Коротко

Ученые из Гарварда и МТИ разработали прототипы носимых устройств из функционализированных материалов, детектирующих инфекции по специфическим метаболитам и нуклеиновым кислотам, и рассказали о них в Nature Biotechology. Лиофилизированные бесклеточные генетические схемы интегрированы в гибкие материалы, (например, силиконовые эластомеры и текстиль). В качестве генно-инженерных компонентов ученые использовали факторы транскрипции, рибопереключатели, флуоресцентные аптамеры и комплексы CRISPR-Cas12. Компоненты активируются увлажнением. В частности, ученые создали прототип лицевой маски с сенсором на SARS-CoV-2 в выдыхаемом аэрозоле. Маска содержит четыре компонента: резервуар для увлажнения, область для сбора образца с большой площадью поверхности, микрофлюидное анализирующее устройство на бумажной основе (µPAD) и иммунохроматографическую тест-полоску. µPAD состоит из трех реакционных зон. Первая содержит реагенты для лизиса, разрушающие вирусную мембрану. Во второй зоне происходит изотермическая амплификация участка S-гена SARS-CoV-2. Финальная реакционная зона несет сенсор, основанный на оптимизированной системе Cas12a SHERLOCK. В присутствии мишени на тест-полоске отображается колориметрический сигнал. При этом тест-полоска может располагаться как с наружней, так и с внутренней стороны маски. В экспериментах с симуляцией дыхания прототип маски детектировал фрагменты вирусной РНК в количестве 10⁶–10⁷ копий.

COVID-19 ставит под угрозу мировую кофейную индустрию — к такому выводу пришли авторы новой статьи в PNAS. Они проанализировали данные об эпидемии кофейной ржавчины в странах Латинской Америки и на Карибских островах за последние десять лет. Кофейная ржавчина — это грибковое заболевание кофейного листа, которое приводит к гибели деревьев и снижению продукции кофе. Ученые показали, что вспышки кофейной ржавчины происходили в периоды ухудшения заботы о плантациях и сокращения инвестиций в кофейные хозяйства, последовавшие за глобальным финансовым кризисом 2008 года. Пандемия COVID-19, связанные с ней меры (например, локдауны и закрытие границ) и ее социально-экономические последствия (увеличение уровня безработицы и др.), а также падение спроса на кофе в конце 2020 года создают благоприятные условия для новых эпидемий кофейной ржавчины. Таким образом, вспышки этого заболевания оказываются сложной проблемой, которая требует комплексных научных и социальных решений. Так, авторы предлагают увеличить инвестиции в небольшие кофейные хозяйства и больше внимания уделять недооцененным элементам производственного процесса, например, здоровью сотрудников. Это сделает кофейную индустрию устойчивой к будущим социально-экологическим потрясениям.

В The Lancet опубликованы результаты фазы 1b/2 проекта CARTITUDE-1 — клинического испытания CAR-T-терапии рецидивирующей или устойчивой множественной миеломы. Препарат цилтакабтаген аутолейцел (ciltacabtagene autoleucel, cilta-cel) разработан совместно компаниями Janssen и Legend Biotech и представляет собой аутологичные T-клетки, направленные против антигена зрелых B-клеток (TNFRSF17). В рамках испытания инфузию cilta-cel получили 97 пациентов. Ответ на терапию наблюдался у 94 из 97 участников; 65 пациентов продемонстрировали полный ответ. Первые результаты лечения были заметны через месяц и со временем глубина ответа увеличивалась. Выживаемость в течение 12 месяцев без прогрессии заболевания составила 77%, общая выживаемость — 89%. Во время испытания умерли 14 пациентов: шестеро из-за побочных эффектов терапии, пятеро из-за прогрессии заболевания и трое из-за побочных эффектов, не связанных с терапией. В целом результаты испытания говорят об эффективности cilta-cel для пациентов, прошедших множество безуспешных курсов терапии множественной миеломы. По итогам CARTITUDE-1 была подана заявка в FDA об одобрении cilta-cel. В мае этого года FDA объявило о том, что заявка будет рассмотрена в приоритетном порядке.

В статье, опубликованной в Science, представлены крио-ЭМ структуры S-белка штаммов коронавируса B.1.1.7 (альфа) и B.1.351 (бета) и рассмотрено влияние мутаций на их биохимические и антигенные свойства.

