Песни дрозофил и другие новости недели

Генетика

1. Исследователи из Великобритании нашли гены, связанные с феноменом (синдромом) Рейно. У пациентов с этим синдромом возникают спазмы в небольших сосудах близко к поверхности кожи — из-за этого кровообращение в пальцах рук и ног нарушается, пальцы могут белеть или синеть; при достаточно тяжелой форме синдрома это вызывает боль. Триггерами нередко становятся холод или стресс. Ученые знали, что у патологии есть генетические причины, поскольку феномен часто наследуется, но до сих пор не могли их найти. Теперь исследователи обратились к британскому биобанку и сравнили данные более пяти тысяч человек, страдающих от феномена Рейно, и еще 439 тысяч человек без него. Они обнаружили полиморфизмы в двух генах: первым оказался ADRA2A, ген рецептора адреналина, активация которого вызывает сокращение мелких сосудов. Второй ген — IRX1, фактор транскрипции, который участвует в эмбриональном развитии. Его повышенная экспрессия может активировать гены, которые не позволяют сосудам расшириться после сокращения. Также ученые установили, что с феноменом Рейно связан низкий уровень глюкозы в крови. Сейчас для лечения заболевания используют непрофильные препараты, например, лекарства для снижения давления. Однако если результаты исследования получится подтвердить на других группах людей, могут появиться новые терапевтические стратегии. 

(Подробнее — на PCR.NEWS.)

2. Шведские ученые секвенировали геномы 25 дрозофил из музейных коллекций Лунда, Стокгольма и Копенгагена. Некоторым из отсеквенированных образцов было более двухсот лет. С тех пор, как погибли самые старые исследуемые мухи, сменилось около 3000 поколений. Генетически дрозофилы, собранные в Швеции в начале 1800-х годов, были больше похожи на современных, чем те, которых собрали в 1930-х. Изменчивость последних ученые объяснили увеличением перевозок фруктов в то время, и, как следствие, миграцией самих дрозофил на большие расстояния. Также ученые обнаружили, что примерно в 1940-х годах у мушек появился ген Cyp6g1, делающий их более устойчивыми к ДДТ и другим инсектицидам. А ген ChKov1, который связывали с инсектицидами, как выяснилось, появился у дрозофил до того, как инсектициды стали широко применяться. Судя по всему, он делал мух устойчивыми к сигмавирусу. 

Трансплантация

3. Ученые из Америки пересадили почки от генетически модифицированных минипигов макакам-крабоедам, и одна из обезьян прожила 758 дней. Для того, чтобы сделать органы совместимыми, ученые внесли 69 модификаций в геном юкатанских минипигов. Они лишили их гликановых антигенов и нокаутировали все копии генов эндогенного ретровируса свиней PERV. Для повышения иммунной совместимости в геном свиней внесли семь человеческих генов — компоненты системы комплемента, системы свертывания крови и врожденного иммунитета, а также гены, снижающие воспаление и апоптоз. Такая модификация лучше способствовала приживлению трансплантатов, чем только нокаут гликановых антигенов. Из 16 макаков 6 умерли от почечной недостаточности в течение 25 дней после трансплантации. Остальные прожили 103 дня и дольше.

4. Группа под руководством исследователей из Медицинской школы Питтсбургского университета нашла способ снизить иммунную реакцию на трансплантат у пациентов, которым пересадили печень. В клинических испытаниях ученые вводили реципиентам регуляторные дендритные клетки доноров (их получили из моноцитов) за неделю до пересадки. Это подавляло иммунный ответ против органа — снижало количество провоспалительных CD8⁺ T-клеток и естественных киллеров. Таким образом, донорские дендритные клетки могут уменьшить нужду пациентов в стандартной иммуносупрессивной терапии после трансплантации.

Искусственная кожа

5. Ученые из США и Бразилии напечатали на 3D-биопринтере фрагмент кожи с активными волосяными фолликулами. Обычно в искусственно выращенной коже нет потовых и сальных желез и волосяных фолликулов — создать их трудно. Теперь исследователи получили волосяные фолликулы и поместили их в искусственную кожу. Для этого они сначала вырастили сфероиды, похожие на дермальные сосочки человека — в них включили клетки дермальных сосочков, кератиноциты, меланоциты и эндотелиальные клетки пупочной вены человека. Затем эти сфероиды поместили в напечатанную на биопринтере кожу. Они прижились и соединились с эпидермальным слоем, однако эпидермальные клетки, окружающие сосочек, не дифференцировались так хорошо, как в настоящей коже. 

Нейропсихиатрические расстройства

6. Препарат для лечения сонливости солриамфетол оказался эффективен для взрослых пациентов с синдромом дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ). В двойном слепом плацебо-контролируемом исследовании участвовало 60 человек. В течение 6 недель они принимали по 75 или 150 мг солриамфетола или плацебо. Препарат хорошо переносился и не вызывал серьезных побочных эффектов. По сравнению с группой плацебо у пациентов экспериментальных групп улучшились показатели по шкале оценки симптомов СДВГ у взрослых (AISRS) и нескольким другим шкалам. Вероятно, в будущем препарат смогут использовать пациенты с СДВГ, который по каким-то причинам не могут переносить другие лекарства. 

