Коротко

«Звездное» направление современной высокотехнологической медицины — терапевтические олигонуклеотиды. На саммите «Сириус.Биотех» сегодня прошла одноименная секция, впервые в истории этого мероприятия.

Елена Завьялова (химический факультет МГУ) рассказала о ДНК-аптамерах, способных взаимодействовать с вирусами гриппа; на их основе можно делать биосенсоры. Эффективность аптамеров и моноклональных антител против ревматических заболеваний сравнил «квалифицированный заказчик» Максим Королев (НИИ клинической и экспериментальной лимфологии — филиал ИЦиГ СО РАН). Аптамеры имеют существенные преимущества, например, они не так иммуногенны и зависимы от холодовой цепи, как антитела.

Несколько докладов было посвящено РНК-интерференции в медицине. Александр Челкин (АО «ГенТерра») рассказал о том, как в компании производится люмасиран — активный компонент лекарственного препарата против первичной гипероксалурии 1 типа, РНК, конъюгированная с N-ацетилглюкозамином (GalNAc). Вера Шашковская (Центр нейронаук и реабилитации мозга им. В.Л.Зельмана, Сколтех) представила результаты исследований терапевтического действия РНК-интерференции на животных моделях БАС и фиброза печени и отметила, что вся формуляция делалась с помощью «ГенТерры».

О разработанных в России аналогах ДНК и РНК с модифицированными фосфатными группами, которые могут ингибировать активность генов микобактерий или повышать чувствительность опухолевых клеток к химиотерапии, рассказал Дмитрий Стеценко (лаборатория бионанотехнологии физического факультета НГУ). Некоторые аспекты влияния химических модификаций на активность терапевтических олигорибонуклеотидов были рассмотрены в докладе Елены Черноловской (Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН).

Национальная служба здравоохранения Великобритании и местные органы власти планируют развернуть первую в мире программу вакцинации для профилактики гонореи среди групп риска. Это связано с ростом заболеваемости: в 2023 году в Англии было зарегистрировано 85 тысяч новых случаев гонореи, в три раза больше, чем в 2012 году.

К группам риска относятся мужчины, практикующие секс с мужчинами, которые в недавнем прошлом имели нескольких сексуальных партнеров или имели инфекцию, передающуюся половым путем. Вакцина 4CMenB может помочь справиться с растущим уровнем устойчивых к антибиотикам штаммов этого заболевания. Анализ, проведенный Имперским колледжем Лондона, показал, что вакцина может предотвратить до 100 000 случаев гонореи и сэкономить Национальной службе здравоохранения более 7,9 млн фунтов стерлингов в течение следующего десятилетия, если достаточное количество людей примет участие в программе.

Местные поставщики медицинских услуг будут выявлять и связываться с теми, кто имеет право на получение услуги; вакцинация начнется с начала августа. Пациентам также будет предложено пройти вакцинацию против мпокс, гепатита А и В и вируса папилломы человека.

Исследователи из США попросили 609 взрослых людей, которые побывали в отделении неотложной помощи с сердечным приступом или болями в груди, носить акселерометр в течение по крайней мере 30 дней. Ученые оценивали, сколько времени эти пациенты упражнялись, сидели и спали. В течение года после выписки из больницы у 50 человек (8,2%) произошло еще одно неблагоприятное сердечно-сосудистое событие или они умерли. По сравнению с участниками с самым высоким уровнем физической активности, у участников с самым низким уровнем активности риск возникновения еще одной проблемы с сердцем или смерти в течение следующего года был в 2,58 раза выше. Ежедневная замена 30 минут сидячего времени на 30 минут умеренной или интенсивной физической активности снижала риск неблагоприятных сердечно-сосудистых событий или смерти на 61%; замена сидячего времени на легкую физическую активность снижала риск на 50%. Интересно, что замена сидячего времени на 30 минут сна тоже снижала риск на 14%. Подробнее.

