Воскресное чтение. Обзор научной периодики за 4–10 ноября

Онкология

1. Доказана валидность нового способа моделирования человеческой меланомы на мышах. Авторы статьи в Nature Communications создали линию мышей c-Kit-CreER. Мыши линий CreER экспрессируют тамоксифен-зависимую Cre-рекомбиназу, что позволяет создавать мутации в определенных тканях и в определенный момент времени. В данном случае клетки с рецептором c-KIT, чувствительным к фактору роста стволовых клеток и известным как протоонкоген (он же CD117, белковая тирозинкиназа), после обработки тамоксифеном экспрессировали также зеленый флуоресцентный белок GFP. Авторы показали, что рецептор c-KIT имели только стволовые клетки — предшественники меланоцитов волосяного фолликула, поэтому и способность светиться приобретали только они и их потомки. Выяснилось, что клетки меланомы при определенных условиях могут возникать из этих клеток, мигрирующих из волосяных фолликулов в эпидермис, а затем в дерму. Клетки образующейся меланомы по сигнатуре генной экспрессии и по структуре сходны с человеческой, что было показано с помощью флуоресцентной микроскопии и секвенирования РНК единичных клеток. Модель, более удобная и точная, чем другие, поможет отследить происхождение клеток меланомы, понять, какие мутации стали причиной малигнизации и какую роль сыграло микроокружение опухоли.

2. Авторы другой работы, опубликованной в Cell Reports, создали и изучили около 260 ксенографтных моделей детского рака разных типов. Для каждого случая они выращивали культуру клеток опухоли, которую прививали мышам, чтобы на основе геномного анализа подобрать лекарства и протестировать их на эффективность и токсичность, без риска нанести ущерб ребенку. Данные, полученные в этой работе, помогут в создании новых противораковых медикаментов и значительно повысят стандарты лечения онкологических больных, считают исследователи.

3. Утрата белка APC (комплекс стимуляции анафазы) клетками колоректального рака значительно увеличивает их зависимость от фактора инициации трансляции eIF2B5. Недостаток этого фактора вызывает стрессовую реакцию, в том числе трансляцию MYC. Конечной точкой одного из каскадов, которые запускает белок Myc, является апоптоз. Авторы статьи в Nature Cell Biology искусственно создали дефицит eIF2B5 и тем самым значительно снизили скорость роста опухолей с мутацией в APC у мышей и в человеческих органоидах. (Подробнее на PCR.news.).

4. Некоторые из морфологически нормальных клеток, расположенных рядом с опухолью, могут содержать соматические мутации. Исследователи провели масштабный анализ тысяч образцов прилежащих к опухоли участков ткани, крови и опухолевой ткани участников проекта Cancer Genome Atlas. Были найдены множественные изменения числа копий участков ДНК в 1,8% образцов крови и 4,6% образцов тканей, прилегающих к опухолевым. В некоторых случаях изменения были такими же, как и в соседней опухолевой ткани, что говорило об общем клональном происхождении опухолевых и неопухолевых клеток; были также случаи, когда опухолевая и прилежащая ткань, по-видимому, параллельно приобретала один и тот же онкоген.

5. Один из адаптационных механизмов клетки — перепрограммирование митохондрий, и он вовлечен в онкогенез. Протеаза YME1L перестраивает протеом митохондрий в ответ на гипоксию или недостаток питательных веществ. Ее же активность как часть липидного сигнального каскада, индуцируемого mTORC1, ограничивает биогенез митохондрий и поддерживает клеточный рост. По такому механизму может возникать аденокарцинома протоков поджелудочной железы in vitro (эта очень агрессивная опухоль успешно растет при дефиците кислорода), схожие изменения в работе митохондрий происходят и в мышиных ксенографтных моделях, и в тканях раковых больных. Авторы исследования считают, что протеаза YME1L может быть терапевтической мишенью при лечении рака поджелудочной железы.

Молекулярная диагностика

6. Компания NanoString предлагает прибор для цифрового пространственного профилирования опухолевых тканей GeoMx Digital Spatial Profiler, совместимый с технологиями Illuminia для секвенирования нового поколения. Профилирование экспрессии РНК дает самую подробную информацию о транскриптоме раковых клеток, даже если образцы зафиксированы в формалине и залиты в парафин или заморожены. Теперь для пользователей GeoMx DSP доступен новый Атлас транскриптома рака.

7. Компания Illumina продолжает развивать сектор жидкостной биопсии. На этой неделе она сообщила о выпуске новой версии теста TruSight Oncology 500 для выявления циркулирующей опухолевой ДНК. TSO 500, оптимизированный для использования на NovaSeq 6000, станет доступным для постоянных клиентов в начале будущего года. Кроме того, в четверг фирма Lexent Bio, специализирующаяся по жидкостной биопсии, объявила о неэксклюзивном партнерстве с Illumina по разработке диагностического набора для диагностики рака in vitro.

Новые технологии в медицине

8. В Массачуссетском технологическом институте создали из кластеров двухнанометровых частиц оксида кобальта хирально-инженерные супрачастицы для доставки лекарств — хиральность им придавало покрытие из L- либо D-цистеина. Супрачастица автономно собирается вокруг молекулы лекарства и помогает ему достичь цели, не теряясь в кровотоке. Оказалось, что D-cупрачастицы втрое лучше проникает через мембраны клеток миеломы, рака груди и шейки матки. Возможная причина в том, что они, в отличие от L-супрачастиц, демонстрируют стабильную адгезию к липидной мембране и дольше существуют in vivo, поскольку их хиральность отличается от таковой у аминокислот, из которых состоят эндогенные белки.

