Половой диморфизм крови новорожденных и другие новости недели

Онкология

1. Карцинома желудка в 10% случаев ассоциирована с вирусом Эпштейна–Барр (ВЭБ). При этом для клеток характерен высокий уровень метилирования CpG-островков. Ученые из Вистаровского института в Филадельфии попробовали децитабин для ингибирования метилирования. На клеточных линиях, полученных от пациентов с карциномой и ВЭБ, они показали значительное гипометилирование ДНК. Гипометилирующий эффект препарата реактивирует литический цикл латентного ВЭБ в раковых клетках, что приводит к уменьшению опухоли. Авторы уверены, что полученные знания помогут при разработке новой мишени терапии карциномы желудка.

2. Ученые из Великобритании и стран Евросоюза разработали тест, позволяющий выявить людей, подверженных риску развития миеолоидной неоплазии. Они рассмотрели анамнезы, мутационные профили миеолоидных клеток-предшественниц и гематологические/биохимические тесты у 454 340 участников исследования UK Biobank и обнаружили, что специфические изменения, характерные для данного заболевания, проявляются за несколько лет до постановки диагноза. Используя полученные сведения, ученые создали веб-приложение MN-predict, которое генерирует прогноз на основе результатов генетических и лабораторных тестов на 10-15 лет вперед. С его помощью врачи могут выявить людей, находящихся в зоне риска, и подобрать профилактику.

3. Китайские ученые обнаружили, что ген MTF1, ассоциированный с купроптозом, замедляет прогрессирование светлоклеточной почечной карциномы. Купроптоз — недавно выявленная форма запрограммированной клеточной гибели, связанная с внутриклеточным накоплением меди. При поиске генетических факторов, ассоциированных с купроптозом, были найдены гены MTF1 (металлорегуляторный транскрипционный фактор 1, metal regulatory transcription factor 1) и FDX1. Их экспрессия снижена в клеточных линиях и опухолевых тканях. Нокдаун генов повышал способность раковых клеток к миграции и пролиферации. Экспрессия MTF1 коррелировала с инфильтрацией иммунными клетками, а его нокдаун способствовал росту опухоли. Таким образом, MTF1 — белок, регулирующий экспрессию генов метаболизма металлов — выступает как опухолевый супрессор.

Генетика

4. В Nature опубликовали сразу две статьи, посвященные прочтению и сборке Y-хромосомы человека (подробнее на PCR.NEWS). Ее секвенирование затруднено из-за многочисленных повторяющихся участков и длинных палиндромов. Используя ультрадлинные и короткие прочтения, ученые собрали полную последовательность. В итоге к ранее известной последовательности добавилось более 30 миллионов пар оснований и 110 новых генов. Другая группа ученых проанализировала сиквенсы 43 Y-хромосом представителей разных национальностей. Полученная референсная последовательность значительно расширяет возможности изучения аномалий, связанных с генами Y-хромосомы.

5. Ученые из Германии исследовали геномы людей с синдромом Барттера — болезни, при которой нарушена реабсорбция солей в петле Генле почечного канальца. В результате у больных снижается уровень калия и хлора в крови, наблюдается метаболический алкалоз и снижение секреции альдостерона. Классический вариант синдрома связан с мутацией в гене хлоридного канала — CLCNKB. Ученые использовали секвенирование с длинными прочтениями, чтобы проанализировать геномы 32 больных. У восьми были обнаружены разные варианты делеций. Это означает, что заболевание генетически разнородно и может быть следствием нескольких видов мутаций.