У вируса B.1.1.7 мутации, приводящие к заменам A570D и S982A, изменяют конформацию S-белка таким образом, что рецептор-связывающий мотив (RBM) становится более доступным для клеточного рецептора ACE2. Замена N501Y также увеличивает сродство рецепторсвязывающего домена RBD к рецептору. Комбинация этих замен может позволить вирусу B.1.1.7 инфицировать типы клеток с более низкими уровнями ACE2, чем у клеток эпителия носа и бронхов, а это, по мнению авторов, объясняет повышенный (незначительно) риск смерти у пациентов, инфицированных этим вариантом. Мутации в B.1.1.7 не вызывали серьезных структурных перестроек в RBD и N-концевом домене, поэтому чувствительность варианта к нейтрализующим антителам изменилась незначительно.

В S-белке варианта B.1.351 замены N501Y, K417N и E484K также не вызвали серьезных структурных изменений в RBD, однако потеря солевых мостиков между K417 и аминокислотными остатками ACE2 ослабила повышенное сродство к рецепторам, созданное N501Y. С другой стороны, K417N и E484K, вероятно, препятствуют связыванию нейтрализующих антител с эпитопами RBD. Мутации в N-концевом домене значительно снижают эффективность нейтрализующих антител против эпитопов к этому домену. Вариант B.1.351, по-видимому, эволюционировал под давлением иммунной системы, что привело к изменениям в двух важных участках, распознаваемых антителами, но параллельно снизилась способность связываться с клетками — то есть развитие устойчивости к нейтрализующим антителам сопровождалась некоторым уменьшением приспособленности вируса.

Если SARS-CoV-2 станет сезонным, стратегии, разработанные против других патогенов человека, таких как ВИЧ-1, вирус гепатита С и вирус гриппа, могут быть применимы для контроля COVID-19, отмечают авторы.

Первые участники фазы 2-3 испытания вакцины COVID-19 AZD2816 были вакцинированы 27 июня.

AZD2816 разработана с использованием той же платформы, что и Vaxzevria, предыдущая вакцина против коронавируса от AstraZeneca, нацеленная на старые штаммы (вектор на основе аденовируса шимпанзе). Однако ген S- белка в векторе содержит изменения, аналогичные тем, что наблюдаются у бета-варианта коронавируса (B.1.351, впервые обнаружен в Южной Африке). Многие из них также присутствуют в других вариантах, вызывающих опасения. Эти мутации снижают способность антител против исходного вируса блокировать проникновение в клетки нового варианта (K417N, E484K, N501Y), повышают инфекционность (D614G), снижают чувствительность нейтрализующих антител (L452R). Обновленный S-белок содержит в общей сложности десять замен, говорится в пресс-релизе компании.

В испытании примут участие около 2250 человек из Великобритании, Южной Африки, Бразилии и Польши. Оценивается безопасность и иммуногенность как для ранее вакцинированных, так и для невакцинированных взрослых.

Те, кто ранее был вакцинирован двумя дозами вакцины Vaxzevria (также известной как ChAdOx1 nCoV-19, AZD1222) или мРНК-вакциной, получат AZD2816 не ранее чем через три месяца после второй дозы. Те, кто ранее не прививался, будут вакцинированы двумя дозами AZD2816 с интервалом в четыре или 12 недель. Лица, получившие одну дозу Vaxzevria, через четыре недели получат вторую дозу AZD2816.

Ученые из США и Австралии проанализировали геномы современных жителей разных регионов и обнаружили десятки генов, вовлеченных во взаимодействие с коронавирусами, в том числе с SARS-CoV-2. Ученые показали, что адаптация этих генов под давлением коронавирусов происходила только в популяции, предковой по отношению к современным жителям Восточной Азии, и началась эта адаптация более 20 000 лет назад. Функциональный анализ подтвердил наличие древнего давления отбора. Это значит, что древние жители Восточной Азии вели гонку вооружений с древним коронавирусом либо с другим вирусом, использующим схожие механизмы взаимодействия с человеком. По мнению авторов, изучение древних вирусных патогенов человека позволит лучше предсказывать пандемии в будущем. Авторы отмечают, что адаптация древних эпидемий к специфическим популяциям вовсе не означает различия в генетической предрасположенности у жителей разных регионов. Более того, пандемия COVID-19 продемонстрировала огромную роль социально-экономических факторов.

Сайт taxameter.ru, где объединены данные по частотам вариантов и мутаций SARS-CoV-2 в регионах России,  обновил частоты вариантов за июнь. Частота «индийского» штамма дельта (B.1.617.2) в РФ продолжает расти. 

