Превращение толстого кишечника в тонкий и другие новости недели

Кардиология

1. Шведские ученые провели крупнейший на сегодняшний день поиск генетических вариантов, повышающих риск развития атеросклероза. Полногеномный поиск ассоциаций (GWAS) в когорте, включающей 24 000 шведов, проводился для трех признаков, выявляемых с помощью компьютерной ангиографии: числа сегментов артерий, в которых есть бляшки, показателя кальцификации коронарных артерий и присутствия бляшек в сонных артериях. В частности, по первому признаку выявили 20 значимых независимых вариантов генов, три из них в локусах, ранее не связанных с атеросклерозом. GWAS для присутствия бляшек в сонных артериях также обнаружил дополнительные локусы риска. Авторы планируют разработать генетические тест-системы для выявления людей с высоким риском развития атеросклероза.

Подробнее на PCR.news.

2. В Nature опубликована статья под названием «Биорезорбируемая оптоэлектронная миллиметровая система для электротерапии». Исследователи из США разработали устройство для временной кардиостимуляции. Миниатюрные размеры имплантируемой части (меньше зернышка риса) позволяют проводить ее установку минимально инвазивно. Другая часть выводится наружу и крепится к груди пациента. Когда устройство фиксирует нерегулярное сердцебиение, оно подает световой сигнал для активации кардиостимулятора на сердце. Примечательно, что все компоненты кардиостимулятора биосовместимы, поэтому через некоторые время устройство резорбируется и выводится естественным путем без дополнительного хирургического вмешательства.

Авторы провели успешные эксперименты на грызунах, свиньях, собаках и человеческих сердцах. Один из руководителей работы, профессор Игорь Ефимов (Северо-Западный университет, Чикаго) подчеркивает, что это устройство будет полезно в первую очередь детям с врожденными пороками сердца, которым зачастую требуется лишь временный кардиостимулятор и минимальное хирургическое вмешательство.

Этанол

3. В Science Advances опубликована статья о долгосрочном влиянии больших количеств алкоголя на принятие решений и обучение у самцов и самок крыс. Животные в течение месяца получали высокие дозы этанола, а затем три месяца находились на стандартном содержании. По окончании срока крысы проходили усложненный поведенческий тест (стандартный тест оказался слишком легким и не демонстрировал нарушений). Самцы медленнее и менее успешно принимали стратегически правильные решения, а их мозговая активность была слабее, чем у контрольных крыс. Анализ показал, что этанол повредил нейронную активность в дорсомедиальном стриатуме — участке, наиболее важном для принятия решений. У крыс-самок наблюдались значительные изменения в нейронной активности, но поведенческие изменения были минимальными. Авторы планируют продолжить исследования, чтобы узнать, как алкоголь влияет на другие структуры мозга, и установить, почему он по-разному действует на самок и самцов.

Мозг, отвращение и боль

4. Как мозг связывает вкус еды с последующим отравлением? Исследователи из Принстонского университета обнаружили, что миндалевидное тело мозга играет ключевую роль в формировании устойчивых пищевых отвращений. Этот механизм объясняет, как животные учатся избегать вредной пищи, даже если симптомы отравления появляются спустя значительное время после еды. В эксперименте мышам давали напиток со вкусом винограда, а через 30 минут вызывали у них временное недомогание, имитирующее отравление. В результате мыши начали избегать этого вкуса. Анализ активности мозга показал, что миндалевидное тело активируется на всех этапах: при употреблении новой пищи, во время недомогания и при последующем воспоминании. Сигналы отравления из заднего мозга реактивируют нейроны миндалины, связанные с ранее съеденной пищей, что позволяет мозгу ассоциировать определенный вкус с плохим самочувствием.

