Патчи с микроиглами для мониторинга резидентных иммунных клеток, истоки пинеобластомы, роль таницитов в таупатии при болезни Альцгеймера, CAR-астроциты против амилоидных бляшек и многое другое — в воскресном обзоре.
Нейробиология
1. Исследователи из клиники Мейо (США) провели анализ метилирования ДНК в 472 образцах головного мозга пациентов с болезнью Альцгеймера (БА). Ранее в эпигеномных исследованиях внимание уделялось конкретным CpG-сайтам метилирования, а в этой работе использовали новый подход с выявлением регионального метилирования. В результате ученые обнаружили около 5500 участков метилирования в геноме, 99,7% из которых ассоциированы с таупатией. Что интересно, многие из генов с измененным метилированием связаны с олигодендроцитами — среди них как уже известные гены BIN1 (ассоциирован с повышенным риском БА), MYRF, MBP, MAG (связаны с миелиновой оболочкой), так и ранее не описанные — LDB3.
2. Ученые из Медицинской школы Вашингтонского университета (США) предложили новый подход к лечению БА — CAR-A-терапию, где А обозначает «астроциты». Ранее антиамилоидными химерными антигенными рецепторами (CAR) снабжали микроглию, однако столкнулись с проблемой ее истощения. В новой работе CAR добавили в астроциты: внеклеточная часть рецептора содержит вариабельный фрагмент анти-амилоидного антитела (кренезумаб, способный связывать растворимую форму амилоида-бета и олигомеры, либо адуканумаб, связывающий только олигомеры), а внутриклеточная — сигнальный домен, который способствует фагоцитозу. Мышам внутривенно вводили аденоассоциированный вирус (ААВ), несущий CAR-конструкты под специфичным для астроцитов промотором (GFAP). После этого наблюдали снижение количества амилоидных бляшек и уменьшение гибели нейронов.
CAR-астроциты в мозге мышей скапливались вокруг амилоидных бляшек, в отличие от немодифицированных астроцитов. Также они способствовали активации микроглии, благодаря чему она тоже активнее принимала участие в удалении бляшек. Однако значительных улучшений в когнитивных способностях животных обнаружено не было, как и в случае с антиамилоидной терапией на основе антител. По мнению авторов, это связано с тем, что CAR-A-терапия против амилоида не решает проблему таупатии, в то время как именно тау ассоциирован со спадом когнитивных способностей.
3. Как установил международный коллектив ученых, в патологическом накоплении тау в мозге при БА играет важную роль дисфункция таницитов — специализированных эпендимных клеток желудочков мозга, отростки которых проходят в гипоталамус. Анализируя мышиные модели, первичную культуру таницитов и образцы тканей мозга от пациентов, ученые сделали вывод, что танициты ответственны за транспорт тау из ликвора в кровь. Если способность таницитов к везикулярному транспорту блокировали, то тау оставался в ликворе, из-за чего усугублялась таупатия. У пациентов с БА соотношение общего и фосфорилированного тау в плазме крови и в ликворе снижено по сравнению со здоровыми людьми. Вероятно, это вызвано деградацией таницитов при БА: на срезах мозга их отростки разрушены, а при анализе транскриптома отдельных клеток (snRNA-seq) оказалась снижена экспрессия генов, связанных с везикулярным транспортом.
4. Немецкие ученые показали, что витрификация подходит для криоконсервации гиппокампа и его срезов. В отличие от других методов криоконсервации, витрификация позволила не только сохранить структуру образцов гиппокампа взрослых мышей, но и возобновить после «оттаивания» метаболическую активность и электрофизиологические параметры. В частности, после витрификации в срезах гиппокампа сохранялись пластичность, долговременная потенциация (то есть механизм, лежащий в основе обучения и запоминания) и другие важные качества нервной ткани.
Биомедицина
5. Ученые из Массачусетского технологического института вместе с коллегами разработали гидрогелевые патчи (пластыри) с микроиглами, позволяющие неинвазивно отслеживать популяции тканерезидентных Т-клеток памяти. Для этого после сенсибилизации к антигену на участок кожи нужно воздействовать тем же самым антигеном, чтобы антигенспецифичные Т-клетки рекрутировались в ткани, а при наклеивании на этот участок патча взаимодействовали с микроиглами. В экспериментах на мышах с помощью таких патчей удалось получить тысячи антигенспецифичных лимфоцитов и клеток врожденного иммунитета. Патчи протестировали и на пациенте с аллергическим контактным дерматитом: после стимуляции клеток памяти аллергеном с их помощью выявили различные популяции лимфоцитов, которые отсутствовали в здоровых участках кожи.
6. В Питтсбургском университете (США) предложили решить проблему воспаления при травме роговицы за счет эксплуатации резидентных бактерий глаза. Исследователи генетически модифицировали бактерию Corynebacterium mastitidis, которая обитает в глазу и известна защитным действием против патогенов. Благодаря модификации бактерия стала вырабатывать противовоспалительный цитокин — IL-10, способствующий регенерации тканей. Продукция IL-10 также модулирует активность резидентных иммунных клеток, снижая воспалительные реакции.
Подробнее на PCR.NEWS.
