Все к лучшему
Изменения в микробиоме кишечника могут быть залогом здоровой старости
В опубликованном в журнале Nature Metabolism исследовании установлено, что с возрастом в кишечнике людей меняется состав микробиома, включающего в себя триллионы бактерий, вирусов и грибов. Причем чем большие изменения претерпевает микробиом человека, тем лучше. У здоровых пожилых людей доля микробов, преобладающих в молодом взрослом возрасте, становится все меньше, а преимущество получают прежде миноритарные виды. У менее здоровых пожилых все наоборот: состав их микробиома относительно статичен. «Постоянно трансформирующийся микробиом кишечника – признак здорового старения», – считает соавтор исследования Шон Гиббонс, специалист по микробиому из Института системной биологии в Сиэтле. У ученых нет определенного мнения о том, могут ли эти изменения стать движущей силой здорового старения или, напротив, здоровое старение обусловливает изменения в составе микробного сообщества. Но несомненно, что происходящее с кишечным микробиомом непосредственно связано с состоянием здоровья. К примеру, люди, чей микробиом с возрастом приобрел уникальный профиль, имеют повышенный уровень соединений – показателей здоровья в крови, в том числе соединений, выделяемых микробами кишечника, которые противостоят хроническим заболеваниям.
Для изучения возрастных изменений Гиббонс с коллегами проанализировали данные более 9000 взрослых, чьи микробиомы были просеквенированы. Возраст участников исследования был в пределах от 18 до 101 года. Авторы обнаружили, что различные изменения в составе микробиома начинаются к середине жизни: начиная приблизительно с 40 лет. Люди с самыми заметными изменениями здоровее и их жизненный ресурс больше. У таких людей выше уровень витамина D и ниже содержание холестерина липопротеидов низкой плотности, а также триглицеридов в крови. У них в крови выше уровень метаболитов, производимых микробами кишечника, таких как индолы, уменьшающие воспаление и поддерживающие сохранность слизистой кишечника.
Продолжение следует
Продолжительный иммунный ответ может обусловливать постковидный тромбоз
Люди, переболевшие COVID-19, особенно страдающие сердечно-сосудистыми заболеваниями или диабетом, могут быть подвержены большему риску закупорки кровеносных сосудов или инсультов в результате затянувшегося иммунного ответа. Статью об этом публикует журнал eLife. Авторы исследования – группа под руководством Флоренс Чио из Наньянского технологического университета в Сингапуре. Они собрали и изучили образцы крови переболевших ковидом спустя месяц после выздоровления и выписки из больницы. Анализ образцов показал, что по сравнению со здоровыми людьми в крови переболевших вдвое больше циркулирующих эндотелиальных клеток. Еще больше этих клеток в крови переболевших с хроническими заболеваниями, нарушающими целостность кровеносных сосудов (гипертония или диабет).
По мнению авторов, этим можно объяснить у переболевших затяжным ковидом отдельные непреходящие симптомы заболевания, а также инсульты или инфаркты спустя недели или месяцы после выздоровления.
«На начальных стадиях инфекции SARS-CoV-2, вирус, вызывающий COVID-19, может атаковать выстилку кровеносных сосудов, что запускает воспалительный процесс и иммунный ответ на него. Это в свою очередь приводит к краткосрочному повреждению кровеносных сосудов», – говорит Чио. Кроме этого, авторы обнаружили в крови переболевших избыток цитокинов, которые производятся клетками иммунной системы, а также большое количество Т-лимфоцитов, которые разрушают вирусы, хотя вирус в организме уже не определяется.
«Мы показали, что сверхактивная иммунная система вполне вероятно вызывает повреждение кровеносных сосудов, наблюдаемое у некоторых переболевших COVID-19, а это может привести к «протеканию» кровеносных сосудов, что повышает риск их закупорки», – говорит Чио.
«Наша работа дает основания полагать, что пациенты с ковидом, особенно страдающие хроническими заболеваниями, после выздоровления требуют пристального мониторинга», – отмечает соавтор исследования Кристин Чун. «Это позволит выявить людей с высокой степенью риска, нуждающихся в разжижающих кровь препаратах или в профилактическом лечении, которое может защитить их от инвалидизирующих осложнений, связанных с тромбозом», – поясняет Чун.