5. Регуляторные Т-клетки (Treg) сдерживают воспалительные иммунные реакции, чтобы они не были разрушительными для организма. Авторы статьи в Science обнаружили, что Treg в мозговых оболочках вырабатывают энкефалин — эндогенный опиоидный пептид, который подавляет боль через дельта-опиоидные рецепторы в сенсорных нейронах, воспринимающих механическую боль. Этот процесс контролируется женскими половыми гормонами. При истощении Treg у самок резко повышалась чувствительность к боли, тогда как у самцов изменений не наблюдалось. Инъекция интерлейкина-2 (IL-2) в спинномозговую жидкость увеличила количество регуляторных T-клеток и снизила чувствительность к механической боли у самок мышей после травмы нерва. Этот результат указывает на возможную причину усиления хронических болей у женщин после менопаузы — с падением уровня женских гормонов защитный эффект Treg ослабевает.

Болезнь Альцгеймера

6. В клинической практике уже используются маркеры в крови человека, позволяющие диагностировать болезнь Альцгеймера. Однако они не дают возможность точно установить стадию заболевания, а проведение позитронно-эмиссионной томографии не всегда доступно. В Nature Medicine ученые из США и Швеции предлагают использовать в качестве биомаркера остаток эндогенно расщепленного связывающего микротубулин региона тау-белка, содержащего остаток 243 (eMTBR-tau243), который циркулирует в плазме крови. В трех когортах пациентов с БА на разных стадиях развития заболевания, от начальной до деменции, концентрация eMTBR-tau243 с точностью более 90% отражала нагрузку тау-белка в мозге. По уровню eMTBR-tau243 можно было определить стадию заболевания, кроме бессимптомной: разница между здоровыми людьми и больными не проявлялась. У людей с когнитивными нарушениями, вызванными другими заболеваниями, концентрация eMTBR-tau243 была в норме, таким образом, анализ на этот биомаркер позволяет отличить БА от других видов когнитивных дисфункций.

7. Ученые из США проанализировали связь нарушений сна с течением болезни Альцгеймера. В исследование включили 270 пациентов (медианный возраст 61 год, 53% женщин). Оказалось, что меньшее время медленного сна связано со снижением объема нижней теменной области и клиновидной области мозга, а меньшее время фазы быстрого сна связано с уменьшением объема и нижней теменной области, и области предклинья. Авторы предполагают, что воздействие на архитектуру сна может снижать риски развития БА или увеличивать время до первых симптомов.

Подробнее на PCR.news.

Генетические технологии

8. Ученые из США обнаружили, что удаление гена SATB2 перепрограммирует часть толстой кишки, заставляя ее работать как тонкий кишечник и усваивать питательные вещества. Это открытие может помочь пациентам с синдромом короткой кишки — тяжелым состоянием, при котором люди вынуждены получать питание внутривенно. На моделях мышей отключение SATB2 привело к превращению верхнего отдела толстой кишки в аналог подвздошной кишки (нижнего отдела тонкого кишечника). Вес мышей восстановился, а их 60-дневная выживаемость увеличилась с 10% до 80%. Технологию также проверили на человеческих органоидах толстой кишки — после редактирования с помощью AAV-вектора они стали вести себя как клетки тонкого кишечника. Ученые надеются, что метод ляжет в основу генной терапии и спасет тысячи пациентов. Следующим шагом будет испытания на более сложных моделях.

Гидрогель для суставов

9. После травмы сустава может развиться посттравматический остеоартрит. Существующие методы лечения направлены лишь на снятие симптомов и никак не сдерживают прогрессирование остеоартрита. В сустав вводят биополимерные вещества, высвобождающие лекарственные компоненты, но-за механической нагрузки в физически активных суставах они неконтролируемо разрушаются, активное вещество быстро выводится, и лечение теряет эффективность.

Авторы статьи в PNAS разработали устойчивый к нагрузкам мягкий гидрогель из моностеарата глицерина, которые обеспечивает постоянное высвобождение ингибитора катепсина-К — протеазы, участвующей в резорбции костной и хрящевой тканей. Они смоделировали посттравматический артрит у мышей и запустили их на беговую дорожку. У животных, которым вводили инкапсулированный в новый гидрогель препарат, дегенерация хряща была значительно меньше, чем при введении чистого препарата.