От послеродовой депрессии (ПРД) страдает до 15% женщин. Исследователи из США научили искусственный интеллект определять риск развития ПРД. Это поможет раньше поставить диагноз и оказать помощь. Модель требует только информацию, содержащуюся в электронной медицинской карте, включая демографические данные, информацию о состоянии здоровья и истории посещений. Для разработки и проверки модели авторы использовали информацию 29 168 беременных пациенток, родивших ребенка в период с 2017 по 2022 год. В этой когорте 9% пациенток соответствовали критериям для диагностики ПРД в течение шести месяцев после родов. У новой модели площадь под ROC-кривой составила 0,721, специфичность — 90%, положительная прогностическая ценность — 28,8%, отрицательная прогностическая ценность — 92,2%. Тем не менее, модель примерно в два-три раза точнее прогнозировала ПРД, чем оценка на основе общего риска для населения. Подробнее.

Коалиция экспертов и пациентов из 14 стран разработала новый подход к оценке тяжести черепно-мозговой травмы. Общий балл шкалы комы Глазго остается центральным элементом оценки, врач отмечает, находится ли пациент в сознании, как реагируют его зрачки, может ли пациент следовать указаниям, есть ли у него амнезия и другие симптомы, такие как головная боль и головокружение. Дополнительные критерии будут включать биомаркеры, результаты КТ и МРТ, а также наличие других заболеваний и то, как произошла травма. Подробнее.

По мере того, как клетки пролиферируют, дифференцируются или умирают, они получают или теряют воду и другие молекулы, что можно выявить по изменению их плотности. Авторы статьи в Nature Biomedical Engineering предложили новый метод для измерения плотности большого количества клеток — до 30 000 клеток за один час. Еще в 2007 году они разработали микрофлюидное устройство — подвесной микроканальный резонатор, который состоит из микроканала и крошечного кантилевера, который вибрирует с определенной частотой. Когда клетка проходит через канал, частота вибрации немного изменяется, и величина этого изменения может быть использована для расчета массы клетки. Объединив устройство с флуоресцентным микроскопом, который позволяет измерять объем клеток, авторы получили устройство для измерения плотности. Изменения плотности можно использовать для определения того, активизировались ли Т-клетки, а также восприимчивы ли опухолевые клетки к определенному препарату. Подробнее.

Исследователи из Японии разработали фильтр, способный улавливать наночастицы, такие как вирусы, при этом не сильно ограничивая поток воздуха. Фильтр состоит упорядоченной сетки, составленной из порфиринов, которые представляют собой плоские кольцеобразные молекулы с центральным отверстием. Крошечные отверстия в молекулах порфиринов имеют подходящий размер, чтобы обеспечить легкий проход молекул газа, но при этом блокировать движение более крупных частиц, таких как вирусы. Фильтр достигает эффективности фильтрации частиц размером с вирусы в 96%, что превышает эффективность в 95% для маски N95. Подробнее.

Британские исследователи показали, что регулярно упражняющиеся люди теряют меньше витамина D в течение зимних месяцев. Добровольцы с лишним весом и ожирением упражнялись в течение 10 недель в помещении. Программа была построена так, что значительной потери веса не происходило. Тем не менее, за зиму у тех, кто упражнялся, уровень витамина D снизился на 15% от начального, а у контролей — на 25%. Также люди из экспериментальной группы не потеряли активную форму витамина, тогда как у контролей она снизилась на 15%. Подробнее.

Ученые из США разработали приложение для телефона, которое использует искусственный интеллект (ИИ), чтобы выявить анемию по фотографии ногтей. Авторы статьи в PNAS протестировали более 200 000 пользователей свыше 1,4 миллиона раз. Они подчеркивают, что приложение не предназначено для самостоятельной постановки диагноза, но подскажет, когда стоит обратиться к врачу. Оно особенно полезно для людей с хронической анемией, например, для пациентов с заболеваниями почек или раком, которым часто требуется частый контроль. Подробнее. 

Чатботы, такие как ChatGPT, иногда с полной уверенностью выдают неверную информацию. Исследователи из Японии увидели сходство между сообщениями больших языковых моделей и речью людей с афазией — они говорят бегло, но понять их бывает трудно или невозможно. Ученые применили метод, называемый анализом энергетического ландшафта. Его разработали физики и изначально использовали для визуализации энергетических состояний в магнитном металле, но недавно он был адаптирован для нейробиологии. Авторы исследовали активность мозга в состоянии покоя у людей с различными типами афазии и сравнили их с внутренними данными из нескольких общедоступных больших языковых моделей. Они действительно обнаружили поразительные сходства. То, как цифровая информация или сигналы перемещаются и обрабатываются в этих моделях ИИ, близко соответствовало тому, как некоторые сигналы вели себя в мозге людей с определенными типами афазии. Подробнее.