Защитит ткани
Лекарство от рака уменьшает токсичность белка, вырабатываемого ковидным вирусом
Исследователи из Мэрилендского университета выявили наиболее токсичные белки, производимые вирусом SARS-CoV-2, а затем протестировали одобренные Управлением по контролю за пищевыми продуктами и лекарственными средствами (FDA) противораковые препараты на предмет снижения вредного воздействия вирусных белков. В экспериментах на плодовых мушках и культурах человеческих клеток они открыли клеточный процесс, который использует в своих целях вирус, а это указывает на новые потенциально применимые лекарства для лечения тяжелых форм COVID-19. Результаты исследований опубликованы в журнале Cell & Bioscience. «Наша работа предполагает существование пути предупреждения поражений тканей и существенного вреда организму, причиняемого SARS-CoV-2», – цитирует руководителя исследований Чжэ «Цион» Ханя Medical Xpress. Вирус SARS-CoV-2 проникает в клетки и использует их для производства белков, контролируемых всеми своими 27 генами. Авторы установили, что наиболее токсичным, убившим половину человеческих клеток в культуре, оказался вирусный белок, который называется Orf6. Токсичными и погубившими около 30–40 процентов популяции человеческих клеток были и два других белка (Nsp6 и Orf7a). В других экспериментах ученые обнаружили, что самый токсичный из вирусных белков, Orf6, прикрепляется к белкам, способствующим движению различных молекул из клеточного ядра наружу. Далее им удалось установить, что один из этих белков блокируется онкологическим препаратом Селинексор. После добавления Селинексора к культуре человеческих клеток, инфицированных вирусом, выживаемость последних повысилась на 12 процентов, а плодовых мушек – производителей вирусных белков – на 15 процентов.
Лекарства с доставкой
Микроскопические роботы на основе белых кровяных клеток нейтрофилов доставляют лекарства в головной мозг
Микроскопические роботы, которые могут перемещаться внутри организма для направленной доставки средств терапии или микрохирургии, уже не новость. В исследовании, которое опубликовал журнал Science Robotics, описаны контролируемые магнитным полем микророботы на основе самого распространенного типа лейкоцитов – нейтрофилов, эти частицы назвали нейтроботами. Главная трудность в лечении заболеваний центральной нервной системы – преодоление лекарством гематоэнцефалического барьера. Это высоко избирательная граница, которая препятствует попаданию в головной мозг большинства чуждых ему соединений. Но определенные белые кровяные клетки имеют допуск, позволяющий им бороться с инфекцией и воспалением за пределами гематоэнцефалического барьера внутри мозга. Но первые попытки создать способные переносить лекарства клетки иммунной системы оказались безуспешными в лечении рака мозга у мышей, вероятно, отчасти из-за медленной миграции к месту поражения. Для ускорения и контроля нагруженных нейтрофилов Чжигуан У из Харбинского технологического института в Китае и его коллеги создали нейтроботы, контролируемые магнитным полем. Сначала авторы сделали наночастицы из геля с намагниченными гранулами из оксида железа и противораковым лекарством паклитакселом. Затем наночастицы покрывали бактериальной мембраной кишечной палочки. Замаскированные под вредоносную бактерию, они гораздо активнее захватывались нейтрофилами мышей in vitro, чем просто наночастицы. В экспериментах in vivo ученые сначала внесли в мозг мышам клетки глиомы, затем удалили фрагмент образовавшейся опухоли, чтобы вызвать воспалительную реакцию, после чего нейтроботы с лекарством вкололи в хвостовую вену грызунов и под действием вращающегося магнитного поля доставили в головной мозг. Магнитно-резонансная визуализация показала, что нейтроботы сконцентрировались вокруг глиомы, то есть преодолели гематоэнцефалический барьер.
Не виновен
Экспериментальная генная терапия гемофилии вряд ли является причиной опухоли печени пациента
Компания uniQure пришла к заключению, что широко используемый в генной терапии вирус, по всей вероятности, не является причиной рака печени у пациента с гемофилией, который участвовал в клиническом исследовании.
Опухоль, выявленная в декабре 2020 года, вызвала опасения по поводу того, что аденоассоциированный вирус (AAV), используемый для внесения корректирующего участка ДНК в клетки печени пациента, неожиданно включил онкоген.
Однако проведенные uniQure исследования раковых клеток пациента показали, что AAV внедрился в геном лишь незначительной фракции (0,027%) клеток, и при этом он распределился по геному случайно. Если бы AAV запустил бесконтрольный рост одной клетки, вирусная ДНК оказалась бы в одном и том же участке генома у множества клеток опухоли.
В клетках опухоли пациента, наряду с факторами риска рака печени, включая многолетние вирусные инфекции гепатитов B и C, также было обнаружено несколько известных приводящих к раку мутаций.
