Воскресное чтение. Обзор научной периодики за 14–20 сентября (без коронавируса)

CRISPR-Cas9 терапия

1. Американские ученые с помощью технологии CRISPR провели терапию миотонической дистрофии 1 типа in vivo, эффективную и со стабильным результатом. Модельным животным вводили внутримышечно или внутривенно два вектора на основе аденоассоциированного вируса, которые кодировали Cas9 и гидовую РНК, нацеленную на транскрипт дефектного гена, а именно на повторы CUG 3'-нетранслируемой области гена DMPK. (Причина развития миотонической дистрофии 1 типа — экспансия микросателлитных повторов CTG в 3'-нетранслируемой области гена DMPK). У животных наблюдалась стабильная экспрессия гидовой РНК и Cas9, это приводило к устранению очагов токсической РНК и уменьшению миотонии в течение трех месяцев. Это позволяет предположить, что CRISPR-Cas9 — жизнеспособная стратегия лечения генетических заболеваний, связанных с экспансией микросателлитных повторов. Статья опубликована в журнале Nature Biomedical Engineering,

Генетика аутоиммунных заболеваний

2. Исследование геномных ассоциаций (GWAS), представленное в Nature Genetics, выявило связь около 22 миллионов вариантов генов с 731 признаком иммунных клеток в когорте из 3757 итальянцев с острова Сардиния. Авторы, в частности, обнаружили, что 122 генетические варианта (однонуклеотидные замены и инделы) 53 новых и 17 известных локусов значимо ассоциированы с 459 характеристиками различных популяций иммунных клеток, и благодаря этому идентифицировали несколько молекулярных механизмов, участвующих в регуляции клеток. Для 53 выявленных вариантов 36 локусов ранее была показана связь с аутоиммунными нарушениями. Работа позволяет идентифицировать новые молекулярные мишени для терапии аутоиммунных заболеваний.

Иммунная система и поведение животных

3. Американские исследователи обнаружили популяцию ассоциированных с твердой мозговой оболочкой гамма-дельта Тh17 клеток, которые контролируют тревожное поведение у мышей. Оказалось, что менингеальные гамма-дельта Тh17 клетки экспрессируют интерлейкин IL-17a, который взаимодействует с рецептором IL-17Ra кортикальных глутаматергических нейронов и тем самым регулирует тревожное поведение у мышей. Делеция рецептора IL-17а у животных уменьшала признаки тревожности. Авторы предполагают, что продукция IL-17a менингеальными иммунными клетками представляет собой эволюционный мост между IL-17 и поведенческими особенностями, необходимыми для выживания у позвоночных. Эти результаты дают новое понимание нейроиммунных взаимодействий и указывает пути поиска новых методов лечения психоневрологических состояний. Работа опубликована в журнале Nature Immunology.

Медицинская эпигенетика

4. Как сообщает American Journal of Human Genetics, международная группа ученых проанализировала профили метилирования более чем у 23 000 человек и определила распространенность различных эпигенетических вариантов, связанных с заболеваниями. В ходе исследования было идентифицировано 4452 уникальных аутосомных эпигенетических варианта, включая варианты метилирования промоторов 384 ассоциированных с болезнями генов. Например, частота гиперметилирования промоторов BRCA1 и LDLR составила ∼1 из 3000 и ∼1 из 6000 соответственно. Если эпигенетические варианты действуют аналогично мутациям с потерей функции, они могут быть причиной тех случаев болезней, которые не выявляются при анализе только генетических особенностей. Анализ экспрессионных данных подтвердил связь эпигенетических вариантов с аномальной экспрессией генов. Более того, сравнение монозиготных близнецов предполагает, что примерно две трети таких эпигенетических вариаций являются наследуемыми и одна треть — спорадическими событиями.

