Воскресное чтение. Обзор научной периодики за 8–14 июня (без коронавируса)

Новое лекарство от ожирения, химические сигналы яйцеклетки сперматозоиду, молекулярные причины микроэнцефалии, вызванной вирусом Зика, новая африканская линия Mycobacterium tuberculosis, иммуноглобулины слезной жидкости, алмазные наноиглы для извлечения микроРНК из живых клеток и многое другое.

Художник:
Наталья Дюкова

Лекарство от ожирения

1. Работа американских ученых, опубликованная в EMBO Molecular Medicine, демонстрирует, что низкомолекулярный митохондриальный протонофор BAM15 может быть эффективным средством для лечения ожирения и связанных с ним заболеваний. Эксперименты на модельных мышах показали, что BAM15 стимулирует расход энергии, улучшает метаболизм глюкозы и липидов, тем самым предотвращая развитие ожирения, вызванного диетой. BAM15 может применяться перорально, обладает высокой тропностью к жировым тканям, способствует уменьшению размера адипоцитов и ингибирует экспрессию генов, регулирующих липогенез de novo.

Болезнь Альцгеймера

2. Журнал Nature Medicine сообщает, что на основе индуцированных плюрипотентных стволовых клеток создана трехмерная модель, которая повторяет анатомические и физиологические свойства гематоэнцефалического барьера человека in vitro. Эксперименты на этой модели показали, что вариант гена аполипротеина APOE4, связанный с высоким риском развития болезни Альцгеймера, приводит к значительному накоплению амилоида и разрушению сосудистой сети мозга. Основным индуктором церебральной амилоидной ангиопатии является дерегуляция сигналинга транскрипционного фактора NFAT и APOE в перицитоподобных клетках. Это исследование подтверждает роль перицитов в развитии APOE4-опосредованной церебральной амилоидной ангиопатии, а также определяет NFAT в качестве терапевтической мишени при болезни Альцгеймера.

Онкология

3. Исследование, представленное в журнале The Journal of Experimental Medicine, показывает что у мышей — моделей рака поджелудочной железы в ответ на дефицит глютамина белок, называемый Slug, стимулирует метастазирование, активируя эпителиально-мезенхимальный переход (EMT). Ингибирование Slug ослабляет способность клеток опухоли к метастазированию, что приводит к уменьшению количества и размеров вторичных опухолей легких. Более высокий уровень содержания Slug в образцах опухоли коррелирует с неблагоприятным прогнозом при раке поджелудочной железы. Полученные результаты дают представление о том, как может влиять на прогрессирование опухоли тканевый дефицит питательных веществ.

4. Авторы работы, опубликованной в Cancer Cell, отследили судьбу опухолевых антигенов в миелоидной системе, чтобы улучшить понимание иммунного ответа на клетки опухоли. Эксперименты на модельных животных показали, что опухолевые антигены находятся внутри везикул дендритных CD103+ клеток, которые мигрируют в лимфатические узлы: там эти клетки контактируют с резидентным дендритными CD8alpha+ клетками, образуя синапсы и передавая везикулы с опухолевым антигеном. В лимфатических узлах мигрирующие дендритные CD103+ клетки стимулируют Тh1-клеточный противоопухолевый иммунный ответ, тогда как резидентные дендритные CD8alpha+ клетки активируют Тh2-клетки.

5. Полногеномное секвенирование 38 образцов тканей опухоли и 38 образцов крови от пациентов с глиобластомой обнаружило новые соматические мутации в регуляторных областях генома опухоли. Анализ мутаций в регуляторных областях и их положения относительно соседних генов выявил более 1770 генов, многие из которых ранее не были ассоциированы с глиобластомой. Среди генов, связь которых с заболеванием была уже известна, самая высокая частота соматических мутаций в некодирующих областях обнаружена для генов SEMA3C и DYNC1I1. Понимание некодирующего генома опухолей может открыть возможности для персонализированной терапии глиобластомы. Статья опубликована в Genome Biology.

Молекулярная офтальмология

6. Публикация в Scientific Reports посвящена легким и тяжелым цепям иммуноглобулинов в слезах у 7 пациентов с кератоконусом и 7 здоровых людей. Кератоконус — наиболее распространенная форма дистрофии роговицы, при которой истончается ее центральная часть; в результате зрение может серьезно ухудшиться к 20–30 годам. Причины развития этого состояния неясны. Использование жидкостной хроматографии в сочетании с тандемной масс-спектрометрией показало, что основная масса иммуноглобулинов в составе слезной жидкости как у здоровых, так и у больных представлена тяжелыми цепями Ig альфа-1 и Ig альфа-2, что коррелирует с высоким уровнем IgA в слезах человека. Однако содержание трех легких каппа-цепей Ig — V-II, V-III (а) и V-III (с) — были значительно ниже в слезах пациентов с кератоконусом. Авторы подчеркивают, что необходимы дальнейшие исследования роли иммунной системы в прогрессировании этого заболевания.

Вирус Зика

7. Статья в журнале Science Signaling проливает свет на молекулярные механизмы развития врожденного синдрома, вызванного вирусом Зика (микроцефалия, нарушение миграции нейронов и развития коры). Бразильские исследователи проанализировали транскриптомные, протеомные и геномные данные, полученные для образцов головного мозга 8 новорожденных, умерших в первые 48 часов после рождения. Они обнаружили значительное снижение уровня экспрессии коллагенов, а также несколько однонуклеотидных полиморфизмов в генах коллагена, связанных с несовершенным остеогенезом и развитием артрогрипоза (контрактуры и деформации конечностей). Кроме того, увеличилась экспрессия факторов клеточной адгезии, необходимых для роста нейритов и аксонального наведения; это может быть причиной дефектной миграции нейронов.

