Рейтинг главных научных прорывов 2024 года по версии журнала Science возглавил новый препарат для профилактики ВИЧ

Несмотря на десятилетия прогресса в исследованиях и лечении, ВИЧ по-прежнему заражает ежегодно более 1 миллиона человек, а эффективная иммунизация от этой инфекции всё еще недостижима. Но в этом году миру был явлен препарат, одна инъекция которого защищает людей на протяжении шести месяцев.

В июне крупное исследование эффективности среди африканских девочек-подростков и молодых женщин показало, что эти инъекции снизили уровень заражения ВИЧ до нуля, то есть со 100%-й эффективностью.

Эти результаты подтвердились спустя три месяца, когда в аналогичном исследовании, проведенном на четырех континентах с участием людей разного пола, имеющих половые контакты с мужчинами, была установлена эффективность 99,9%.

Многие исследователи ВИЧ/СПИДа теперь надеются, что препарат ленакапавир значительно снизит уровень инфицирования в мире при использовании его в качестве доконтактной профилактики ВИЧ (Pre-exposure prophylaxis, PrEP).

«У него есть потенциал, если мы сможем сделать это правильно, а это означает, что нужно выйти на масштабный уровень и вывести ленакапавир на рынок», – говорит Линда-Гейл Беккер (Linda-Gail Bekker) из Университета Кейптауна (University of Cape Town), которая руководила одним из двух испытаний эффективности для производителя препарата Gilead Sciences.

Но это не единственная причина, по которой Science назвала ленакапавир своим прорывом года 2024. Невероятный успех препарата в качестве PrEP обеспечил фундаментальный научный прогресс: выяснение точной структуры и функции капсидного белка ВИЧ, на который нацелен ленакапавир.

У многих других вирусов есть свои собственные капсидные белки, которые образуют защитный конус вокруг генетического материала вируса, поэтому триумф ленакапавира открывает перспективу успешной борьбы с другими вирусными заболеваниями путем использования подобных ингибиторов капсида.

#инфекционные_заболевания@firstmedtv #news@firstmedtv

Интервальное голодание замедляет рост волос

Результаты исследования, которое опубликовано в Cell, показали, что интервальное, или периодическое, голодание запускает реакцию на стресс, которая может подавлять или даже убивать стволовые клетки волосяных фолликулов.

Режим интервального голодания, предполагающий прием пищи только в ограниченном периоде времени в течение дня, способствует достижению ряда физиологических эффектов, среди которых снижение избыточного веса. Однако новые данные указывают оборотную сторону этой ставшей популярной медицинской практики.

«Я был шокирован, узнав об этих результатах, – говорит эксперт Nature News Омер Йылмаз, специалист по стволовым клетками из Массачусетского технологического института. – Мы думали, что голодание будет полезным для большинства, если не для всех типов клеток, и полезно для стволовых клеток. Но результаты нового исследования противоположны тому, что мы ожидали, и, похоже, они справедливы не только для мышей, но и для людей».

Ученые ранее установили, что стволовые клетки особенно уязвимы к изменениям в рационе. Чтобы узнать, влияет ли диета на рост волос, подверженный влиянию стресса, побрили мышей и перевели их на один из двух режимов интервального голодания: ограниченное по времени питание и голодание через день, при котором животные голодали в течение 24 часов, а затем ели свою обычную пищу в течение следующих 24 часов.

Авторы обнаружили, что к концу трехмесячного исследования у мышей, соблюдающих диету, не отросло столько волос, сколько у контрольных животных, которые потребляли такое же количество калорий. Исследователи связали этот эффект с гибелью стволовых клеток волосяных фолликулов.

Дальнейшие эксперименты показали, что прерывистое голодание запускает связь между надпочечниками, вырабатывающими гормоны стресса, и жировыми клетками в коже.

Это перекрестное взаимодействие заставило жировые клетки кожи выделять жирные кислоты, что нарушило метаболизм стволовых клеток и вызвало повреждения, которые в некоторых случаях привели к гибели стволовых клеток.

Чтобы узнать, распространяется ли этот эффект на людей, исследователи случайным образом распределили 49 человек либо в группу прерывистого голодания, либо в контрольную группу, члены которой питались без ограничений по времени. Рост волос в группе голодания был на 18% медленнее, чем в контрольной группе.

