Исследователи собирают огромное количество данных генома от многих видов жвачных животных

        

Проект дает ценную новую информацию о том, как генетические изменения в процессе эволюции сделали жвачных животных одной из самых успешных групп животных на планете. Результаты недавно были опубликованы в трех статьях в признанном научном журнале Science .

Прибл. 20 миллионов лет назад жвачные животные начали опережать все другие группы крупных травоядных. Сегодня жвачные животные насчитывают более 200 видов из всех экосистем и всех размеров, от 2 до 1500 кг.

Совместная команда датских и китайских исследователей собрала огромное количество данных генома от 44 видов жвачных животных, некоторые из которых редки и находятся под угрозой исчезновения. Исследование раскрывает некоторые важные загадки в эволюционной биологии, и некоторые из результатов представляют медицинский интерес для человека.

Новые ДНК-методы раскрывают успех жвачных животных

– «Наше исследование показывает, как жвачные животные получают более эффективное использование растительной пищи, например, с помощью сложной иммунной системы, которая очень точно регулирует бактериальную флору в рубце. Кроме того, мы обнаружили изменения в метаболизме животных, что позволило животным использовать способность бактерий переваривать растительный материал. Наконец, у жвачных появились специальные зубы, которые также увеличивают потребление пищи. Вот некоторые из причин успеха жвачных животных », – говорит один из руководителей исследования, доцент Расмус Хеллер, факультет биологии, Копенгагенский университет.

ДНК – это план Жизни. Он не только кодирует все биологические особенности, но также записывает историю эволюционных адаптаций.

– «С помощью передовой технологии секвенирования генома мы можем расшифровать геномы сотен видов, что раньше было невозможно. Сравнивая геномы разных видов, мы теперь можем ответить на спорные вопросы об их эволюции. Мы можем обнаружить гены, которые необходимы для анатомических признаков жвачных животных, таких как многокамерный желудок и головной убор. Их больше нигде нет в животном мире », – говорит другой из руководителей проекта, профессор Гоцзе Чжан из факультета биологии Копенгагенского университета.

Исследование дает захватывающие идеи

Помимо фундаментального научного интереса, результаты этого проекта также имеют прикладное значение. Одним из наиболее важных аспектов исследования является то, что фундаментальные исследования на животных могут привести к новым неожиданным открытиям. Например, многие дикие жвачные животные устойчивы к важным и дорогостоящим болезням крупного рогатого скота, таким как ящур, а некоторые, возможно, даже разработали защитные механизмы от рака.

Например, что довольно удивительно, исследование указывает на то, что взрывной рост рогов оленей (до 2 см в день) можно отнести к генам, которые участвуют в другом типе взрывного роста клеток, а именно раке. Между тем, у оленей развились другие варианты генов, которые способствуют контролю деления клеток, предотвращая его выход из-под контроля и вызывая повреждения, наблюдаемые при раке. Очевидно, олени могут использовать контролируемый тип роста раковых клеток, чтобы каждый год обновлять свои впечатляющие рога.

– «Я убежден, что наши данные и результаты будут способствовать поиску генов, имеющих важное значение в животноводстве. Мы создали новые идеи на основе, например, рост костей, регенеративная биология и физиологические адаптации к климату и окружающей среде. Эти открытия могут оказаться полезными в нашем поиске методов лечения заболеваний человека в будущем. В то же время мы получили гораздо больше знаний о развитии этой важной группы животных, которая годами загадывала исследователей », – говорит Расмус Хеллер.

Это исследование является одним из самых обширных, согласованных проектов генома, когда-либо сделанных на животных. Три статьи в Science составляют первую фазу результатов проекта, и это еще не все.

        

Источник:

Факультет науки – Копенгагенский университет

Журнал:

[ЧенЛ и др. . (2019) Крупномасштабное секвенирование генома жвачных животных дает представление об их эволюции и отличительных чертах. Наука . дои. орг / 10. 1126 / наука. aav6202

      

Source link

Ученые разрабатывают новый экспресс-тест для диагностики бактериальных инфекций нижних дыхательных путей

        

Ученые из Института Quadram и Университета Восточной Англии (UEA) разработали новый, быстрый способ диагностики бактериальных инфекций нижних дыхательных путей в течение нескольких часов, а не дней, которые могли бы улучшить лечение пациентов и замедлить распространение устойчивости к противомикробным препаратам. Метод опубликован сегодня в журнале Nature Biotechnology .

Ежегодно во всем мире от инфекций нижних дыхательных путей, таких как пневмония, умирает около 3 миллионов человек. Современные методы диагностики основаны на выращивании бактерий из образцов пациентов, но это занимает два-три дня и, возможно, еще не идентифицирует причину. В течение этого времени пациентам дают антибиотики широкого спектра действия, которые могут не работать, если инфекция вызвана устойчивым патогеном, и могут вызывать побочные эффекты. Чрезмерное использование антибиотиков широкого спектра действия также является известным фактором развития устойчивости к противомикробным препаратам.

Доктор Джастин О'Грэйди и его команда успешно разработали клинический метагеномный тест (геномный анализ нескольких организмов, полученных из одного образца), чтобы точно идентифицировать бактериальные причины инфекций нижних дыхательных путей в течение 6 часов. Он также может определить, являются ли патогены устойчивыми к любому из антибиотиков, используемых для лечения этих инфекций.

Это позволяет проводить быстрое лечение целевыми антибиотиками, что приводит к улучшению результатов лечения пациентов, в то же время сокращая использование антибиотиков широкого спектра действия и помогая в борьбе с устойчивостью к противомикробным препаратам.

Клиническая метагеномика обещает революционизировать диагностику инфекционных заболеваний, и наше исследование описывает первый быстрый и доступный и точный клинический метагеномный тест, который можно легко использовать на регулярной основе в клинических условиях ».

Доктор О'Грэйди, руководитель группы в институте Quadram и доцент в UEA

Исследование преодолевает некоторые препятствия, которые на сегодняшний день сдерживают широкое распространение клинической метагеномики. Новый метод включает в себя этап, который быстро и эффективно удаляет генетический материал человека из образца, предоставленного пациентом, тем самым оставляя в основном ДНК патогена для секвенирования.

«С респираторными образцами трудно работать, потому что они в основном состоят из генетического материала человека. Удаление этого облегчает обнаружение патогенных микроорганизмов и снижает стоимость и время секвенирования». сказала Фамула Харалампус, исследователь исследования.

Новый метод был разработан с коллегами в Норвичском исследовательском парке, в больнице Норфолка и Норвичского университета и в Институте Эрлхэма. Финансирование исследования поступило от Совета по исследованиям в области биотехнологии и биологических наук, Совета по медицинским исследованиям и Национального института исследований в области здравоохранения.

Исследователи использовали портативное устройство секвенирования MinION от Oxford Nanopore, чтобы упростить секвенирование в реальном времени, генерирование и анализ данных. Это помогло сократить время на результат с дней до часов. Портативность этого устройства для секвенирования означает, что его можно использовать ближе к пациенту, что сокращает время, затрачиваемое на отправку образцов в центральную лабораторию.