7. Чтобы предсказать риск развития болезни Альцгеймера, ученые сравнили 457 человек (средний возраст 71 год), субъективно отмечавших когнитивное снижение, но не имевших зафиксированных нарушений, и 215 здоровых людей. Тесты на память и мышление выявили незначительные ухудшения у 12,5% участников, которые жаловались на нарушения памяти. Трехлетние наблюдения за участниками показали, что в итоге почти у половины таких пациентов развивались легкие когнитивные нарушения. Это в в четыре раза чаще, чем у тех, кто тоже жаловался на проблемы с памятью, но хорошо прошел тесты, — легкие когнитивные нарушения развились только у 17% из них. У тех, кто не жаловался на когнитивные нарушения (здоровый контроль), риск развития легкого когнитивного снижения был самым низким. Кроме того, у пациентов, показавших в тестах незначительные когнитивные нарушения, было больше биомаркеров болезни Альцгеймера в спинномозговой жидкости. 

Онкология

8. Исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе разработали нанокапсулы, которые стимулируют иммунные клетки атаковать злокачественную опухоль. В капсулы они загрузили лактатоксидазу — фермент, который разрушает лактат, вырабатываемый раковыми клетками в больших количествах, и одновременно вызывает в опухоли высвобождение пероксида водорода, создающего провоспалительную среду. В экспериментах на мышах с меланомой или трижды негативным раком молочной железы капсулы увеличили число и активность Т-клеток и повысили эффективность иммунотерапии с помощью блокады контрольных точек иммунитета. 

9. В США разработали противораковый препарат, который наносится на кожу и ингибирует митоген-активируемую протеинкиназу MAPK. Доклинические исследования на мышиной модели показали, что препарат NFX-179 в виде геля уменьшает образование плоскоклеточных карцином кожи в среднем на 60% в течение четырех недель. Из-за того, что препарат применялся местно, системной токсичности не было — это дает ему преимущество перед принимаемыми перорально ингибиторами MAPK. 

Стресс

10. Ученые из США и Канады показали, как острый стресс влияет на фертильность самцов большого бурого кожана. Они перевернули летучих мышей на спину и держали в таком неестественном положении в течение часа. Затем животных умертвили, чтобы исследовать мозг, семенники и кровь. Исследователи выяснили, что уровень гормона стресса кортикостерона поднялся в восемь раз по сравнению с контролем, а уровень тестостерона снизился вдвое. Также диаметр семенных канальцев мышей сократился на 25%, а сами семенники стали в пять раз более чувствительны к гормонам стресса. Еще в семенниках подвергнутых стрессу кожанов экспрессировалось больше нейропептидов RFRP, воздействие которых снижает сперматогенез. Изменения в гонадах за такой короткий промежуток стрессового воздействия нехарактерны для большинства млекопитающих, и авторы работы предполагают, что большие бурые кожаны особо чувствительны к стрессу, а это может сказываться на их размножении. 

Сахарный диабет

11. Клеточный поверхностный гликопротеин CD47 в препятствует фагоцитозу (своего рода сигнал «не ешь меня»), а также участвует в ангиогенезе. Исследователи из Австралии выяснили, что CD47, помимо прочего, подавляет секрецию инсулина бета-клетками поджелудочной железы человека и мыши. В экспериментах на мышах с индуцированным диабетом снижение экспрессии CD47 восстановило синтез инсулина и гомеостаз глюкозы. Блокировка CD47 антителами повысила эффективность сингенной трансплантации. Также антитела к CD47 задержали начало диабета у мышей. 

Иммунная система

12. Зуд кожи, возникающий при аллергии или после укусов насекомых, связан с цитокином IL-31. Ученые из США удалили ген IL-31 у мышей, а затем подвергли их укусам пылевого клеща. Зуда у мышей действительно не было, но воспаление усилилось. Ученые обнаружили, что без IL-31 в ответ на аллерген в сыворотке крови увеличивается число CD4⁺ Т-клеток и уровень IgE. Когда цитокин есть, нейроны реагируют на него и запускают зуд, но в то же время сдерживают воспаление. Судя по всему, активация рецепторов к IL-31 вызывает высвобождение белка CGRP — он снижает пролиферацию CD4⁺ Т-клеток. 

13. Другие американские ученые выяснили, что ингибирование фермента 15-PGDH, разрушающего простагландины, может ускорить регенерацию нервов у мышей и восстановить мышечную силу. Этот фермент накапливается с возрастом и связан с истощением мышц при старении. Исследователи повредили мышиный седалищный нерв и нарушили иннервацию мышцы, а затем подавили 15-PGDH с помощью низкомолекулярного ингибитора. Нерв стал регенерировать, а в мышцах увеличился уровень простагландина Е2 — в итоге силы у мышей восстановились быстрее. 

Нейронауки

14. Вибрация крыльев самцов дрозофил создает два вида брачных песен — простую и сложную. Простая может быть импульсной, содержащей повторения одного лада, или синусоидальной, где чередуются несколько ладов. В сложной песне импульсные и синусоидальные вибрации чередуются. Переключение между песнями происходит во время брачного танца, когда самка отдаляется и приближается. Исследователи из Принстонского института нейронаук обнаружили, что, судя по всему, за обе песни — сложную и простую — отвечает один и тот же путь в нервной системе, а не два разных. Ученые использовали инструменты захвата движения, чтобы определить, как движутся дрозофилы во время ухаживания и на каком расстоянии самец с самкой находятся друг от друга. Также они применили оптогенетическую стимуляцию и визуализацию нейронов. Они показали, что простая песня (в основном в импульсном режиме) возникает в результате кратковременной активации нейронов головного мозга pC2, которые управляют нейронами pIP10 нисходящего пути, соединяющего мозг и вентральный нервный тяж. Для генерации сложной песни более продолжительная активность нейронов pC2 одновременно стимулирует нейроны pIP10 и запускает схему растормаживания нейронов P1a, позволяя нисходящим сигналам pIP10 генерировать быстрые чередования импульсной и синусоидальной песни. Активность P1a, таким образом, зависит от близости самки и определяет, какую песню самец будет петь.