#диетология@firstmedtv #news@firstmedtv

Новую мутацию птичьего гриппа обнаружили в США на фоне вызывающих тревогу случаев заражений у кошек

Продолжающееся распространение птичьего гриппа в Соединенных Штатах встревожило экспертов — не столько из-за случаев тяжелого заболевания людей сколько из-за тревожных новых случаев заражения кошек.

Анализ, опубликованный Центрами по контролю и профилактике заболеваний (CDC), показал, что небольшой процент вируса H5N1 в горле пациента, скончавшегося в начале января в Луизиане, несет генетические изменения.

Эти изменения могут увеличить способность вируса связываться с определенными клеточными рецепторами клеток в верхних дыхательных путях человека.

Как отмечает CDC, эти изменения не были обнаружены у птиц, содержащихся в домохозяйстве, которые, как полагают, были источником первоначального заражения пациента. Согласно заявлению агентства, мутации «вероятно, были вызваны репликацией этого вируса у пациента с запущенным заболеванием».

При этом подчеркивается, что передача мутировавшего штамма другим людям выявлена не была.

Исследователи также пристально следят за ростом случаев заражения птичьим гриппом у кошек. Кошка в Орегоне умерла после употребления сырого корма для домашних животных, который, как было подтверждено, был заражен H5N1, что побудило отозвать сырой и замороженный корм для домашних животных Feline Turkey Recipe от Northwest Naturals.

«Эта кошка была строго домашней кошкой, она не подвергалась воздействию вируса в своей среде», – заявил государственный ветеринар Райан Шольц. Секвенирование генома показало, что вирус в корме для домашних животных точно соответствовал штамму, обнаруженному у кошки.

Анджела Расмуссен, вирусолог из Университета Саскачевана в Канаде, предупреждает о том, что инфицированные уличные кошки могут, оказавшись в доме, подвергнуть людей заражению вирусом через тесный контакт.

«Если у вас есть уличная кошка, которая заразилась H5, съев мертвую птицу, и эта кошка попадает к вам в дом, и вы прижимаетесь к ней, спите с ней... это создает дополнительный риск заражения», – пояснила Расмуссен.

#инфекционные_заболевания@firstmedtv #news@firstmedtv

Распространение человеческого метапневмовируса в Китае вызвало необоснованные опасения по поводу новой пандемии

Таинственный новый вирус, ответственный за всплеск респираторных инфекций в Китае, о чем с тревогой сообщали недавно мировые СМИ, оказался известным человеческим метапневмовирусом, hMPV. Он один из многих «простудных» вирусов, которые заражают клетки, выстилающие дыхательные пути.

Исследования антител показывают, что почти все люди заражаются этим вирусом к 5 годам. Как и в случае с гриппом, заразиться им в течение жизни можно многократно, поскольку иммунитет ослабевает и появляются новые варианты метапневмовируса.

Иногда заражение оборачивается серьезным заболеванием и может оказаться смертельным. Тяжелые случаи обычно поражают очень маленьких детей, пожилых и людей с ослабленной иммунной системой или астмой.

В 2018 году в результате заражения hMPV умерли не менее 11 000 детей в возрасте до 5 лет. Для сравнения, другой вирус простуды, респираторно-синцитиальный, или RSV, ежегодно убивает 60 000 детей во всем мире.

Инфекционисты не исключают, что метапневмовирус распространяется среди людей на протяжении столетий. Впервые он был обнаружен в 2001 году в Нидерландах в образцах, взятых у детей с респираторными инфекциями. С тех пор его выявляли в пробах еще 1976 года, а антитела к вирусу были в образцах крови, взятых в 1950-е.

Близкородственные вирусы - птичьи метапневмовирусы - циркулируют среди птиц, и считается, что человеческий метапневмовирус произошел от одного из них.

По оценкам биоинформатиков, это произошло около 200 лет назад, поэтому ситуация с hMPV сильно отличается от ситуации с вирусом, вызвавшим covid-19, который перешел к людям только в конце 2019 года.

hMPV – это РНК-вирус группы парамиксовирусов. Его геном кодирует всего девять белков. Специальных методов лечения инфекций hMPV или одобренных вакцин против него не существует. Но вакцины, тем не менее, разрабатывают.

Так, в 2024 году группа из Оксфордского университета (University of Oxford) начала тестировать вакцину на основе мРНК, предназначенную для защиты детей как от hMPV, так и от RSV.

