинства людей и может быть триггером различных заболеваний. Это открытие может способствовать разработке постинфекционных методов терапии.

5. Ученые из Великобритании и США описали процесс повреждения альвеол легких при COVID-19. Они составили транскриптомный атлас на основе РНК-секвенирования отдельных клеток 51 пациента с COVID-19 и 77 доноров органов, а также 10 ранее опубликованных наборов данных.

Исследование позволило выявить стадии прогрессии повреждения альвеол. Так, в процессе заболевания в легких появляются «волны» макрофагов различных типов. Основные драйверы повреждения тканей на ранних стадиях — воспалительные процессы, а на поздних — подавление фибринолиза (растворения тромбов) через сигнальный путь SERPINE1/PAI-1.

Цитомегаловирус

6. Одна из потенциальных мишеней вакцин против цитомегаловируса — наиболее распространенной внутриутробной инфекции, ведущей к дефектам развития — может быть не так критична для его инфекционной активности, как считалось раньше. Речь идет о так называемом пентамерном комплексе (PC) из белков gH/gL/UL128/UL130/UL131A. В новой работе авторы синтезировали вирус, не имеющий субъединиц UL128 и UL130. В опытах на макаках-резусах модифицированный вирус демонстрировал меньшие титры в слюне и моче, но все еще сохранял способность инфицировать эмбрион. Таким образом, PC не является необходимым для внутриутробной инфекции.

Птичий грипп

7. Исследование 157 людей, родившихся между 1927 и 2016 гг., показало, что титр антител к историческим и современным вирусам птичьего гриппа H5N1 выше у более старших поколений, при этом более сильной была корреляция не просто с возрастом, а с определенными годами рождения. Такие результаты соотносятся с данными предыдущих исследований, которые указывали на то, что контакт в детском возрасте с другими вирусами гриппа (H1N1 и H2N2) способен повысить устойчивость к H5N1. В то же время уровни антител у детей, которые еще не взаимодействовали с многими подтипами вируса гриппа, были значительно ниже, чем у старших поколений.

Авторы также оценили иммунный ответ на H5N1 у 100 человек до и после прививки штаммом Vietnam/1203/2004 H5N1. У всех возрастных групп успешно вырабатывался иммунный ответ на вакцинный штамм, а также на современный штамм, относящейся к кладе 2.3.4.4b, при этом у детей, у которых уровень антител до прививки был ниже, он сильнее возрастал. Это указывает, во-первых, на сохранение эффективности существующих вакцин, а во-вторых, на то, что в случае пандемии вируса гриппа H5N1 эффект вакцинации может быть более выраженным в младших возрастных группах.

Паразитология

8. Новый подход к РНК-секвенированию помог описать механизм переключения экспрессии антигенов у одноклеточного паразита Trypanosoma brucei, возбудителя сонной болезни. Авторы статьи в Nature модифицировали протокол Smart-seq3xpress, адаптировав праймеры под консервативный сегмент мРНК трипаносомы, а также внеся поправки на малое количество мРНК в клетках паразита в сравнении с млекопитающими.

Исследование показало, что переключение экспрессируемого антигена (вариабельного поверхностного гликопротеина) начинается с двухцепочечного разрыва ДНК. Далее при наличии гомологичного участка в другом гене антигена он используется как матрица для репарации разрыва, формируя в конечном счете новый мозаичный ген, последовательность которого будет различной в разных клетках. Если подходящей матрицы нет, то вместо разорванного гена активируется новый, при этом активируемый ген всегда находится рядом с теломерой. Эти результаты могут способствовать дальнейшим исследованиям резистентности трипаносомы к лекарственным препаратам.

Онкология

9. «Перепрограммирование» метаболизма CD8+ T-клеток может повысить их противораковую активность. Исследование метаболизма лимфоцитов вместе с РНК секвенированием отдельных клеток показало, что инактивация гена Elovl1, способствующего элонгации длинноцепочечных жирных кислот, повышает активность Т-клеток в тканях рака. Инактивация этого гена запускала каскад реакций, повышающий активность Т-клеточных рецепторов, а также увеличивала метаболическую устойчивость клеток к стрессовым условиям внутри опухоли.

В in vitro опытах на мышах инактивация Elovl1 повысила эффективность анти-PD-1 иммунотерапии, а анализ данных от пациентов с меланомой показал, что более низкий уровень экспрессии гена ассоциирован с более успешной иммунотерапией.

10. Препарат авапритиниб, одобренный в США для лечения рака ЖКТ и нескольких видов мастоцитоза, оказался эффективным против глиомы — наиболее распространенного типа рака мозга.

Анализ данных 217 педиатрических пациентов с глиомой показал, что это заболевание примерно в 15% случаев сопровождается изменениями в гене PDGFRA (мутации и увеличение числа копий), повышающими его экспрессию. Авапритиниб селективно ингибирует экспрессию PDGFRA. Терапия препаратом на мышиных моделях глиомы повысило медиану выживаемости на 19%, после чего авторы инициировали его назначение по программе сострадательного применения (compassionate use) — лечение еще не одобренным препаратом пациентов с серьезными заболеваниями, которым не помогли одобренные средства. Радиологический ответ на терапию показали три из семи пациентов, получавших авапритиниб.

11. Авторы статьи в Nature Metabolism идентифицировали гликоген как важный онкогенный метаболит легочной аденокарциномы. Они показали, что повышенный уровень гликогена ведет к образованию опухолей более высокого класса (сильнее измененных в сравнении с нормальными клетками), а снижение активности гликогенсинтазы, наоборот, подавляет рост опухоли. Отсюда следует, что богатая жирами и фруктозой «западная» диета может способствовать росту аденокарциномы.

Медицинская генетика

12. Полногеномный поиск ассоциаций (GWAS) на данных от более 38 тысяч пациентов из UK Biobank выявил два новых локуса, связанных со старением мозга, а также подтвердил эту связь для семи описанных ранее. Авторы идентифицировали 64 гена, которые могут стать мишенями для терапии; семь из них (MAPT, TNFSF12, GZMB, SIRPB1, GNLY, NMB и C1RL) продемонстрировали наибольший потенциал.

С использованием базы данных взаимодействия препаратов и генов DGIdb авторы идентифицировали 466 соединений, способных воздействовать на 29 из 64 потенциальных генов-мишеней. Среди них 13 уже тестируются в клинических исследованиях, связанных со старением.

13. Японские исследователи показали роль гена Nwd1 в развитии метаболически ассоциированного стеатогепатита (MASH), ранее называемого неалкогольным стеатогепатитом. В опытах на мышах делеция Nwd1 приводила к развитию MASH-подобных патологий — увеличению размера гепатоцитов и насыщению их липидами, содержащимися в везикулах эндоплазматического ретикулума (ER).

Дальнейший анализ выявил пониженную активность SERCA2 АТФазы и сниженный пул Ca²⁺ в ER Nwd1^-/- мышей, что приводило к развитию ER стресса. Полученные данные могут улучшить понимание патогенеза этого опасного заболевания.

Неврология

14. Исследование с участием 25 студентов-спортсменов, перенесших сотрясение мозга, показало, что его последствия наблюдаются и после того, как спортсмен получает медицинское разрешение вернуться к занятиям спортом. У студентов с сотрясением по сравнению с контрольной группой было снижено мозговое кровообращение и целостность белого вещества (только уровень кровообращения значимо выходил за рамки изменчивости в контрольной группе). Изменения наблюдались как на момент выдачи разрешения вернуться к спорту, так и до года после него.