5. Фармакогенетическое исследование, представленное в журнале Science Translational Medicine, посвящено поиску эпигенетических маркеров, позволяющих предсказать ответ на метформин — препарат первой линии для лечения диабета 2 типа, — у пациентов, не принимавших лекарственные препараты на момент постановки диагноза. Дело в том, что многие пациенты с диабетом 2 типа не реагируют на метформин или плохо переносят его. Анализ образцов крови, взятых у когорты пациентов проекта ANDIS (All New Diabetics In Scandia), обнаружил диагностически важную разницу метилирования ДНК. Более сильное метилирование в 11 сайтах ассоциировалось с повышенным риском отсутствия ответа на метформин, еще в четырех сайтах — с риском непереносимости метформина.

Археогенетика

6. На обложку журнала Nature за эту неделю попало исследование популяционной геномики эпохи викингов. Секвенирование геномов 442 человек из мест археологических раскопок по всей Европе и Гренландии показало, что приток генов в Скандинавию происходил с юга и востока. Авторы обнаружили генетические свидетельства проникновения датчан в Англию, шведов в Прибалтику, норвежцев в Ирландию, Исландию и Гренландию. (Подробнее на PCR.news.)

Заживление ран

7. Международная группа исследователей, результаты работы которой опубликованы в Scientific Reports, предлагает использовать бывший в употреблении перевязочный материал как дешевый и доступный источник образцов клеток из острых и хронических ран. Анализ 133 образцов использованных для перевязки ран материалов от 51 пациента с наследственным буллезным эпидермолизом показал, что в течение дня на повязках остается больше 100 миллионов клеток, которые можно выделить и типировать. Так, у пациентов с пограничной формой буллезного эпидермолиза значительно больше клеток инфильтрируют раны, чем у пациентов с дистрофической формой заболевания, а значительное увеличение гранулоцитов в хронических ранах позволяет дифференцировать их от острых. С помощью такого подхода можно изучать клеточный состав любых хронических ран независимо от их генеза, а также разрабатывать альтернативные методы лечения.

Бактериальные противовирусные белки

8. Авторы статьи, опубликованной в Nature, доказывают происхождение виперина эукариот из клады бактериальных и архейных белков, которые защищают от фаговой инфекции. У эукариот виперин — это индуцированный интерфероном клеточный белок, подавляющий репликацию множества вирусов. Прокариотические виперины также ингибируют вирусную транскрипцию и тем самым защищают бактериальные клетки от инфицирования фагом Т7. Эти результаты указывают на потенциальный источник природных противовирусных соединений, продуцируемых бактериальной иммунной системой.

Стволовые клетки

9. Исследователи из Эдинбургского университета обнаружили, что гематопоэтические стволовые клетки, полученные из ранних эмбрионов человека, способны генерировать больше клеток, чем стволовые клетки пуповинной крови. Их работа опубликована в журнале Stem Cell Reports. После трансплантации мышам эмбриональные гематопоэтические стволовые клетки производили примерно в 200–500 раз больше новых клеток по сравнению со фракцией гематопоэтических стволовых клеток пуповинной крови. Огромный регенеративный потенциал первых гематопоэтических стволовых клеток, полученных из эмбрионов человека, открывает новые горизонты для клеточной терапии.

Заболевания центральной нервной системы

10. Определен тип иммунных клеток, вызывающих воспаление мозга при энцефалите, вызванном вирусом простого герпеса первого типа (ВПГ-1). Оказалось, что у модельных мышей в ответ на инфицирование вирусом астроциты головного мозга усиливают продукцию хемокина CXCL1, кроме того, выработка CXCL1 астроцитами и нейронами регулируется IL-1α. CXCL1, в свою очередь, стимулирует трансэндотелиальную миграцию нейтрофилов, усиливает проницаемость гематоэнцефалического барьера и вызывает инфильтрацию тканей мозга лейкоцитами. У животных с дефицитом CXCR2 (рецептора CXCL1) наблюдалось снижение рекрутирования нейтрофилов, проницаемости гематоэнцефалического барьера и проявлений энцефалита без влияния на вирусную нагрузку. Таким образом, ось CXCL1-CXCR2 — перспективная мишень для терапии энцефалита, вызванного ВПГ-1. Статья опубликована в Cell Reports.

