Рецептор запаха земли после дождя и другие новости недели

Биомаркеры

1. Международный коллектив, возглавляемый канадскими учеными, применил машинное обучение для диагностики заболеваний, которую осложняет отсутствие надежных биомаркеров. Технология EpiSign позволила проанализировать эпигеном ДНК, выделенной из клеток крови пациентов, и установить паттерны метилирования, ассоциированные с нарушением эмбрионального развития.

В первом исследовании авторы выявили эпигенетическую сигнатуру одновременной врожденной патологии сразу нескольких органов, объединенной термином «повторяющиеся сочетания эмбриональных пороков развития» (recurrent constellations of embryonic malformations, RCEM). Подобный профиль метилирования ДНК обнаружили у 40 из 53 участников с характерными клиническими проявлениями. Дополнительно выявили генетические регуляторные пути, которые были затронуты при RCEM.

Тот же коллектив авторов изучил эпигенетические маркеры заболевания, которое спровоцировано фактором среды. Фетальный вальпроатный синдром проявляется замедленным ростом плода, нарушением когнитивных функций и развивается у детей, чьи матери получали лечение противосудорожным препаратом, содержащим вальпроевую кислоту. На основе паттерна метилирования, сложившегося под действием препарата, исследователи разработали классификатор, который с высокой точностью выявил людей с патологией и без.

Нейродегенеративные заболевания и деменция

2. Японские ученые предложили потенциальный маркер прогрессирования болезней с тельцами Леви (БТЛ), а именно болезни Паркинсона (БП) и деменции с тельцами Леви (ДТЛ), который обнаруживается уже на ранних этапах. Исследователи измерили уровни белков Aβ, p-tau 181 и Nfl в плазме крови пациентов с БП, ДТЛ и продромальной стадией этих заболеваний, на которой специфические симптомы отсутствовали.

Aβ и p-tau 181 накапливаются в мозге при болезни Альцгеймера (БА), и их содержание также возросло у людей с выраженными БП и ДТЛ, но осталось невысоким на продромальной стадии. Как отметили исследователи, в отличие от БА, накопление этих белков при БТЛ может происходить после проявления заболевания. В то же время уровень Nfl повышался уже на ранней стадии болезней. Поскольку Nfl высвобождается из разрушенных отложениями α-синуклеина нервных клеток, рост концентрации Nfl может свидетельствовать о нейродегенерации — ключевом события БТЛ — на продромальной стадии недуга.

3. Болезнь Паркинсона (БП) часто сопровождается нарушением состава кишечных бактерий (дисбиозом). Ученые из Финляндии и Дании оценили пользу и безопасность трансплантации фекальной микробиоты (ТФМ) в плацебо-контролируемом исследовании, в котором участвовали 45 пациентов с БП. ТФМ оказалась безопасной для здоровья участников, но ее лечебный потенциал в отношении БП не превышал таковой у плацебо, что противоречило результатам испытаний на доклинических моделях заболевания. Препараты для восстановления уровней дофамина лучше усваивались в контроле, чем в группе ТФМ, что приводило к некоторому улучшению здоровья пациентов. Несмотря на существенные изменения в составе кишечного микробиома после ТФМ, дисбиоз также чаще проходил в группе плацебо. С чем связан лечебный эффект плацебо — вопрос, который, по мнению авторов работы, нуждается в дополнительном исследовании.

4. Исследователи из США в течение трех лет наблюдали за сотней человек старше 75 лет, часть которых ежедневно принимала рыбий жир, источник омега-3-ненасыщенных жирных кислот, а остальные принимали плацебо. До и после этого добровольцы прошли МРТ для контроля целостности нейронов и объемов поражения белого вещества головного мозга — факторов развития возрастной деменции. Включение в рацион рыбьего жира было не более эффективным, чем плацебо. Эффект оказался заметен только в подгруппе носителей ε4 аллеля АРОЕ, повышающего риск развития болезни Альцгеймера. У них прием рыбьего жира на протяжении трех лет способствовал значительному сохранению нервных клеток в сравнении с теми носителями аллеля, которые принимали плацебо. Исследователи считают, что защитное действие омега-3-кислот в отношении носителей ε4 АРОЕ требует более масштабного изучения.

Онкология

5. Метастазирование эпендимомы — опухоли выстилающего желудочки мозга слоя — зависит от состояния хроматина ее клеток. На мышиной модели американские ученые показали, что продуцируемый нейронами нейромедиатор серотонин захватывался раковыми клетками при помощи молекулы транспортера в мембране. Внутри клетки он связывался с гистоном Н3 (этот процесс называется серотонилированием), что освобождало участки ДНК и делало возможной экспрессию генов в этих участках.