«Эти данные подтверждают предположение о малой вероятности того, что за опухоль печени ответственно включение AAV в геном клеток печени пациента», – говорит исследователь возможностей генной терапии гемофилии Дениз Сабатино из Детской больницы Филадельфии. «Это хорошая новость для нашей области науки», – цитирует Сабатино Sciencemag.org.
С легким сердцем
Невесомость влияет на размеры человеческого сердца
По мере того как NASA готовится к отправке на Марс людей в 2030-х годах, ученые исследуют физические эффекты продолжительного пребывания в космосе. В новой работе авторы из Юго-западного медицинского центра при Техасском университете показали, что сердце астронавта, который провел на борту Международной космической станции около года, уменьшилось в размерах, несмотря на регулярные физические упражнения. При этом продолжало нормально функционировать. Данные опубликованы в журнале Circulation. В статье речь идет об астронавте-пенсионере Скоте Келли, левый желудочек сердца которого терял в среднем по 0,74 грамма в неделю, пока тот находился в космосе на протяжении 340 дней. Все это время Келли в еженедельном режиме тренировался на велотренажере, беговой дороже и выполнял упражнения на сопротивление. Несмотря на потерю массы, которая сопровождалась сокращением диастолического диаметра левого желудочка, то есть диаметра при расслаблении мышцы для наполнения органа кровью, сердце астронавта адаптировалось к условиям невесомости относительно хорошо, считает руководитель исследования профессор кафедры медицины внутренних болезней Техасского университета Бенджамин Левин.
По словам Левина, подобное уменьшение сердца в размерах происходит и у пациентов, которым предписан строгий постельный режим, но со временем все стабилизируется. Недавно он завершил несколько разных проектов, в которых изучалась структура и функция сердца у 13 астронавтов, проведших на борту МКС по шесть месяцев. Было установлено, что адаптация к невесомости у астронавтов разная: наиболее приспособленные из них теряют массу сердечной мышцы во время пребывания в космосе (хотя не так существенно, как это происходит при строгом постельном режиме), тогда как менее приспособившиеся набирают мышечную массу. «Это зависит от того, насколько интенсивно работает сердце астронавта в космосе по сравнению с его обычной нагрузкой на Земле», – пояснил Левин.
Новая аномалия
Открыто новое генетическое заболевание, вызывающее задержку развития головного мозга у детей
Новое наследственное заболевание, для которого пока нет названия, вызывает не только аномальное формирование мозга у детей, приводящее к задержке интеллектуального развития, но довольно часто и раннюю катаракту. Большая часть пациентов с этим заболеванием – микроцефалы, то есть размер их головы меньше ожидаемого для детей того же пола и возраста. Ученые из университетов Портсмута и Саутгемптона обнаружили, что это редкое генетическое заболевание обусловлено изменениями в одном из генов комплекса оболочечных белков, гена субъединицы бета-1 (COPB1). Выявление вызывающего заболевание варианта поможет клиницистам действовать целенаправленно и, по крайней мере, приступить к скринингу и пренатальной диагностике. Авторы открытия – генетики, изучающие развитие лягушек, специалисты по медицинской геномике и клинические генетики – прочитали полные геномы пациентов и членов их семей, что позволило идентифицировать мутантный ген субъединицы бета-1 комплекса оболочечных белков как возможную причину заболевания. Оболочечные белки покрывают везикулы, пузырьки, в которых другие белки перемещаются между органеллами, они обеспечивают их безопасный транспорт внутри клетки. Использовав головастиков в качестве модели, ученые обнаружили, что головастики, у которых воссоздали выявленное изменение гена субъединицы бета-1, отличаются меньшими размерами головного мозга, чем их контрольные собратья, и у многих из них, точно как у пациентов, развивается катаракта. Это указало на четкую связь между генетическим вариантом и заболеванием. Результаты исследования публикует журнал Genome Medicine.
До сих пор исследования связи между геном и заболеванием в основном проводили на мышах, но недавно в нескольких лабораториях начали подобные эксперименты на головастиках и выяснили, что модели на основе лягушачьих личинок могут предоставить вполне убедительные данные о функциях вариантов генов человека.
