Почти безалкогольное брожение и другие новости недели

Иммунитет

1. Исследователи из США нашли у мышей подмножество антигенпрезентующих клеток кишечника, которые подавляют иммунные реакции на белки, поступающие с едой. Это толерогенные дендритные клетки, экспрессирующие рецептор RORγt и еще один фактор транскрипции — Prdm16. Презентируя на своей поверхности антигены пищевых белков или белков некоторых комменсальных кишечных бактерий, они индуцируют дифференцировку регуляторных Т-лимфоцитов, которые контролируют иммунный ответ и не дают развиться аллергии. Нарушение работы этих клеток у мышей приводит к тому, что в ответ на поступление пищевого белка увеличивается количество Т-хелперов 2 типа вместо регуляторных Т-клеток — в результате иммунная толерантность нарушалась. Аналогичные клетки ученые нашли в брыжеечных лимфатических узлах, кишечнике и миндалинах человека.

Подробнее — на PCR.News

2. Ученые из США обнаружили, что возрастное ослабление иммунитета связано со снижением количества фермента ELOVL2, ответственного за синтез некоторых полиненасыщенных жирных кислот, необходимых для построения клеточных мембран. У мутантных мышей с инактивированным геном Elovl2 уже в возрасте полутора лет была снижена экспрессия нескольких генов, связанных с развитием В-клеток. Белок CD79B, регулятор созревания B-клеток, выступал в качестве потенциального биомаркера, потеря которого была связана с ускоренным иммунным старением. Также у этих мышей уровень ненасыщенных жирных кислот был снижен по сравнению с насыщенными — как у пожилых мышей. Анализ клеток костного мозга людей разного возраста показал, что у людей, как и у мышей, в пожилом возрасте снижается экспрессия гена CD79B в гемопоэтических стволовых клетках, а также количество клеток-предшественников, экспрессирующих ELOVL2. Возможно, генетическая терапия или даже прием нужных липидов внутрь способны улучшить иммунную функцию у пожилых, однако эти предположения еще предстоит проверить.

3. В статье, опубликованной в Nature Immunology, подробно описаны молекулярные механизмы системного воспаления у людей. Ученые ввели здоровым мужчинам бактериальные липополисахариды и наблюдали за реакцией. Спустя четыре часа после введения наступила острая гипервоспалительная фаза, в крови пациентов увеличилось количество моноцитоподобных клеток, экспрессирующих воспалительные гены, усилился миелопоэз. Во время поздней иммуносупрессивной фазы в моноцитах снизилась экспрессия генов, реагирующих на интерферон типа I, а миелопоэз нарушился. Также у мужчин был снижен иммунный ответ на вторичное введение липополисахаридов спустя неделю. Аналогичные эффекты обнаружились у пациентов с бактериальным сепсисом и коронавирусной инфекцией. Обработка донорских моноцитов, инкубированных с липополисахаридами, интерфероном-бета восстановила ответы клеток на интерферон и выработку провоспалительных цитокинов, а также индуцировала созревание новых моноцитов. 

Биотехнологии

4. Ученые из Японии нашли способ выращивать более толстые куски искусственного куриного мяса. Современные системы позволяют выращивать отдельные скопления клеточных сфероидов, но не полноценные ткани, поскольку сложно равномерно обеспечить растущую культуру клеток питанием и кислородом. Чтобы преодолеть это ограничение, ученые создали биореактор с близко расположенными полыми волокнами, по которым питательные вещества и кислород поступают к ткани. С его помощью они вырастили 11-граммовый кусок мяса из иммортализованных фибробластов курицы.

5. Команда биотехнологов из США и Швейцарии разработала мягкий тонкопленочный слуховой имплантат ствола мозга (auditory brainstem implant, ABI), который лучше прилегает к тканям, чем другие подобные устройства, что снижает риск побочных эффектов. ABI используют пациенты с потерей слуха, которым по каким-то причинам не подходят кохлеарные имплантаты. Обычно такой имплантат представляет собой жесткую решетку с электродами, которую устанавливают на поверхность кохлеарного ядра в стволе мозга. Из-за того, что решетка жесткая, она прилегает не ко всей поверхности, а также может затрагивать другие ядра ствола — тройничный, лицевой, языкоглоточный, что приводит к нежелательным побочным эффектам: болям и подергиваниям мышц лица. Чтобы их избежать, часть электродов деактивируют, и в итоге люди с имплантатом могут разбирать отдельные звуки, но редко — речь в целом. Теперь ученые спроектировали имплантат из тонкопленочных материалов с мягкими электродами, который протестировали на двух макаках-резусах.

Мозг

6. Венгерские ученые исследовали функциональные связи в обонятельных сетях собак разного возраста, пола и с разной формой мозга. Эти факторы, как известно, влияют на обонятельные способности собак. Сила функциональных связей в обонятельных сетях была ниже у пожилых собак и у собак с более округлым мозгом (по сравнению с вытянутым). Связи с полом ученые не обнаружили. Таким образом, ухудшение обонятельных способностей у пожилых собак и собак с более круглым мозгом ассоциировано с изменением функциональных связей в обонятельных сетях мозга. 