Взаимодействие гистонов с серотонином в клетках эпендимомы увеличило выработку ETV5. Этот фактор транскрипции способствовал компактизации ДНК и подавлению генов нейромедиаторов, регулирующих активность нейронов. В частности, в клетках эпендимомы обнаружили дефицит нейропептида Y. Восполнение его уровня, как и подавление серотонилирования H3 в опухолевых клетках, остановило их злокачественное перерождение. По мнению авторов работы, полученные результаты меняют понимание онкогенеза эпендимомы и открывают перспективы для разработки новых методов терапии.

6. Поскольку накопление железа повышает устойчивость опухоли к химиотерапии, связывание его атомов в хелатный комплекс с лигандами может изменить течение онкологического заболевания. Международная исследовательская группа изучила иммуномодулирующий потенциал хелатирования железа в микроокружении опухоли. В частности, ученые испытали хелатирующий препарат деферипрон на мышиной модели рака яичников.

Деферипрон в сочетании с химиотерапией улучшил выживаемость мышей со злокачественными новообразованиями яичников. Образование хелатов железа повлияло на паттерн экспрессии генов в раковых клетках: деферипрон активировал продукцию интерферона I типа и других сигнальных молекул. Они, в свою очередь, стимулировали иммунные NK-клетки, сдерживающие метастазирование опухоли. Исследователи предположили, что хелатирование железа может стать альтернативным вариантом иммунотерапии новообразований, невосприимчивым к методам активации Т-клеток.

7. Ученые из США проанализировали встречаемость рака толстого кишечника у более 107 тысяч участников, часть которых принимала аспирин еженедельно. Исследователи учитывали факторы образа жизни, повышающие риск: индекс массы тела, частота употребления алкоголя и курения, физическую активность. За 10 лет колоректальный рак диагностировали у 1,98% участников, регулярно принимавших аспирин, и у 2,95% не принимавших.

Аспирин принес наибольшую пользу людям, чей образ жизни был самым нездоровым: вероятность развития рака среди них составляла 3,4% без аспирина, но снижалась до 2,12% при его еженедельном приеме. В группе участников с более здоровым образом жизни эффект препарата был существенно более скромным: 1,6% и 1,5%, соответственно. Полученные результаты позволяют разработать более персонализированный подход к приему аспирина для профилактики рака толстого кишечника, отмечают авторы.

8. Исследователи из Хорватии и Германии показали, что воздействие нитрозамина BBN, содержащегося в табачном дыме, вызывало у 90% мышей рак мочевого пузыря. Однако прием антибиотиков, убивающих бактерии кишечника, сократил долю заболевших животных до 10%. Оказалось, что кишечный микробиом преобразовывал BBN в нитрозамин (BCPN), который накапливался в мочевом пузыре и провоцировал развитие опухолей.

Исследователи доказали, что бактерии кишечника человека также осуществляют превращение нитрозаминов. При этом способность их усваивать зависела от индивидуальных различий в составе микробиома людей. По мнению авторов работы, это объясняет, почему рак развивается не у всех людей, которые контактируют с потенциальным канцерогеном.

Дерматология

9. Китайские ученые описали роль бактерий кожи в появлении келоидных рубцов — кожных образований, сформированных разросшейся соединительной тканью. Келоидные рубцы могут возникать спонтанно или при заживлении повреждений. Исследователи секвенировали гены 16S рРНК в образцах нормальной и поврежденной кожи пациентов, чтобы расшифровать видовой состав бактериального сообщества.

Дисбактериоз в области келоидов стимулировал синтез медиатора воспаления интерлейкина 8 (IL-8) и тем самым способствовал фиброзному перерождению. Высокое содержание IL-8 в рубцах и крови пациентов облегчало его связывание с рецепторами CXCR1 и CXCR2 на поверхности фибробластов (клеток, производящих коллаген), регулировало их миграцию и способствовало накоплению коллагена. Эти результаты позволяют по-новому взглянуть на механизм появления келоидных рубцов и выявить мишени, необходимые для возвращения ткани к норме.