Экспериментальный метод был испытан на 40 образцах от пациентов с подозрением на инфекции нижних дыхательных путей. Затем команда доработала тест, чтобы улучшить его чувствительность и сократить время от пробы до результата до шести часов, и проверила еще 41 пробу дыхания.

«Конвейер, который мы разработали в этом исследовании, производит данные, которые можно использовать не только для клинической диагностики, но и для приложений общественного здравоохранения, таких как обнаружение вспышек и контроль инфекций в больницах», – сказала д-р Джемма Кей.

Протокол в настоящее время оценивается в более крупном многопрофильном клиническом исследовании, чтобы оценить его эффективность для диагностики внебольничной пневмонии.

        

Источник:

Ссылка на журнал:

O'Grady, J. и др. . (2019) Метагеномика нанопор позволяет проводить быструю клиническую диагностику бактериальной инфекции нижних дыхательных путей. Природная биотехнология . doi.org/10.1038/s41587-019-0156-5.

      

Source link

Новый генетический маркер связан с повышенным риском рака молочной железы в пременопаузе

        

Исследователи из Университета Альберты добавили новый генетический маркер на карту рака молочной железы, помогая расширить список генетических мутаций, которые клиницисты могут наблюдать при скрининге рака.

Было установлено, что генетический маркер, называемый rs1429142, обеспечивает более высокий риск развития рака молочной железы у кавказских женщин с генетическим изменением по сравнению с женщинами без изменений. У женщин в пременопаузе этот риск достигал 40%. Способность идентифицировать эти гены и их варианты (так называемые аллели) может быть жизненно важной для раннего выявления и спасительного лечения.

Это важно, потому что чем больше мы можем создать полную картину всех генов и всех вариаций и мутаций, которые способствуют развитию рака молочной железы, тем ближе мы подходим к разработке генетического скрининга рака молочной железы на уровне популяции. Если мы сможем выявить женщин из группы риска до того, как им будет поставлен диагноз, и пока у нас есть ресурсы для снижения этого риска с помощью профилактических подходов, мы сможем снизить общее бремя риска рака молочной железы в популяции ».

Самбасиварао Дамараджу, профессор кафедры лабораторной медицины и патологии Университета США и сотрудник Института исследования рака Северной Альберты

Несмотря на то, что исследование в основном было сосредоточено на генетических причинах рака молочной железы у кавказских женщин, команда Дамараджу продолжала проверять свои выводы у женщин китайского и африканского происхождения, чтобы изучить влияние демографии на риск рака.

Рак молочной железы является самой распространенной формой рака у женщин, и, по оценкам, у каждой восьмой женщины он развивается в течение жизни. В то время как факторы окружающей среды, такие как курение, диета или недостаток физической активности, могут привести к раку, гены человека также способствуют риску заболевания.

«Одним из реальных преимуществ этого исследования является то, что оно уделяет большое внимание пременопаузальному раку молочной железы, о котором иначе не думали особо», – сказал Махалакшми Кумаран, аспирант Дамараджу и первый автор статьи.

Исследование, опубликованное в International Journal of Cancer является первым в своем роде исследованием риска рака молочной железы у кавказских женщин, разделенных на пременопаузальную и постменопаузальную группы. Поскольку большинство случаев рака молочной железы диагностируется у женщин старше 55 лет, большинство исследований генетических ассоциаций сосредоточены на женщинах в постменопаузе. Однако наследственные формы рака, обычно связанные с генетическими мутациями, с большей вероятностью будут более агрессивными и диагностируются на более ранних этапах жизни.

Исследователи исследовали более 9000 женщин из Альберты для исследования, используя образцы пациентов с диагнозом рак молочной железы и здоровых контрольных пациентов из Биобанка исследований рака Альберты и Проекта завтрашнего дня Альберты, соответственно.

ДНК, выделенная из крови участников, дала ключи к определенным хромосомам, которые показали связь с риском рака молочной железы. Используя эти подсказки, команда начала сосредотачиваться на определенных областях хромосомы, чтобы определить местонахождение генетических изменений между образцами. Они заметили, что rs1429142 показал постоянную связь с риском рака молочной железы в нескольких тестах. Когда данные были проанализированы на основе менопаузального статуса, было показано, что риск значительно выше для женщин в пременопаузе.

После подтверждения связи между генетическим вариантом и раком молочной железы, группа предприняла дополнительный шаг, чтобы увеличить область генома, чтобы определить конкретное местоположение гена на хромосоме и отметить его для будущих исследователей.

«Нахождение этого генетического маркера похоже на то, чтобы начать с карты мира с высоким разрешением Google, а затем медленно увеличивать изображение вашего дома», – сказал Дамараджу. «Это важно сделать, потому что теперь мы, по сути, установили дорожный знак на хромосоме, который может помочь будущим исследователям проводить дальнейшие углубленные исследования».

Используя международные данные других генетических исследований рака молочной железы и вклад исследователей из Университета Вандербильта и Детской исследовательской больницы Св. Джуда из Теннесси, группа также смогла подтвердить свои выводы о женщинах китайского и африканского происхождения. Они обнаружили, что женщины африканского происхождения подвергаются особенно высокому риску предменопаузального рака молочной железы из-за варианта гена. Это подчеркнуло идею, что генетическое происхождение играет важную роль в риске рака.

В то время как исследование было сосредоточено, главным образом, на генетических вариациях, присутствующих на одной хромосоме, Дамараджу сказал, что они также нашли многообещающие выводы для выявления большего количества связанных с раком генетических маркеров на других хромосомах. В будущем он надеется, что его исследования помогут разработать более точный метод лечения рака молочной железы путем адаптации методов лечения к конкретным потребностям пациента.

«В течение последних 20 лет я фокусировался на том, чтобы построить генетические исследования, приносящие пользу пациенту», – сказал он. «Мы выявляем генетические предрасположенности и фокусируемся на разработке моделей риска, связанных с популяциями, чтобы обеспечить потенциальный скрининг популяций и, в конечном итоге, возможные вмешательства».

        

Источник:

Факультет медицины и стоматологии Университета Альберты

Ссылка на журнал:

[1945900S]. и др. . (2019) Точное картирование нового предрасположенного локуса предрасположенности к раку молочной железы по Chr4q31.22 у кавказских женщин и валидация у африканских и китайских женщин. Международный журнал рака. doi.org/10.1002/ijc.32407.

      

Source link

Новая техника ДНК-микроскопии предлагает новое понимание геномной информации в клетках

        

Ученые теперь могут видеть внутри клеток до геномного уровня с помощью недавно изобретенной техники визуализации, называемой ДНК-микроскопией. Используя ДНК-штрих-коды, ДНК-микроскопия позволяет ученым определять местоположение молекулы в образце без использования какого-либо вида оптики, что означает, что геномная информация может собираться в больших количествах.

Shutterstock | ktsdesign

Исследователь Медицинского института Говарда Хьюза (HHMI) Авив Регев, молекулярный биолог Фэн Чжан, который был выбран в качестве исследователя HHMI в 2018 году, и биофизик Джошуа Вайнштейн опубликовали отчет в Cell 20 июня 2019 года.