Taxameter.ru — проект лаборатории Георгия Базыкина (Д.Д. Кнорре, Е. Набиева, С.К. Гарушянц, Российский консорциум по секвенированию геномов коронавирусов CORGI, Г.А. Базыкин. 2021). «Мониторинг вариантов и мутаций проводят многие медицинские и научные организации во всем мире. К сожалению, актуальные данные об их частотах в России остаются труднодоступными, — говорится на сайте. — (…) ВНИМАНИЕ: различные варианты и мутации SARS-CoV-2 не всегда попадают в базу данных с одинаковой вероятностью. Из-за этого показанные частоты вариантов – не точные величины, а лучшие имеющиеся оценки».

«Добавилось 140 образцов из Москвы, собранных 8-10 июня; это на сегодня единственные открытые данные по Москве. 123 из них (88%) — это дельта. По остальной России открытых данных по-прежнему нет», — пишет Георгий Базыкин. В этом же посте можно видеть данные на конец июня в виде диаграмм.

Национальные институты здравоохранения (США) объявили о старте исследований иммунного ответа у беременных и недавно родивших женщин, получивших вакцину против COVID-19. Кроме того, ученые оценят безопасность вакцин и передачу антител через плаценту и грудное молоко. Проект получил название MOMI-VAX. В нем примут участие 750 беременных и 250 недавно родивших женщин, привитых или планирующих привиться от COVID-19 вакцинами, одобренными FDA (вакцинация не является частью протокола исследования). Младенцы тоже будут участвовать. Мам и их детей будут наблюдать в течение года после родов. Для определения длительности иммунного ответа у женщин возьмут образцы крови во время беременности, а также на второй, шестой и двенадцатый месяц после родов. Чтобы определить передачу антител и их уровень у младенцев, ученые возьмут образцы их крови на второй и шестой месяц после рождения, а также образец пуповинной крови во время родов. По желанию матери также смогут сдать образец грудного молока.

COVID-19 ассоциирован с поражением легких. Ранее ученые из США определили транскриптомную сигнатуру периферической крови, состоящую из 52 генов, по которой можно оценить риск смерти при идиопатическом легочном фиброзе (ИЛФ). В новой работе та же команда проверила, можно ли использовать эту же сигнатуру для предсказания исходов COVID-19. Они выбрали 50 из 52 генов и определили их экспрессию в пяти независимых когортах: три когорты пациентов с COVID-19 разной степени тяжести и две когорты индивидов с ИЛФ. Оказалось, что по 50-генной сигнатуре можно различить больных с легким и тяжелым COVID-19, а также предсказать госпитализацию в ОРИТ, перевод на ИВЛ и внутрибольничную летальность. В зависимости от тяжести заболевания менялся набор клеток, экспрессирующих эти 50 генов. При высоком риске плохого исхода набор включал моноциты, дендритные клетки и нейтрофилы. Профиль экспрессии низкого риска обеспечивали CD4+ и CD8+ T-лимфоциты, IgG-продуцирующие плазмобласты, B-клетки, натуральные киллеры и гамма/дельта Т-клетки. По мнению авторов, 50-генную сигнатуру можно использовать для сортировки пациентов и выявления больных, которые с наибольшей вероятностью ответят на терапию.

Известно, что РНК-вирусы могут переноситься с пыльцой. Авторы новой статьи в Physics of Fluids утверждают, что зерна пыльцы, находящиеся в воздухе, могут облегчать распространение вирусных заболеваний, передающихся воздушно-капельным путем. К таким заболеваниям относится и COVID-19. Ученые использовали компьютерную симуляцию движения пыльцы от ивы. Они смоделировали прогулку группы из 10–100 человек в 20 метрах от этой ивы. Некоторые люди были больны COVID-19. Ива выделила 10 000 пыльцевых зерен, которые при заданных условиях типичного весеннего дня в США (в модели учитывались температура, влажность и скорость ветра) пролетели сквозь толпу менее, чем за одну минуту. Каждое пыльцевое зерно может нести сотни вирусных частиц. В ситуации, отраженной в модели, риск заражения увеличивается. По мнению авторов, дистанции в 1,5–2 метра, рекомендованной в качестве меры профилактики COVID-19, может быть недостаточно в многолюдных районах в период цветения. Необходимо скорректировать рекомендации в зависимости от региональных особенностей цветения.

Ранее было высказано предположение, что пыльца повышает восприимчивость к SARS-CoV-2.