#инфекционные_заболевания@firstmedtv #news@firstmedtv

Улучшение памяти при средиземноморском типе питания связали с изменением состава кишечных бактерий

Исследователи из Тулейнского университета обнаружили, что у испытуемых, придерживающихся средиземноморской диеты, сформировались уникальные сообщества кишечных бактерий.

Они существенно отличаются от тех, которые формируются при типичной западной диете. Эти бактериальные изменения коррелируют с улучшением памяти и когнитивных функций.

«Мы знаем, что то, что мы едим, влияет на работу мозга, но это исследование показывает, что именно может происходить», – сказала ведущий автор работы, опубликованной в Gut Microbes Reports, Ребекка Солч-Оттайано из Центра клинических неврологических исследований Тулейнского университета.

«Наши результаты показывают, что выбор диеты может влиять на когнитивные функции, изменяя состав кишечного микробиома», – добавила она.

Исследование показало, что у крыс, содержащихся на средизменоморской диете, богатой оливковым маслом, рыбой и клетчаткой, в течение 14 недель наблюдалось увеличение четырех полезных типов кишечных бактерий и уменьшение пяти других по сравнению с крысами, питавшимися западной диетой с высоким содержанием насыщенных жиров.

Изменения в бактериальном составе были связаны с улучшением результатов в лабиринтных испытаниях, разработанных для проверки памяти и обучения.

В частности, более высокие уровни таких бактерий как Candidatus saccharimonas коррелировали с лучшими когнитивными показателями, в то время как повышенные уровни других бактерий, таких как Bifidobacterium, были связаны с более плохой функцией памяти.

Группа средиземноморской диеты также показала лучшую когнитивную гибкость — способность адаптироваться к новой информации — и улучшение рабочей памяти по сравнению с группой западной диеты. У них сохранялся более низкий уровень «плохого» холестерина ЛПНП.

Различий в маркерах нейровоспаления, гематоэнцефалическом барьере, глиальных клетках и синаптической пластичности между группами не обнаружено.

В целом по сравнению с западной диетой средиземноморская модулировала микробиоту кишечника, когнитивную функцию, сывороточные липиды и цитокины, но не экспрессию генов в мозге.

Для моделирования эффектов диеты в критический период развития исследователи использовали молодых крыс, примерно эквивалентных по возрасту 18-летним людям.

#диетология@firstmedtv #news@firstmedtv

Новую систему группы крови идентифицировали спустя полвека после первых предположений о ее существовании

Когда в 1972 году у беременной женщины взяли кровь на анализ, врачи обнаружили, что в ней по непонятной причине отсутствует антиген эритроцитов AnWj, молекула, присутствующая на поверхности всех других известных в то время видов красных кровяных клеток.

Недавно исследователи из Великобритании и Израиля описали в журнале Blood новую систему групп крови у людей, объяснив тем самым обнаруженное 50 лет назад отсутствие распространенного антигена.

«Это огромное достижение и кульминация долгих усилий нашей команды – наконец-то установить эту новую систему групп крови и иметь возможность предложить наилучший уход редким, но важным пациентам», – сказала гематолог Национальной службы здравоохранения Великобритании и многолетний исследователь описываемого загадочного явления Луиза Тилли.

Хотя наиболее известна система групп крови ABO и группа крови по резус-фактору (Rh+ или Rh-), у людей есть много разных систем групп крови, основанных на широком спектре белков и сахаров, которые находятся на поверхности клеток крови.

Большинство основных групп крови были идентифицированы в начале ХХ века. Многие из обнаруженных с тех пор, например, система крови Er, впервые описанная исследователями в 2022 году, имеют значение для небольшого количества людей. Это же касается и новой группы крови.

«Работа была сложной, потому что генетически обусловленные случаи очень редки», – говорит Тилли.

Предыдущие исследования показали, что антиген AnWj, отсутствующий в крови пациентки 1972 года, имеют более 99,9% людей. Этот антиген находится на миелине и лимфоцитарном белке, а потому исследователи назвали новую систему группой крови MAL.

Если у кого-то присутствует мутировавшая версия обеих копий генов MAL, группа крови будет AnWj-отрицательная, как у беременной пациентки.

Тилли и ее коллеги выявили трех пациентов с редкой группой крови, у которых не было этой мутации, что позволяет предположить, что подавление антигена иногда могут вызывать также заболевания крови.

