Сильная женская почка и другие новости недели

Депрессия

1. Ученые из Кореи исследовали генетические основы развития депрессии. Сначала депрессию изучали у мышей (ее оценивали по неподвижности во время принудительного плавания; продолжительность «зависания» в воде без попыток выбраться у мыши считается показателем депрессивноподобного состояния). Транскриптомный анализ префронтальной коры показал, что 141 ген связан с неподвижностью в воде, при этом экспрессия 111 повышена, а 30 — понижена. Данные гены в основном были вовлечены в иммунные реакции, особенно в сигнальные пути интерферона. Индукция воспаления в мозге, сходного с вирусной инфекцией, увеличила продолжительность неподвижности и вызвала сходные с «депрессивными» изменения экспрессии генов. Далее авторы исследовали эпигеномные изменения при депрессии у человека. При сравнении у пациентов с депрессией и здоровых людей метилирования генов USP18 и IFI44 (они ассоциированы с депрессией у мышей и участвуют в сигнальных путях интерферона —оказалось, что метилирование USP18 коррелировало с уменьшением толщины областей коры головного мозга, связанных с эмоциями и когнитивной деятельностью. Авторы заключают, что повышенная экспрессия воспалительных генов у людей может приводить к структурным аномалиям в головном мозге и способствовать развитию депрессии.

Трансплантация и почки

2. Сотрудники Институтов биомедицины и здоровья Гуанчжоу создали химерные эмбрионы свиньи с гуманизированными клетками почек. (Подробнее на PCR.NEWS.) Авторы тщательно подошли к подбору условий для успешной интеграции человеческих стволовых клеток в эмбрион свиньи. С помощью CRISPR они удалили гены SIX1 и SALL1, необходимые для развития почек у эмбрионов. Чтобы создать конкурентноспособные человеческие клетки, использовали плюрипотентные стволовые клетки со сверхэкспрессией генов MYCN (транскрипционный фактор, регулирует клеточный рост и пролиферацию) и BCL2 (фактор подавления апоптоза, пролонгирует жизнь клетки). Перед переносом эмбрионы выращивали в специальной среде. Всего было перенесено 1820 эмбрионов 13 свиноматкам. На 25-е или 28-е сутки гестации эмбрионы извлекали. Развившиеся почки были нормальными, находились на стадии мезонефроса и на 50–60% состояли из человеческих клеток. Помня о возможных этических проблемах, авторы проверили наличие человеческих клеток в других органах. Малое их количество оказалось в головном и спинном мозге, в урогенитальном гребне клетки человека обнаружены не были. Ученые планируют продолжать исследования и надеются получить почку, пригодную для трансплантации.

3. В Science вышла статья о биоэлектрическом датчике, фиксирующем состояние почки после пересадки. Ученые помещали тонкий термодатчик рядом с почкой, чтобы он непрерывно отслеживал температуру и теплопроводность органа. На крысах без иммуносупрессивной терапии сигналы отторжения фиксировались датчиком на 3 дня раньше, чем это можно было заметить по биомаркерам крови. При иммуносупрессивной терапии первые сигналы отторжения фиксировались за 2–3 недели до биохимических изменений. Внедрение таких датчиков в клиническую практику может стать важным шагом к персонализированной медицине при трансплантации.

4. Мужские почки более уязвимы к травмам и заболеваниям, чем женские. Основы этого явления изучали авторы статьи, опубликованной в Developmental Cell. Было выявлено более 1000 генов, по-разному экспрессирующихся в почках самцов и самок; наиболее яркое различие локализовано в сегментах проксимальных канальцев. Разница в экспрессии «женских» и «мужских» генов резко проявляется с началом полового созревания и достигает пика с наступлением половой зрелости. В продолжение опыта самцам мышей проводили кастрацию для снижения естественного уровня тестостерона, другим генетически удаляли рецепторы андрогенов и эстрогенов. Для генетической маскулинизации почек таким мышам было достаточно ввести тестостерон. Также были получены маскулинизированные почки у самок с удаленными яичниками. Ограничение калорийности питания самцов тоже приводит к снижению уровню тестостерона и феминизицаии почек.