Международная группа ученых оценила состояние здоровья и условия жизни 350 000 человек из семи европейских стран, у 7500 из которых развилась астма. Авторы статьи в Lancet показали, что совокупность факторов окружающей среды объясняет 11,6% случаев астмы, то есть в благоприятных условиях примерно у одного человека из десяти астма бы не развилась. Сильнее всего на заболеваемость влияли загрязнение воздуха, отсутствие зеленых насаждений и плотная городская застройка. Подробнее. 

Исследователи из США экспрессировали Aβ42 и тау-белок в нейронах мозга взрослых дрозофил, чтобы смоделировать болезнь Альцгеймера. Затем они проанализировали клетки тела мушек. Aβ42 в первую очередь влиял на нервную систему, особенно уязвимыми оказались сенсорные нейроны, отвечающие за зрение, слух и обоняние. А вот тау-белок влиял на все клетки тела, например, изменялся метаболизм жиров и пищеварение, снижал плодовитость. Эти изменения были похожи на возрастные. Авторы предположили, что экспрессия тау ускоряет старение. Нейронные связи и другие факторы, опосредующие связь мозга и тела, были нарушены у мушек под действием тау-белка. Подробнее. 

Диабет 1 типа иногда называют детским диабетом, но он может развиться в любом возрасте. Шведские исследователи использовали национальные реестры, чтобы отследить риски сердечно-сосудистых заболеваний у людей, диабет 1 типа у которых развился во взрослом возрасте. Оказалось, что позднее начало диабета 1 типа не дает преимуществ по сравнению с ранним.

Авторы идентифицировали 10 184 пациента с диабетом 1 типа, подходящего под их критерии. Из состояние сравнили с 509 172 контролями. Оказалось, что у пациентов с диабетом 1 типа с поздним началом были выше риски развития сердечно-сосудистых заболеваний (отношение рисков 1,30) и смерти от всех причин (ОР 1,71), включая рак и инфекции. Исследовали связали это с курением, ожирением и плохим контролем глюкозы в этой группе. Например, такие пациенты реже пользовались инсулиновыми помпами. Также у пациентов с диабетом 1 типа были выше риски смерти от диабетической комы и кетоацидоза, чем у пациентов с диабетом 2 типа.

На первый взгляд миграция клеток мезодермы во время гаструляции выглядит неорганизованной. Авторы статьи в The EMBO Journal убедились в обратном — отследив раннее формирование сердца в мышином эмбрионе, они показали, что распределение клеток в зарождающихся сердечных камерах четко скоординировано во времени и пространстве.

Исследователи применили микроскопию плоскостного освещения (light-sheet microscopy), чтобы получить 3D-изображения сердца в эмбрионе мыши. Для удобства визуализации клетки были помечены флуоресцентными белками. Таким способом ученые отследили перемещение и деление отдельных клеток с шестого по восьмой дни эмбрионального развития — от гаструляции до формирования сердечной трубки.

Выяснилось, что в определенное время в формирующейся сердечной трубке закладывались прогениторные клетки, дающие начало исключительно миоцитам левого желудочка или предсердий. И те, и другие происходили из проксимальной мезодермы, но предшественники левого желудочка дифференцировались рано, формируя изгиб сердечной трубки, а предсердные предшественники затем образовывали области притока сердечной трубки. Также в сердце обнаружились короткоживущие мультипотентные прогениторы — их потомки активно мигрировали и давали начало различным клеткам в зависимости от области сердца, в которой завершалась их миграция. Присутствие таких мультипотентных клеток говорит о пластичности раннего развития. Наконец, авторы убедились, что сестринские клетки, происходящие от одного предшественника, координировались между собой теснее всего.

