Мир внутри
В человеческом желудочно-кишечном тракте выявили свыше 140000 вирусов
Вирусы – наиболее многочисленные биологические объекты нашей планеты. В последнем исследовании, проведенном британским Институтом Сенгера и Европейским институтом биоинформатики, в ЖКТ человека было выявлено более 140000 вирусных видов, половина из которых прежде никогда не обнаруживалась. Посвященная этой работе статья в журнале Cell представляет анализ свыше 28000 образцов кишечного микробиома, собранных в разных частях земного шара. Количество и разнообразие открытых учеными вирусов чрезвычайно велико и новые данные – ключ к пониманию того, как кишечные вирусы влияют на здоровье человека. Наш желудочно-кишечный тракт – невероятно биоразнообразная среда. Кроме бактерий здесь живут еще тысячи вирусов-бактериофагов, инфицирующих эти бактерии. Известно, что дисбаланс в кишечном микробиоме может быть одной из причин ВЗК, аллергий и ожирения. Как отмечает в комментарии изданию WebMD один из авторов исследования Александр Альмейда, в эпоху COVID «важно помнить, что не все вирусы вредные, но они представляют собой неотъемлемый компонент экосистемы кишечника. Начнем с того, что большинство обнаруженных нами вирусов содержат в качестве генетического материала ДНК, которая отличает их от патогенов, известных большинству людей, таких как SARS-CoV-2 или вирус Зика, являющихся РНК-овыми вирусами». Второе важное обстоятельство: исследованные образцы микробиома в основном принадлежат здоровым людям без признаков каких-либо заболеваний. «И это удивительно, как много неизвестных видов живет в их кишечнике, и очень интересно установить связь между ними и человеческим здоровьем», – подчеркивает Альмейда. Среди десятков тысяч открытых только что вирусов выделяется одна многочисленная группа, произошедшая, судя по всему, от общего предка. Авторы назвали эту группу Gubaphage. Как и обнаруженные в 2014 многочисленные crAssphage, они инфицируют близкие типы кишечных бактерий, однако функции этих вирусов в настоящее время непонятны.
Без гарантий
Национальные институты здоровья (NIH) США остановили испытания реконвалесцентной плазмы на пациентах с легкой формой заболевания COVID-19
Клинические испытания реконвалесцентной плазмы амбулаторных пациентов с COVID-19 были запущены в августе 2020. Особое внимание в этих исследованиях уделялось эффективности реконвалесцентной плазмы COVID-19 при лечении взрослых с легкими или умеренными симптомами заболевания, находящихся в отделении интенсивной терапии. Критерием отбора испытуемых был хотя бы один фактор риска развития тяжелой формы COVID-19 – ожирение, гипертония, диабет, сердечная недостаточность или хроническое заболевание легких.
Разделив участников испытаний на две группы в зависимости о того, получили они COVID-19-реконвалесцентную плазму или плацебо, ученые отслеживали их состояние в течение 15 дней. Анализ данных исследования не выявил существенной разницы в соотношении трех категорий пациентов – нуждающихся в неотложной помощи, дальнейшей госпитализации или умерших – в каждой группе. Даже если набор участников продолжится, вряд ли испытания покажут, что COVID-19-реконвалесцентная плазма предупреждает переход заболевания из легкой формы в тяжелую, отмечается в документе, распространенном NIH.
COVID-19-реконвалесцентная плазма, или «плазма выживших», содержит антитела, белки, сформированные иммунной системой организма в ответ на поражение новым коронавирусом. По данным NIH, с начала пандемии такой плазмой лечили более 100000 человек в США и еще больше во всем мире.
Кто виноват?
В преддверии публикации доклада миссии ВОЗ в Ухане журнал Nature обозначил оставшиеся без ответа вопросы об истоках пандемии
Изучая на протяжении месяца происхождение пандемии COVID-19, группа специалистов Всемирной организации здравоохранения пришла к заключению, что вызывающий его вирус вероятней всего возник у летучих мышей и перешел к людям через промежуточное животное. Но есть главные вопросы: когда, где и как вирус SARS-CoV-2 впервые инфицировал людей? По данным ВОЗ, первым человеком с COVID-19 был офисный работник в Ухане, который до заболевания никуда не ездил. Симптомы у него начали проявляться 8 декабря 2019 года, но, как считает комиссия, вирус распространился по городу до того. Впрочем, подтвержденных свидетельств более раннего распространения пока не получено. Как отмечает Nature News, китайским ученым предстоит проверить на наличие вируса 200000 образцов, хранящихся в Уханьском центре крови и других местах по всему Китаю, взятых до декабря 2019 года.
