Регенерация мочевого пузыря и другие новости недели

О чем поют мыши Алстона, как усилить обоняние саранчи, переход кроманьонцев через Альпы, ИИ для диагностики рака, самый крупный запуск диагностических продуктов от Roche и многое другое — в воскресном обзоре.

Художник:
Наталья Дюкова

Регенерация

1. Американские исследователи использовали стволовые клетки костного мозга для регенерации тканей мочевого пузыря. Работа опубликована в PNAS Nexus. Ученые показали, что специальная полимерная матрица, засеянная аутологичными мезенхимальными стволовыми клетками и гемопоэтическими стволовыми клетками CD34+, обеспечивает надежную долгосрочную и функциональную регенерацию тканей мочевого пузыря. Эксперименты проводились на бабуинах с частично удаленным мочевым пузырем. Животным вживляли или субмукозу (матрицу на основе слизистой кишечника), засеянную стволовыми клетками, или синтетическую матрицу с этими же клетками, предложенную авторами статьи. Животные, получившие трансплантат с синтетической матрицей, продемонстрировали меньшее количество клинических осложнений и лучшие характеристики тканей по сравнению с животными, получившими трансплантаты из тканей кишечника. Данные двухлетнего исследования показывают, что трансплантаты, засеянные стволовыми клетками, способствуют регенерации тканей мочевого пузыря.

Биоматериалы

2. Американские исследователи описали в PNAS гидрогели из симметричных белковых гомоолигомеров из 2, 5, 24 и 120 индивидуальных белковых компонентов, связанных физически или ковалентно в биополимерные сети. Белковые компоненты можно кодировать генетически и при помощи трансфекции встраивать в геном клеток. Исследователи продемонстрировали сборку гидрогеля внутри эукариотических клеток, сходную со сборкой этого геля вне клетки. Чтобы определить, обладают ли гидрогели в клетках аналогичными характеристиками по сравнению с их внеклеточными аналогами, исследователи проанализировали, могут ли строительные блоки в гидрогелях перемещаться. Более жесткий гидрогель с большей вероятностью удерживает белки в одном положении по сравнению с более текучим гелем. Механические свойства каждого типа гидрогеля сохранялись даже внутри клетки. Ученые считают, что способность модульно конструировать и систематически программировать вязкоупругие свойства дизайнерских материалов на основе белков может найти широкое применение в биомедицине, в тканевой инженерии, терапевтической доставке и синтетической биологии.

Генная терапия

3. В журнале Circulation: Genomic and Precision Medicine вышла статья, посвященная разработке генной терапии редкого наследственного заболевания — аритмогенной дисплазии правого желудочка, при котором мышечные стенки сердца прогрессивно слабеют. Генная терапия восстанавливает целостность и экспрессию гена, кодирующего белок плакофилин 2 (PKP2), который связывает кадхерины с промежуточными филаментами цитоскелета. Мутации в PKP2 приводят к выработке нефункционального плакофилина 2 и образованию фиброзной и жировой ткани. Ученые показали, что мыши с делецией в гене PKP2 умирают в течение 50 дней. Терапия при помощи аденоассоциированного вирусного вектора с рабочим вариантом PKP2 увеличивала продолжительность жизни животных.

Неврология

4. В Nature Neurosciences вышла работа, посвященная поющим мышам Алстона из Коста-Рики. Исследователи пытались определить, как нейронные цепи в мозге мышей управляют темпом их песен. В эксперименте имитировали песни мышей и регистрировали активность нейронов орофациальной моторной коры (OMК). Исследования проводились в течении нескольких недель. Авторы описали нейронную активность, модулируемую нотами (~100 мс), представляющую собой сенсорную обратную связь. На более длительных временных интервалах нейроны OMК демонстрируют разнообразные и зачастую устойчивые премоторные паттерны, которые растягиваются или сжимаются с продолжительностью песни (~10 с). Этот процесс называется временным масштабированием. Как объясняют исследователи, эти нейроны отслеживают что-то вроде относительного времени. Это открытие дает новое представление о том, как мозг управляет голосовой коммуникацией.

5. В Nature Nanotechnology вышла статья, описывающая возможность искусственно усилить восприятие запаха у саранчи. Для этого авторы создали наноструктуры, способные поглощать свет и выделять тепло (фототермический эффект). В качестве покрытия использовали фазопеременный материал тетрадеканол, меняющий фазу в зависимости от температуры (твердая при комнатной температуре, жидкая при нагревании). При нагревании эти наноструктуры не только выделяли тепло, но и высвобождали хранящиеся в них химические вещества. В качестве усилителя нейронных сигналов использовался нейромодулятор октопамин.