Геномика вирусов

10. Получен очередной интересный пример влияния генетики вируса на эпидемиологию болезни. В 70-е годы прошлого века в южной части Тихого океана произошла вспышка лихорадки денге, однако на территории полинезийского государства Тонга она пошла на спад. Чтобы выяснить возможные причины этого явления, исследователи из Сингапура изучили южно-тихоокеанские изоляты вируса денге 2 типа (dengue virus type 2, DENV-2). Штамм, характерный для Тонги, приобрел мутацию, результатом которой стала замена аминокислоты в премембранном белке вируса (гистидин на аргинин в положении 86). Мутация ухудшила синтез вирусного белка в клетках млекопитающих, но при этом обеспечила более эффективное заражение кишечника переносчика — комара Aedes aegypti, что дало вирусу преимущество в ходе естественного отбора.

Вакцины

11. Ученые из США сравнили влияние двух типов вакцин против COVID-19 – интраназальной, содержащей аденовирус шимпанзе, и внутримышечной мРНК-вакцины — на распространение коронавируса. Эксперимент построили таким образом, чтобы воссоздать условия воздушно-капельной передачи инфекции: зараженных SARS-CoV-2 сирийских хомяков ссаживали с вакцинированными и невакцинированными сородичами, заразившимся через 1-3 дня предстояла встреча с новой группой грызунов. Вирусную нагрузку оценивали по содержанию вирусных частиц и субгеномной вирусной РНК в дыхательных путях животных.

Ни одна из вакцин не предотвратила заражение полностью, хотя обе снизили вирусные нагрузки. Однако интраназальная вакцина уменьшила количество вируса в легких у всех иммунизированных хомячков до предела обнаружения, в то время как мРНК вакцина — только у четверти. Хомяки, получившие внутримышечную инъекцию, передавали вирус собратьям, чего не наблюдалось в случае интраназального введения вакцины. Подробнее на PCR.NEWS.

Сенсорные системы

12. Характерный запах после дождя земле придает летучее вещество геосмин, выделяемое почвенными микроорганизмами. Его присутствие в еде и воде нежелательно, так как придает им затхлый, землистый привкус. Исследование ученых из Германии и Швеции показало, что за восприятие человеком геосмина отвечает обонятельный рецептор OR11A1. Этот рецептор также реагирует на 2-этилфенхол (2-ethylfenchol) – соединение микробного происхождения с запахом земли. Геосминовый рецептор человека и других приматов менее чувствителен, чем у грызунов. По мнению авторов работы, полученные результаты должны помочь в улучшении систем для контроля качества пищевых продуктов и воды.

Молекулярная биология пола

13. У многих видов животных пол определяется половыми хромосомами; у млекопитающих две одинаковые половые хромосомы имеют самки, у птиц самцы. Присутствие в клетках двух одинаковых хромосом вместо одной сопряжено с двукратным возрастанием дозы их генов. Однако содержание продуктов генов, локализованных в половой хромосоме, в клетках обоих полов одинаково, что обеспечивают специальные компенсационные механизмы. Так, у самок плацентарных и сумчатых млекопитающих инактивируется одна из пары Х хромосом.

Утконосы, относящиеся к однопроходным млекопитающим, обладают сразу 5 парами половых хромосом: 5 пар ХХ у самок и ХУ у самцов. Международный коллектив исследователей показал, что уникальность утконоса распространяется и на механизм компенсации дозы генов Х хромосом. На уровне транскрипции компенсация лишь частичная, а во время трансляции белка она становится полной, и количество белков у представителей двух полов выравнивается. Схожим образом происходит регуляция дозы генов Z хромосомы у самцов птиц. Подробнее на PCR.NEWS.

Новости компаний

14. Компания 23andMe, основанная в 2006 году и предоставляющая клиентам напрямую их генетическую информацию, сообщила, что ее генеральный директор Энн Воджитски подала в Комиссию по ценным бумагам и биржам США предложение о выкупе всех находящихся в обращении акций, которыми она или ее аффилированные лица еще не владеют. Воджитски также является председателем совета директоров фирмы и одним из соучредителей. Впервые она объявила о желании сделать 23andMe частной в апреле 2024 года.

Специальный комитет Совета директоров 23andMe, в свою очередь, заявил, что «разочарован предложением», в частности, потому, что «в нем отсутствует гарантированное финансирование и оно носит условный характер». Комитет назвал предложение не отвечающим интересам неаффилированных акционеров и попросил Энн Воджицки отозвать намерение выступить против альтернативной сделки, «чтобы мы могли полностью оценить, есть ли интерес у третьих лиц к сделке, которая максимизировала бы ценность для всех акционеров».