«Хотя визуализация клеток и тканей была краеугольным камнем биологии с тех пор, как клетки были обнаружены под световым микроскопом много веков назад, современные методы микроскопии до настоящего времени в значительной степени не включали растущую способность производить точные измерения геномных последовательностей».

Но теперь Вайнштейн говорит, что их новая техника визуализации предлагает «еще один уровень биологии, который мы не смогли увидеть».

В этом процессе используется как световая микроскопия (которая может видеть молекулы даже в малонаселенных образцах), так и ДНК-микроскопия (которая отличается в образцах с плотной молекулой), и Вайнштейн считает, что эти два процесса хорошо дополняют друг друга.

Вайнштейн и исследовательская группа хотели объединить оптико-центрированную микроскопию, которая предлагает сложное понимание субклеточной структуры и действия, и микроскопию на основе диссекции, которая позволяет ученым получать генетическую информацию путем сшивания рассеченных образцов в одну полную картину.

Объединение этих двух методов микроскопии приносит пользу ученым, анализирующим образцы с генетически разнообразными группами клеток. Вайнштейн ссылается на иммунную систему как на прекрасный пример, объясняя, что гены иммунных клеток могут варьироваться до одной буквы ДНК. Эти тонкие изменения могут вызвать выработку существенно разных антител в клетке. Кроме того, если клетка обнаружена в тканях, это также может изменить выработку антител.

«Получая информацию непосредственно от изучаемых молекул, ДНК-микроскопия открывает новый способ связи генотипа с фенотипом», – сказал Чжан. Вайнштейн добавил, что, используя только один тип микроскопии, «вы получаете только часть картины ».

Во-первых, клетки выращивают и собирают в лаборатории и фиксируют в реакционной камере. Затем добавляется ряд штрих-кодов ДНК, которые прикрепляются к молекулам РНК, давая каждому уникальную метку. Затем, химическая реакция используется, чтобы сделать больше копий каждой меченой молекулы.

«Представьте, что каждая молекула представляет собой радиомачту, излучающую свой собственный сигнал наружу», – объясняет Вайнштейн.

Со временем меченые молекулы сталкиваются друг с другом и объединяются, образуя пары ДНК.

Затем для определения букв каждой молекулы в образце используется последовательность ДНК, что может занять до 30 часов. Затем алгоритм декодирует данные, которые, согласно документу, представляют приблизительно 50 миллионов букв ДНК генетических последовательностей из каждой исходной клетки.

Все эти данные затем преобразуются в изображения, что позволяет ученым «реконструировать в точности то, что вы видите под световым микроскопом», добавил Вайнштейн.

«Это совершенно новая категория микроскопии», – сказал Регев. «Это не просто новая техника, это способ делать вещи, которые мы никогда раньше не рассматривали».

Регев надеется, что этот новый метод микроскопии «разжигает воображение – что люди будут вдохновлены великими идеями, о которых мы никогда не думали»

        
      

Source link

Исследователи разрабатывают модель кишечной инфекции, которая может способствовать разработке вакцин

        

Кишечный паразит Cryptosporidium вызывающий диарейные заболевания, очень хорошо заражает людей. Это главная причина болезней, передающихся через воду в рекреационных водах в Соединенных Штатах. Во всем мире это серьезное заболевание, которое может остановить рост или даже убить младенцев и детей младшего возраста. И люди с ослабленной иммунной системой, такие как ВИЧ / СПИД, также очень восприимчивы. Нет вакцины и нет эффективного лечения.

Удивительно, но штаммы паразитов, которые заражают людей, не так хорошо справляются с заражением мышей. Чтобы изучить болезнь, исследователи должны были полагаться на мышей с дефектной иммунной системой, модель, которая затрудняла понимание того, как вызвать иммунный ответ, который мог бы защитить детей.

Но это должно измениться. Используя встречающиеся в природе виды мышей Cryptosporidium команда под руководством исследователей из Школы ветеринарной медицины Пенна разработала модель инфекции, которая поражает иммунологически нормальных мышей. Они показывают, что у мышей развивается иммунитет к паразиту после заражения, и что живая аттенуированная вакцина обеспечивает защиту животных от него. Их результаты появляются в журнале Cell Host & Microbe .

Теперь у нас есть фантастическая модель мыши, которая отражает болезнь человека. Это мощная лабораторная модель, в которой мы можем вносить изменения по своему желанию и проверять важность различных компонентов иммунного ответа на инфекцию, и это как раз то, что нам нужно для разработки эффективной вакцины ».

Борис Стрипен, биолог, Пенн Вет и старший научный сотрудник

Мыши, которые получили экспериментальную вакцину, которая использовала ослабленную версию паразита, были так же защищены от инфекции, как и те, которые уже перенесли первоначальную инфекцию, обнаружили исследователи. «Мы смогли показать, что мыши были защищены – не стерильным иммунитетом – но очень надежной защитой от болезней, что именно то, что наблюдается у детей», – говорит Адам Сатериале, первый автор доклада и постдокторский исследователь в лаборатории Стрипена.

Стрипен был сосредоточен на развитии науки о Cryptosporidium в течение последних нескольких лет. Одно важное достижение произошло в 2015 году, когда его лаборатория добилась успеха в использовании технологии CRISPR-Cas9 для генетической модификации организма.

В новой работе Стрипен, Сатериале и его коллеги стремились разработать метод для более легкого изучения паразита на мышах, которые устойчивы к двум видам, ответственным за большинство инфекций человека. Взяв другой путь, они искали ДНК Cryptosporidium в экскрементах мышей с ферм и обнаружили один вид, C. tyzzeri в 30 процентах выборок.

«Одним из первых, что мы сделали, была последовательность и аннотирование генома», – говорит Сатериале, обнаруживая, что он является чрезвычайно близким родственником видов, влияющих на человека. «Как только мы узнаем геном, мы сможем не только увидеть, как он меняется по сравнению с этими видами, но мы также можем начать использовать наши генетические инструменты для манипулирования им».

Среди манипуляций, предпринятых исследователями с использованием CRISPR, было введение генов, которые заставляют паразита светиться, используя ген, заимствованный у светлячка, что позволяет им точно, но неинвазивно, отслеживать инфекцию.

В отличие от более искусственных моделей инфекции, в которых использовали мышей с ослабленным иммунитетом, команда под руководством Пенна показала, что C. Tyzzeri мог заразить здоровых мышей, вызывая инфекцию, которая повторяла многие признаки человеческого заболевания.

«Некоторые из основных иммунологических компонентов, которые, как было показано, важны для людей, также были верны для этой модели мыши», – отмечает Стрипен.

В частности, они обнаружили, что Т-клетки и белок интерферон-гамма, который играет ключевую роль в борьбе с различными инфекциями, играют решающую роль в реакции организма на паразита. У мышей, у которых отсутствовал ген интерферона-гамма, и у тех, у кого отсутствовали Т-клетки, были более тяжелые и продолжительные инфекции, чем у нормальных мышей.

«Понимание этих коррелятов иммунитета – как паразит вызывает иммунный ответ и каким механизмом иммунная система затем атакует паразита – являются важными аспектами разработки вакцины», – говорит Стрипен.