Микробиология

7. Ученые из Университета Арканзаса (США) сравнили штаммы нетрадиционных пивных дрожжей, используемых для производства безалкогольного пива и находящихся в свободной продаже. Такие дрожжи не способны перерабатывать типичные сахара ячменного сусла вроде мальтозы и мальтотриозы, но усваивают простые сахара — глюкозу и фруктозу. В результате образуются сложные эфиры и спирты, придающие пиву привычный вкус, однако доля спирта не поднимается выше 0,5 процентов, если крепость сусла поддерживается на определенном уровне. Авторы работы приготовили пиво, используя 11 штаммов дрожжей, и описали полученные профили аромата и вкуса. Эти профили различались: одни образцы включали зерновые и сухофруктовые ноты и напоминали лагер, другие — цветочные и цитрусовые, напоминая светлый эль. Исследователи также определили соединения, связанные с тем или иным вкусоароматическими профилем. Так, например, цветочные ноты были связаны с содержанием в пиве гераниола, линалилацетата и цитраля.

8. Исследователи из США и Тайваня получили наиболее подробное на сегодняшний день изображение микобактериофага Mycobacterium smegmatis — вируса, который атакует бактерии рода Mycobacterium. Объединив десятки тысяч изображений криоэлектронной микроскопии, они увидели хвост фага и его концевую часть, которая прикрепляется к бактериальной клетке. Она состоит из десяти отдельных белков, которые, взаимодействуя друг с другом, связываются с бактерией. С помощью криоэлектронной томографии авторы показали, как меняется структура фага при связывании с клеткой M. smegmatis. По мнению ученых, это может открыть возможности для создания фагов, нацеленных на определенные бактерии, устойчивые к антибиотикам. 

9. Микробиологи из Калифорнийского университета в Сан-Франциско (США) обнаружили, что микробиота кишечника может снижать токсичность фторпиримидиновых препаратов, используемых для терапии опухолей желудочно-кишечного тракта. На мышиной модели колоректального рака они показали, что оперон preTA, присутствующий в геноме некоторых штаммов кишечных бактерий, способствует истощению токсичного лекарственного метаболита 5-фторурацила. Для мышей, в кишечнике которых не было бактерий и которые получали антибиотики, фторпиримидин был более токсичен, чем для контрольных мышей. Однако токсичность препарата снижалась, когда мышам вводили preTA⁺ Escherichia coli или обогащенный preTA кал от пациентов с колоректальным раком. Ученые также проанализировали образцы кала таких пациентов и обнаружили, что большая распространенность этого оперона связана с меньшей токсичностью препарата.

Молекулярная биология

10. Ученые из Китая показали на мышах и человеческих тканях, что прионный белок PrP^C играет роль в развитии фиброза почек. Этот белок в норме экспрессируется в мозге, но обнаруживается также в крови и моче людей с дисфункцией почек. Было не до конца понятно, участвует ли он в развитии почечной недостаточности. В новой работе исследователи обнаружили, что PrP^C повышен в фиброзных тканях пациентов с хронической болезнью почек, а уровень его экспрессии в почках коррелирует с тяжестью почечной недостаточности. На мышах ученые исследовали механизм развития такого фиброза: PrP^C активировал сигнализацию TANK-связывающей киназы 1 (TBK1), которая фосфорилировала интерферон 3 (IRF3), и это способствовало профибротическому ответу в эпителиальных клетках проксимальных канальцев и фибробластах. Смягчить фиброз в мышиных моделях удалось с помощью делеции PrP^C в проксимальных канальцах или с помощью амлексанокса — ингибитора TBK1.

11. Ученые из Университета Орегона (США) показали, как дрожжи Malassezia sympodialis, живущие на коже, подавляют колонизацию кожи патогенными бактериями, например, Staphylococcus aureus. In vitro дрожжи генерировали изомер гидроксипальмитиновой кислоты, обладающий бактерицидной активностью против S. aureus. Это требовало кислой среды и присутствия свободных жирных кислот — как и на поверхности кожи. При этом длительное воздействие M. sympodialis или его антимикробных продуктов вызывало у бактерий толерантность, активируя строгий ответ (stringent response), вызванный мутациями в гене регулятора строгого ответа rel. Похожие мутации ученые нашли и в клинических изолятах S. aureus, устойчивых ко многим антибиотикам.

12. Международная группа исследователей описала, как растительный патоген сиреневый псевдомонас (Pseudomonas syringae) манипулирует метаболизмом организма-хозяина. Чтобы растение не распознало бактерию, она выделяет гликозирин. С помощью криоэлектронной микроскопии и химического синтеза ученые выяснили, что гликозирин представляет собой иминосахарид, имитирующий галактозу. Он ингибирует гликозидазу, секретируемую растением, которая в норме вызвала бы высвобождение иммунногенных пептидов из бактериального флагеллина, а также меняет состав внеклеточных метаболитов растений. 

13. Ученые из Германии описали, как ожирение приводит к сосудистым нарушениям. При ожирении в периваскулярной жировой ткани, окружающей сосуды, накапливаются иммунные миелоидные клетки, выделяющие миелопероксидазу. Уровень этого соединения связан как с самим ожирением, так и с эндотелиальной дисфункцией у людей и мышей. В экспериментах на мышах и на человеческих адипоцитах in vitro ученые показали, что миелопероксидаза изменяет сигнатуры и профили экспрессии жировых клеток, увеличивает количество иммунных клеток в периваскулярной жировой ткани и продукцию цитокинов и подавляет секрецию вазопротектора адипонектина. 

Терапия

14. Исследователи из Китая и Сингапура создали гибридные мембранные везикулы для профилактики и лечения инфекции Helicobacter pylori. Они соединили везикулы внешней мембраны бактерий и сконструированные мембранные везикулы жировых глобул молока. На эпителиальных клетках желудка человека и мышах ученые показали, что везикулы накапливаются в слизистой желудка и не дают бактериям прикрепиться к ней, а также модулируют активность воспалительных факторов и нейтрофилов. Это подавляет инфекцию, снижает воспаление и способствует заживлению язв.