Бактериология

8. Статья в Cell Host & Microbe раскрывает молекулярные механизмы, позволяющие клостридии уходить от иммунного ответа хозяина. Clostridioides difficile вызывает воспаление и серьезные повреждения желудочно-кишечного эпителия, в результате высвобождаются большие количества гема хозяина. Оказалось, что геном бактерии содержит оперон HsmRA (heme sensing membrane proteins R and A), который регулируется гемом позвоночных. В ответ на повышение концентрации гема оперон начинает усиленно экспрессироваться и продуцировать белки, захватывающие гем, тем самым ингибируя его противомикробное действие. Штаммы с инактивированным hsmR или hsmA обладают повышенной чувствительностью к гему и сниженной способностью к колонизации желудочно-кишечного тракта мышей.

9. А статья, опубликованная в Cell, предлагает персонализированный подход к поиску взаимодействий между лекарствами и представителями кишечного микробного сообщества. Подход получил название MDM-Screen (microbiome-derived metabolism screening) и включает анализ особенностей культивирования, секвенирования, количественной метаболомики и геномики кишечного микробиома человека. Он позволяет идентифицировать взаимодействия лекарственных средств с микробиомом у конкретного пациента и демонстрирует, как использовать информацию о кишечном микробиоме при разработке лекарств для персонализированной медицины.

Новые технологии

10. Метод внутриклеточной биопсии (inCell-Biopsy) для быстрого, мультиплексного и высокочувствительного профилирования микроРНК описали авторы статьи в Science Advances. Алмазные наноиглы подобно удочкам извлекают микроРНК из цитоплазмы, что позволяет проводить их квазиодноклеточный анализ; клетки при этом сохраняются живыми. Каждая наноигла выступает в роли реакционной камеры для параллельной амплификации in situ, визуализации и количественного определения фемтомолярных количеств микроРНК. С помощью inCell-Biopsy был проведен анализ транскриптома микроРНК во время дифференцировки эмбриональных стволовых клеток. Полученные комбинаторные паттерны экспрессии микроРНК позволяют идентифицировать появляющиеся клеточные субпопуляции и показывают динамическую эволюцию клеточной гетерогенности.

Репродуктивная биология

11. Совместное исследование шведских и британских ученых показало, что яйцеклетки человека используют хемоаттрактанты, чтобы «выбрать» сперматозоид. Авторы изучали, как сперма реагирует на фолликулярную жидкость, полученную от женщины — сексуального партнера донора спермы или от другой женщины. Всего в исследовании приняло участие 16 пар. Оказалось, что образцы фолликулярной жидкости разных женщин неодинаково привлекательны для сперматозоидов того или иного мужчины: в каких-то парах привлекательность выше, чем в других. По мнению авторов, этот фактор может играть роль в сложных, «необъяснимых» случаях бесплодия, хотя прямых доказательств этой гипотезы в рамках работы не представлено.

Диагностика

12. В исследовании, опубликованном в Nature Communications, описывается разработка количественного анализа для измерения текущей активности цитидин-деаминазы APOBEC3A, регулирующей мутагенез, репликацию и повреждение ДНК в раковых клетках. Авторы обнаружили, что экспрессия APOBEC3A и опосредованный деаминазой мутагенез в опухолях коррелируют с мутациями в шпильках РНК. Идентификация таких точечных мутаций РНК с использованием капельной цифровой ПЦР позволяет оценивать активность APOBEC3A и может быть использована для тестирования клинических образцов от онкологических больных. Предполагается, что анализ активности APOBEC3A значительно улучшит понимание его роли в онкогенезе и позволит более эффективно использовать APOBEC3A в терапии рака.

13. Статья в Science Translational Medicine предлагает новый подход диагностики онкологических заболеваний. Американские исследователи методом коллоидной струйной печати изготовили чип EV-CLUE для жидкой биопсии. Чип захватывает внеклеточные везикулы в плазме крови и сканирует на наличие и активность MMP14, фермента, который связан с прогрессированием и метастазированием опухолей. Анализ клинических образцов показал, что использование EV-CLUE позволяет дифференцировать контрольную группу и пациентов с ранней стадией или метастатическим раком молочной железы с точностью 92,9–96,7%. Авторы предполагают, что такая «лаборатория на чипе» может стать полезным инструментом для диагностики рака.

14. Как сообщает Nature Communications, международная группа исследователей обнаружила два штамма Mycobacterium tuberculosis с множественной лекарственной устойчивостью, отнесенных к до сих по не известной линии, которая получила название Lineage 8 (L8). По-видимому, она встречается только в районе Великих Африканских озер. Сравнение с другими полными геномами возбудителя туберкулеза показывает, что расхождение L8 с другими линиями предшествовало потере участка генома cobF, участвующего в синтезе кобаламина, — этот участок является общим для всех других известных линий микобактерий туберкулезного комплекса. Штаммы были выявлены с помощью молекулярного теста Deeplex-MycTB (Genoscreen, Франция), который проводит таргетное обогащение по 24 мишеням для последующего высокопроизводительного секвенирования. Мишени включают гены для идентификации видов микобактерий, генотипирования, сполиготипирования и гены, связанные с лекарственной устойчивостью.

Добавить в избранное

Вам будет интересно