Ультразвук для снижения симптомов болезни Паркинсона и другие новости недели

Онкология

1. Аденокарциномы молочной железы, мочевого пузыря и поджелудочной железы развиваются из клеток железистого эпителия, но могут приобретать маркеры базального эпителия, что характерно для агрессивных опухолей. С помощью скрининга на основе CRISPR-интерференции, секвенирования РНК (RNAseq) и ChIP-seq американские ученые выяснили, что такую потерю идентичности клеток регулирует белок MED12 — компонент комплекса Mediator, коактиватора транскрипции. MED12 оказался необходим для поддержания базального фенотипа (экспрессия маркеров ΔNp63 и KRT5) в клетках аденокарциномы протоков поджелудочной железы, трижды негативного рака молочной железы и плоскоклеточной карциномы кожи, пищеводы и головы и шеи. Важную роль в активации транскриптома базальной линии клеток также играет ΔN изоформа транскрипционного фактора p63. MED12, как адаптерный белок, связывает p63 с комплексом Mediator, в результате активируются специфические для базальной линии энхансерные элементы. Соответственно, клетки аденокарциномы протоков поджелудочной железы с базальным фенотипом оказываются гиперчувствительными к потере MED12. Этот белок и его взаимодействие с p63 могут стать новой терапевтической мишенью. (Подробнее на PCR.NEWS.)

2. Диффузная B-крупноклеточная лимфома (ДВКЛ) отличается высокой степенью генетической гетерогенности. Для ее лечения чаще всего используется химиоиммунотерапия, однако могут случаться рецидивы, либо опухоль становится устойчивой к лечению; анти-CD19 CAR-T терапия эффективна только для 30–40% таких трудных случаев. Американские ученые провели вторую фазу клинического исследования режима лечения ДВКЛ ViPOR, который включает одновременное применение пяти препаратов: венетоклакса, ибрутиниба, преднизона, обинутузумаба и леналидомида. Эти препараты должны одновременно воздействовать на несколько ключевых биохимических путей раковых клеток. В КИ приняли участие 50 пациентов с рецидивирующей или резистентной ДВКЛ. После полного курса терапии опухоли уменьшились у 54% пациентов, а полной ремиссии удалось добиться в 38% случаев. Полное исчезновение опухолей наблюдалось в подтипах ДВКЛ, не произошедших из B-клеток герминативного центра, а также в ДВКЛ высокой степени злокачественности с перестройками в генах MYC и BCL2 и/или BCL6. У трети пациентов к концу терапии в крови не детектировалась опухолевая ДНК.

В течение 40 месяцев двухлетняя выживаемость без прогрессии составила 34%, а общая выживаемость — 36%. Продолжительность ответа на ViPOR была выше у тех пациентов, которые предварительно проходили через курсы химио- и CAR T-терапии.

3. На фоне приема ингибиторов иммунных чекпоинтов у пациентов может развиваться хроническое воспаление, которое истощает иммунную систему и снижает эффективность лечения. Исследования на мышах показали, что прием противовоспалительных препаратов может повысить эффективность ингибиторов иммунных чекпоинтов на фоне хронического воспаления. ученые из Университета Пенсильвании вместе с коллегами сообщают о результатах фазы 2 КИ такого подхода, в которой участвовал 21 пациент с метастатическим немелкоклеточным раком легких. Пациенты получили два цикла анти-PD-1 иммунотерапии, потом к ней добавили противовоспалительный препарат итацитиниб, селективный ингибитор JAK1, и затем пациенты вновь получали только анти-PD-1 иммунотерапию. Ответа удалось добиться у 67% пациентов, а медианная выживаемость без прогрессии составила 23,8 месяца.

Итацитиниб оказался особенно эффективным для пациентов с изначально более высоким воспалением и менее активными CD8+ Т-клетками. Ингибирование JAK повышало пластичность CD8+ Т-клеток, мешая их терминальной дифференцировке на фоне хронического воспаления, ассоциированной с прогрессией рака легких. Еще одно клиническое испытание доказало, что противовоспалительные препараты повышают эффективность терапии ходжкинской лимфомы ингибиторами иммунных чекпоинтов.

4. Активирующие мутации в гене FLT3, который кодирует рецептор цитокинов тирозинкиназного типа, снижают выживаемость пациентов с острым милоеидным лейкозом (ОМЛ). При этом болезнь может приобретать резистентность к препаратам, направленным против мутантного FLT3, из-за появления дополнительных мутаций. Руководствуясь структурой FLT3, ученые из Университета Индианы и компании KinaRx разработалит и модифицировали его новые ингибиторы — производные никотинамида HSN608 и HSN748. В экспериментах на клеточных линиях препараты оказались эффективны против опухолей, несущих активирующие и вторичные мутации в FLT3, при этом концентрация полумаксимального ингибирования находилась в субнаномолярном диапазоне. Эффективность новых ингибиторов подтвердили in vivo на мышах, которым подсаживали человеческие опухоли. Мыши, которым давали ингибитор HSN748, выживали в течение более чем 128 дней, в то время как выживаемость животных, которых лечили глитеринибом — другим ингибитором FLT3, — составила всего 96,5 дней.

