Травма головы, защищающая от ПТСР, и другие новости недели

Молекулярная диагностика

1. Полногеномное исследование выявило множество генетических вариантов, связанных с количеством и качеством внеклеточной ДНК, получаемой при неинвазивном пренатальном тестировании — методе выявления у зародыша генетических заболеваний через анализ фрагментов его ДНК в геноме матери.

Так, частый (7%) вариант в гене DNASE1L3 влияет на множество свойств внеклеточной ДНК, включая длину фрагментов и количество циркулирующей общей и зародышевой ДНК. Данный вариант значимо повышал риск неудачного теста из-за недостатка ДНК, но снижал риск неуспеха из-за низкой пропорции циркулирующей зародышевой ДНК. Полученные результаты имеют потенциальное значение и для других видов жидкостных биопсий, включая скрининг на рак, однако это требует дополнительных исследований.

2. Протеомное исследование на 463 пациентах с болезнью Альцгеймера выявило белковые изменения в спинномозговой жидкости, происходящие при заболевании. В том числе были описаны 137 белков, уровень которых отличается у пациентов с и без аутосомно-доминантных мутаций. Уровень восьми из них меняется раньше, чем становятся обнаружимыми традиционные биомаркеры заболевания.

На основе полученных результатов исследователи разработали предсказательную модель, опирающуюся на уровни шести белков. Она позволяет различать пациентов с мутациями и без них (AUC = 0,91, что превышает значения для тестов на основе анализа бета-амилоида и тау белка). Модель может использоваться в клиническом сеттинге для скрининга на аутосомно-доминантную форму болезни Альцгеймера.

Методы молекулярной биологии

3. Ученые из Швейцарии и Германии разработали новую систему генного редактирования на основе предка Cas12. Кодируемые транспозонами белки семейства TnpB считаются наиболее компактными редакторами генома и предками нуклеаз системы CRISPR 2 класса.

Исследователи использовали белок TnpB бактерии Deinococcus radiodurans и оптимизировали его для применения на клетках млекопитающих. В in vitro тестах модифицированный TnpBmax оказался эффективнее нуклеаз Cas12f, CjCas9 и Nme2Cas9 в 1,7-4,9 раз, однако все еще не смог обогнать SpCas9, полученную от Streptococcus pyogenes. Авторы также создали варианты белка для распознавания альтернативных мишеней.

Биология и эволюция человека

4. Исследование транскрипционного и трансляционного ландшафта в сердце разных видов млекопитающих (грызунов и приматов, включая человека) указало на крайне быструю эволюцию IV и V комплексов окислительного фосфорилирования. Авторы работы также идентифицировали 551 ген, повышенная экспрессия которого в сердце специфична для человека. Полученные данные могут помочь, в том числе, в понимании механизмов развития заболеваний сердца.

5. Ученые из Великобритании и Германии провели эксперимент по накоплению мутаций у мышей и их влиянию на приспособленность. Для этого 55 линий, полученных от потомства одной пары, анализировали в течение 21 поколения.

Было показало, что, хотя морфологические показатели, такие как вес и длина хвоста, уменьшались с течением времени, значимого снижения приспособленности (число потомков и их выживаемость) не наблюдалось (доверительный интервал изменения на поколение захватывал 0). Экстраполяция полученных результатов на человека говорит о том, что потеря приспособленности из-за снижения действия естественного отбора не грозит человечеству в обозримом будущем.

Нейробиология

6. Исследование на ветеранах войны во Вьетнаме показало, что солдаты, получившие травму определенных участков мозга, обладали сниженным риском развития посттравматического стрессового расстройства (ПТСР). Среди ветеранов без травмы головного мозга сниженная связность между этими участками была ассоциированна с меньшим риском ПТСР.

Идентифицированная функциональная сеть, состоящая из медиальной префронтальной коры, миндалевидного тела и отдельных участков височной доли, может служить мишенью для транскраниальной магнитной терапии (TMS). Хотя такой подход к терапии требует тестирования в рамках клинических исследований, авторы уже привели в своей работе клинический случай, в котором направленная на идентифицированную нервную сеть TMS привела к снижению симптомов ПТСР.

7. Исследование ученых из Индии и США показало, что снижение тревожности при употреблении психоделического наркотика 2,5-диметокси-4-иодамфетамина (DOI) связано с активацией нейронов гиппокампа, экспрессирующих 5-HT_2A рецепторы. Авторы считают, что результаты могут открыть дорогу к разработке препаратов, мимикрирующих эффект психоделиков по снижению тревожности, но не вызывающих галлюцинаций.