Следующий вопрос: распространялся ли вирус среди людей за пределами Китая до декабря 2019 года? Для ответа на него так же нужно установить время возникновения первого случая COVID-19. Ранее европейские исследователи сообщали об обнаружении антител против SARS-CoV-2 в образцах, хранящихся в банках крови с ноября 2019 и далее. Обсуждая роль уханьского рынка диких животных, представители ВОЗ отмечают, что хотя промежуточное животное, передавшее вирус от летучих мышей человеку, не установлено, оно вполне могло быть объектом торговли. Продолжение исследований будет сосредоточено на фермах разведения диких животных.
Криминальная хроника
Детали убийства фараона Секененра Таа II установили ученые с помощью компьютерной томографии
С тех пор, как в 1880 году была найдена мумия фараона Секененра Таа II, который был правителем южного Египта в XVI веке до н.э., не прекращаются научные дискуссии относительно обстоятельств его очевидного убийства. Видимые невооруженным глазом сломанные лицевые кости, пробитый череп и скрученные руки представляют ужасную, но неполную картину. Пал ли он жертвой дворцового заговора или погиб в плену у врагов-захватчиков? Как сообщает издание The Scientist, криминалистическое исследование с использованием КТ-сканирования позволило воссоздать кости и сохранившиеся мягкие ткани Секененры в трехмерном изображении и получить более точное представление о последних моментах жизни фараона. Наиболее вероятная версия предполагает, что он был захвачен в плен во время битвы с гиксосами, азиатской династией, оккупировавшей в то время Египет, и забит до смерти со связанными за спиной руками. Исследование опубликовано в журнале Frontiers in Medicine и, по словам руководителя работ Сахар Салим, профессора радиологии в Каирском университете, «оно переписывает важную главу в истории Египта». Подробности, выявленные в ходе анализа данных, показали, что смерть Секененры могла быть поворотным моментом египетской истории. Авторы склоняются к версии, что фараон погиб, отстаивая свое царство, а не в результате интриг, как предполагалось ранее.
Одним больше
Риск дифтерии становится главной глобальной угрозой
Дифтерия – вызываемое бациллой Corynebacterium diphtheriae относительно легко предотвратимое инфекционное заболевание. Но микроб эволюционирует, приобретая устойчивость к антибиотикам, что в будущем может привести к неэффективности имеющихся противодифтерийных вакцин. Об этом предупреждает международная группа исследователей из Великобритании и Индии, авторы публикации в Nature Communications. По мнению ученых, риск превращения дифтерии в главную глобальную угрозу связан с ростом числа случаев заболевания, обусловленным пандемией COVID-19, которая сказалась на порядке вакцинации от дифтерии. В развитых странах от дифтерии прививают в младенческом возрасте, однако в странах с низкими и средними доходами случаются вспышки заболевания, если население недостаточно вакцинировано. Рост заболеваемости дифтерией в мире происходит постепенно. В 2018 году был зарегистрирован 16 651 случай, это вдвое больше, чем ежегодный средний показатель за период с 1996 по 2017 годы. Возбудитель дифтерии распространяется в основном при кашле и чихании, но может передаваться при близком контакте с инфицированным. В большинстве случаев бактерия вызывает острые инфекционные реакции. Для картирования дифтерийной инфекции авторы нового исследования использовали геномику.
Проанализировав геномы 61 бактерии, выделенной у пациентов, и объединив полученные данные с четырьмя сотнями опубликованных геномов, ученые построили филогенетическое дерево, позволяющее увидеть, насколько родственны между собой субпопуляции дифтерийного возбудителя и как они могли распространяться. Эта информация предоставляет также возможность определить наличие генов устойчивости к антибиотикам и оценить вариации токсинов. Исследование выявило кластеры генетически близких бактерий на разных континентах, но в основном в Азии и Европе, и оказалось, что число генов устойчивости к антибиотикам за последние 10 лет увеличилось в 4 раза. А некоторые из 18 генетических вариантов, отвечающие за выработку дифтерийного токсина, показались авторам способными повлиять на структуру токсина. На нейтрализацию токсина направлены противодифтерийные вакцины, и любой изменяющий структуру токсина вариант повлияет на их эффективность.
Кардиотренажер не для всех
Полноразмерная 3D-модель сердца пациента поможет хирургу попрактиковаться перед операцией
3D-печати уже давно используют для создания полноразмерных моделей органов, но материалы обычно дороги и по текстуре и свойствам не соответствуют естественным тканям и часто теряют форму в контакте с воздухом. В журнале ACS Biomaterials Science & Engineering группа авторов из Университета Карнеги–Меллона в США представила новый метод FRESH (freeform reversible embedding of suspended hydrogels) – 3D-печать мягких биоматериалов в желатиновой ванне, что позволяет предупредить схлопывание нежных структур на воздухе. До сих пор применение этого метода ограничивалось небольшими объектами, сейчас ученые адаптировали его к полноразмерным органам. Авторы показали, что альгинат, недорогой материал из водорослей, обладает свойствами, близкими к ткани сердечной мышцы. Затем они поместили в кусочек альгината фрагменты хирургической нити, которые держались в этом вещества даже при растягивании, – это было залогом того, что хирурги смогут практиковать наложение швов.