11. Публикация в Science Immunology посвящена изучению транскрипционных профилей Т-клеток крови и цереброспинальной жидкости здоровых доноров и пациентов в рассеянным склерозом. С помощью секвенирования РНК единичных клеток (scRNA-seq) и секвенирования Т-клеточного рецептора (TCR) авторы сравнивали транскрипционные профили клональных Т-клеток. Как оказалось, профили Т-клеток цереброспинальной жидкости здоровых людей значительно отличаются от клеток крови, а в Т-клетках спинномозговой жидкости пациентов с рассеянным склерозом повышена экспрессия генов, связанных с активацией Т-клеток и цитотоксичностью. Эти результаты дают представление об уникальной иммунной среде спинномозговой жидкости как у здоровых людей, так и у людей с нейровоспалением.

12. Исследование, представленное в FASEB Journal, демонстрирует, что конститутивная активность киназы LRRK2 (дардарина) контролирует трансляцию в нейронах грызунов. LRRK2‐G2019S — наиболее частая мутация, обнаруживаемая при наследственной и спорадической формах болезни Паркинсона. У крыс-моделей спорадической болезни Паркинсона увеличивается активность LRRK2, снижается трансляция в дофаминергических нейронах и атрофируются нейриты. Более того, в полосатом теле и черном веществе мозга модельных крыс наблюдаются изменения фосфорилирования факторов инициации и элонгации транскрипции eIF2α-S52, eIF2s2-S2 и eEF2-T57, что свидетельствует об ингибировании синтеза белка. Примечательно, что в фибробластах кожи пациентов с болезнью Паркинсона трансляция также снижается на 40%. Возможно, измерение уровня трансляции в периферических клетках пациентов удастся использовать для скрининга и диагностики.

Диагностика и новости компаний

13. Результаты многоцентрового обсервационного исследования Transforming Research and Clinical Knowledge in Traumatic Brain Injury (TRACK-TBI), представлены в журнале Journal of Neurotrauma. В нем сравнили диагностические характеристики двух белков — GFAP (glial fibrillary acidic protein) и одобренного для использования в Европе S100B (S100 calcium-binding protein B) для прогнозирования внутричерепных повреждений после легкой черепно-мозговой травмы. В исследовании приняли участие добровольцы, поступившие в 18 травматологических центров США. Уровень GFAP в плазме крови оценивали с помощью прототипа устройства для диагностики «у постели больного», для оценки уровня S100B анализ сыворотку крови. Характеристики GFAP оказались значительно лучше; его количественное определение позволяет с высокой точностью прогнозировать внутричерепные повреждения, обнаруживаемые во время компьютерной томографии в течение 24 часов после травмы.

14. Как сообщает GlobeNewswire, биотехнологическая компания Precision BioSciences разрабатывающая методы аллогенной CAR-T-терапии и коррекции генов in vivo с помощью платформы редактирования генома ARCUS, и фармакологическая компания Servier объявили, что добавили две мишени для терапии солидных опухолей и две дополнительные мишени, помимо CD19, для терапии гематологического рака в свое лицензионное соглашение о разработке аллогенного CAR-T. Precision намеревается использовать свою запатентованную платформу редактирования генома ARCUS, а также опыт разработки и производства CAR-T для ранних стадий исследований и разработок, включая регистрацию новых лекарств.

15. У многих пациентов, которым нужна трансплантация органов, в анамнезе имеется рак. Компания Natera объявила о планах использовать тесты Signatera (молекулярный тест остаточного заболевания) и Prospera (тест на отторжение трансплантата) для улучшения принятия решений при ведении пациентов с историей рака. В частности, компания планирует помочь пациентам с колоректальным раком быстрее получить трансплантацию почки, а также отслеживать рецидивы гепатоцеллюлярного рака после трансплантации печени и изучать динамику отторжения органов у онкобольных.