Исследователи наблюдали 41 случай оказания медицинской помощи у шимпанзе из лесов Уганды. В семи случаях помощь оказывали другой обезьяне, в 34 случаях — себе. Обезьяны лизали раны, облизывали пальцы и прижимали к ране, промакивали рану листьями и прикладывали к ней пережеванные растения. Некоторые из этих растений обладают антимикробными свойствами и используются в традиционной медицине. Медицинская помощь среди шимпанзе распространена гораздо шире, чем считалось ранее, и не ограничивается уходом за близкими родственниками. Подробнее. 

Исследователи из США показали, что фламинго используют свои лапы, голову и клюв, чтобы создавать завихрения воды. Это концентрирует пищу, которую птицы потом заглатывают. Авторы сравнили это с тем, как паук ловит насекомых в свою паутину. Они создали модели как жестких, так и гибких лап, чтобы сравнить, как две конструкции влияют на потоки жидкости, и обнаружили, что лапы фламинго с гибкими пальцами гораздо эффективнее создают и выталкивают вихри перед каждым шагом. Также ученые смоделировали движения клюва фламинго и показали, что он и лапы действительно создают завихрения, которые концентрируют пищу. Подробнее.

Таурин — заменимая аминокислота, которая встречается не только в костном мозге, но и в ЦНС, сердце и мышцах. Такие продукты, как мясо, рыба и яйца, содержат таурин. Он также является ключевым ингредиентом некоторых энергетических напитков и протеиновых порошков. Авторы статьи в Nature показали, что раковые клетки при лейкемии не могут самостоятельно производить таурин, они поглощают его извне благодаря транспортеру (его кодирует ген SLC6A6). Эта аминокислота нужна клетке для работы гликолиза. Если не дать клеткам миелоидного лейкоза поглощать таурин, это может подавить их рост. Таурин часто дают пациентам в качестве добавки для смягчения побочных эффектов химиотерапии. Однако, судя по этой работе, это создавать дополнительные риски для пациентов с лейкемией. Подробнее.

Исследователи из Австралии, Италии и США предложили 20 добровольцам попробовать голодание в течение 10 дней с пятидневным периодом восстановления для снижения веса. Они ожидали, что у них снизится воспаление. И хотя участники потеряли в среднем 7,7% своего веса, их организм подвергся значительному стрессу. Уровни провоспалительных белков в их крови выросли, что может быть опасно, особенно для людей с существующими сердечно-сосудистыми состояниями. Исследование также показало, что голодание снижает уровень бета-амилоидных белков, связанных с развитием болезни Альцгеймера. Возможно, длительное голодание имеет нейропротекторные свойства, но имеющиеся на данный момент данные неубедительны и требуют дополнительных исследований. Подробнее.

Канадские исследователи описали по окаменелости, обнаруженной в сланцах Берджесса (Канада), новый вид ископаемых членистоногих, живших 506 млн лет назад. Животное назвали Mosura fentoni, оно было размером примерно в палец, имело три глаза, круглый рот, полный зубов, что-то вроде плавников в средней части и сегментированное тело. Благодаря форме тела и «плавникам» Mosura называют «морской молью». Свое научное имя это животное тоже получила из-за этого: его назвали в честь Мотры (яп. мосура), вымышленного чудовища-кайдзю в виде моли. Всего была обнаружена 61 окаменелость Mosura. Подробнее.

Датские исследователи сравнили, как семаглутид и препарат нового поколения тирзепатид влияют на расход энергии у мышей. Доклад на эту тему был выполнен на Европейском конгрессе по ожирению (Испания, 11–14 мая). Они держали 24 мыши на высокожировой диете в течение 20 недель. Потом их разделили на три группы по восемь мышей. Одной группе не давали препаратов, второй давали семаглутид, третьей — тирзепатид в течение четырех недель. Все это время и две недели после отмены препаратов мыши находились на высокожировой диете.

Через четыре недели терапии контрольные мыши набрали 2,7 грамма, мыши на тирзепатиде и семаглутиде сбросили 15,6 и 8,3 граммов. Под влиянием обоих препаратов мыши ели меньше. Однако уже через четыре дня на тирзепатиде мыши начинали расходовать больше энергии, чем контрольные, но не больше двигаться. Эффект наблюдался в течение двух недель. Напротив, мыши на семаглутиде тратили значительно меньше энергии в первые три дня лечения, потом расход нормализовался. В обеих группах возрастало окисление жира. Это влияние на расход энергии в начале приема может помочь объяснить, почему тирзепатид оказывает более сильный эффект на потерю веса.