6. В BMC Molecular Neurodegeneration вышла статья о роли гликолиза в аксональном транспорте. Предметом исследования стал фермент никотинамидмононуклеотид-аденилилтрансфераза 2 (NMNAT2), задействованный в синтезе никотинамидадениндинуклеотида (NAD), важного кофактора энергетического метаболизма. Уровень мРНК этого фермента снижен в мозге при болезнях Альцгеймера, Паркинсона и Гентингтона. Исследования проводились как на культурах клеток, так и на мышах. Было показано, что потеря NMNAT2 в глутаматергических нейронах коры головного мозга влияет на аксональный транспорт, энергетический метаболизм и морфологическую целостность клеток. NMNAT2 поддерживает окислительно-восстановительный потенциал NAD для обеспечения синтеза АТФ через гликолиз в дистальных аксонах. Экзогенное введение NAD в нейроны с нокаутом гена NMNAT2 восстанавливает гликолиз и возобновляет быстрый транспорт через аксоны, а снижение активности SARM1, фермента деградации NAD, может уменьшить дефицит аксонального транспорта и подавить дегенерацию аксонов в нейронах с нокаутом NMNAT2.

Клеточная биология

7. Группа ученых из Германии, Канады и Бразилии опубликовала в Nature статью об антиоксидантных свойствах предшественника холестерина — 7-дегидрохолестерина. Согласно исследованию, вещество встраивается в клеточные мембраны и защищает клетки, предотвращая ферроптоз (форму программируемой клеточной гибели, обусловленную железозависимым перекисным окислением фосфолипидов, для которой характерно накопление активных форм кислорода). Благодаря своей высокой реакционной способности по отношению к пероксильным радикалам, 7-дегидрохолестерин защищает фосфолипиды от автоокисления и последующей фрагментации. Исследователи подтвердили антиокислительную активность 7-дегидрохолестерина на ксенотрансплантатах нейробластомы и лимфомы Беркитта и продемонстрировали, что накопление этого вещества способно вызывать переход этих опухолей в состояние, устойчивое к ферроптозу, что в конечном итоге приводит к более агрессивному фенотипу. Препараты, блокирующие выработку 7-дегидрохолестирина, в сочетании другими лекарствами потенциально могут повысить эффективность противораковой терапии.

Эпидемиология

8. Мониторинг гепатита Е в сточных водах может выявить клинически значимые варианты. Работа на эту тему вышла в журнале Liver International. Немецкие ученые проанализировали 605 образцов сточных вод из 21 очистного сооружения в земле Северный Рейн-Вестфалия на предмет наличия РНК вируса гепатита Е. В итоге 73% протестированных при помощи ПЦР образцов оказались положительными на вирус гепатита Е. Сравнение неочищенных и очищенных сточных вод показало, что вирусная нагрузка в ходе очистки уменьшается, однако в некоторых образцах все равно остается РНК вируса. Большое количество вирусной РНК может быть связано со свиными фермами, расположенными в этом регионе (гепатит Е распространен среди свиней и может передаваться человеку через инфицированные мясные продукты). Секвенирование образцов показало, что в сточных водах также можно выявить различные генетические варианты вируса, в том числе клинически значимые.

Иммунология

9. Американские исследователи опубликовали в Cell Immunity статью о механизмах иммунной памяти. Ученые обнаружили, что Т-клетки сохраняют или теряют потенциал памяти вскоре после распознавания антигена. После очищения организма от патогена Т-клетки могут вновь обрести потенциал памяти, если он был изначально утрачен. Эта гибкость обусловлена эпигенетическим переключателем, который обратимо глушит регулятор памяти, TCF7, в ответ на стимуляцию. Математическое моделирование показывает, как эта гибкость позволяет числу Т-клеток памяти возрастать и снижаться в зависимости от вирулентности патогена и силы иммунного ответа. Исследователи полагают, что гибкость и стохастичность клеточных решений обеспечивают оптимальный иммунный ответ против различных угроз и надеются, что их работа поможет усилить долгосрочную иммунную защиту от различных инфекционных и онкологических заболеваний.

Онкология

10. Ежегодное увеличение кардиореспираторной выносливости на 3% снижает риск развития рака простаты на 35%, утверждают шведские ученые в статье в British Journal Of Sports Medicine. В исследование включили данные 57 652 мужчин, за состоянием здоровья которых наблюдали в среднем 6,7 лет. У 1% (592 человек) был диагностирован рак простаты, 0,08% участников умерли от рака простаты. Исследование показывает, что повышение кардиореспираторной выносливости было связано с понижением смертности от рака простаты. Ежегодные показатели кардиореспираторной выносливости выражались в абсолютном и относительном объеме кислорода, потребляемого организмом при максимальной физической нагрузке. Людей разделили на группы в зависимости от того, увеличивались ли показатели ежегодно более чем на 3%, уменьшались более чем на 3% или оставались стабильными. У участников, чья подготовка улучшалась на 3% и более в год, риск развития рака простаты был на 35% ниже, чем у тех, чья подготовка снижалась, после учета других потенциальных факторов. Связь между физической подготовкой и снижением риска развития рака простаты была статистически значимой только для тех, у кого изначально был умеренный уровень физической подготовки.