Эпигенетика

6. Состояние здоровья малышей, рожденных преждевременно, зависит от пола. Мальчики переносят выхаживание тяжелее. В чем причина? Американские ученые сравнили уровни метилирования CpG-островков в крови и плаценте 358 новорожденных детей. Около 11500 CpG-островков были по-разному метилированы в зависимости от пола. В образцах плаценты были специфичны 5949 островков, а крови — 5361. Только 233 островков были метилированы одинаково у всех детей. Плацента мальчиков была гиперметилирована, а кровь гипометилирована. У девочек же и плацента, и кровь в основном гиперметилированы. Различия в метилировании затронули, в частности, гены NAB1, HMGCS1 и CALM1 в плаценте и LOC644649 и RBMS1 в крови. Дополнительный анализ показал, что с CpG-островками плаценты связана дифференцировка кератиноцитов. Авторы делают вывод, что эпигенетические механизмы зависят от пола недоношенного ребенка и могут определять состояние его здоровья.

Митохондрии

7. Примерно 60–80% случаев детской слепоты вызваны мутацией в гене OPA1 (митохондриальная динаминподобная ГТФаза). Было известно, что OPA1 играет ключевую роль в слиянии внутренней мембраны митохондрий и ремоделировании крист. Мутации приводят к нарушению ГТФазного процесса и дисрегуляции работы митохондрий. Однако до сих пор не было данных о молекулярных механизмах OPA1-зависимого ремоделирования крист. Результаты двух  исследований, проясняющих этот вопрос, опубликованы на этой неделе в Nature. OPA1 через петлю в липидсвязывающем лопастном домене (lipid-binding paddle domain) встраивается в кардиолипинсодержащий бислой мембраны, а затем димеризуется, что способствует образованию спиральной структуры, необходимой для слияния. При конформационных изменениях OPA1 вытягивает из внешней мембраны петлю для лучшего мембранного слияния. При мутациях процесс нарушается, приводя к аномалиям.

Нейробиология

8. Две научные группы из США независимо друг от друга декодировали речь по электрической активности головного мозга у пациентов с нарушениями речевой функции (подробнее на PCR.NEWS). Ученые из Калифорнийского университета (Сан-Франциско, Беркли) имплантировали на поверхность мозга пациентки, перенесшей инсульт, 253 электрода, считывающие сигналы, которые бы поступали к мышцам языка, челюсти и гортани. Несколько недель шло обучение алгоритма, нацеленного на распознавание уникальных мозговых сигналов для 1024 слов. Для точной имитации голоса женщины алгоритм использовал запись ее выступления на свадьбе, сделанную до инсульта. Средняя скорость перевода мозгового сигнала в текст составила 78 слов в минуту (нормальный темп разговорной речи — примерно 120 слов в минуту). Уровень неправильно декодированных слов составил 25,5%. Также алгоритм научили распознавать интонацию и мимику. Ученые из Стэнфорда пошли другим путем: имплантировали электроды вглубь мозга, в вентральную премоторную кору и зону Брока. Скорость общения составила 62 слова в минуту. Ошибки в декодировании слов происходили в 23,8% случаев. Авторы планируют создание беспроводных версий аппаратов, чтобы предоставить пациентам больше свободы.

ИИ и диагностика

9. Исландская компания deCODE genetics в сотрудничестве с биоинформатиками разработала искусственный интеллект для оценки рисков атеросклеротических сердечно-сосудистых заболеваний (АССЗ). Сначала алгоритм натренировали на данных 13540 здоровых исландцев и 6791 исландцев, находящихся на статиновой терапии. При обработке данных опытной группы ИИ предсказал возможное развитие АССЗ без дополнительного анамнеза. Белковый состав плазмы динамичен, что очень удобно для мониторинга состояния человека. С помощью ИИ также возможно отслеживать эффективность терапии.

Болезнь Паркинсона

10. В The Lancet Neurology опубликовали результаты исследования геномов африканской и смешанной популяций с целью выявить ассоциации с болезнью Паркинсона (БП). Полногеномный поиск ассоциаций (GWAS) выявил редкий вариант гена GBA1, кодирующего β-глюкоцереброзидазу. GBA1 расщепляет глюкоцереброзид на церамид и глюкозу и играет важную роль в деградации сфинголипидов. Авторы подсчитали, что вероятность развития БП у носителей одного «африканского» аллеля гена в 1,5 раза выше, чем у тех, кто не имеет этого аллеля. У носителей двух аллелей риск выше в 3,5 раз. Этот результат еще раз напоминает о том, как важно включать представителей африканской популяции в КИ лекарственных препаратов.