5. Ученые из США исследовали механизм развития хронической болезни почек. В опытах с культурами клеток и экспериментальными животными они обнаружили, что ген TMIGD1, белок которого участвует в метаболизме триптофана, защищает тубулярные клетки почек от повреждений. Накопление токсинов приводит к инактивации гена, уменьшению пролиферации тубулярных клеток, вызывает тяжелое тубулярное повреждение и, как итог, ухудшение функции почек. Новый ген может быть использован в качестве терапевтической мишени или как инструмент скрининга.

Онкология

6. Блокада иммунных контрольных точек (ИКТ) влияет на микроокружение метастатических опухолей головного мозга. Рецидивирующая глиобластома (рГБ) реагирует на ингибиторы ИКТ слабее, чем метастазирующие опухоли ГМ. Чтобы выяснить причину, исследовали образцы метастазов ГМ людей, прошедших терапию и еще не начавших ее. Полученные данные сравнили с предыдущими исследованиями микроокружения рГБ. Лечение ингибиторами вызывает более активную инфильтрацию Т-клеток в метастазирующие опухоли, чем в рГБ. В микроокружении опухолей было обнаружено больше активированных и истощенных Т-клеток, что может быть причиной более длительной выживаемости пациентов. Терапия уменьшает содержание CD206+ макрофагов в периваскулярном пространстве, и это, вероятно, способствует проникновению Т-клеток в метастазирующие опухоли. Обнаруженная разница между двумя типами опухолей может помочь при выборе терапии.

7. Группа из университета Пердью (Уэст-Лафайетт, США) опубликовала в Oncogene результаты разработки противоопухолевой терапии на основе микроРНК — miR-34a, известной в том числе своим антионкогенным действием. Авторы модифицировали miR-34a, чтобы она была стабильнее. Полученная FM-miR-34a сохраняла свои функции в течение 120 часов после введения. FM-miR-34a, конъюгированная с фолатом, проникала в опухолевые клетки мышей и ингибировала их деление. За 21 день наблюдений опухоли, обработанные FM-miR-34a, не менялись в размерах, в то время как опухоли без лечения увеличились в три раза. Авторы будут продолжать исследования и готовиться к клиническим испытаниям.

Молекулярные механизмы поведения

8. Журнал Cell опубликовал статью о том, как гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) регулирует социальное поведение муравьев. Все дело в эстеразе ювенильного гормона (ЭЮГ). Обычно у насекомых ЭЮГ секретируется клетками структуры, подобной ГЭБ, и попадает в гемолимфу, но у муравьев-плотников Camponotus floridanus этот фермент остается в ГЭБ и контролирует количество поступающего в мозг ювенильного гормона (ЮГ). Вариации количества ЮГ приводят к изменению транскриптомного профиля мозга муравьев и формированию каст. Изменение уровня ЭЮГ способно переключить муравьев-солдатов на доставку корма. Ученые проверили полученные данные на дрозофилах. Они экспрессировали муравьиную версию ЭЮГ и наблюдали, что поведение мушек менялось так же, как и у муравьев. При анализе литературы ученые пришли к выводу, что подобные механизмы могут существовать не только у муравьев, но и у мышей и, возможно, других млекопитающих.

Эпигенетика

9. Симметричное наследование модифицированных гистонов поддерживает целостность эпигенома и пластичность эмбриональных стволовых клеток — к такому выводу пришли ученые из университета Копенгагена вместе с коллегами из Германии. Исследование проводилось на эмбриональных стволовых клетках мышей. Известно, что родительские гистоны в процессе репликации симметрично распределяются по дочерним нитям ДНК и могут наследоваться при митозе. При нарушении этого процесса изменяется экспрессия генов дочерних клеток, что приводит к сбоям в дифференцировке стволовых клеток. Авторы работы уверены, что полученные сведения могут стать ключом к предотвращению старения и развитию онкозаболеваний. (Подробнее на PCR.NEWS).

Сердце

10. Японские ученые исследовали клетки-предшественницы кардиомиоцитов. Результаты опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences. Известно, что кардиомиоциты предсердий и желудочков отличаются с самых ранних эмбриональных этапов. Авторы обнаружили новую группу прогениторных клеток, которые дают начало кардиомиоцитам левого желудочка. Эти клетки демонстрировали высокую активность энхансера Hey2. Обнаружение этих клеток говорит о том, что уже на ранней стадии формирования сердца клетки-предшественницы кардиомициотов левого желудочка гетерогенны. Возможно, теперь ученым удастся понять механизмы, формирующие разные фенотипы врожденных пороков сердца.