Онкология

10. Более чем у половины пациентов с неходжкинской лимфомой, проходящих терапию CAR T-клетками, происходит рецидив или прогрессирование заболевания в течение шести месяцев после начала терапии. Коллектив ученых из США и Израиля создал инструмент для оценки предполагаемого ответа неходжкинской лимфомы на CAR T-терапию — INFLAmmation MIXture Model (InflaMix). Алгоритм анализирует 14 показателей, связанных с воспалением и с функцией печени. InflaMix проверили на трех разных когортах пациентов с неходжкинской лимфомой, и он успешно выявил пациентов с высокой вероятностью возвращения болезни или смерти. InflaMix был надежен даже при наличии только шести лабораторных показателей.

Микробиология

11. Внутрибольничная пневмония, вызванная Staphylococcus aureus, представляет серьезную проблему для здравоохранения. Основной фактор патогенности S. aureus — порообразующий токсин альфа-гемолизин. Протестировав более 182 тысяч соединений с помощью миниатюрной тест-системы, немецкие ученые нашли и описали высокоэффективный ингибитор гемолизина — малую молекулу хиноксалинедиона (QDS). При добавлении к культуре клеток, зараженных S. aureus, QDS предотвращал типичные признаки действия гемолизина — приток ионов кальция, цитотоксичность, гемолиз и разрушение монослоя. Аналог QDS проверили в модели мышиной пневмонии, вызванной стафилококком. Это соединение было эффективно как в качестве монотерапии, так и в комбинации с антибиотиком.

12. Новое исследование, посвященное анализу долгосрочных тенденций устойчивости к антибиотикам в Европе, показывает, что частота резистентных инфекций не всегда растет бесконечно, а нередко стабилизируется на промежуточных уровнях. Ученые проанализировали 887 комбинаций «патоген-лекарство-страна» в 1998-2019 гг. для самых проблемных видов бактерий: Streptococcus pneumoniae, Staphylococcus aureus, Enterococcus faecalis, Enterococcus faecium, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa и Acinetobacter spp. Только для 20% комбинаций траектории резистентности продолжали расти, для 21% — снижаться; 37% траекторий оставались стабильными (резистентность не увеличивалась и не уменьшалась), а 21% демонстрировал признаки стабилизации после первоначального роста. Эти результаты опровергают предположение о неизбежной эскалации антибиотикорезистентности и дают надежду на возможность стабилизации.

Вакцины

13. В литературе есть данные, что нейротропные герпесвирусы могут способствовать развитию деменции, а вакцинация против этих вирусов оказывает защитный эффект. На этой неделе опубликовано очередное подтверждение. Международный коллектив ученых проанализировал результаты программы вакцинации живым аттенуированным вирусом опоясывающего лишая, которая действовала в Уэльсе с 2013 года, причем в нее включали пожилых людей начиная с определенного года рождения. При сравнении людей с близкими датами рождений, одни из которых попали в программу, а другие нет, оказалось, что вакцинация снижает на 20% вероятность развития деменции в последующие семь лет наблюдений. Защитное действие вакцинации сильнее был выражено у женщин.

Подробнее на PCR.news.

Эволюция водорослей

14. Сингапурские исследователи с коллабораторами из Европы узнали, как некоторые представители диатомовых водорослей рода Nitzschia потеряли хлорофилл, перестали фотосинтезировать и перешли на гетеротрофный тип питания. В геноме водоросли нашли гены ферментов альгинатлиаз, которые дают возможность метаболизировать альгинаты многоклеточных водорослей. Филогенетический анализ показал, что каталитический домен альгинатлиазы нефотосинтезирующая Nitzschia получила путем горизонтального переноса от морской бактерии, которая также питается альгинатами. Это приобретение и последующая эволюция, создавшая различные варианты фермента, отличающиеся по активности и функции, позволила ницшии освоить новую экологическую нишу.

Подробнее на PCR.news.