Без страха

Гормон роста влияет на регуляцию тревожности через определенную группу нейронов.

Соматотропин – гормон роста, способствующий, среди прочего, ускоренному росту костей и мышц, обладает также мощной анксиолитической активностью. Исследование, проведенное учеными из Университета Сан-Паулу, позволило глубже понять роль соматотропина в снижении тревожности и впервые выявило популяцию нейронов, ответственных за модуляцию влияния гормона роста на развитие нервно-психических расстройств, сопровождающихся тревогой, депрессией и посттравматическим стрессом. Статья об исследовании опубликована в журнале Neuroscience.

Авторы тестировали способность мышей исследовать окружающую среду и идти на риск в экспериментах трех типов. Эти эксперименты называются «открытое поле», «приподнятый крестообразный лабиринт» и «световой/темный ящик». Ученые обнаружили, что самцы мышей, у которых отсутствует рецептор гормона роста в группе нейронов, экспрессирующих соматостатин, проявляют повышенную тревожность. Соматостатин – пептид, регулирующий несколько физиологических процессов, включая высвобождение гормона роста и других гормонов, таких как инсулин. В то же время результаты исследования не указали на какие-либо причины отсутствия повышенного тревожноподобного поведения у самок мышей. «Мы считаем, что это вязано с половым диморфизмом – область мозга, содержащая изучаемые нами нейроны, немного отличается у мужчин и женщин. Некоторые неврологические расстройства также гендерно различаются, вероятно, не случайно», – отметил руководитель исследования Хосе Донато – младший.

Исследование также показало, что тревога, посттравматический стресс и память о страхе – разные аспекты одной и той же нейронной цепи. «Все это происходит в той же самой популяции нейронов, которая экспрессирует рецептор гормона роста. В нашем эксперименте память о страхе снижалась, когда мы отключали рецептор гормона роста. Это означает, что способность формировать память о страхе нарушена. Возможно, гормон роста способствует развитию посттравматического стресса», – добавил Донато-младший.

Такие разные

Обнаружены различные биологические варианты болезни Альцгеймера.

Исследователи из Амстердамского центра борьбы с болезнью Альцгеймера, медицинского центра Амстердамского университета и Маастрихтского университета тщательно изучили 1 058 белков, присутствующих в спинномозговой жидкости 419 пациентов с болезнью Альцгеймера. Это обследование выявило резкие различия между пациентами, что привело к их разделению на пять различных типов.

Использовав инновационные методы, в частности масс-спектрометрию, авторы измеряли накопление агрегатов амилоида и тау-белка одновременно с оценкой таких биологических процессов, как воспаление и рост нервных клеток. Каждый из выявленных 5 молекулярных подтипов болезни Альцгеймера оказался связан с различными вариантами генетического риска и молекулярными процессами. Каждый тип имеет свои особенности по целому ряду параметров (выработка амилоида, целостность гематоэнцефалического барьера, синтез белка, функциональность иммунной системы и выработка спинномозговой жидкости). Кроме того, выявленные подтипы показали различия в клинических результатах, продолжительности выживания и анатомических особенностях атрофии мозга.

Открытие 5 вариантов болезни Альцгеймера имеет глубокие последствия для стратегий лечения, пишет издание BNN. Исследование предполагает, что адаптация лечения болезни Альцгеймера к конкретному варианту может заметно повысить его эффективность. Это связано с тем, что лекарства, которые полезны для одного подтипа, могут быть неэффективными или даже вредными для другого.

Сейчас ученые исследуют реакции на лекарства всех 5 подтипов. Их цель – разработать таргетные методы лечения, позволяющие улучшить жизнь людей, страдающих этим заболеванием.

От ворот поворот

Созданная искусственным интеллектом конструкция катетера предотвращает бактериальное заражение.

Одна из наиболее распространенных инфекций в медицинских учреждениях возникает из-за попадающих в организм человека через мочевые катетеры бактерий, которые способны двигаться вверх по течению. Ученые Калифорнийского технологического института разработали новый тип катетера, который препятствует такому движению бактерий. Благодаря новому дизайну, оптимизированному с помощью технологии искусственного интеллекта (ИИ), количество бактерий, способных двигаться против течения, в лабораторных экспериментах сократилось в 100 раз. Статья об этом опубликована в журнале Science Advances.

В катетерных трубках жидкость демонстрирует так называемый поток Пуазейля – эффект, при котором движение жидкости в центре быстрее, чем у стенок. Бактерии, как самодвижущиеся организмы, демонстрируют уникальное движение «два шага вперед вдоль стены, один шаг назад посередине», которое обеспечивает их поступательное движение в трубчатых структурах. Ранее это явление было смоделировано в междисциплинарной Brady lab в Калифорнийском университете в Дэвисе.

