Воскресное чтение. Обзор научной периодики за 12–18 июля

Иммунология

1. В состав кишечной микробиоты входят не только прокариотические клетки, но и микроскопические грибки, которые редко вызывают заболевания и обычно ведут комменсальный образ жизни. К числу таких грибков относятся даже потенциально патогенные дрожжи Candida albicans. Новое исследование, опубликованное в Nature, показало, что лежит в основе мутуалистических отношений между человеческим организмом и потенциально патогенным организмом. Оказалось, что в кишечнике секретируются антитела IgA против C. albicans, которые препятствуют образованию патогенного фенотипа, а именно гиф, благодаря которым происходит адгезия дрожжей и их проникновение в ткани. Отбор, направленный против образования гиф, увеличивает конкурентоспособность C. albicans в кишечнике. С другой стороны, дефицит IgA способен усиливать симптомы колита. По мнению авторов, вакцина, содержащая специфический антиген C. albicans, может предотвращать воспалительные заболевания кишечника.

2. Ученые из Стенфорда заявили о создании «часов старения» на основе ассоциированных с воспалением маркеров иммунной системы. Статья с результатами исследования недавно вышла в журнале Nature Aging. В рамках проекта «1000 иммуномов» ученые проанализировали состав и численность иммунных факторов воспаления у 1001 человека возрастом от 8 до 96 лет с помощью алгоритмов глубокого обучения. Результатом стало создание «воспалительных часов старения» (iAge). Важнейшую роль в них играет хемокин CXCL9, который вовлечен в старение сердечной ткани, ее перестройки, а также возрастные нарушения работы кровеносных сосудов. И у мыши, и у человека важнейший признак старения — повышенная жесткость стенок артерий, которая развивается благодаря CXCL9. Авторы работы заявляют, что CXCL9 — ключевой фактор развития возрастных воспалительных заболеваний.

Онкология

3. Японские ученые с коллегами из США и Вьетнама на сфероидных моделях опухолей показали эффективность новой стратегии терапии рака. О результатах своей работы исследователи сообщили на страницах Scientific Reports. Доставка в сфероид йодсодержащих органосиликатных наночастиц с последующим рентгеновским облучением сфероида приводит к массовой гибели его клеток апоптозом. Как показало детальное изучение, причиной гибели клеток стали многочисленные двуцепочечные разрывы. (Подробнее на PCR.NEWS.)

4. С помощью ингибиторов контрольных точек во многих случаях удается надолго затормозить развитие рака, но, к сожалению, не во всех. Как сообщается в статье, опубликованной в Science Translational Medicine, совместное применение ингибиторов контрольных точек и радиотерапии показывает многообещающие результаты на мышах. В этом случае требуется меньшая доза облучения: таргетная радионуклидная терапия построена на доставке небольших доз радиации в опухоли с помощью молекулы алкилфосфохолина (NM600), хелатирующей иттрий. Больше половины мышей в результате такой комбинированной терапии полностью избавились от рака, а у других существенно снизилось количество метастазов.

5. Немецкие ученые разобрались в механизмах конкуренции злокачественных клеток и энтероцитов на основе модели кишечника дрозофилы. Результаты исследования опубликованы в журнале Developmental Cell. Его авторы показали, что раковые клетки активируют сигнальный путь Relish/NF-κB в окружающих энтероцитах, а также путь ROCK/JNK, который создает механическую силу в ткани и активирует в энтероцитах ген PGRP-LA. В результате энтероциты гибнут, а их место занимают злокачественные клетки. У организмов с нарушенной функцией PGRP-LA замедляется рост опухоли и увеличивается продолжительность жизни.

Молекулярная биология

6. Американские ученые на страницах PNAS сообщили о связи между дисфункцией теломер и развитием хронической воспалительной болезни кишечника. На мышиной модели они показали, что в клетках кишечного эпителия с дисфункцией теломер активация киназы ATM, вызванная повреждением ДНК, приводит к ATM-опосредованному фосфорилированию и активации транскрипционного коактиватора YAP1. В свою очередь, YAP1 вызывает усиленную продукцию проинтерлейкина 18 (pro-IL-18) — важнейшего фактора, влияющего на развитие воспалительной болезни кишечника. Анализ образцов кишечного эпителия, взятых у пациентов с поздно развившейся воспалительной болезнью кишечника, подтвердил выводы исследователей: в образцах наблюдались признаки дисфункции теломер и активация пути ATM/YAP1/ pro-IL-18.

Антибиотикорезистентность

7. Присутствие в воде человеческих фекалий повышает частоту антибиотикорезистентности у других бактерий, обитающих в этом же водоеме, согласно  публикации в журнале Antimicrobial Chemotherapy,. Авторы провели метагеномный анализ образцов поверхностного слоя воды и донных отложений рек на территории Бангладеш, взятых в городах, сельских поселениях, жители которых занимаются аквакультурой, и деревень, жители которых никогда не сталкивались с антибиотиками. Гены устойчивости к антибиотикам удалось найти во всех образцах. Оказалось, что и поверхностные воды, и донные отложения населены множеством бактерий, экспрессирующих бета-лактамазу. Наибольшее количество генов устойчивости к антибиотикам было выявлено в городских водах, причем, как показал детальный анализ, местные бактерии позаимствовали их у кишечных бактерий человека, попавших в воду вместе с фекалиями.

