Коротко

Для диагностики рака простаты важны точные малоинвазивные тесты, которых в настоящее время недостает. В клинической практике для скрининга этого вида рака используют анализ крови на простатспецифический антиген (ПСА). У этого теста высокая прогностическая ценность отрицательного результата (NPV 85%), однако низкая специфичность для высокозлокачественного рака (третья и выше группа по Глисону, GG ≥ 3). Канадские ученые предложили использовать в качестве альтернативного метода диагностики биомаркеры внеклеточных везикул — ранее исследователи из Японии уже разработали метод диагностики рака яичников по внеклеточным везикулам. 

Авторы исследования, опубликованного в Cancer Medicine, проанализировали результаты биопсии и состав внеклеточных везикул в крови у 415 мужчин. У 157 участников исследования (38%) биопсия была отрицательной, у 258 (62%) был выявлен рак простаты, причем 73 случая (18%) классифицировались как рак третьей и выше группы (GG ≥ 3). С помощью созданной ранее платформы машинного обучения EVMAP авторы проанализировали внеклеточные везикулы в плазме крови испытуемых. Алгоритм исследования включал оценку уровня трех везикулярных биомаркеров рака простаты,  анализ полученных данных с помощью EVMAP для создания прогностических моделей и логистическую регрессию, с помощью которой по этим моделям оценивали вероятность рака простаты GG ≥ 3.

Производство кормов для животных использует большие количества мяса, а животноводство, как хорошо известно, неблагоприятно воздействует на окружающую среду. Эндрю Найт из университета Гриффита (Канада) оценил, какие положительные последствия (снижение эмиссии парниковых газов, расхода пресной воды и т.п.) мог бы иметь перевод домашних кошек и собак на питательно полноценную диету, не содержащую мяса, яиц и молочных продуктов.

Найт использовал данные о популяциях собак и кошек за 2020 год для США и за 2018 год — для всего мира (и эти данные, по его мнению, занижены). Согласно его подсчетам, кошки и собаки США съедают около одной пятой от общего количества мяса сельхозживотных, потребляемого в стране (собаки — 17,7%, кошки — 2,3%); домашние питомцы всего мира — около одной десятой от мирового потребления (собаки — 7,7%, кошки — 1,2%). Перевод собак и кошек на веганскую диету в США спасет почти 2 млрд сельхозживотных, во всем мире — 7 млрд. Также предполагается значительное сокращение выбросов парниковых газов, использования биоцидов и других загрязняющих веществ. Веганский рацион для всех собак в мире может высвободить из-под пастбищ территорию больше Саудовской Аравии, для кошек — больше Германии. (Эффект от перехода всех людей на веганскую диету был бы еще значительнее, признает Найт.) Однако важно, чтобы люди приобретали только веганские корма, маркированные как полноценные и производимые компаниями с высокими стандартами.

Лауреатами Нобелевской премии по химии в 2023 году стали Мунги Бавенди, Луис Брюс и Алексей Екимов — «за открытие и синтез квантовых точек». Помимо применения в дисплеях и светодиодных лампах, квантовые точки также получают распространение в медицине и биологии. Например, с их помощью можно визуализировать биомолекулы и окрашивать опухолевые ткани в ходе хирургической операции.

Экспрессия генов с плазмидной ДНК после трансфекции, как правило, носит временный характер. Механизм, который ее прекращает, пока не был точно установлен, однако недавно ученые описали новый компартмент в клетках млекопитающих, который содержит внехромосомную ДНК. Они показали, что ДНК, попадающая в клетки, быстро окружается двойной мембраной в цитоплазме — полученный контейнер хранится в клетке несколько циклов деления.

Эксклюсома — так авторы назвали новый компартмент — содержит в оболочке белки эндоплазматического ретикулума (ЭПР), а также белки внутренней ядерной мембраны Lap2β и эмерин. Исследователи предположили, что упаковка внехромосомной ДНК в эксклюсомы происходит при участии ЭПР (об этом говорит наличие белков ЭПР в ее мембране и контакты эксклюсом с ЭПР), однако сама оболочка сильно напоминает ядерную. Отличие состоит в отсутствии рецептора ламина B и ядерного порового комплекса. Однако, несмотря на отсутствие ядерных пор, обмен между эксклюсомой и цитоплазмой остается возможен — это обеспечивается фенестрациями мембраны.