В сотрудничестве с инженерами Калифорнийского технологического института сотрудники Brady lab разработали треугольные выступы, похожие на акульи плавники, и расположили их вдоль внутренних стенок трубок. Эти геометрические структуры эффективно перенаправляли движение бактерий, продвигая их к центру трубки, где более быстрый поток отталкивал их обратно вниз по течению. Плавниковая кривизна треугольников дополнительно создавала вихри, еще больше мешающие продвижению бактерий. Затем авторы перешли от теоретического моделирования к практическим экспериментам, используя 3D-печатные катетерные трубки и высокоскоростные камеры для мониторинга продвижения бактерий. Трубки с треугольными включениями привели к снижению движения бактерий вверх по течению на два порядка – в 100 раз!

Продолжив моделирование, ученые изготовили микрофлюидные каналы, аналогичные обычным катетерным трубкам, с оптимизированной треугольной конструкцией, чтобы наблюдать за движением бактерий E. coli при различных условиях потока. Наблюдаемые траектории движения E. coli в этих микрофлюидных средах почти идеально совпадали со смоделированными предсказаниями. Затем специалисты по ИИ предоставили проекту алгоритмы на основе нейронных сетей, позволившие ускорить расчеты по оптимизации конструкции катетера. Окончательная конструкция повысила эффективность первоначальных треугольных форм еще на 5%.

Вы слыхали?

Ученые открыли биологический механизм потери слуха, вызванной громким шумом, и нашли способ предотвратить ее.

Исследование, проведенное Таносом Цунопулосом из Питтсбургского университета и его коллегами, показало, что потеря слуха, вызванная шумом, связана с повреждением клеток внутреннего уха из-за избытка свободно плавающего цинка.

Проводя эксперименты на мышах и изолированных клетках внутреннего уха, исследователи обнаружили, что через несколько часов после воздействия громкого шума уровень цинка во внутреннем ухе резко возрастает. Цинк необходим для нормального функционирования клеток органа слуха, но воздействие громкого звука вызывает выброс большого количества цинка во внеклеточное и внутриклеточное пространство, что в конечном итоге приводит к повреждению клеток и нарушает нормальную межклеточную связь.

Это открытие указывает как на решение проблемы восстановления слуха после шумового воздействия, так и на возможность ее предотвращения. Эксперименты показали, что мыши, которых лечили медленно высвобождающимся соединением, улавливающим избыток свободного цинка, были менее склонны к потере слуха и были защищены от повреждений, вызванных шумом.

Исследование Цунопулоса опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

«Вызванная шумом потеря слуха ухудшает миллионы жизней, но, поскольку биология этого состояния до конца не изучена, предотвращение проблемы остается нерешенной задачей», – резюмировал Танос Цунопулос.

В настоящее время авторы разрабатывают метод лечения, который будет проверен в доклинических исследованиях безопасности, чтобы сделать его доступным в качестве простого, безрецептурного варианта защиты от потери слуха.

Махнем не глядя

Контралатеральная инъекция второй дозы вакцины усиливает иммунный ответ.

Согласно новому исследованию, которое опубликовано в The Journal of Clinical Investigation, у людей, которые меняли руки при получении нескольких прививок от COVID-19, наблюдалось улучшение иммунного ответа.

Как пишет The New York Times, повышение титра антител от перемены рук может оказаться значимым для людей, плохо реагирующих на вакцины из-за возраста или состояния здоровья. По мнению экспертов издания, если результаты подтвердятся дальнейшими исследованиями, они могут иметь значение для всех многодозовых вакцин, в том числе и тех, которыми иммунизируют детей.

«На данный момент я не даю рекомендаций, потому что нам нужно лучше понять этот феномен, – резюмировал руководитель исследования Марсель Э. Керлин, инфекционист из Орегонского университета здоровья и науки. – Но при прочих равных условиях нам следует рассмотреть возможность контралатеральных инъекций».

Керлин с соавторами неоднократно измеряли уровни антител у 54 пар университетских сотрудников, сопоставимых по возрасту, полу и времени, прошедшем после вакцинации. Таким образом, исследователи обнаружили, что смена руки повышала уровень антител в крови почти в 4 раза. Керлин назвал этот эффект «постоянным (и) статистически значимым».

«Улучшение иммунной реакции проявилось через 3 недели после второй ревакцинации и сохранялось в течение более 13 месяцев после ревакцинации», – пишут авторы. Исследователи обнаружили повышенный иммунитет к исходному штамму SARS-CoV-2 и еще более сильный иммунный ответ на вариант омикрон, появившийся через год после ревакцинирующей инъекции в другую руку.

Почему так происходит, точно неизвестно, но авторы предполагают, что инъекции в разные руки активируют новые иммунные реакции в лимфатических узлах, имеющихся на каждой руке.

Плохие гены

Периферический иммунитет у пациентов с болезнью Альцгеймера претерпел эпигенетические изменения.

Новое исследование некоммерческой организации здравоохранения Northwestern Medicine при Северо-Западном университете в Чикаго выявило эпигенетические изменения иммунологических показателей в крови пациентов с болезнью Альцгеймера.