Зная, что у детей, которые заражаются Cryptosporidium может развиться устойчивость к последующим инфекциям, исследователи хотели проверить, верно ли то же самое у мышей. После подтверждения того, что это так, их последней попыткой было сделать попытку вакцинировать мышей. Они разоблачили C. tyzzeri спор к излучению, чтобы ослабить их. Мыши, получившие вакцинацию с живыми аттенуированными C. Tyzzeri были защищены от инфекции, хотя мыши, у которых отсутствовали интерферон-гамма или Т-клетки, не были защищены, что еще раз подчеркивает важность этих факторов в развитии иммунитета против Cryptosporidium.

Воодушевленные своими открытиями, исследователи продолжают исследовать пути обеспечения иммунной защиты от Cryptosporidium инфекции и делятся своей моделью с коллегами, чтобы настойчиво проводить вакцинацию или другие методы лечения этой болезни.

«Нам повезло, что мы работаем в ветеринарной школе и в Пенне в целом, когда работаем над этими вопросами», – говорит Стрипен. «Здесь мы можем создать более крупные группы биологов-паразитов и экспертов по изучению иммунных реакций, таких как наш коллега Кристофер Хантер, поэтому мы наращиваем междисциплинарные усилия, которые могут преодолеть трудности работы над этими сложными исследованиями. И, надеюсь, это будет привести к успехам, которые защищают детей. "

        

Источник:

Университет Пенсильвании

Журнальная ссылка:

Сатериале, А. [19459] . (2019) Генетически изменяемая, естественная модель криптоспоридиоза у мышей дает представление о защитном иммунитете хозяина. Cell Host & Microbe . DOI. орг / 10. 1016 / к. Ч. 2019 05. 006

      

Source link

Исследование предлагает новые ключи к основной биологии аутизма

        

За последнее десятилетие расстройство аутистического спектра было связано с мутациями в различных генах, объясняя до 30 процентов всех случаев на сегодняшний день. Большинство из этих вариантов являются мутациями de novo, которые не наследуются, затрагивают только одну копию гена и относительно легко найти. Лаборатория Тимоти Ю, доктора медицинских наук, в Бостонской детской больнице выбрала менее пройденный путь, отслеживая редкие рецессивные мутации, при которых ребенок наследует две «плохие» копии гена.

Исследование, в котором участвует одна из крупнейших на сегодняшний день когорт, предполагает, что рецессивные мутации чаще встречаются при аутизме, чем считалось ранее. Результаты, опубликованные 17 июня в Nature Genetics дают вероятное объяснение до 5 процентов всех случаев аутизма и предлагают новые ключи к биологическим причинам аутизма.

«Это самое глубокое погружение в рецессивные мутации при аутизме, но мы еще не закончили», – говорит Ю, который руководил исследованием с первым автором, доктором наук Райаном Доаном, в Бостонском детском отделе генетики и геномики. «Это исследование дает представление об интересной части загадки, которую мы еще не собрали».

Удвоение двойных ударов

Рецессивные мутации были связаны с аутизмом в прошлом, в основном в небольших исследуемых группах населения в районах, где распространены браки между родственниками. Когда родители довольно тесно связаны генетически, у их потомков больше шансов получить «двойные удары» генетических вариантов – в основном безвредных, но некоторые из них могут быть причиной заболевания.

Новое исследование представляло гораздо более широкую популяцию: 8195 человек в международном Консорциуме по секвенированию аутизма, основанном соавтором исследования Джозефом Буксаумом, доктором медицинских наук, Школы медицины Икан на горе Синай. В исследование были включены 2343 человека, страдающих аутизмом, из США, Великобритании, Центральной Америки, Германии, Швеции, Ближнего Востока и Финляндии. Он исследовал данные целого экзома, сравнивая последовательности ДНК для всех кодирующих белок генов у этих людей с аутизмом, по сравнению с 5852 незатронутыми контролями.

Исследователи сначала искали мутации «потери функции» или «нокаута», которые полностью отключали ген, так что белки, которые они обычно кодируют, усечены и не функционируют. «Концепция проста, хотя выполнение потребовало много тщательной работы», – говорит Доан, который был первым автором исследования.

Команда определила мутации с потерей функции, которые были редкими (затрагивающими менее 1% когорты) и двуаллельными (затрагивающими обе копии гена) у 266 человек с аутизмом. В целом, люди с аутизмом на 62% чаще, чем в контрольной группе, имели мутации-инвалиды в обеих копиях гена.

Команда также искала двуаллельные миссенс-мутации, которые включают изменение одной аминокислоты («ошибка правописания»). Миссенс-мутации встречаются чаще, чем мутации с потерей функции, и некоторые из них наносят такой же ущерб. Двуаллельные миссенс-мутации также значительно чаще встречались в группе аутистов.

Биологические подсказки

После исключения генетических вариантов, которые также были обнаружены в контрольной группе и в отдельной большой когорте из более чем 60 000 индивидуумов без аутизма, Доан, Ю и его коллеги оставили 41 ген, которые были выбиты только у индивидуумов с аутизмом. В целом, по оценкам исследователей, эти гены объясняют еще от 3 до 5 процентов всех случаев аутизма (2 процента от мутаций с потерей функции и от 1 до 3 процентов от мутаций миссенс)

.

Восемь из них уже были отмечены в предыдущих исследованиях. Остальные 33 никогда не были связаны с аутизмом раньше, и некоторые из них имеют интригующие признаки, которые требуют дополнительного расследования.

Один ген, SLC1A1, например, помогает модулировать активность глутамата нейротрансмиттера мозга и связан с нарушением обмена веществ, связанным с умственной отсталостью и обсессивно-компульсивным расстройством. Другой ген, потерянный у двух братьев, FEV, имеет решающее значение для превращения нейротрансмиттера мозга в серотонин, что еще больше подтверждает идею о том, что дисфункция передачи сигналов серотонина является центральной для аутизма.

Многие из двойных нокаутов были обнаружены только у одного человека и должны были быть подтверждены у других пациентов, отмечает Ю.

Подтверждена склонность мужчин к аутизму

Известно, что аутизм среди мужчин выше, чем среди женщин, в соотношении примерно 4: 1. Тем не менее, предыдущие исследования, в основном посвященные мутациям de novo, показали, что у мальчиков, как правило, наблюдаются более легкие мутации, а у девочек – более серьезные мутации, кажущееся противоречие.

Одна из гипотез состоит в том, что женский мозг каким-то образом более устойчив – он обладает большим запасом и более устойчив к аутизму, поэтому для его сбивания требуется более сильный удар. Мы спросили, имеет ли место тот же самый паттерн для рецессивных мутаций? И мы обнаружили, что это так – у женщин был более высокий уровень полного нокаута генов, чем у мужчин ».

Тимоти Ю., доктор медицинских наук, в Бостонской детской больнице

На самом деле, удивительная 1 из 10 девочек имела нокаут двуаллельного гена, вызванный либо мутациями с потерей функции, либо серьезными миссенс мутациями. И что интересно, один мальчик с аутизмом потерял ген, участвующий в передаче сигналов эстрогена, предполагая, что что-то на пути эстрогена может быть фактором риска для аутизма.