8. Исследование активности отдельных нейронов через имплантированные внутрь черепа электроды позволило изучить, как мозг интерпретирует временну́ю структуру пережитых ситуаций.

В рамках опыта пациентам с эпилепсией с имплантированными для клинических целей электродами показывали последовательность изображений, выстроенную на основе графической схемы, диктующей «дистанции» между изображениями — каждая из картинок могла быть продемонстрирована только сразу до или после своих соседей на схеме. Было показано, что нейроны гиппокампа и энториальной коры динамично модифицируют свою активность, «записывая» взаимоотношения между временем появления изображений. Внутримозговая схема активности формировалась быстро и сохранялась после эксперимента при презентации изображений в случайном порядке. При этом она содержала не только информацию о «дистанциях» между изображениями, но и вероятности того, какое изображение появится следующим.

Микробиология

9. Исследование с применением машинного обучения, метаболического моделирования и 3D структурного анализа выявило генетические факторы, отвечающие за вирулентность, способность к передаче и устойчивость к бактериофагам холерного вибриона (Vibrio cholerae). Данные получены на линиях, недавно распространившихся в шести регионах Бангладеша, и критичны для разработки методов противостояния стремительной эволюции патогена в этой части света.

10. Авторы статьи в Cell протестировали 30 антимикробных препаратов на 32 видах бактерий в изоляции и в смешанных сообществах. Примерно в четверти случаев восприимчивость бактерий к антибиотикам менялась в составе смешанных сообществ. При этом повышение устойчивости наблюдалось в шесть раз чаще, чем снижение. Метаболический и молекулярный анализ показали, что такой эффект обуславливается преимущественно способностью различных бактерий преобразовывать те или иные препараты, защищая таким образом себя и своих «соседей». Однако при достаточно высоких концентрациях препаратов такая коллективная защита оказывалась неэффективной.

11. Исследование микробиома ротовой полости у 159 тысяч человек выявило бактерии, ассоциированные с повышенным риском развития плоскоклеточного рака головы и шеи. Всего идентифицировано 13 видов бактерий, включая три впервые описанных в рамках работы. По результатами исследования авторы создали индекс бактериального риска на основе численности 22 бактерий. Повышение индекса на 1 пункт соответствует возрастанию риска рака головы и шеи на 50%.

Иммунология и эпидемиология

12. Комбинация секвенирования РНК отдельных клеток и проточной цитометрии позволила изучить особый класс Т-клеток, демонстрирующих признаки как врожденного, так и адаптивного иммунитета (T_inn-клетки).

Оказалось, что популяция этих клеток в крови преимущественно имеет транскриптомные программы, характерные для Т-хелперов, в то время как в тканях тимуса большинство из них имеет фенотип наивных Т-клеток. Более того, эти T_inn-клетки несут смешанную транскриптомную программу, позволяющую им реагировать на присутствие цитокинов в обход Т-клеточного рецептора. Результаты работы указывают на возможный потенциал T_inn-клеток как мишеней для иммуномодулирующих терапий.

13. Разработан новый спрей для профилактики респираторных заболеваний. Он покрывает поверхность носовой полости, что обеспечивает улавливание вдыхаемых частиц и микрокапель с дальнейшей нейтрализацией находящихся в них патогенов. В проведенных исследованиях спрей оставался эффективен в течение 8 часов и успешно защитил мышей от заражения вирусом гриппа.

Клинические исследования

14. Клиническое исследование на 135 пациентах показало, что тулисокибарт эффективен при язвенном колите. Препарат представляет собой антитело к ТНФ-подобному цитокину А1. Ремиссия наблюдалась у 26% пациентов, получавших препарат, против 1% в группе плацебо. При рассмотрении только пациентов с генетической предрасположенностью к ответу на терапию (в том числе 43 пациентов, включенных в анализ после первичного исследования) процент ремиссии составил 32% в группе тулисокибарта и 11% в группе плацебо. Частота побочных эффектов была сопоставима между этими двумя группами.

Офтальмология

15. UBAP1L — ген, кодирующий подобный убиквитин-ассоциированному белок. Идентифицированы шесть вариантов UBAP1L, которые в гомозиготном состоянии вызывают потерю функции гена и приводят к развитию наследственной атрофии сетчатки. Среди шести исследованных пациентов заболевание было представлено как патологиями макулы (центральной части сетчатки), так и колбочек и палочек. Разнообразие презентация связано с активной экспрессией гена как в колбочках, так и в эпителии сетчатки. При этом у мышей Ubap1l активно экспрессируется только в фоторецепторах.