Обзор научной периодики за 27 августа — 2 сентября

Журналы читал Александр Колесников

1.     На этой неделе отмечается интерес издателей к всевозможным работам технологического плана. Некоторые выглядят весьма многообещающе, но их истинную ценность, как всегда, покажет время.

Прорыв в технике клеточного сортинга, о котором рассказывает журнал Cell. Разработана технология сортировки клеток на основе анализа изображений, получаемых высокопроизводительной микроскопией, и использования специальной микрофлюидики, «динамически фиксирующей» объекты в потоке жидкости. Многие годы от преподавателей, обучавших работе на сортере, можно было услышать: «Запомните самое главное — вы не сортируете клетки или бактерии, вы сортируете капельки, несущие или не несущие нужный флюоресцентный сигнал». Теперь мы видим сами объекты.

Разнообразные методы клеточной сортировки будут развиваться и приносить новые открытия. Например, унипотентные стволовые клетки-предшественники нейтрофилов, которые десятилетиями не могли обнаружить, были недавно идентифицированы при помощи CyTOF – времяпролётной масс-цитометрии, названной так по аналогии с масс-спектрометрией. Более того, данные, опубликованные в журнале Cell Reports, показывают, что эти предшественники способны супрессировать Т-клеточный иммунный ответ и способствовать росту опухолей.

2.     Важность технологии CRISPR давно ни у кого не вызывает сомнений. Однако её практическое использование в медицине в интересах коррекции генома затруднено недостаточной точностью работы ферментов Cas. Различные группы учёных отмечали, что ферменты Cas могут индуцировать «невидимые» изменения в геноме, в частности, вызывать большие хромосомные перестройки, не детектируемые традиционными методами. Поэтому усилия многих исследователей направлены на «искоренение недостатков» этой многообещающей технологии. Совсем недавно Cas9 «посадили на диету», существенно уменьшив размер нуклеазы при помощи технологий направленной эволюции с целью улучшить функциональность и эффективность доставки белка в клетку. Но самая интересная новость в области технологий геномного редактирования пришла из журнала EMBO. Белок SHLD2, ранее называвшийся FAM35A, идентифицирован как направляющий репарацию двухцепочечных разрывов ДНК по «вредному» пути негомологичного сращивания концов разрыва. Модуляция активности этого белка, находящегося в составе большого мультиферментного комплекса, может повысить эффективность редактирования.

И результаты усилий в области редактирования методом CRISPR обнадёживают. На модели мышечной дистрофии Дюшенна у собак была проведена успешная коррекция мутации in vivo с использованием аденовирусной доставки компонентов, необходимых для редактирования. Журнал Science сообщает, что удалось восстановить до 90% активности дистрофина дикого типа.

Другие способы геномного редактирования не сдают позиции окончательно. Интерес к промышленному производству паутины существует многие годы, однако при реализации этого процесса выход продукта всегда был низким. Используя геномное редактирование при помощи TALEN, биотехнологи заставили производить паутину личинок тутового шелкопряда. В работе, опубликованной в PNAS, приводятся фотографии коконов, которые личинки шелкопряда намотали из паучьего шёлка! Свойства «рекомбинантной паутины» не полностью воспроизводят натуральный продукт, но показатели прочности лишь ненамного уступают нити дикого типа, а по способности к растяжению биотехнологическая паутина даже лучше, чем натуральная.

3.     Две интересные работы опубликованы в PLOS Pathogens. Авторы одной из них изучали нейтрализующие антитела к вирусу Эбола, полученные от пациентов, победивших инфекцию. Нейтрализующую активность проявляли исключительно антитела к поверхностному антигену вируса, причём антитела к «шляпке» и «шейке» антигена ингибировали принципиально различные стадии жизненного цикла вируса и по-разному активировали иммунную систему. Новое знание позволит более эффективно бороться с патогеном и рационально конструировать антигены для защитной вакцины.

Вторая работа касается механизмов иммуносупрессии при туберкулёзе. Как и при атеросклерозе, при туберкулёзе из макрофагов формируются так называемые пенные клетки, нагруженные липидами. В отличие от атеросклероза, инфицированные макрофаги накапливают триглицериды. В результате формируется хронический воспалительный процесс, который мешает нормальному иммунному ответу на патоген. И хотя механизм накопления «жира» макрофагами точно не известен, показано, что в его индукции принимают участие хорошо известные «игроки» — ФНО-альфа и mTOR, что даёт надежду на разработку эффективных контрмер против такого «ожирения» иммунной системы.