        

Источник:

Бостонская детская больница

Ссылка на журнал:

Ю, Т. и др. . (2019) Рецессивные нарушения генов при расстройстве аутистического спектра. Природа Генетика . doi.org/10.1038/s41588-019-0433-8.

      

Source link

Основные выводы из Бостонского бактериального собрания 2019 года [BBM)

        

Бостонское бактериальное собрание (BBM) – это ежегодная конференция, в которой участвуют специалисты по бактериологии из Бостона и всего мира. Его 25 -ая итерация состоялась между 6 июня и 7 июня 2019, в Научном центре при Гарвардском университете в Бостоне, и на ней присутствовало примерно 550 исследователей из более чем 100 различных академических учреждений и биотехнологических компаний. Цель конференции – осветить современные темы, касающиеся как фундаментальной, так и прикладной бактериологии.

<img alt=" Бостонская бактериальная встреча проходит в Гарвардском университете, Бостон, Массачусетс. "Src =" http://www.news-medical.net/image.axd?picture=2019%2f6%2fBy_Marcio_Jose_Bastos_Sva .jpg "width =" 1000 "height =" 711 "style =" width: 100%; "title =" Бостонская бактериальная встреча проходит в Гарвардском университете, Бостон, Массачусетс. "/> Марсио Хосе Бастос Сильва | Shutterstock

В этом году основным докладчиком был доктор Дениз Монак, профессор микробиологии и иммунологии из Медицинского факультета Стэнфордского университета и избранный член Американской академии микробиологии.

Монак рассказала о своих работах по бактериальным патогенам Francisella tularensis и Salmonella Typhimurium, особенно относящихся к их родственным эукариотическим сенсорам и взаимодействиям внутри бактериальных сообществ, которые склонны формировать заболевание , Ее мышиная модель также используется для изучения точных механизмов бессимптомных и персистирующих инфекций сальмонеллы .

Наряду с основной речью, доклады были представлены в категориях бактериальной регуляции и физиологии, восприимчивости к антибиотикам, новых антимикробных средств, достижений в области микробных методов, микробных сообществ, передачи сигналов и патогенеза.

Впервые были введены краткие флеш-доклады, чтобы дать слушателям возможность представить свои работы перед всей аудиторией Бостонского бактериального совещания 2019 года (BBM 2019). Был также ряд секционных заседаний с участием участников дискуссии, посвященных различным научным темам, разнообразию и включению в науку, карьерные возможности, охват науки и даже бактериальное искусство.

Устойчивость к противомикробным препаратам – все более актуальная тема

Снижение восприимчивости к лекарствам цефалоспорина расширенного спектра (включая цефтриаксон) проявилось в патогене, передаваемом половым путем Neisseria gonorrhoeae . Поскольку не существует четкого следующего препарата, будущее эффективного лечения гонореи находится в опасности.

Во время BBM 2019, Саманта Палас и др. впервые сообщили о механизме пониженной восприимчивости к цефалоспориновым лекарствам расширенного спектра в клинических гонококковых изолятах, который не связан с генетическими вариациями в целевом пенициллин-связывающем белке.

Выявление этого типа механизма резистентности имеет заметные последствия для разработки молекулярно-диагностических тестов, а также для наблюдения за устойчивостью к противомикробным препаратам гонореи.

Jenna I. Wurster и соавт. предположили, что метаболическое состояние хозяина может значительно влиять на восприимчивость антибиотиков в микробиоме, активируя пути как толерантности, так и резистентности, которые связаны (или регулируются) микробным метаболизмом.

Используя стрептозотоцин-индуцированную модель острой гипергликемии, эти исследователи из Университета Брауна и Вашингтонского университета объединили два подхода к изучению влияния антибиотикотерапии на микробиом мыши: метагеномное таксономическое профилирование вместе с метатранскриптомикой / метаболомикой целого сообщества.

Их результаты показывают, что выжившие таксоны в гипергликемических сообществах демонстрируют определенную степень толерантности / десенсибилизации к антибиотикам, обусловленную различиями в факторах, происходящих от хозяина, что в конечном итоге подчеркивает чувствительность микробиома к метаболизму хозяина.

<img alt=" Устойчивость к противомикробным препаратам подробно обсуждалась на BBM 2019. "src =" http://www.news-medical.net/image.axd?picture=2019%2f6%2fBy_David_Marcha.jpg "width =" 1000 "height =" 750 "style =" width: 100%; "title =" Устойчивость к противомикробным препаратам подробно обсуждалась на BBM 2019. "/> David Marchal | Shutterstock

Новые антибиотики на горизонте …

Большая международная группа исследователей из BBM показала, как представители бактериального рода Photorhabdus содержат в своем геноме множество неисследованных генных кластеров вторичного метаболита биосинтеза

.

Photorhabdus spp. живут в симбиозе с нематодами насекомых и производят антибиотики для защиты источников пищи от других микроорганизмов. Исследователи продемонстрировали эффективность нового антибиотика против грамотрицательных патогенов (даже против колистин-резистентных Escherichia coli и Pseudomonas aeruginosa )

.

Туберкулез является очень заразной болезнью, от которой ежегодно умирает 1,5 миллиона человек. Этан Джонсон и его коллеги из Университета Массачусетского технологического института и Гарварда, Медицинского колледжа имени Вейля Корнелла, Школы общественного здравоохранения им. Т.Х. Чана и Медицинской школы Университета Массачусетса продемонстрировали, как крупномасштабное профилирование химико-генетического взаимодействия может привести к появлению новых классов ингибиторов. которые специфически нацелены на Mycobacterium tuberculosis возбудителя болезни.

Идентифицируя специфические химико-генетические взаимодействия, они идентифицировали новые ингибиторы РНК-полимеразы и до сих пор не описанной мишени, эффлюксный белок EfpA.

Развитие микробных методов и скрининг микробных сообществ

В последние годы секвенирование ДНК следующего поколения продемонстрировало огромные бактериальные генетические различия в образцах пациентов и в окружающей среде. Работа Макса Шуберта и др. показал, что производство одноцепочечной ДНК in vivo имеет склонность стать универсальным методом создания библиотек штрих-кодов мутантов Escherichia coli .

Кроме того, новая система in vitro созданная Стейси Кларк и соавт. из Бостона позволяет анализировать динамику роста бактерий в тканях и позволяет идентифицировать бактериальные субпопуляции, которые реагируют на резидентные иммунные клетки, что было довольно трудно обнаружить раньше.

Хотя сообщества микробов имеют множество потенциальных применений в медицине, биотехнологии, сельском хозяйстве и науке об окружающей среде, точность исследования межвидовых взаимодействий и зависимостей была ограничена.

Во время BBM 2019 Энтони Артиз и др. представил kChip – платформу на основе капель для быстрого восходящего, параллельного построения и скрининга синтетических микробных сообществ. Этот тип скринингового подхода может быть использован в базовой и прикладной микробной экологии и может выявить многоспецифичные консорциумы, которые имеют любую оптически поддающуюся анализу функцию (такую ​​как подавление патогенных микроорганизмов, содействие агентам биоконтроля, а также деградация непокорных субстратов).