Когда установят генетические маркеры системы MAL, тестирование позволит выяснить, является ли отрицательная группа крови MAL наследственной или признаком другой скрытой медицинской проблемы.

#гематология@firstmedtv #news@firstmedtv

Новый инструмент генной инженерии может изменить лечение заболеваний

Исследователи из Школы инженерии и прикладных наук Пенсильванского университета представили принципиально новый инструмент генетического редактирования: технологию минимальной универсальной генетической пертурбации (mvGPT).

Описывая ее в журнале Nature Communications, авторы подчеркивают, что с помощью mvGPT можно одновременного редактировать несколько генов и регулировать их экспрессию, что особенно значимо для лечения сложных генетических заболеваний.

«Не все генетические заболевания вызваны исключительно ошибками в самой генетической последовательности, – заявила старший автор публикации Шерри Гао. – В некоторых случаях заболевания с генетическими компонентами, такие как диабет I типа, обусловлены тем, насколько сильно или слабо экспрессируются определенные гены».

Традиционно для редактирования генов и регуляции экспрессии генов требовались отдельные методы, что создавало логистические и технические проблемы при лечении заболеваний с множественными генетическими компонентами. Инновационная технология mvGPT объединяет эти функции в единую платформу.

«Мы хотели создать единую платформу, которая могла бы точно и эффективно редактировать ДНК, а также повышать и понижать экспрессию генов», – говорит соавтор Гао Тайлер Дэниел.

mvGPT показал беспрецедентную точность в независимом редактировании и регуляции нескольких генов, что ранее было недостижимо.

В испытаниях на клетках печени человека mvGPT успешно отредактировал мутации, вызывающие болезнь Вильсона. Одновременно повысили активность генов, связанных с лечением диабета 1 типа, и подавили гены, связанные с транстиретиновым амилоидозом. Новая платформа справилась с этими задачами с высокой точностью и эффективностью.

Как пишут авторы, mvGPT может быть использован для лечения широкого спектра генетических заболеваний, и в этом его наиболее значимый потенциал, а успех на клетках человека — это только начало.

Исследователи планируют расширить свои испытания на животных моделях и изучить применение для заболеваний с генетическими компонентами, включая сердечно-сосудистые заболевания.

#генетика@firstmedtv #news@firstmedtv

Древние римляне могли вдыхать свинцовые испарения

Промышленная выплавка серебра, сопровождавшая процветание Рима в период с 27 г. до н. э. по 180 г. н. э., известный как Pax Romana, имела негативный побочный эффект: свинцовое загрязнение.

В исследовании, которое публикует журнал Proceedings of the National Academy of Sciences, ученые впервые количественно оценили атмосферные уровни этого загрязнителя и обнаружили, что токсичный металл, вероятно, привел к снижению IQ у многих древних римлян.

«Это, безусловно, очень интересная статья… Выбросы свинца вблизи шахт и плавильных участков сами по себе, безусловно, могли оказать влияние на когнитивные способности и здоровье населения окрестностей», – говорит эксперт Science Кристофер Лавлак из Ноттингемского университета.

Хотя зубная эмаль и останки скелетов свидетельствуют об отравлении свинцом некоторых римлян, ученые спорят о том, насколько серьезной была эта проблема.

По словам руководителя нового исследования Джозефа Макконнелла из Института исследований пустынь, загрязнение воздуха стало причиной большей части воздействия свинца.

Добыча и выплавка серебра из богатого свинцом минерала под названием галенит выделяет токсичный металл в виде пара, и по словам Макконнела, на каждый грамм добытого серебра производилось около 10 000 граммов свинца.

Предыдущие исследования показали, что ледяные керны, пробуренные в Арктике, представляют собой летопись уровней атмосферного свинца.

Анализ свинцовых включений подтвердил связь между выплавкой серебра и загрязнением атмосферы свинцом, показывая, что уровень свинца падал в соответствии со значительными событиями, такими как отказ от серебра в обычных римских монетах-денариях и Антонинова чума 165 г. н. э., в результате которой погибло около 10% населения Рима.

Применив современные эпидемиологические уравнения для оценки последствий воздействия этих уровней на когнитивные функции, авторы пришли к выводу, что предполагаемые ими повышенные уровни свинца в крови во время Pax Romana могли вызвать снижение когнитивных способностей в среднем на 2,5–3 балла IQ по всей империи.