Важную роль в формировании эксклюсомы играет белок эмерин. Ученые подтвердили это при помощи оверэкспрессии LEM-домена, который участвует в связывании эмерина с BAF (ДНК-связывающий белок). Такая оверэкспрессия препятствовала связыванию полноразмерного эмерина с его мишенью; оказалось, что это ограничило образование эксклюсом. Каким именно образом клетки различают внехромосомную ДНК и хромосомы, исследователи пока не выяснили. Сама способность клеток к упаковке плазмид в эксклюсомы (последние также могут содержать кольцевую ДНК, происходящую из теломер) говорит о существовании сложных механизмов, защищающих клетки млекопитающих от экзогенной ДНК. Авторы работы рассчитывают, что дальнейшие исследования раскроют детали работы этого механизма, его эволюционный путь и то, как он координируется с теми системами иммунитета, которые возникли благодаря многоклеточности.

Естественное, но не искусственное освещение помогает контролировать течение и предотвращать развитие диабета 2 типа. Доклад на эту тему был сделан на ежегодной встрече Европейской ассоциации по изучению диабета в Гамбурге, Германия (2–6 октября 2023 года). Авторы доклада, ученые из Нидерландов и Швейцарии, связывают рост метаболических заболеваний (включая диабет) с рассогласованием между внутренними циркадными часами и образом жизни современного человека. Они хотели проверить, сможет ли естественное освещение улучшить уровень сахара в крови у людей с диабетом, а также повлиять на их метаболизм.

Тринадцать участников (средний возраст 70 лет) поселили в исследовательском центре, чтобы контролировать условия их жизни. Часть из них с 8 утра до 5 вечера подвергалась воздействию естественного освещения из окон в течение 4,5 дней, другая часть — воздействию искусственного освещения. Через четыре недели эксперимент повторяли с другими условиями. Вечер проводился при слабом освещении, ночь — в темноте. Диета была стандартной. Уровень сахара в крови измеряли постоянно. На четвертый день определяли и другие параметры, в том числе дыхательный коэффициент, который помогает определить, жиры или углеводы используются в качестве источника энергии. На пятый день делали биопсию мышечной ткани для определения экспрессии циркадных генов.

При естественном освещении уровень сахара в крови оставался в пределах нормальных значений дольше. Организм участников также быстрее переключался с использования углеводов на использование жиров. А гены, контролирующие циркадные ритмы (Per1 и Cry1), были более активными. Таким образом, авторы подтвердили пользу естественного освещения для метаболизма. Они планируют определить, сколько времени нужно проводить на улице, чтобы компенсировать работу в офисе при искусственном освещении.

Многие домашние собаки страдают от воспалительных кишечных заболеваний, которые сопровождаются рвотой, метеоризмом, снижением аппетита и потерей веса. Эти заболевания, очевидно, ассоциированы с дисбактериозом кишечника, а существующие пищевые добавки не всегда эффективны. Ученые из Университета штата Орегон и Карлсоновского колледжа ветеринарной медицины идентифицировали новый штамм, который может стать пробиотиком для собак.

Исследователи взяли желудочно-кишечный материал от мертвого волка, сбитого машиной, и получили 20 изолятов кишечных бактерий, которые, как показали предварительные генетические анализы, обладают пробиотическими свойствами. Филогенетическую принадлежность определяли с помощью секвенирования генов 16S рРНК. Авторы также сделали полногеномное секвенирование штамма Paenibacillus sp., который обозначили как ClWae2A. У этой бактерии имеются гены ферментов, которые могут расщеплять крахмал (компонент рациона домашних собак, который плохо переваривается и отрицательно влияет на микробное сообщество). Кроме того, у нее есть генные системы, экспрессирующие соединения с антимикробным эффектом, и она действительно подавляет рост патогенных Staphylococcus aureus, а также Escherichia coli и Micrococcus luteus.

Авторы считают, что найденный штамм может стать пробиотиком для домашних животных, и планируют провести полногеномное секвенирование еще четырех или пяти видов бактерий из ЖКТ волка. Они подчеркивают, что пробиотики следует искать в кишечниках диких волков, поскольку рацион волков в неволе неоптимален, как и у собак.

«Санкт-Петербургский институт вакцин и сывороток ФМБА России готов увеличить выпуск вакцины “Конвасэл” в три раза, до трех миллионов доз в месяц, уже в ноябре текущего года. Это позволит полностью обеспечить потребность системы здравоохранения и вовремя провести вакцинацию пациентов в группах риска», — заявил исполняющий обязанности директор ФГУП СПбНИИВС ФМБА России Евгений Маковский.