Различные исследования намекали, как промышленно развитые люди потеряли определенные кишечные микробы, и что такая потеря микробного разнообразия может быть связана с различными хроническими заболеваниями. Чтобы обнаружить вымершие виды бактерий, Марша С. Вибово и ее коллеги выполнили метагеномное секвенирование с помощью дробовика, чтобы создать самую большую реконструкцию микробных геномов из палеофизов (две тысячи лет) до настоящего времени.

Wibowo описал эволюционную историю кишечных симбионтов на уровне генов, генома и путей, что может привести к обнаружению вымерших бактерий с потенциалом восстановления здоровья человека. Другими словами, есть возможность «воскресить» старых друзей, что может снова принести нам пользу.

        
      

Source link

Ученые указывают причину фатального расстройства дыхания, которое окрашивает губы и кожу ребенка в синий цвет

        

Ученые использовали метод редактирования генов, названный CRISPR / Cas9, для генерации мышей, которые точно имитируют фатальные расстройства дыхания у новорожденных, которые окрашивают их губы и кожу в синий цвет. Новая лабораторная модель позволила исследователям точно определить причину заболевания и разработать потенциальное и крайне необходимое лечение на основе наночастиц.

Обычно не поддающаяся лечению альвеолярная капиллярная дисплазия со смещением легочных вен (ACDMPV) обычно поражает детей в течение месяца после рождения, согласно исследователям из Медицинского центра детской больницы Цинциннати, которые публикуют результаты в Американском журнале респираторной и критической помощи. Медицина . Болезнь лишает легочную систему кислорода после того, как кровеносные сосуды легких не формируются должным образом во время развития органов. Отсутствие крошечных кровеносных сосудов, называемых альвеолярными капиллярами, вызывает гипоксию, воспаление и смерть.

Не существует эффективных методов лечения, кроме трансплантации легких, поэтому срочно необходима новая терапия. Мы определили стратегию лечения наночастиц, чтобы увеличить количество альвеолярных капилляров и помочь сохранить дыхательную функцию, по крайней мере, для части детей с этим врожденным заболеванием легких ».

Влад Калиниченко, доктор медицинских наук, в Цинциннати Детский перинатальный институт центра регенеративной медицины легких и ведущий исследователь исследования

Заболевание уже давно связано с мутациями в гене FOXF1, важном регуляторе развития эмбрионального легкого. По словам исследователей, оставшейся загадкой до этого исследования являются точные микробиологические процессы, которые подпитывают ACDMPV.

Открытие соединения STAT3

В сотрудничестве с командой Павла Станкевича, доктора медицины, в Медицинском колледже Бэйлора в Хьюстоне, лаборатория Калиниченко проанализировала генетическую информацию от случаев ACDMPV у человека, чтобы создать первую клинически значимую модель ACDMPV на животных. Они использовали CRISPR / Cas9 для воссоздания человеческих мутаций FOXF1 у мыши. CRISPR-Cas9 позволяет осуществлять точное редактирование генов, используя фермент для вырезания определенных участков последовательности ДНК и повторного присоединения свободных концов в желаемой точке, чтобы изменить генетический состав клетки.

Наличие клинически точных мышиных моделей заболевания ACDMPV позволило ученым преодолеть давнее препятствие для понимания того, как развивается болезнь, пишут авторы.

Работа также опиралась на обширные биоинформатические анализы клинических и лабораторных данных биологических испытаний. Это включает в себя технику, называемую ChIP-Seq (которая анализирует белок-ДНК-взаимодействия), и целое секвенирование экзома (которое показывает расположение всех кодирующих белок областей гена).

Изучая взаимодействия белок-ДНК, связанные с геном FOXF1 в легочных клетках, авторы исследования обнаружили специфическую точечную мутацию с участием FOXF1 в месте связывания ДНК S52F ядерного белка FOXF1. Мутация блокировала передачу молекулярных сигналов множественным нижестоящим генам-мишеням, участвующим в образовании легочных кровеносных сосудов.

Они также обнаружили, что мутантный белок S52F FOXF1 не взаимодействует с белком, называемым STAT3. Эта связь имеет решающее значение для стимулирования развития кровеносных сосудов в легких новорожденного. Это привело к дефициту STAT3 в развитии легких и неправильному формированию системы кровообращения легких.

Исследователи также обнаружили дефицит STAT3 в донорских образцах от пациентов с ACDMPV, у которых были специфические точечные мутации в гене FOXF1. Авторы предположили, что лечение новорожденных мышей с помощью STAT3 будет стимулировать развитие кровеносных сосудов в легких, но они должны были выяснить, как доставить белок в легкие.

STAT3 раствор наночастиц

Исследователи обратились к технологии наночастиц для доставки мини-гена STAT3 в легкие новорожденных мышей. Они создали новый состав для так называемых наночастиц полиэтиленимина (PEI).

Желатиноподобные наночастицы PEI могут нести терапевтический генетический материал в различные части тела, вводя их пациентам внутривенно. Авторы исследования

утверждают, что различные составы наночастиц PEI в настоящее время тестируются в клинических испытаниях по поводу рака у взрослых в других учреждениях.

Терапевтическое введение ДНК STAT3 новорожденным мышам с мутацией S52F FOXF1 восстановило способность эндотелиальных клеток образовывать легочные кровеносные сосуды. Это стимулировало рост кровеносных сосудов у животных и образование воздушных мешков, называемых альвеолярными.

«Если эффективность наночастиц PEI будет подтверждена в клинических испытаниях, проводимых в отношении рака у взрослых, PEI может быть рассмотрен для генной терапии STAT3 у детей с ACDMPV», – сказал Калиниченко. «Учитывая, что ACDMPV является редким заболеванием, необходимо многоцентровое клиническое испытание для оценки эффективности генной терапии STAT3 у новорожденных и младенцев с ACDMPV».

        

Источник:

Медицинский центр детской больницы Цинциннати

Журнал:

[Калиниченко В.] и др. . (2019) Мутация S52F FOXF1 ингибирует передачу сигналов STAT3 и вызывает альвеолярную капиллярную дисплазию. Американский журнал респираторной и реаниматологической медицины . doi.org/10.1164/rccm.201810-1897OC.

      

Source link

Новый спектроскопический подход исследует трудно наблюдаемые белковые структуры

      

        

Комбинация ориентированного на исследования преподавания и междисциплинарного сотрудничества окупается: исследователи из Университета Констанца разрабатывают новый спектроскопический подход для исследования до сих пор трудно наблюдаемых белковых структур. На "campus.kn", интернет-журнале Университета Констанца, мы сообщаем о новом подходе и его происхождении на стыке химии и биологии.