7 .Исследователи из Китая и Канады модифицировали эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) человека таким образом, чтобы они избегали иммунного ответа при аллогенной трансплантации. Модификация по методу AlloAccept заключалась в экспрессии ряда трансгенов (PD-L1, CD200, CCL21 и др.), благодаря чему трансплантированные стволовые клетки удалось «скрыть» от иммунитета. Дополнительная модификация по методу SafeCell состояла во внедрении связи между генами клеточного цикла CDK1 и «суицидального» гена тимидинкиназы вируса герпеса (HSV-TK) — в трансплантированных клетках появлялся «переключатель», убивающий их при аномальном уровне пролиферации. Модифицированные двумя методами ЭСК человека подкожно трансплантировали гуманизированным мышам, в результате клетки дифференцировались в различные типы тканей. Остановить их рост можно было с помощью ганцикловира, который активировал систему SafeCell. Модифицированные трансплантаты выживали в течение 5 месяцев без отторжения.
Онкология
8. Ученые из Кембриджского университета (Великобритания) выяснили, как образуются ниши вокруг опухолевых клеток на ранних стадиях онкогенеза. На примере плоскоклеточных опухолей ЖКТ у мышей исследователи показали, что в ответ на стресс ранних опухолевых клеток окружающие мезенхимальные клетки формируют нишу, поддерживающую их рост. Так, фибробласты активируют программу регенерации, что приводит к ремоделированию внеклеточного матрикса. Из-за этого вокруг опухоли постепенно формируется стромальный скаффолд, богатый фибронектинами. Формирования самой ниши при этом достаточно, чтобы даже здоровые клетки эпителия вели себя по опухолевому типу.
9. Исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (США) предложили новый подход к улучшению CAR-Т-терапии солидных опухолей. CAR-Т-клетки модифицировали таким образом, чтобы они секретировали одноцепочечный вариабельный фрагмент (scFv) антитела против VEGF — фактора, который не только способствует росту сосудов вокруг опухоли, но и вносит вклад в создание иммуносупрессивного микроокружения. Противоопухолевая эффективность модифицированных CAR Т-клеток оказалась повышена в моделях рака яичников и глиомы по сравнению с классическими CAR Т-клетками, даже если их совмещали с терапией анти-VEGF антителами. На клеточном уровне модификация Т-клеток улучшала их активацию и митохондриальную активность.
10. Международная группа ученых исследовала процесс развития пинеобластомы — агрессивной педиатрической опухоли шишковидной железы (эпифиза) головного мозга. Анализируя данные секвенирования отдельных клеток (scRNA-seq), авторы статьи в Cancer Cell отследили происхождение пинеобластомы от клеток-предшественников пинеалоцитов — специфических клеток шишковидной железы. Оказалось, что нарушение функций предшественников пинеалоцитов может быть связано с опухолевым нарушением фоторецепторов, что характерно также для ретинобластомы и медуллобластомы группы 3. (Эпифиз играет важную роль в регуляции циркадных ритмов, его клетки демонстрируют эволюционное сходство с сетчаткой глаза и общие с ней паттерны экспрессии.) На основе этой информации можно не только найти терапевтические мишени для лечения пинеобластомы, но и разработать доклинические модели.
Растения
11. Ученые из США попытались улучшить рост растений в симулированном лунном реголите. Для экспериментов выбрали нут. При повышенной концентрации реголита растения испытывали стресс, однако при добавлении в почву грибков арбускулярной микоризы и вермикомпоста их рост улучшался. Так, даже в 100%-ном реголите выживаемость растения в присутствии микоризы продлевалась на две недели. Таким образом, симбиоз с грибами повышает устойчивость растений к экстремальным условиям. По мнению авторов исследования, это может стать ключом к обеспечению человечества пищей во время космических путешествий.
Вирусология
12. Ученые из Франции и США выяснили, что вирус герпеса HSV-1 способен разжижать оболочку ядра клеток человека, что облегчает его проникновение в ядро. Для этого вирус использует белок ICP4, способствующий образованию и росту ядерных конденсатов. Напротив, уплотнение ядра мешало размножению вирусных частиц. Это открытие может способствовать разработке новых противовирусных средств.
Диагностика
13. Норвежские ученые проанализировали протеомы сыворотки крови 50 пациентов с миалгическим энцефаломиелитом/ синдромом хронической усталости и 29 здоровых добровольцев. Они обнаружили около 800 белков сыворотки крови, которые значительно отличаются между этими группами. В частности, при МЭ/СХУ повышались уровни секретируемых белков, а уровни внутриклеточных белков (в том числе происходящих из скелетных мышц) снижались. Были выявлены также характерные изменения в уровнях белков, ассоциированных с активностью иммунных клеток и воспалением: в частности, стало меньше белков, вырабатываемых активированными нейтрофилами. Известно, что МЭ/СХУ может быть спровоцирован инфекцией, но в настоящее время нет ни общепринятых биомаркеров этого загадочного состояния, ни эффективного лечения.
14. Ученые из США занялись поиском биомаркеров шизофрении в буккальных мазках. Они проанализировали 17 образцов от пациентов с шизофренией и 17 образцов от здоровых контролей. В лизатах образцов с помощью кПЦР обнаружили значимое увеличение уровня мРНК Sp4 (транскрипционный фактор), а масс-спектрометрия выявила повышение уровня белка теплового шока HSP60. Высокие уровни обоих биомаркеров оказались ассоциированы с подгруппой пациентов, имеющих выраженную симптоматику шизофрении и ухудшения памяти.
Больше статей о медико-биологических науках на нашем сайте