Нейродегенеративные заболевания

5. Международная группа ученых разработала тест на основе масс-спектрометрии, который может предсказывать развитие болезни Паркинсона по протеому крови. В предварительном протеомном анализе исследователи выявили 121 белок, ассоциированный с болезнью Паркинсона. Из них 32 белка стабильно детектировались в плазме крови, а экспрессия 23 из 32 белков различалась у пациентов с болезнью Паркинсона и у здоровых контролей. Исследователи разработали модель машинного обучения, которую валидировали на образцах плазмы крови 99 пациентов с болезнью Паркинсона, имеющих моторную симптоматику, и 36 здоровых контролей. Далее с помощью этой модели ученые проанализировали две когорты пациентов с нарушениями REM-сна, но без моторной симптоматики (18 и 54 человек). Модель подтвердила диагноз у 79% из них, а лонгитюдный анализ показал, что модель могла бы предсказать наличие болезни за 7 лет до появления моторной симптоматики. Для этого модель учитывала экспрессию восьми белков — прекурсора гранулина, MASP-2, BiP, PTGDS, ICAM-1, C3, DKK3 и SERPING1.

6. Исследователи из Германии и Испании предложили диагностировать лобно-височную деменцию (ЛВД) и боковой амиотрофический склероз (БАС) по белковым маркерам во внеклеточных везикулах, содержащихся в плазме крови. В когорте из 704 пациентов, среди которых были люди с ЛВД, БАС и прогрессирующим надъядерным параличом, ученые определили уровни белка TPD-43 и соотношение между 3R и 4R-изоформами белка тау во внеклеточных везикулах плазмы крови. Оказалось, что для прогрессирующего супрануклеарного паралича характерно низкое соотношение 3R/4R, а для ЛВД — высокое. Повышенный уровень TDP-43 был характерен для БАС и для ЛВД с патологией TDP-43. Соответственно, эти показатели могут использоваться для дифференциальной диагностики трех этих болезней, которые обычно подтверждаются лишь после посмертного обследования мозга. (Подробнее на PCR.NEWS.)

Нейробиология насекомых

7. Немецкие ученые исследовали обонятельную кору мозга саранчи, примечательную сложным устройством: у саранчи она состоит более чем из 2000 функциональных единиц, тогда как у других насекомых — из 20–300. С помощью CRISPR-Cas9 ученые получили трансгенную саранчу, в обонятельных нейронах которой экспрессируется кальциевый сенсор GCaMP. Применив двухфотонную функциональную визуализацию, они картировали паттерны активации нейронов при воздействии разных запахов на всех стадиях развития саранчи. Оказалось, что нейроны в обонятельной коре саранчи активируются в виде кольца.

У других насекомых, например, у дрозофил, обонятельные нейроны дифференцируют запахи по их значению — как «привлекательные» или «опасные». У саранчи обоняние устроено более сложно: кольца обонятельных нейронов активируются в зависимости от химической структуры летучего вещества. Является ли запах приятным или вредным, у саранчи определяется другими участками мозга — грибовидным телом и боковым рогом.

Методы

8. На нейроны можно воздействовать с помощью ультразвука через чувствительные к нему ионные каналы. Ученые из Университета Вашингтона в Сент-Луисе, развивающие метод соногенетики, разработали устройство, которое надевается на голову мышей и стимулирует их мозг ультразвуком. Это устройство довольно дешевое и производится с помощью 3D-печати. С его помощью можно стимулировать специфические популяции нейронов в конкретном участке мозга — например, в полосатом теле в левом полушарии, или в правом, или в обоих одновременно. У мышей, моделирующих болезнь Паркинсона, исследователи стимулировали обе половины полосатого тела и тем самым снижали проявления моторной симптоматики. Метод соногенетики можно сочетать с оптическими методами, позволяющими отслеживать активность нейронов в реальном времени.

9. Исследователи из Института Солка в Ла-Хойе и компании Oxford Nanopore создали метод Telo-seq, который позволяет определять длину теломер. Для этого использовали нанопоровое секвенирование со специальными адаптерами, направленными на теломеры, которые назвали telorettes,. Метод позволяет определить не только длину теломер, но и скорость их укорачивания; с его помощью можно измерить теломеры на разных аллелях. Ученые показали перспективность метода Telo-seq в исследованиях, связанных со старением и раком. Так, они измерили длину теломер в фибробластах, полученных от людей в возрасте от 20 до 94 лет, и подтвердили, что у молодых людей теломеры в целом длиннее. Но когда из фибробластов генерировали индуцированные плюрипотентные клетки, теломеры удлинялись повышалась, даже если исходные клетки были от старых людей.