9. Разработана простая в использовании технология доставки контрацепцивного препарата длительного действия. Пластырь с микроиглами из биоразлагаемого сополимера полилактид-гликолида прижимают к коже, примерно через минуту микроиглы отделяются от него, оставаясь в дерме, и на протяжении более чем месяца постепенно высвобождают в кровь действующее вещество — гормон левоногрестел. Этот способ контрацепции уже испытан in vitro и на крысах, а пластырь-плацебо без действующего вещества — на людях. Микроиглы не вызывают дискомфорта, опрошенные женщины репродуктивного возраста заинтересованы в развитии этой технологии.

10. Микроинженерная технология «орган на чипе» позволила создать модели крысиной, собачьей и человечьей печени для исследования лекарств на предмет токсичности. Мини-модели содержат гепатоциты крысы, собаки или человека, а также клетки синусоидального эндотелия, клетки Купфера и звездчатые клетки. Чипы продемонстрировали адекватные видоспецифичные реакции на известные гепатотоксические вещества. Тестирование на токсичность для печени на крысах и собаках — стандарт доклинических исследований, но результаты этих тестов могут противоречить друг другу и не совпадать с «человеческими». Использование органа на чипе позволит оптимизировать испытания.

Медицинская генетика

11. Хромосомная нестабильность на стадии дробления считается обычным явлением для эмбрионов, появляющихся в результате ЭКО. Возникновение аномальных, в том числе анеуплоидных клеток, мозаичности — одна из причин высокого процента неудачных переносов. Однако авторы статьи, опубликованной на этой неделе в Nature, выполнили геномное профилирование для фетальных и плацентарных тканей детей, зачатых в результате ЭКО и обычным способом, и показали, что протяженные структурные аберрации de novo встречаются с одинаковой частотой у тех и других и что на поздних стадиях пренатального развития аберрации не сохраняются. Таким образом, хромосомная конституция плода не зависит от того, был ли он создан с помощью ЭКО или естественным путем.

12. Носители аутосомного доминантного аллеля гена PSEN1 (вариант E280A) страдают от семейной болезни Альцгеймера и в среднем к 44 годам имеют небольшие когнитивные нарушения, а к 49 — деменцию. Однако была обнаружена женщина — носитель этой мутации, у которой когнитивные нарушения не появлялись до семидесяти лет. Генетический анализ выявил у нее две копии мутантного варианта APOEch гена APOE, которая, по-видимому, замедляет процесс агрегации бета-амилоидов. Это наблюдение может помочь найти ключ к новым методам терапии болезни Альцгеймера. (Подробнее на PCR.news.)

13. Французские исследователи расшифровали механизм, противодействующий потере мышечной массы у старых млекопитающих. Транскрипция гена белка CaVβ1E, субъединицы кальциевого канала в мышечной клетке, зависит от состояния иннервации мускулатуры. У мышей с экспериментальным повреждением седалищного нерва повышена экспрессия эмбриональной изоформы этого белка, CaVβ1E, которая усиливает сигнал фактора роста и дифференцировки GDF5 (growth differentiation factor 5). Сигнальный путь, управляемый этим белком, препятствует атрофии мышц при денервации. У более старых мышей экспрессия CaVβ1E снижена, соответственно изменен ответ на денервацию, а если наладить у них избыточную экспрессию этого белка, то потеря массы будет скомпенсирована. У человека существует аналог этого белка, и понимание механизмов его действия может оказать помощь в борьбе с возрастным уменьшением мышечной массы.

Иммунология

14. Исследовано влияние сплайсинга пре-мРНК на активацию макрофагов и найден фактор сплайсинга hnRNP M, подавляющий экспрессию генов врожденного иммунитета. Его экспрессия, в свою очередь, регулируется каскадами, берущими начало у рецепторов патогенов: после инфекции он фосфорилируется и ослабляет репрессию, то есть гены врожденного иммунитета включаются. Показано также, что делеция hnRNP M повышает способность макрофагов контролировать вирусную инфекцию.

15. Тромбоциты часто активируются в ответ на воспаление. Воспалительные процессы при атеросклерозе — не исключение: авторы статьи, опубликованной в Science Translational Medicine, обнаружили, что тромбоциты принимают в них активное участие, стимулируя миграцию моноцитов в область бляшки и смену их фенотипа на воспалительный макрофаговый. Для этого тромбоциты выделяют цитокин Socs3 (suppressor of cytokine signaling 3), который заставляет макрофаги выделять больше провоспалительных цитокинов и снижает их способность к фагоцитозу. Результаты опытов на мышиной модели подтверждают наблюдения за уровнем Socs3 у пациентов.

Паразитология

16. Cryptosporidium — род паразитических простейших, вызывающих у людей сильную диарею, которая может оказаться смертельной для маленьких детей и пациентов с ослабленным иммунитетом. Однако французские ученые обнаружили новый, более эффективный способ контроля инфекции криптоспоридией. Оксаборол AN3661 селективно тормозит размножение паразита, что было показано на новорожденных мышатах и взрослых мышах с ослабленным иммунитетом. Этот препарат блокирует процессинг мРНК криптоспоридий; его мишенью является белок CPSF3 (cleavage and polyadenylation specificity factor 3). Оксаборол оказался гораздо более эффективным, чем его предшественник, нитазоксанид.