Воскресное чтение. Обзор научной периодики за 11–17 февраля

Микробиом

1. Новое исследование микробиома кишечника опубликовано на этой неделе в Nature. Изучив более 90 тысяч собранных геномов, авторы идентифицировали 1 952 новых для кишечника видов некультивируемых бактерий. По словам авторов, это увеличивает филогенетическое разнообразие микробиома кишечника на 281%. Так как это некультивируемые виды, выявить их с помощью традиционных бактериологических методов невозможно. Основной материал для исследования был собран у населения Северной Америки или Европы. Обнаруженные некультивируемые виды бактерий улучшили возможность расшифровывать данные из образцов, собранных у людей из Африки и Южной Америки. Это, по мнению авторов статьи, подчеркивает необходимость разнообразия при отборе проб для получения более полного представления о составе микробиома кишечника человека. Большинство из вновь обнаруженных в кишечнике микроорганизмов не были определены до вида. Бактерии, которые удалось классифицировать, чаще всего относились к семействам Coriobacteriaceae, Ruminococcaceae и Peptostreptococcaceae, а на уровне рода к Collinsella, Clostridium и Prevotella.
2. Микробиом грудного молока обсуждают на этой неделе в Cell Host & Microbe. В грудном молоке находят бактерии двух крупных отделов: Proteobacteria и Firmicutes. Исследование 393 пар (матери и ребенка) показало, что на состав и разнообразие микробиома молока влияют материнские факторы (индекс массы тела, количество родов в анамнезе, способ кормления), бактерии изо рта младенца и из окружающей среды, например из молокоотсосов. Наблюдались различия и в зависимости от пола ребенка. Грудное вскармливание по сравнению со сцеживанием оказалось ключевым фактором, определяющим состав микробиоты молока. В частности, сцеживание грудного молока оказалось связано с увеличением числа потенциальных патогенов и уменьшением количества бифидобактерий. Увеличение числа потенциальных патогенов в грудном молоке может повышать риск респираторных инфекций у младенца, что может объяснить, почему дети, которых кормили сцеженным молоком, подвержены повышенному риску детской астмы по сравнению с детьми, которых кормили исключительно грудью. Для подтверждения этой гипотезы и оценки влияния микробиома молока на микробиом кишечника младенца потребуются дополнительные исследования.

Генетика и эпигенетика ожирения

3. Раз уж мы заговорили о питании детей, то нельзя не упомянуть опубликованную на этой неделе статью о детском ожирении в Scientific Reports. Предыдущие исследования показали взаимосвязь гена белка 1B, связанного с рецептором липопротеинов низкой плотности (LRP1B), с ожирением. Авторы статьи секвенировали экзом гена LRP1B у детей с тяжелым ожирением (n = 692) и обнаружили новый однонуклеотидный полиморфизм (rs431809) в интроне 4, который значительно коррелировал как с индексом массы тела, так и с соотношением окружности талии и бедер. Три метилирования CpG сайтов (cg141441481, cg01852095 и cg141441470) в одном и том же интроне также достоверно коррелировали с этими показателями.
4. 14 февраля в Scientific Reports вышла еще одна статья, посвященная проблеме ожирения. Авторы статьи проанализировали данные от 263 подростков из штата Пенсильвания для изучения связи между уровнем метилирования ДНК в генах, связанных с ожирением, и индексом массы тела. Оказалось, что связанные с ожирением гены были значительно метилированы. Повышенное метилирование на одном сайте внутри SIM1было связано с более высоким процентилем индекса массы тела. Авторы предполагают, что метилирование ДНК в генах, связанных с ожирением, может быть связано с риском ожирения у подростков. Для подтверждения необходимо увеличение выборки исследования.