Болезнь Альцгеймера

11. Ученые из США описали, как ген SORL1 влияет на развитие и течение болезни Альцгеймера. SORL1 играет важную роль во внутриклеточном транспорте, включая транспорт белка-предшественника амилоида (APP). С помощью CRISPR из ДНК стволовых клеток пациентов они удалили последовательность SORL1, а затем подвергли клетки дифференцировке, чтобы получить четыре типа клеток головного мозга. Сильнее всего потеря SORL1 повлияла на астроциты и нейроны. В нейронах наблюдалось значительное снижение уровня белков APOE (аполипопротеин Е) и CLU (кластерин) — без них нарушается липидный обмен в клетках, что приводит к накоплению продуктов и мешает межнейронным взаимодействиям. При анализе тканей мозга результаты подтвердились: низкая экспрессия SORL1 коррелирует с низким уровнем APOE и CLU. Выявление этого аспекта развития БА поможет врачам предсказывать, какие терапевтические стратегии будут эффективны для отдельного пациента.

Сахарный диабет

12. Многие пациенты с сахарным диабетом считают себя защищенными от диабетической нефропатии, если у них нормальный уровень белка в моче. Врачи предупреждают, что это может быть ложной уверенностью. Исследователи из США проанализировали мочу и биоптаты почек 1267 человек из разных этнических групп. Оказалось, что высокий уровень аденина в моче коррелирует с повышенным риском развития нефропатии независимо от содержания белка в крови. Исследование биоптатов показало, что в диабетической почке эндогенный аденин накапливается в очагах фиброза, артериолосклероза и гломерулосклероза. Специфический ингибитор выработки аденина уменьшил гипертрофию почек и повреждение. Таким образом, измерение уровня аденина в моче может предупредить пациента о возможных диабетических осложнениях.

Циркадные ритмы

13. Как влияет вахтовый метод работы и ночные смены на когнитивные способности и память, выясняли канадские ученые, работа опубликована в журнале PLoS ONE. В исследование включили 47881 человек в возрасте 45–85 лет; 21% участников хотя бы раз выходил на работу в ночную смену. Их когнитивные способности были измерены несколькими тестами. Работа ночью в целом снижала когнитивные способности. Ночные смены ассоциировались с ухудшением памяти, а у тех, кто работает посменно, были снижены показатели исполнительной функции, если сравнить их с людьми, работающими в дневное время. Авторы предполагают, что нарушение циркадных ритмов способствует нейродегенерации.

Здоровое питание

14. В чипсы, шоколад, газировку, полуфабрикаты и промышленные кондитерские изделия (ультраобработанные продукты, УОП) добавляют эмульгаторы, потребление которых ассоциировано с воспалением кишечника, дисбиозом микробиоты и ожирением. Ученые из Барселоны решили исследовать, как влияют эмульгаторы в рационе матери на развитие потомства. Беременным мышам давали воду с 1%-ными добавками карбоксиметилцеллюлозы и полисорбата-80. У потомства авторы обнаружили нарушения развития гипоталамических центров регуляции метаболизма (по данным РНК-секвенирования медиабазального гипоталамуса) и легкие метаболические нарушения, а в сочетании с диетой западного типа, богатой жирами и сахарами, — повышение тревожности и снижение когнитивных способностей, более выраженные у самцов, чем у самок. Авторы призывают повышать осведомленность будущих матерей о потенциальных рисках, связанных с употреблением чрезмерного количества УОП во время беременности и лактации. Работа опубликована в PLoS Biology.