Предыдущие исследования показали, что многие из мутировавших генов, повышающих риск развития болезни Альцгеймера, относятся к иммунной системе. Но ученые в первую очередь изучали центральную иммунную систему мозга, игнорируя иммунную систему крови (периферическую). Восполняя этот пробел, Дэвид Гейт из Северо-Западного университета и его соавторы по статье в журнале Neuron обнаружили, что у пациентов с болезнью Альцгеймера эпигенетические изменения имеет каждый тип иммунных клеток. Об этом свидетельствует открытый хроматин – нуклеопротеид – комплекс из нуклеиновой кислоты и белков, в виде которого упакована ДНК внутри клеток. Когда хроматин открыт, или обнажен, геном клеток легко доступен для изменений. В поиске наиболее доступных для эпигенетических воздействий генов в иммунных клетках пациентов с болезнью Альцгеймера ученые обнаружили, что таковым является ген рецептора CXCR3 на T-лимфоцитах.

Гейт предполагает, что CXCR3 действует как антенна, с помощью которой T-клетки, обычно находящиеся за пределами мозга, получают возможность в него проникнуть. «Мозг (пациентов) сигнализирует, что он поврежден, и T-клетки направляются к источнику сигнала с помощью своей антенны CXCR3», – пояснил Гейт. «T-клетки могут быть очень токсичными для мозга, но мы не знаем, могут ли они восстановить в нем повреждения», – добавил Гейт.

Авторы также обнаружили эпигенетические изменения в генах белков воспалительных реакций в лейкоцитах подтипа моноцитов.

Выявленные в исследовании гены могут быть терапевтическими мишенями для воздействия на периферическую иммунную систему пациентов с болезнью Альцгеймера, считают авторы.

15 лет форы

Крупномасштабное исследование выявило белки-маркеры для ранней диагностики деменции в группе риска.

Анализ около 1500 тысяч белков крови, проведенный группой исследователей под руководством нейробиолога Аманды Хеслгрейв из Университетского колледжа Лондона, позволил выявить биомаркеры для прогнозирования риска развития деменции за 15 лет до постановки диагноза. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Aging.

Проведя скрининг 1463 белков в образцах крови 52 645 человек, зарегистрированных в UK Biobank, авторы обнаружили, что повышенные уровни четырех белков – GFAP, NEFL, GDF15 и LTBP2 – связаны с деменцией и болезнью Альцгеймера. У некоторых участников с деменцией, развившейся за последние 14 лет, уровни этих белков в крови выходили за пределы нормального диапазона более чем за 10 лет до появления симптомов.GFAP – белок, обеспечивающий структурную поддержку нервных клеток (астроцитов), уже был предложен в качестве диагностического маркера болезни Альцгеймера, так же как и GDF15. Последнее исследование показывает, что у людей с высоким уровнем GFAP в крови вероятность развития деменции более чем в два раза выше, чем у людей с нормальным уровнем, и почти в три раза выше вероятность развития болезни Альцгеймера.

Сочетая уровни четырех белковых биомаркеров с демографическими факторами, такими как возраст, пол, уровень образования и семейный анамнез, авторы применили машинное обучение для разработки алгоритмов прогнозирования. Они обучили модель на информации, полученной от двух третей участников исследования, и проверили ее эффективность, используя данные остальных 17 549 человек.

Модель предсказала заболеваемость тремя подтипами деменции, включая болезнь Альцгеймера, с точностью около 90%, используя данные, полученные более чем за десять лет до того, как участникам был официально поставлен диагноз.

Хеслгрейв с соавторами считают, что полученные результаты могут быть использованы для разработки анализов крови, позволяющих выявлять людей с риском развития деменции.

Ищем дальше

Новое исследование не обнаружило взаимосвязи между преждевременными родами и аутизмом.

По данным ВОЗ, сегодня аутизмом или расстройством аутистического спектра (РАС) страдает примерно один из 100 детей. Изучение причин заболевания, в частности взаимосвязи между преждевременными родами и аутизмом, дает спорные результаты.

В новом исследовании, опубликованном в American Journal of Obstetrics and Gynecology, авторы проанализировали почти 115 000 родов за 12 лет, с 2005 по 2017 год, используя записи из больниц и общественных клиник Израиля. Данные охватывали широкий спектр беременных, включая евреев и мусульман, а также бедуинов. Ученые рассматривали диагноз аутизма у детей в зависимости от того, когда они родились: крайне недоношенные, очень недоношенные, умеренно и поздние недоношенные или доношенные. В ходе первоначального анализа исследователи обнаружили значительную связь между преждевременными родами и возникновением аутизма: 1,6; 0,3; 0,8 и 0,7% для крайне преждевременных, очень преждевременных, среднесрочных и поздних преждевременных и досрочных родов соответственно. Однако после расширенного анализа с поправкой на факторы, которые потенциально могут быть связаны с аутизмом, такие как этническая принадлежность, малый вес для гестационного возраста, возраст матери и пол ребенка, значимой связи между преждевременными родами и аутизмом не обнаружилось.

«Точная причина аутизма сложна, но, судя по нашим данным, один только акушерский фактор вряд ли может быть причиной РАС. Более правдоподобная теория предполагает одновременное присутствие нескольких факторов», – отметил ведущий автор исследования Сапир Эллук.