Используя инфракрасную (ИК) спектроскопию, исследователи из университета в Констанце смогли обнаружить взаимодействие между белком р53, опухолевым супрессором, который контролирует клеточный цикл, и поли (АДФ-рибозой) (ПАР) и дезоксирибонуклеиновой кислотой ( ДНК) на молекулярном уровне. Подобный нуклеиновой кислоте биополимер PAR служит передатчиком клеточного сигнала и помогает регулировать активность белка. Изучая взаимодействие между p53 и PAR, исследователи смогли узнать больше о молекулярных реакциях на клеточный стресс в ответ, например, на повреждение ДНК, которое представляет потенциальный риск опухоли. Их фундаментальное исследование процессов, лежащих в основе повреждения ДНК, с одной стороны, имеет первостепенное значение для понимания того, как развивается рак и как стареют клетки. С другой стороны, инновационный научный подход продвигает исследования, проводимые в их области. Результаты их исследований были опубликованы в выпуске 9 (21 мая 2019 г.) научного журнала «Исследования нуклеиновых кислот» издательством Оксфордского университета.

        

Источник:

Ссылка на журнал:

Крюгер А. и др. . (2019) Взаимодействие р53 с поли (АДФ-рибозой) и ДНК индуцирует отчетливые изменения в структуре белка, что обнаружено с помощью спектроскопии ATR-FTIR. Исследование нуклеиновых кислот . DOI. орг / 10. +1093 / NAR / gkz175

      

  

            

Опубликовано в: Новости устройств / технологий | Новости медицинской науки

Метки: рак, клетка, клеточный цикл, ДНК, повреждение ДНК, FTIR-спектроскопия, нуклеиновая кислота, белок p53, белок, исследования, спектроскопия, стресс

            

      

Source link

Исследователи успешно выращивают мини-опухоли рака головы и шеи для тестирования методов лечения

        

Рак головы и шеи – это агрессивный тип рака, который часто отрастает, несмотря на жесткое лечение пациентов. Исследователям Института Хабрехта (KNAW) и UMC Utrecht удалось вырастить мини-опухоли (или органоиды) рака головы и шеи, которые можно долго поддерживать в чашке Петри.

Эти мини-опухоли могут быть использованы для лучшего понимания этого сложного заболевания. Кроме того, органоиды позволяют нам испытывать как новые, так и существующие методы лечения в лаборатории, не обременяя пациента ».

Else Driehuis, научный сотрудник Института Хабрехта

Рак головы и шеи входит в десятку самых распространенных видов рака в мире. В Нидерландах более 3000 человек ежегодно диагностируют это заболевание. Несмотря на тяжелые методы лечения, которые включают хирургическое вмешательство, лучевую терапию и химиотерапию, этот агрессивный тип рака вырастает в течение двух лет у 40-60% пациентов. Это приводит к проблемам с речью и глотанием и может иметь серьезные последствия для внешнего вида пациента. «Лечение рака головы и шеи является жестким», по словам медицинского онколога Лот Девризе (UMC Utrecht). Часто для лечения заболевания требуется сочетание методов лечения, что может привести к серьезным побочным эффектам. Поэтому необходимо срочно повысить эффективность лечения и уменьшить побочные эффекты ».

хирургии

Исследователи, работающие в группе Ганса Клеверса (Институт Хабрехта), а также врачи и исследователи из UMC Utrecht теперь показали, что органоиды можно выращивать из так называемых плоскоклеточных карцином головного и шейного отдела (HNSCC). Эти мини-органы получены из материала пациента, например, полученного из опухолевой массы, удаленной во время операции. Опухолевые органоиды тридцати пациентов с диагнозом рак головы и шеи хранились в культуре более года. «Это первый раз, когда исследователи добились успеха в выращивании органоидов, полученных из рака головы и шеи в таком масштабе», – говорит патолог Стефан Виллемс (UMC Utrecht). «Этот метод позволяет нам размножать опухолевые клетки пациента в лаборатории и будет способствовать нашему пониманию рака головы и шеи».

Лучевая терапия

После выращивания мини-опухолей они подвергались химиотерапии, которая в настоящее время предоставляется пациентам с раком головы и шеи. Поскольку лучевая терапия также является распространенным компонентом лечения этих пациентов, органоиды также подвергались радиотерапии. Для семи пациентов их ответ на лучевую терапию был известен. Под воздействием этой терапии органоиды, полученные от этих пациентов, вели себя так же, как и опухоли у этих пациентов. «Сейчас мы начали исследование, в которое мы будем включать больше пациентов, чтобы выяснить, действительно ли органоиды могут предсказать реакцию пациентов на терапию», – говорит Else Driehuis (Hubrecht Institute). «В настоящее время многие пациенты подвергаются жесткой химиотерапии, в то время как некоторые из них в ретроспективе не получили пользу от этой терапии. В лаборатории мы можем тестировать много разных лекарств одновременно, чтобы увидеть, как опухолевые органоиды пациента реагируют на них. Потенциально такие тесты могут помочь нам выбрать правильная терапия для каждого отдельного пациента. "

Прогнозирование реакции пациента

Исследователи также подвергли мини-опухоли ряду новых лекарств, так называемых «таргетных методов лечения». Как следует из названия, эти препараты имеют очень целенаправленный эффект и, следовательно, вызывают менее серьезные побочные эффекты, чем обычные химиотерапии. Недостаток: они работают только для части пациентов, которые несут определенные изменения в ДНК их опухоли. «Для некоторых из этих препаратов было трудно предсказать, какие пациенты получат пользу от лечения. К сожалению, это ограничило успех этих многообещающих методов лечения», – говорит Дриехуис. «В нашем исследовании мы наблюдали, что каждое из протестированных нами лекарств было эффективным в органоидах по крайней мере одного пациента. Дальнейшие исследования покажут нам, могут ли опухолевые органоиды также предсказать реакцию пациента на эти методы лечения».

        

Источник:

Ссылка на журнал:

Driehuis E. и др. . (2019) Органоиды слизистой оболочки полости рта как потенциальная платформа для персонализированной терапии рака. Открытие рака . doi.org/10.1158/2159-8290.CD-18-1522.

      

Source link

Исследователи разрабатывают нанороботы ДНК, нацеленные на клетки рака молочной железы

      

        

По данным клиники Майо, около 20% случаев рака молочной железы вырабатывают аномально высокие уровни белка, называемого рецептором 2 эпидермального фактора роста человека (HER2). При отображении на поверхности раковых клеток этот сигнальный белок помогает им бесконтрольно размножаться и связан с плохим прогнозом. Теперь исследователи разработали наноробота ДНК, который распознает HER2 на клетках рака молочной железы, направляя их на уничтожение. Они сообщают о своих результатах в журнале ACS Nano Letters .

<img alt=" Исследователи разрабатывают нанороботы ДНК, нацеленные на клетки рака молочной железы "src =" http://www.news-medical.net/image.axd?picture=2019%2f6%2fACS_nanorobots.jpg "style = «ширина: 532 пикселей; высота: 416 пикселей; "title =" "/>

Наноробот ДНК может предназначаться для клеток рака молочной железы для разрушения. Предоставлено: Nano Letters 2019, DOI: 10.1021 / acs.nanolett.9b01320

Современные способы лечения HER2-положительного рака молочной железы включают моноклональные антитела, такие как трастузумаб, которые связываются с HER2 на клетках и направляют его в лизосому – органеллу, которая разрушает биомолекулы. Снижение уровня HER2 замедляет пролиферацию раковых клеток и запускает гибель клеток. Хотя моноклональные антитела могут привести к гибели раковых клеток, они имеют серьезные побочные эффекты и их трудно и дорого производить. В предыдущем исследовании Юньфэн Лин и его коллеги идентифицировали короткую последовательность ДНК, называемую аптамером, которая распознает и связывает HER2, направляя его на лизосомную деградацию во многом так же, как это делают моноклональные антитела. Но аптамер был не очень стабилен в сыворотке. Поэтому исследователи хотели выяснить, может ли добавление наноструктуры ДНК, называемой тетраэдрической каркасной нуклеиновой кислотой (тФНК), повысить биостабильность и противораковую активность аптамера

.