Также с помощью Telo-seq исследователи измерили длину теломер в раковых клеточных линиях, в которых присутствует теломеразная обратная транскриптаза (TERT) или которые могут удлинять теломеры по альтернативному пути (ALT). Оказалось, что в TERT+ клеточных линиях длина теломер была примерно одинаковой, в то время как в клетках, использующих ALT, их длина сильно варьировалась.

10. Ученые из Университета Юты разработали метод таргетной доставки лекарств в мозг с помощью ультразвука. Ядра из перфторуглеродов вместе с гидрофобным лекарством находится внутри нанокапель. Под действием ультразвука меняется агрегатное состояние перфторуглеродов, что приводит к высвобождению лекарства. Однако до недавнего времени ученым не удавалось найти одновременно безопасных и эффективных способов применения таких нанокапель. В новой работе они использовали нанокапли с различными перфторуглеродами, содержащие также снотворное пропофол, и воздействовали на них ультразвуком разных частот. Эксперименты проводили не только in vitro, но и in vivo — на макаках. Самыми эффективными оказались нанокапли, содержащие перфторуглерод с высокой температурой кипения — перфтороктилбромид. Для высвобождения лекарства из таких нанокапель хватало ультразвука с низкой частотой — 300 кГц. Этот способ доставки был нетоксичным и не вызывал побочных эффектов.

Иммунология

11. Международный коллектив ученых выяснил, что регуляторные Т-клетки существуют в виде единой популяции, способной перемещаться по телу, а не в виде множества отдельных специализированных популяций. Исследователи проанализировали регляторные Т-клетки из 48 тканей мышей и выяснили, что они имеют общие фенотипы. Так, в нелимфоидных тканях для регуляторных Т-клеток были характерны маркеры CD69, ST2, KLRG1, но при этом не было маркеров, специфичных для той или иной ткани. Такие регуляторные Т-клетки были схожи и на транскриптомном уровне, причем различия были между регуляторными Т-клетками из крови, кишечника и других нелимфоидных тканей. Исследователи также выяснили, что тканевые регуляторные Т-клетки остаются в тканях сравнительно недолго — всего 3-10 недель.

Ученые провели эксперименты на мышах, у которых исследовали регуляторные Т-клетки с определенным рекомбинантным Т-клеточным рецептором (TCR), служащим маркером клонов. Клональные регуляторные Т-клетки перераспределялись по разным нелимфоидным органам, но редко попадали в кишечник. В одном из экспериментов ученые также выделили регуляторные Т-клетки из разных тканей, смешали их и вновь ввели животным. В итоге клетки не находили тех тканей, откуда их выделили, и перераспределялись в разные органы. Специализация была характерна только для регуляторных Т-клеток кишечника.

Молекулярная генетика растений

12. Ученые из Швейцарии, Франции и Канады показали, что для приспособления к абиотическим факторам среды для растений важны взаимодействия с другими организмами — мутуалистами и антагонистами. Они выращивали репу в десяти разных вариантах условий, где варьировались тип почвы, тип опыления (ручной или опосредованный шмелями), наличие растительноядных организмов (тлей). Через два года ученые оценили развитие растений. Оказалось, что к почве лучше всего приспособилась та репа, которая опылялась шмелями и соседствовала с тлями. Полногеномное секвенирование новых поколений растений показало, что наличие взаимодействий с другими организмами повысило число разных SNP в геноме в 10 раз. Это и может свидетельствовать об адаптации растений к окружающим условиям.

Кишечная микробиота

13. Американские ученые выяснили, что синбиотик из бактерии Anaerostipes caccae и синтетического пребиотика лактулозы может облегчать симптомы аллергии на молоко. Бактерия A. caccae вырабатывает бутират, который уменьшает повреждения кишечника и обладает противовоспалительными свойствами. Исследователи выделили штамм A. caccae LAHUC, который подсадили в кишечник мышей с аллергией на коровье молоко — их получали, подсаживая им кишечную микробиоту от ребенка, страдающего аллергией. Хотя A. caccae успешно приживалась в кишечнике мышей, это не влияло на уровень выработки бутирата. Повысить его удалось за счет применения пребиотика — лактулозы. Применение такого синбиотика облегчило аллергию на молоко и арахис, о чем свидетельствовало снижение уровня IgE и IgG1, а также меньшее проявление аллергической симптоматики при воздействии аллергена.

14. Исследователи из Нидерландов и Финляндии шесть лет наблюдали за более чем 10 000 людей, которые предоставили образцы кала для анализа кишечной микробиоты. За это время 602 человека были госпитализированы или погибли из-за инфекций. Анализ состава кишечной микробиоты показал, что у таких людей было снижено содержание бактерий, которые продуцируют бутират. Если же на продуцентов бутирата в кишечной микробиоте приходилось хотя бы 10%, то риск опасной инфекции понижался на 15–25%. Конечно, на риск влияли и другие факторы, в том числе возраст, наличие заболеваний, которые могут изменять состав микрофлоры кишечника, история применения антибиотиков.