Эффект йогурта
Израильские ученые создают лекарства на основе пробиотических кисломолочных продуктов
Исследователи из Университета имени Бен-Гуриона в Негеве (Ben-Gurion University of the Negev) предлагают новый класс лекарств на основе молекулы, выделенной из кефира и йогурта. Такие препараты можно использовать в борьбе с патогенными бактериями, а также для лечения воспалительных заболеваний кишечника и цитокиновых штормов. Статья об этом опубликована в журнале Microbiome. «Наше исследование высветило механизм, по которому пробиотики ферментированного молока могут стать защитой от патогенных инфекций и помогать иммунной системе. Вслед за многообещающими результатами на животных моделях мы с нетерпением ждем доставки этих препаратов пациентам с цитокиновым штормом, вызванным коронавирусной инфекцией, или людям, страдающим такими воспалительными патологиями, как болезнь Крона», – говорит профессор Раза Йеллинек. Йеллинек и его аспирантка Орит Малка показали, что секретируемые содержащимися в кефире грибками вида Kluyveromyces marxianus молекулы ацетата триптофола способны значительно снизить вирулентность холерного вибриона. Этот антибактериальный эффект основан на разрушении коммуникации между бактериальными клетками, так называемого чувства кворума, которое чрезвычайно выражено, в частности, у антибиотикоустойчивых бактерий.
Одна единственная
Ученые выявили клеточные взаимодействия, ответственные за метастазы при раке молочной железы
Сотрудники факультета биологии и биотехнологии ВШЭ идентифицировали гены, которые играют ключевую роль в метастазировании рака молочной железы. Результаты этого исследования опубликованы в журнале PLOS ONE.
В каждой человеческой клетке огромное количество молекул: ДНК, РНК, белков и пр. МикроРНК – один из существенных классов внутриклеточных молекул, они взаимодействуют друг с другом, а также со своими генами-мишенями и факторами транскрипции. МикроРНК – это небольшие молекулы, которые напрямую снижают экспрессию генов-мишеней, тогда как транскрипционные факторы способны как повышать, так и понижать экспрессию микроРНК и генов. В здоровых клетках такие взаимодействия необходимы для нормальной жизнедеятельности, но в раковых клетках определенные взаимодействия «ломаются», что позволяет опухолям распространяться и избегать лечения.
Декан факультета биологии и биотехнологии Александр Тоневицкий вместе со своим коллегой Степаном Нерсисяном и исследователями из МГУ Алексеем и Владимиром Галатенко разработали алгоритм, который воссоздает сеть взаимодействий раковых клеток. Они использовали эту программу для выявления ключевых молекул, ответственных за метастазирование рака молочной железы.
Для моделирования сети взаимодействий микроРНК между собой, а также их мишенями и транскрипционными факторами они применили метод машинного обучения. Главная особенность программы заключается в ее способности интегрировать разные источники данных, включая разнообразные базы данных по взаимодействиям и профилям экспрессии изучаемых молекул в наборах образцов.
Для определения наиболее важных для процесса метастазирования рака молекул авторы использовали сеть взаимодействий рака молочной железы. Ключевым регулятором для многих маркерных генов, чья экспрессия позволяет ученым предсказывать с высокой точностью возникновение метастазов, оказался фактор транскрипции E2F1.
Более того, большая доля выявленных прогностических генов оказалась непосредственно связанной с активностью одной единственной молекулы – E2F1.
Фальшивый иммунитет
Компания Pfizer подтвердила появление поддельных версий своей вакцины против коронавируса на черном рынке Польши и Мексики
Дозы были изъяты властями двух стран, исследования подтвердили, что они являются фальшивыми. В Мексике на флаконах были фальшивые этикетки, а в Польше выдаваемое за вакцину вещество было средством от морщин.
Всемирная организация здравоохранения предупредила, что поддельные вакцины «представляют серьезную опасность для здоровья населения во всем мире» и призывает их идентифицировать и изъять из обращения. Министр здравоохранения Польши на этой неделе заявил, что риск появления доз поддельных вакцин в официальном обращении «практически отсутствует».
По данным Wall Street Journal, поддельную версию препарата в одной мексиканской клинике получили около 80 человек. Инъекции оказались безвредными, но и защиты от коронавируса не обеспечили.
Как сообщил представитель правительства Мексики по COVID-19 Уго Лопес-Гатель, поддельные вакцины были обнаружены киберполицией после того, как их предложили в социальных сетях по цене до 2500 долларов за прививку. Несколько человек арестованы.
Польские власти заявляют о том, что никто поддельных доз не получил, все они были изъяты. Министерство юстиции США сообщило ABC News, что ему известно о поддельных вакцинах, обнаруженных в Мексике и Польше, и что оно будет поддерживать местные власти и Pfizer «по мере необходимости».