Вакцина «Конвасэл» содержит большие фрагменты нуклеокапсидного (N) белка SARS-CoV-2. Она зарегистрирована в марте 2022 года (подробнее на PCR.NEWS). Это первая в мире зарегистрированная вакцина, основанная на N-белке, сообщается в пресс-релизе; она применяется одноразово для взрослых (от 18 лет). Так как N-белок является внутренним, мутации в нем накапливаются медленнее, чем в поверхностном S-белке, что гарантирует эффективность против различных штаммов коронавируса.

Вакцина «Конвасэл» производится Санкт-Петербургским институтом вакцин и сывороток ФМБА России по технологии полного цикла.

Подготовлено по пресс-релизу ФМБА

Некодирующие РНК (нкРНК) привлекают все больше внимания в связи с их ролью в регуляции различных процессов и вовлеченностью в патогенез. Изучение их функций открывает возможности для диагностики и терапии многих заболеваний, однако классический подход к анализу, основанный на ингибировании функции, затруднен из-за сложности доставки антагонистов нкРНК и возможных неспецифических эффектов. Решение этой проблемы предложили российские ученые, отредактировав последовательности генов некодирующих РНК при помощи двух вариантов CRISPR/Cas9.

Авторы работы использовали программируемую нуклеазу дикого типа (SpCas9wt) и мутантный вариант, вносящий одноцепочечные разрывы (так называемую никазу, SpCas9D10A). С их помощью они отредактировали последовательности генов нкРНК, связанных с фиброзом, в мезенхимальных стромальных клетках (МСК) человека. В качестве мишеней ученые выбрали гены, кодирующие микроРНК, — hsa-miR-21-5p и hsa-miR-29c-3p. Они показали, что с помощью SpCas9 можно достаточно успешно (с эффективностью до 50%) отредактировать в иммортализованных МСК гены нкРНК и не затронуть делецией фрагменты между целевыми участками. Также исследователи проверили воздействие никазы SpCas9D10 на клетки-мишени — оказалось, что она позволяет эффективно редактировать целевые гены, приводя преимущественно к микроделециям или копированию фрагментов генов. Важно, что полученные с помощью никазы изменения генома снижают экспрессию целевых нкРНК.

Помимо снижения количества нокаутированных нкРНК в самих стволовых клетках и продуцируемых ими внеклеточных везикулах, проведенное редактирование изменяло физиологию МСК и свойства их секретома. Полученные данные указывают на роль hsa-miR-21-5p и hsa-miR-29c-3p в поддержании мультипотентности МСК — при нокауте этих нкРНК клетки приближались по фенотипу к миофибробластам. Кроме того, выделяемые ими внеклеточные везикулы менее эффективно препятствовали развитию фиброза, чем везикулы от клеток дикого типа. Исследователи сообщают, что полученные результаты хорошо коррелируют с ранее опубликованными данными. Они надеются, что предложенный ими подход может быть использован для нокаутирования генов нкРНК в геномах МСК или аналогичных типов клеток и позволит изучать их функции в биологических процессах.

В Стокгольме только что были объявлены лауреаты Нобелевской премии по физиологии или медицине 2023 года. Это Каталин Карико и Дрю Вайсман (Пенсильванский университет), награжденные «за их открытия, касающиеся модификаций нуклеозидов, использованных для разработки эффективных мРНК-вакцин против COVID-19».

Международная команда, в которую вошли биоэтики, эксперты по политике здравоохранения и космической медицине, специалисты по коммерческим космическим полетам и представители государственных регулирующих органов, опубликовала в Science этические рекомендации для исследований с участием человека в коммерческих космических полетах. До сих пор такие рекомендации существовали только для полетов, финансируемых из госбюджета.

Авторы сформулировали четыре руководящих принципа: (1) Социальная ответственность: те, кому выпала честь путешествовать в космосе, должны вносить вклад в исследовательскую деятельность, приносящую пользу обществу. (2) Высокое качество науки: исследования должны быть хорошо спланированными, высокоприоритетными и оригинальными. (3) Соблюдение пропорций: исследования должны иметь максимальную социальную ценность и приносить минимальный вред отдельным лицам. (4) Глобальное управление: выгодами от освоения космоса и его ресурсов должны пользоваться все.

Один из авторов статьи, президент Центр Гастингса Вардит Равицкий, считает особенно важным поощрение разнообразия среди участников полетов. «В настоящее время коммерческие космические полеты доступны немногим привилегированным людям — людям, которые достаточно богаты, чтобы платить, — и не являются репрезентативными для общества».