Эпидемия гриппа и опасные исследования опасных штаммов

5. На сайте Роспотребнадзора на этой неделе появилась информация о текущей ситуации по заболеваемости ОРВИ и гриппом. В России в составе циркулирующих респираторных вирусов наибольший удельный вес имеют вирусы гриппа типа А, среди которых превалирует А (H1N1)09. Продолжают циркулировать респираторные вирусы не гриппозной этиологии (вирусы парагриппа, аденовирусы, РС-вирусы и другие), но доля их в структуре положительных находок снижается. В 48-ми субъектах Российской Федерации зарегистрировано превышение недельных эпидемических порогов заболеваемости гриппом и ОРВИ. Согласно информации Европейского регионального бюро ВОЗ в странах Европейского региона активность гриппа продолжает возрастать, в составе циркулирующих вирусов гриппа преобладают вирусы гриппа субтипа A(H1N1)09 и A(H3N2).
6. О том, могут ли штаммы гриппа H7N9 и H5N8 генетически смешиваться со штаммом H3N2, который преобладал последние несколько сезонов в США, можно почитать в публикации от 13 февраля в PNAS.
7. Исследования, связанные с модификацией вирусов птичьего гриппа, возобновляются после того, как они были приостановлены более 4 лет назад, пишет Science. Планируется создать более опасные или более вероятные для распространения патогены, чтобы лучше понять их и подготовить защиту. В прошлом году экспертная комиссия правительства США незаметно одобрила два проекта, ранее считавшихся настолько опасными, что федеральные чиновники наложили мораторий на исследования. На сегодня один проект уже финансируется национальными институтами здравоохранения и начнется через несколько недель, а другой ожидает финансирования.

Корь в Европе и России

8. На прошлой неделе Европейское региональное бюро ВОЗ обнародовало данные о ситуации с заболеваемостью корью в зарубежных странах. В 2018 году корью заболели более 80 тысяч человек в странах европейского региона. 72 человека из них умерли. В 2018 году было зарегистрировано рекордное для текущего десятилетия число людей, заразившихся вирусом кори, в 3 раза превышающее показатели 2017 года и в 15 раз — показатели 2016 года. По информации Роспотребнадзора показатель заболеваемости корью в Российской Федерации в 2018 году значительно ниже, чем в странах Европейского региона, и составил 17,3 случая на 1 млн. населения. Подробнее о кори в Москве на PCR.news.
9. Об эпидемии кори в Украине пишут на этой неделе в Science. В 2016 году только 31% украинских 6-летних детей получили рекомендованную вакцину. Уже в 2018 году в Украине было зарегистрировано более 54 000 случаев заболевания, а в 2019 году уже зарегистрировано более 15 000 случаев.

Первое лекарство против прионов

10. В Nature Biomedical Engineering группа ученых из Японии сообщает об успешном испытании на мышах и макаках лекарства от прионного заболевания. Трансмиссивные губчатые энцефалопатии (ТГЭ), называемые также прионными болезнями — это группа нейродегенеративных заболеваний, приводящих к летальному исходу. До настоящего времени не существовало методов лечения этих заболеваний, которые доказали бы свою эффективность в клинических испытаниях. В статье, опубликованной 11 февраля, авторы показывают эффективность разработанного с помощью моделирования шаперона. Показано, что еженедельная внутрибрюшинная инъекция шаперона прион-инфицированным мышам продлевает их выживание. А еженедельная внутривенная инъекция разработанного соединения макакам, которые раннее были инфицированы ТГЭ, замедляет развитие неврологических симптомов и снижает концентрацию связанных с заболеванием биомаркеров у животных.