Паразиты

11. Болезнь Шагаса — патологическое состояние, вызванное простейшим Trypanosoma cruzi. Болезнь может протекать бессимптомно, а может приводить к кардиомиопатии и нарушениям работы ЖКТ. Такая непредсказуемость осложняет лечение. Ученые из Тулейнского университета (Новый Орлеан, США) исследовали связь между разнообразием штаммов T. cruzi и течением болезни. Они заражали макак-резусов разным количеством штаммов и наблюдали за ними около 2,5 лет. Увеличение паразитемии и значимое ухудшение ЭКГ со временем было обнаружено у макак с меньшим количеством штаммов. Получается, что увеличение разнообразия штаммов негативно влияет на размножение паразитов и сдерживает развитие болезни. Это наблюдение может стать основой для создания новых методов лечения и профилактики.

Поликистоз яичников и диета

12. Кетогенная диета стабилизирует гормональный фон женщин с синдромом поликистозных яичников (СПКЯ). Ученые из Малайзии и США провели метаанализ клинических исследований и установили, что соблюдение кетодиеты хотя бы в течение 45 дней снижает соотношение ЛГ/ФСГ и уровень свободного тестостерона и повышает уровень глобулина, связывающего половые гормоны. Также во всех исследованиях отмечено значительное снижение массы тела. Авторы подчеркивают важность осведомленности эндокринологов, гинекологов и диетологов о плюсах кетодиеты при СПКЯ. (Подробнее на PCR.NEWS.)

Популяционная генетика и древняя ДНК

13. Во время дорожных работ при строительстве аэропорта на острове Святой Елены обнаружили захоронения 325 африканцев. Во второй половине XIX века британский флот доставлял на остров освобожденных африканских рабов с перехваченных невольничьих кораблей; затем их отправляли в Южную Африку или британские колонии в Карибском бассейне и Южной Америке, но часть осталась на острове. Международная группа ученых исследовала ДНК из останков, чтобы определить происхождение этих людей. После секвенирования данные сопоставили с геномами современных африканских популяций. Скорее всего, погребенные на острове Святой Елены происходили из популяций, обитавших между северной Анголой и Габоном. Большая часть останков принадлежала мужчинам.

Хитин как компонент пищи

14. Адаптацию млекопитающих к перевариванию хитина исследовала группа ученых из США. Хитин — природный полисахарид, входящий в состав клеточной стенки грибов и покровов членистоногих. Для переваривания хитина требуются жесткие кислые условия. У мышей при потреблении этого полисахарида желудок растягивается, что вызывает выброс нейропептидов и выработку цитокинов II типа гиперчувствительности пучковыми клетками желудка и лимфоидными клетками врождённого иммунитета (ILC2). Все это необходимо для стимуляции выработки кислой хитиназы, без которой хитин не может быть переварен. Примечательно, что у мышей без бактерий в кишечнике каскад реакций был тем же. Также авторы изучили влияние хитина на ожирение. На высокожировой диете с потреблением хитина мыши, лишенные хитиназы, набрали меньше веса и были более устойчивы к ожирению, чем мыши, способные расщепить хитин, и те мыши, которые не потребляли хитин. Авторы предполагают, что хитин может быть полезен людям с нарушениями метаболизма, но здесь необходимы дальнейшие исследования.

Новости компаний

15. Решение Illumina нанять бывшего исполнительного директора Agilent Technologies Джейкоба Тайсена на должность генерального директора вызвало неоднозначную реакцию клиентов и инвесторов. Когда об этом было объявлено, цена акций Illumina упала на 5%. Тайсен пользуется поддержкой как минимум одного ключевого инвестора — Карла Айкана, выступавшего за продажу производителя тестов для диагностики рака Grail, приобретение которого создало проблемы Illumina, и за увольнение предыдущего генерального директора Фрэнсиса де Сузы. В своем заявлении Illumina подчеркнула успехи Тайсена в Agilent. Однако, несмотря на более чем десятилетний опыт работы в сфере геномики, репутация Тайсена относительно невысока. Ранее он не занимал должность СЕО, и ему предстоит руководить компанией в условиях внезапно усилившейся конкуренции на рынке секвенирования. Проблемы с Grail также еще не решены до конца.