Чтобы выяснить, команда разработала нанороботы ДНК, состоящие из тФНК с прикрепленным аптамером HER2. При введении мышам нанороботы сохранялись в кровотоке более чем в два раза дольше, чем свободный аптамер. Затем исследователи добавили нанороботов к трем клеточным линиям рака молочной железы в чашках Петри, показав, что они убивают только HER2-положительную клеточную линию. Добавление тФНК позволило большему количеству аптамера связываться с HER2, чем без тФНК, что привело к снижению уровня HER2 на клеточных поверхностях. Хотя наноробот гораздо проще и дешевле в изготовлении, чем моноклональные антитела, он, вероятно, нуждается в дальнейшем улучшении, прежде чем его можно будет использовать для лечения рака молочной железы в клинике, говорят исследователи.

Источник:

Американское химическое общество

Журнал:

Лин, Ю. и др. . (2019) Интеллектуальный ДНК-наноробот с лизосомальной деградацией белка HER2 in vitro. Nano Letters . doi.org/10.1021/acs.nanolett.9b01320.

        
      

  

            

Опубликовано в: Новости устройства / Технологии | Новости женского здоровья

Метки: антитела, рак молочной железы, рак, клетки, гибель клеток, клеточная линия, пролиферация клеток, ДНК, фактор роста, in vitro, нуклеиновая кислота, органелла, пролиферация, белок, рецептор, трастузумаб

            

      

Source link

Исследователи находят характеристики, связанные с лучшими исходами при ВПЧ-связанном раке ротоглотки

        

Используя новый анализ крови, который находится в стадии разработки, исследователи Университета Северной Каролины Lineberger Всестороннего онкологического центра выявили характеристики, которые можно использовать для персонализации лечения пациентов с типом рака головы и шеи, связанным с инфекцией ВПЧ.

Исследователи полагают, что результаты, опубликованные в журнале Clinical Cancer Research могут помочь идентифицировать пациентов с характеристиками, связанными с улучшенными ответами на лечение. Они надеются адаптировать терапию для этих пациентов, чтобы уменьшить их воздействие на потенциальные токсические побочные эффекты.

Рак головы и шеи, вызванный ВПЧ-инфекцией, обычно имеет лучший исход, чем рак головы и шеи, связанный с другими факторами, такими как курение и алкоголь. Был большой интерес к изучению того, можем ли мы дать этим пациентам меньше лечения и при этом достичь того же уровня излечения, одновременно снижая токсичность лечения. Целью данного исследования было выяснить, может ли анализ крови на циркулирующую опухоль ДНК ВПЧ потенциально использоваться для мониторинга реакции рака пациента на химиотерапию и облучение ».

Гаорав Гупта, доктор медицинских наук, доцент UNC Lineberger, доцент кафедры радиационной онкологии медицинского факультета UNC

Исследователи разработали тест для определения уровня ДНК в крови из ВПЧ-связанных опухолей плоскоклеточного рака ротоглотки. Продолжаются исследования, чтобы выяснить, можно ли использовать этот тест для мониторинга реакции пациентов на облучение и химиотерапию. Кроме того, тест был лицензирован для коммерческой разработки компании Naveris Inc.

В своей последней работе исследователи определили характеристики пациентов, которые можно использовать для стратификации и персонализации лечения. Они извлекли свои результаты из исследования результатов анализа крови 103 пациентов, которые проходили химиотерапию и облучение по поводу плоскоклеточного рака ротоглотки, связанного с ВПЧ.

«Это означает, что в будущем динамический мониторинг циркулирующей опухолевой ДНК ВПЧ в крови в режиме реального времени может помочь нам лучше персонализировать и выбрать лечение, особенно уровень радиации и химиотерапии, которые мы даем пациенту, «сказал первый автор исследования, UNC Lineberger's Bhishamjit S. Chera, доктор медицинских наук, доцент кафедры радиационной онкологии медицинского факультета UNC.

Одной из характеристик, которая стала результатом их исследования в качестве биомаркера хорошего результата, был высокий уровень циркулирующей опухолевой ДНК ВПЧ в крови до лечения. Поскольку результаты кажутся нелогичными, исследователи планируют выяснить, почему высокий уровень исходной вирусной ДНК в крови может быть связан с лучшим результатом.

«Поначалу это может показаться запутанным, но мы думаем, что это отражает степень зависимости опухоли от биологии ВПЧ», – сказал Гупта об открытии.

Кроме того, они обнаружили, что пациенты, которые затем быстро очистили циркулирующую опухолевую ДНК от своей крови, имели больше шансов на улучшение результатов. Считалось, что пациенты, которые смогли очистить более 95 процентов ДНК из своей крови к 28 дню лечения, имели благоприятный уровень клиренса. Для 19 из 67 пациентов с этими двумя благоприятными биомаркерами они обнаружили, что ни у одного не было постоянного или рецидивирующего заболевания.

«Когда мы объединили эти два фактора, то есть, если у кого-то было много ДНК ВПЧ, и она быстро очистилась, мы не наблюдали никаких неудач лечения в нашей группе», – сказал Гупта.

И наоборот, они обнаружили, что рак с низким уровнем циркулирующей ДНК из опухолей в самом начале -; или менее 200 копий ДНК ВПЧ на миллилитр; и при неблагоприятном клиренсе ДНК ВПЧ после лечения был более высокий риск рецидива. Этот риск был еще хуже в сочетании с другими факторами риска, такими как обширная история курения.

Исследователи из UNC Lineberger планируют открыть клиническое испытание, в котором пациенты расслаиваются на различные уровни терапии на основе мониторинга циркулирующей опухоли ДНК ВПЧ в реальном времени. Запланированное исследование, которое будет возглавлять Колетт Шен, доктор медицинских наук, доцент кафедры радиационной онкологии медицинского факультета UNC, будет включать пациентов с историей курения, которые в настоящее время не имеют права на лечение пониженной интенсивности. Используя мониторинг ДНК ВПЧ в циркулирующей опухоли во время лечения, исследователи надеются выявить пациентов, которые могут быть безопасно избавлены от дополнительной токсичности лечения полной интенсивности.

Источник:

Университет Университета Северной Каролины Линбергер Комплексный онкологический центр

Журнал:

Gupta, G.P. и др. . (2019) Профиль быстрого клиренса плазмы циркулирующей опухоли ДНК ВПЧ типа 16 во время химиолучевой терапии соотносится с контролем заболеваний при ВПЧ-ассоциированном раке ротоглотки. Клинические исследования рака . doi.org/10.1158/1078-0432.CCR-19-0211.

      

Source link