Новая диагностика

11. В Nature Microbiology 11 февраля вышла статья о новом тесте, основанном на секвенировании следующего поколения, способном идентифицировать и количественно определять микробную ДНК в плазме. Тест способен выявить 1250 клинически значимых бактерий, ДНК-вирусов, грибов и эукариотических паразитов. Валидация теста показала 93,7% конкордантность с посевом крови для группы из 350 пациентов с сепсисом. Причина сепсиса с помощью нового теста выявлялась чаще, чем с помощью традиционных микробиологических тестов. Анализ первых 2000 образцов пациентов, протестированных в лаборатории CLIA, показал, что более 85% результатов были получены уже на следующий день после получения образца. В качестве дополнения к обычным диагностическим процедурам тест Karius уже начали использовать не только для сепсиса, но и для других показаний, включая детскую пневмонию и эндокардит.
12. О разработке ультрачувствительного неинвазивного теста для анализа крови во время беременности на выявление синдрома Дауна у плода заявилиученые из Китая в ACS Nano Letters. По данным CDC, синдром Дауна является наиболее распространенным врожденным дефектом, встречающимся с частотой один раз на каждые 700 родов. Существующие сегодня неинвазивные пренатальные тесты недостаточно чувствительны и специфичны. Новый биосенсор для обнаружения ДНК плода с синдромом Дауна в крови беременных женщин, по словам авторов, позволит снизить частоту ошибочных диагнозов.

Сон как лучшее лекарство

13. Сложно переоценить важность сна для человека. Подтверждения этому регулярно находят ученые. Вот и на этой неделе в двух крупных изданиях опубликованы исследования, доказывающие полезность полноценного сна. Авторы статьи в Journal of Experimental Medicine выяснили, почему сон иногда может быть лучшим лекарством. Согласно их исследованию, сон улучшает потенциальную способность некоторых иммунных клеток организма прикрепляться к своим мишеням. Ученые сравнили Т-клетки, взятые у здоровых добровольцев, спавших или не спавших всю ночь, и  подтвердили, что сон оказывает благоприятный эффект на активацию Т-клеток и эффективность ответа на инфекцию. Эффективные ответы Т-клеток требуют прочной адгезии Т-клеток и их мишеней. Агонисты рецепторов ингибируют активацию интегрина на человеческих CMV- и EBV-специфичных CD8+ T-клетках дозозависимым образом. Во время сна снижаются уровни агонистов рецепторов, усиливается активация интегрина по сравнению с ночным бодрствованием.
14. А авторы статьи, опубликованной 13 февраля в Nature, доказывают важность сна для гематопоэза и защиты от атеросклероза. У мышей, сон которых прерывали, продуцируется больше моноцитов Ly-6Chigh, развиваются более крупные атеросклеротические поражения и продуцируется меньше гипокретина. Показано, что дефицит сна тесно связан с нарушениями в кроветворении и ускоренным развитием атеросклероза.

Создана международная группа определения правил редактирования генома человека

15. Еще в декабре, после заявления китайского ученого Хэ Цзянькуя о рождении первых генномодифицированных людей, Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) заявила, что создается группа экспертов для установления четких принципов и стандартов, изучения вопросов этики и безопасности. На этой неделе ВОЗ сообщила о том, что комитет, который будет заниматься разработкой руководств по редактированию генов, создан. Международный комитет из 18 членов «рассмотрит научные, этические, социальные и правовые проблемы, связанные с редактированием генома человека». Сопредседателями комитета будут Маргарет Гамбург — бывший представитель FDA (США), и Эдвин Кэмерон — судья Конституционного суда (Южная Африка). С полным составом комитета, биографиями и фотографиями всех участников можно познакомиться на сайте ВОЗ.

Маленькие коллективы совершают больше научных прорывов

16. Напоследок интересный анализ, опубликованный в Nature. Авторы проанализировали более 65 миллионов статей, патентов и программного обеспечения, охватывающих период с 1954 по 2014 годы. Оказалось, что в течение этого периода именно небольшие группы совершали прорывы в науке и создавали новые технологии, в то время как более крупные разрабатывали и занимались внедрением уже существующих. Универсальной тенденцией в науке и технике сегодня является рост больших групп во всех областях, а количество одиночных исследователей и небольших групп уменьшается. Опубликованные результаты демонстрируют, что для процветания науки и техники необходимы, как маленькие, так и большие команды.