#токсикология@firstmedtv #news@firstmedtv

Молекула растительного происхождения обнаружила способность предотвращать формирование бактериальных биопленок

Ученые из Калифорнийского университета в Риверсайде обнаружили химическое вещество, которое вырабатывается растениями в состоянии стресса и способно предотвращать образование биопленки.

Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, посвящено растительному метаболиту MEcPP, который играет важную роль не только в производстве необходимых организму соединений, но и в передаче сигналов о стрессе.

Например, когда растение каким-либо образом повреждено и в его клетки попадает слишком много кислорода, оно накапливает MEcPP. Затем эта молекула запускает защитные реакции внутри растения.

Исследователи обнаружили, что эта же молекула оказывает неожиданное воздействие на бактерии, такие как E. coli: она нарушает развитие биопленки, мешая ее способности прикрепляться к поверхностям.

В медицинских учреждениях биопленки растут на таких устройствах, как катетеры, стенты или имплантаты, что затрудняет лечение инфекций, поскольку микробы в биопленках обладают высокой устойчивостью к антибиотикам.

В промышленных условиях они засоряют трубы, загрязняют оборудование для обработки пищевых продуктов и вызывают коррозию.

«Предотвращая ранние стадии развития биопленки, MEcPP может улучшать ситуации, связанные с образованием биопленок, в любых отраслях, где чистые поверхности критически значимы», – сказал руководитель исследования профессор Катаюн Дехеш.

Образование биопленки инициируется при прикреплении бактерии к поверхности посредством волосков-фимбрий.

«Биопленки – это как крепости для бактерий, – сказал соавтор Дехеша Цзинчжэ Го. – Нарушая начальную фазу прикрепления, MEcPP по сути лишает бактерии возможности устанавливать эти крепости».

Проведя генетический скрининг более 9 000 бактериальных мутантов, исследовательская группа выявила ключевой ген fimE, который действует как «выключатель» для производства фимбрий. MEcPP усиливает активность этого гена и увеличивает экспрессию fimE.

#бактериология@firstmedtv #news@firstmedtv

Новый тип скелетной ткани описали спустя полтора века после обнаружения составляющих его жировых клеток

Международная исследовательская группа под руководством клеточного биолога Максима Пликуса из Калифорнийского университета в Ирвайне обнаружила новый тип скелетной ткани, который обладает большим потенциалом для развития регенеративной медицины и тканевой инженерии.

Обнаруженный Пликусом с коллегами тип ткани – липохрящи, находящиеся в ушах, носу и гортани млекопитающих – содержат жировые клетки, липохондроциты. Они имеют огромные внутриклеточные структуры, вакуоли, которые заполнены липидами.

Исследователи установили, что липохондроциты не секретируют те же сигнальные белки, которые обычно выделяют жировые клетки, и что их паттерны активации генов напоминают паттерны хондроцитов, а не жировых клеток.

Большие липидные резервуары внутри клеток липохряща делают хрящевую ткань менее жесткой, они создают внеклеточный матрикс, похожий на пузырчатую упаковочную пленку.

«Упругость и стабильность липохряща обеспечивают податливость и эластичность, необходимые гибким частям тела, таким как мочки ушей или кончик носа, и это открывает поразительные возможности для регенеративной медицины и тканевой инженерии, особенно в случаях дефектов или травм лица», – сказал Максим Пликус.

«В будущем липохондроциты, специфичные для пациента, можно будет получать из стволовых клеток, очищать и использовать для производства живого хряща, адаптированного к индивидуальным потребностям. 3D-печать позволит формировать из такой ткани материал для выправления врожденных и нанесенных травмой дефектов, а также лечения и различных заболеваний хряща», – считают исследователи.

Липохондроциты впервые обнаружил в 1854 году германский зоолог и гистолог Франц фон Лейдиг (Franz von Leydig), когда он заметил наличие жировых капель в хряще ушей крысы.

Открытие осталось незамеченным. Используя современные биохимические инструменты и передовые методы визуализации, группа Пликуса всесторонне охарактеризовала молекулярную биологию липохряща, его метаболизм и структурную роль в скелетных тканях. Статья о липохрящах опубликована в Science.

#гистология@firstmedtv #news@firstmedtv