4.     В журнале «Science» опубликована работа, показавшая, что мутации в гене киназы RIPK1 вызывают одновременно первичный иммунодефицит и хроническое воспаление. Поскольку RIPK1 является важнейшим регулятором клеточной смерти и вовлечена в сигнальную трансдукцию с участием NF-κB, исследователи заключили, что этот и без того широко известный транскрипционный фактор является связующим звеном между клеточной смертью, воспалением и иммунодефицитом.

5.     Новости Европейского центра профилактики и контроля заболеваний: возбудитель гонореи, устойчивый к азитромицину и цефалоспоринам, имеет широкое распространение. Увеличения распространённости таких штаммов пока не происходит, но это может быть делом недалёкого будущего.

6.     Фундаментальное исследование, опубликованное в Nature Biotechnology, рассказывает о том, к каким интересным результатам привела «чистка» бактериального таксономического древа с применением алгоритма более совершенного, чем базировавшийся на 16S РНК, и проводящего сравнение 120 ультраконсервативных белков. Описанные «слияния и поглощения», по мнению исследователей, повысят эффективность изучения микробиома в целом. Особо стоит отметить прогресс в систематике некультивируемых микроорганизмов – ведь они, как не так давно стало известно, являются новым источником ценнейших антибиотиков.

7.     На диагностическом поле имеют место быть интересные новости. Например, подешевевшее полногеномное секвенирование может со временем полностью вытеснить классические молекулярно-диагностические методы. На это намекает распоряжение Департамента здравоохранения штата Нью-Йорк, которое предписывает не проводить тестирование лекарственной устойчивости возбудителя туберкулёза, геном которого не содержит, по данным NGS, лекарственно-устойчивых мутаций. Экономический эффект предписания базируется на том, что до сих пор более 90% изолятов патогена, обнаруженных в штате, были чувствительны к антибиотикам.

Другая работа по диагностике туберкулеза: тест Xpert компании Cepheid должен применяться быстрой диагностики внутрибольничного туберкулёза. Такой подход, отмечают исследователи, существенно сокращает затраты и повышает эффективность терапии.

8.     Интересную тенденцию в развитии диагностики состояния опухоли и организма пораженного заболеванием пациента отмечает Genetic Engineering & Biotechnology News. Развитие различных ветвей иммунотерапии делает анализ состояния иммунной системы пациента и её способности бороться с опухолью более важным, чем детальное типирование опухолевой ткани. Появление сразу двух идеологически сходных исследований, основанных на транскриптомном анализе и посвященных эффективности действия на опухоль ингибиторов контрольных точек иммунной системы, свидетельствуют в пользу правоты комментаторов. Работы можно посмотреть здесь и здесь.

Исследования традиционных опухолевых маркеров также продолжаются полным ходом. В работе, опубликованной в International Journal of Cancer, описана связь полиморфизма гена ANO7 и агрессивности опухолей простаты. Сам белок, скорее всего, относится к мембранным транспортерам, однако его функция до конца не изучена.

Исследование тройного негативного рака молочной железы (не поддаётся ни гормональной терапии, ни терапии герцептином) показало, что высокую степень гетерогенности этой опухоли обуславливает белок, кодируемый геном Sox10, основной функцией которого считается перестройка хроматина и активация других генов в эмбриональных клетках. Разнообразие фенотипов опухолевых клеток, вызванное работой Sox10, крайне затрудняет терапию.

9.     Несколько слов о компаниях, благодаря которым диагностические возможности быстро расширяются. Illumina получила разрешение регулятора в Китае на использование своей системы MiSeqDx для проведения клинической диагностики. А тест-система Sophia 2 компании Quidel для диагностики болезни Лайма была признана FDA достаточно надёжной, чтобы получить освобождение от необходимости работы по протоколу CLIA (Clinical Laboratory Improvement Amendments). По словам Дугласа Брайанта, президента и исполнительного директора компании, эта поправка значительно расширяет возможности быстрой диагностики болезни Лайма в любом медицинском учреждении, фактически включая обычный кабинет практикующего врача.