Генная терапия

8. Мукополисахаридоз I типа (синдром Гурлер) относится к числу лизосомных болезней накопления и поражает многие органы, в том числе сердце и легкие. Авторы  статьи в Nature Communications разработали стратегию генной терапии мукополисахаридоза I типа in utero. С помощью аденоассоциированного вируса серотипа 9 они доставили в клетки мыши с мутацией, вызывающей мукополисахаридоз I типа, редактор азотистых оснований, выполняющий замену G→A в гене Idua. Аналогичная мутация часто встречается у людей, страдающих от этого заболевания. Эффект редактирования надолго сохранялся в печени и сердце, однако мозг редактирование затронуло незначительно. Мыши после редактирования не проявляли метаболических нарушений, а также не имели проблем с опорно-двигательным аппаратом и сердцем. По мнению авторов, внутриутробное редактирование позволяет повысить дозировку терапевтического агента, кроме того, во время эмбрионального развития проницаемость гематоэнцефалического барьера выше, чем после рождения.

9. Генетически обусловленная недостаточность декарбоксилазы L-аминокислот встречается редко, однако приводит к тяжелым последствиям — дефициту дофамина и серотонина. Оно проявляется в раннем детстве в виде тяжелых пороков развития нервной и двигательной систем. Исследование, опубликованное в Nature Communications, посвящено генной терапии этого недуга. В исследовании приняли участие 7 больных детей в возрасте от 4 до 9 лет. Участникам исследования вводили в средний мозг вирусный вектор, экспрессирующий декарбоксилазу L-аминокислот. Терапия показала себя безопасной, более того, у маленьких пациентов через некоторое время стали проявляться значимые двигательные улучшения.

Молекулярная диагностика

10. Австралийские ученые провели оценку риска глаукомы. В исследовании приняли участие 2507 пациентов с глаукомой из Австралии и Новой Зеландии и 411 337 людей без глаукомы. Авторы показали, что высокий полигенный риск развития глаукомы сопоставим с таковым при наличии в генотипе патогенного варианта единственного гена MYOC p.Gln368Ter — это наиболее распространенный моногенный вариант, вызывающий глаукому. В то же время глаукома, обусловленная мутациями во многих генах, встречается в популяции в 15 раз чаще, чем моногенно обусловленная глаукома.

11. Согласно результатам нового полногеномного поиска ассоциаций (GWAS), посвященного расщеплению верхней губы и нёба, генетические основы этих пороков развития более разнообразны, чем считалось ранее. Результаты исследования опубликованы в журнале PLoS Genetics. В работе был использован новый подход для статистического анализа данных — PLACO (pleiotropic analysis under composite null). Ученые смогли выявить шесть новых локусов, связанных как с расщеплением губы, так и с расщеплением неба. Они показали, что риск развития этих дефектов не зависит от пола, однако влияние тех или иных локусов может различаться у представителей разных рас и этнических групп.

Туберкулез

12. Недавно было показано, что возбудитель туберкулеза Mycobacterium tuberculosis подавляет апоптоз в условиях in vitro, но не in vivo. Новая работа, опубликованная в журнале Immunity, показала важность апоптоза для противостояния организма туберкулезу. Апоптотическая гибель макрофагов и нейтрофилов, захвативших палочку Коха, опосредованная рецепторами смерти или BCL-2, защищает мышей от туберкулеза. Кроме того, действие ингибиторов апоптоза, проходящих клинические испытания, помогает уничтожить M. tuberculosis в организме зараженных животных.

Новости компаний

13. Компания Sanigen (Южная Корея) в партнерстве с Illumina разработала панели высокопроизводительного секвенирования для тестирования безопасности пищевых продуктов. С ее помощью можно будет быстро выявить наличие в продуктах 16 патогенных организмов примерно в 400 образцах. По заявлению Sanigen, панель станет доступна в третьем квартиле.

14. Компании Geneoscopy осталось провести одно клиническое испытание для получения окончательного разрешения регулирующих органов на анализ стула для диагностики колоректального рака в домашних условиях. Geneoscopy позиционирует свой тест как конкурента известного теста Cologuard компании Exact Sciences. Но вместо поиска ДНК-биомаркеров в стуле многофакторный анализ Geneoscopy использует восемь биомаркеров эукариотической РНК, демографическую информацию о пациенте (например, статус курения), и фекальный иммунохимический тест, или FIT. Исследование 2019 года показало, что тест достиг 91%-ной чувствительности для выявления колоректального рака и 73-%-ной чувствительности для выявления высокого риска аденомы.

15. Китайская компания BGI Group — один из крупнейших в мире поставщиков услуг по секвенированию ДНК, но компания также занимается протеомикой. По словам Гуанхуэя Хана, директора центра масс-спектрометрии BGI Americas в Сан-Хосе (Калифорния, США), хотя центр был открыт менее чем за год до начала пандемии, компания видит высокий спрос на услуги по протеомике. Выручка росла примерно на 100% в год, а штат увеличился вдвое, при этом большая часть роста вызвана спросом со стороны клиентов биофармацевтики. В число услуг, предлагаемых компанией, входят идентификация белков, профилирование посттрансляционных модификаций, количественное определение белков, картирование пептидов и работа с интактными белками для характеристики биопрепаратов.