11. Искусственный интеллект (ИИ) может помочь в прогнозировании успеха радиотерапии глиобластомы. Статья на эту тему вышла в Neuro-Oncology. ИИ обучали распознавать и предсказывать возможный исход терапии по изображениям МРТ 158 пациентов с глиобластомой из трех британских центров. Всего для обучения моделей ИИ были использованы десятки тысяч МРТ-изображений. Модель глубокого обучения смогла точно предсказать выживаемость пациентов. Она может служить прогностическим биомаркером, выявляющим пациентов, которым может потребоваться раннее лечение второй линии.

12. Испанские ученые создали новый эффективный противораковый агент с использованием элемента рутения (Ru). Статья вышла в журнале BMC Journal of Experimental & Clinical Cancer Research. Внимание исследователей привлек тот факт, что ранее окислительное фосфорилирование упоминалось как основной способ синтеза АТФ в клетках рака поджелудочной железы. Этот путь был выбран в качестве мишени терапии. Исследователи создали молекулярный комплекс из рутения с бипиридиновыми и терпиридиновыми лигандами и назвали его Ru1. Комплекс был протестирован на клеточных культурах и на мышах с ксенотрансплантатами. Ученые продемонстрировали противораковый эффект с низкой вторичной токсичностью в опухолях поджелудочной железы, толстой кишки и остеосаркомы. В настоящее время ведутся исследования других видов рака. Ru1 способствует снижению экспрессии генов, необходимых для окислительного фосфорилирования. Авторы также продемонстрировали возможности комбинированной терапии с другими противоопухолевыми препаратами.

Палеогенетика

13. Переход от среднего к верхнему палеолиту в Европе был связан с исчезновением неандертальцев и распространением Homo sapiens. Неандертальцы сохранялись в Западной Европе еще несколько тысячелетий после появления Homo sapiens в Восточной Европе, причем в некоторых случаях возникали культуры на стыке популяций. Предметом исследования статьи, опубликованной в Nature, является такая культура, Линкомбиан-Ранисиан-Джермановик (LRJ), встречающаяся в Северо-Западной и Центральной Европе. В статье представлены результаты морфологической и протеомной таксономической идентификации, анализа митохондриальной ДНК и прямого радиоуглеродного датирования человеческих останков, непосредственно связанных со сбором LRJ на стоянке в пещере Ильзенхёле в Ранисе (Германия). Эти человеческие останки являются одними из самых ранних непосредственно датированных останков Homo sapiens эпохи верхнего палеолита в Евразии. Исследование показывает, что ранние Homo sapiens, связанные с LRJ, существовали в Центральной и Северо-Западной Европе задолго до вымирания неандертальцев в Юго-Западной Европе. Результаты подтверждают представление о том, что в этот переходный период в Европе существовала целая сеть различных человеческих популяций и культур.

Молекулярная диагностика

14. Национальная служба здравоохранения Великобритании объявила о запуске национальной программы тестирования, ориентированной на людей еврейского происхождения в Англии, которые могут быть носителями мутаций в генах BRCA1 и BRCA2. Цель программы— выявить носителей мутаций в BRCA1 и BRCA2, чтобы они могли проходить регулярный скрининг и выявлять новые случаи рака на ранних стадиях. По данным NHS, люди еврейского происхождения примерно в шесть раз чаще являются носителями этих мутаций. Тестирование будет бесплатным, в качестве биоматериала будет использована слюна. Отмечается, что тысячи людей уже прошли тестирование, в ближайшие два года предполагается протестировать около 30 000 людей. Программу поддерживают геномные лаборатории NHS North West и Thames Genomic Laboratory Hubs.

15. Компания Roche Diagnostics готовится к запуску новых продуктов в 2024 году, который станет «самым большим годом запуска диагностических препаратов в истории этого подразделения», заявил генеральный директор Roche Томас Шинекер в ходе телефонной конференции, посвященной обсуждению финансовых результатов компании за 2023 год. Генеральный директор Roche Diagnostics Мэтт Соуз рассказал о нескольких запусках в 2024 году, включая полностью автоматизированную систему масс-спектрометрии i601, которая будет интегрирована с существующими приборами Roche для работы с сывороткой, аналитические платформы для клинической химии Cobas c703 с высокой пропускной способностью и Cobas ISE Neo. Также анонсирован запуск второй версии высокопроизводительных приборов Cobas 6800/8800, которая будет включать дополнительные функции. В компании заявили о запуске мультиплексного молекулярного теста на респираторные вирусы Liat, который выявляет грипп A/B, COVID-19 и респираторно-синцитиальный вирус, респираторной панели для приборов Cobas 5800, 6800 и 8800, в которой будет использоваться новая химия, а также теста на малярию, выявляющего все пять типов плазмодиев.

16. Agilent Technologies и биофармацевтическая компания Incyte во вторник заявили о намерении сотрудничать в разработке сопутствующих диагностических средств для продвижения и коммерциализации растущего портфеля гематологических и онкологических терапевтических препаратов Incyte. Компании заявили, что в рамках сотрудничества будут использованы преимущества разработки анализов in vitro, глобальных нормативных разрешений и опыта Agilent в области коммерциализации анализов. Agilent также расширит свой портфель CDx за счет добавления новых биомаркеров.

Добавить в избранное

Вам будет интересно