Международная группа ученых проанализировала генетическую информацию 70 000 новорожденных. Авторы идентифицировали 11 генетических маркеров, которые влияют на то, когда ребенок сделает первые шаги. Большинство детей начинают ходить между 8 и 24 месяцами. Ученые впервые показали, как на этот показатель влияет генетика. Выявленные генетические факторы были теми же самыми, что влияют на формирование складок коры мозга, риск развития СДВГ и вероятность получения высшего образования. Подробнее.

Нуклеозидные ингибиторы обратной транскриптазы используют для терапии ВИЧ и гепатита B, однако исследователи из США показали, что эти препараты также предотвращают активацию инфламмасом. Этот механизм задействован и при болезни Альцгеймера, так что авторы посмотрели, могут ли нуклеозидные ингибиторы обратной транскриптазы затормозить ее развитие. Они проанализировали два базы данных — U.S. Veterans Health Administration Database и MarketScan — и показали, что риск развития болезни Альцгеймера снижался на 6% и 13% за каждый год приема лекарств. Исследователи назвали результат «значительным и существенным» и призывают провести клинические испытания. Подробнее. 

Международная группа исследователей показала, что искусственный интеллект может предсказать биологический возраст человека по фотографии. Они разработали алгоритм глубокого обучения FaceAge, который натренировали на 58 851 изображении. Авторы продемонстрировали, что у пациентов с раком предсказанный по фотографии биологический возраст был на пять лет больше хронологического. Более того, чем старше казались люди на фотографиях, тем хуже был исход их болезни. Исследователи попросили 10 врачей и исследователей предсказать продолжительность жизни пациентов, получающих паллиативную лучевую терапию, по 100 фотографиям. Вероятность получения правильного прогноза была очень невысока, однако с FaceAge она повышалась значительно. Подробнее. 

Известно, что в целом виды с большим мозгом живут дольше, однако из этого правила есть исключения, например, голые землекопы и летучие мыши. Авторы статьи в Scientific Reports проанализировали максимальную зарегистрированную продолжительность жизни 46 видов млекопитающих и общие для долгожителей гены. Ими оказались гены иммунной системы. Исследователи предположили, что иммунитет играет центральную роль в поддержании долголетия, вероятно, за счет удаления стареющих и поврежденных клеток, контроля инфекций и предотвращения образования опухолей. Подробнее.

Морская бактерия Alcanivorax borkumensis способна питаться нефтью и быстро размножается при ее разливах, ускоряя ее элиминацию. В этом бактерии помогает «органическая жидкость для мытья посуды», то есть молекулу с водорастворимой и жирорастворимой частями. Это соединение состоит из глицина, сахаров и жирных кислот; бактерия вырабатывает его сама. Исследователи из Германии выявили три фермента, которые помогают бактерии синтезировать «детергент». Если перенести три гена, кодирующих ферменты, в другую бактерию, она тоже начинает производить это соединение. Это открытие может быть важным для биотехнологии. Подробнее.

У спячных животных поддержание энергетического баланса зависит от двух состояний — нормотермии и торпора — которые чередуются в зависимости от окружающих температур. Из-за этого перемены климата могут влиять на их ареал. Международная группа ученых пришла к выводу, что глобальное потепление сместит местообитания летучих мышей в более холодные широты.

Исследователи построили модель, которая предсказывает, как изменится ареал обитания рыжей вечерницы на территории Европы. Они отследили, что за последние 50 лет местообитания этой летучей мыши сместились на север, и объединили эти данные с ежедневными прогнозами температуры. Сравнение оптимальных температур по историческим данным (1901–2019 годы) и прогнозами на будущее (2019–2100 годы) проводили по четырем различным сценариям изменения климата. Во всех случаях предсказанный к 2100 году ареал обитания рыжей вечерницы должен расшириться на северо-восток, смещение границы может превысить 700 км. Такое предсказание объясняется более короткими и теплыми зимами в Европе в будущем.