Используя FRESH 3D-принтер и МРТ-изображения органа пациента, ученые смоделировали и напечатали полноразмерное сердце взрослого человека, а также часть коронарной артерии, которую заполнили кровезаменителем. Модель получилась структурно точной, воспроизводимой и поддающейся манипуляциям вне желатиновой ванны с сохранением формы. Авторы считают, что их метод может быть применим для 3D-печати других реалистичных моделей таких органов, как почки или печень.
Сибирское здоровье
Чума была занесена на территорию Сибири около 4000 лет назад
Ученые Стокгольмского университета выделили ДНК из 40 индивидуальных человеческих скелетных останков, обнаруженных в Прибайкалье, и среди проанализированных образцов оказалась ДНК бактерии Yersinia pestis, которая вызывает чуму. Ее нашли у двух древних сибиряков, один из которых жил около 4400 лет назад, а другой около 3800 лет назад. Публикация об этом исследовании появилась в журнале Science Advances. Как чумная бактерия попала в Сибирь и вызывала ли она массовое инфицирование и гибель людей, неясно. Но шведские палеогенетики установили, что генетическое разнообразие в древних образцах человеческой ДНК резко уменьшилось в период от 4700 до 4400 лет назад, возможно, вследствие коллапса популяции. Новые данные согласуются с результатами, опубликованными летом прошлого года в журнале Cell, где описана ДНК Y. pestis, также обнаруженная у двух древних людей с берегов Байкала, живших около 4500 лет назад.
По мнению эксперта Science News Хендрика Пойнара, эволюционного генетика из Университета МакМастера, чума могла добраться до Сибири 4500 лет назад, в то самое время, когда Y. pestis заражала людей, обитающих в других частях Евразии. Но возможно, что древние сибиряки были инфицированы невирулентным вариантом чумной бактерии. Несмотря на ограниченность полученных сведений, они позволяют по-новому оценить серию ранее неизученных изменений в древних сибирских популяциях. Индивидуумы, попавшие в поле зрения публикуемого сейчас исследования, жили от 16900 до 550 лет назад. Ученые сравнили ДНК древних сибиряков с ДНК современных людей из разных частей света, а также с ДНК древних европейцев, азиатов и северных американцев. Анализ показал, что, несмотря на суровый сибирский климат, группы людей с берегов Байкала и более восточных регионов смешивались с разными популяциями как внутри, так и вне Сибири с конца каменного века до Средних веков.
Вот тебе и на
Идентичные близнецы идентичны не на 100%
Однояйцовые близнецы – важные объекты исследования, поскольку в них минимизированы генетические различия между особями, а причины проявляющихся различий ученые ищут среди факторов внешней среды. Но результаты нового исследования, которые публикует журнал Nature Genetics, предполагают, что роль генетических факторов, влияющих на формирование этих различий, недооценивается. «Если вы наблюдаете однояйцовых близнецов, которые росли отдельно друг от друга и у одного из них развился аутизм, то классическая интерпретация будет заключаться в том, что причиной этого расстройства стала среда», – пояснил в комментарии AFP руководитель исландской биофармацевтической компании deCODE genetics Кари Стефанссон. Но, по его словам, это в высшей степени опасный вывод, поскольку нельзя исключить вероятность того, что заболевание возникло из-за ранней генетической мутации, которая произошла только у одного близнеца.
Стефанссон с коллегами прочитал геномы 387 пар идентичных близнецов, их родителей, супругов и детей, чтобы отследить происхождение мутаций. Определив изменения, возникшие во время эмбрионального роста, они установили, что одояйцовых близнецов отличают в среднем 5,2 мутаций развития. У 15% обследованных число различающих мутаций было выше. Мутации, случающиеся в первые несколько недель эмбрионального развития, распространены более широко как в клетках самого индивида, так и среди его потомства. Например, в одной из изученных пар, была мутация, присутствующая во всех клетках одного из близнецов, что указывает на высокую вероятность ее возникновения на ранней стадии развития, тогда как у другого близнеца этой мутации не было вовсе. С учетом выявленных генетических различий само определение «идентичные» может оказаться непригодным для описания близнецов, считает Стефанссон. «Я все больше склоняюсь к тому, чтобы в настоящее время называть их монозиготными».
