Genethon начинает международные клинические испытания лечения мышечной дистрофии Дюшенна

Нанокапсулы, наполненные инструментами редактирования генов, могут стать многообещающей платформой для многих генных терапий

Genethon, занимающийся разработкой и разработкой продуктов для генной терапии редких заболеваний, получил в понедельник, 30 ноября, разрешение от ANSM, Французского национального агентства по безопасности лекарственных средств и товаров медицинского назначения, начать во Франции многоцентровое международное клиническое исследование лечение мышечной дистрофии Дюшенна препаратом GNT 004.

Целью данного исследования является оценка безопасности и эффективности инновационной генной терапии, разработанной в Genethon, сочетающей вирусный вектор типа AAV с укороченной версией гена дистрофина, «микродистрофин».

Мышечная дистрофия Дюшенна – редкое прогрессирующее генетическое заболевание, поражающее все мышцы тела и поражающее 1 из 3500 мальчиков. Это связано с аномалиями в гене, отвечающем за выработку дистрофина, белка, необходимого для правильного функционирования мышц.

Этот ген является одним из крупнейших в нашем геноме (2,3 миллиона пар оснований, более 11000 из которых кодируют). Из-за его размера технически невозможно вставить полную последовательность ДНК, кодирующую дистрофин, в вирусный вектор (или даже только в 11 000 кодирующих пар оснований), как это обычно делается в генной терапии.

GNT 0004: инновационная технология

Инновационная технология, использованная для этого клинического испытания, – GNT 0004, генная терапия, сочетающая вирусный вектор типа AAV и укороченную версию гена дистрофина, микродистрофина, разработанный исследователями и экспертами Généthon в сотрудничестве с профессором Джорджем. Группа Диксона (Лондонский университет).

После демонстрации безопасности и эффективности в доклинических исследованиях на животных (Nature Communications, июль 2017 г.), Généthon и Sarepta Therapeutics, лидер в области точной генной медицины для редких заболеваний, объявили о сотрудничестве для завершения доклинических исследований, а затем для совместной разработки клинических программа.

Многоцентровое международное судебное разбирательство

Международное испытание мальчиков с мышечной дистрофией Дюшенна, которое будет координировать профессор Франческо Мунтони (больница Грейт-Ормонд-стрит, Лондон), и клинические центры запланированы в Великобритании, США и Израиле

Во Франции исследование будет проводиться в следующих исследовательских центрах: больница Отепьер в Страсбурге (проф. Винсент Лаугель), I-Motion, больница Труссо в Париже (профессор Одиль Беспфлуг-Танги) и больницы в Бресте. , Бордо, Лион, Марсель и Лилль

Предварительное исследование уже началось

Международное предварительное исследование уже началось в исследовательских центрах во Франции. В этом исследовании, целью которого является отслеживание естественного прогрессирования заболевания с использованием конечных точек, которые будут определять конечные точки терапевтического испытания, в течение периода от 3 месяцев до 3 лет будут отслеживаться около 100 мальчиков в возрасте от 5 до 9 лет, которые все еще находятся в состоянии здоровья. может ходить. Это исследование поможет выявить детей, которые могут быть включены в исследование генной терапии.

От трансляционных исследований до клинического применения Généthon поддерживал этот кандидатный препарат, что является конкретным результатом многолетних передовых исследований, проводимых в нашей лаборатории. Помимо Франции, Généthon планирует расширить это исследование на Соединенное Королевство, США и Израиль. Это испытание этой разрушительной болезни знаменует новый решающий этап для Généthon, учреждения, созданного 30 лет назад AFM-Téléthon »

Фредерик Рева, генеральный директор Généthon

Source link

Ионофор X-206 ингибирует репликацию вируса в клеточных культурах

Ионофор X-206 ингибирует репликацию вируса в клеточных культурах

In vitro лабораторные тесты показали, что полиэфирные ионофоры, в частности антибиотик X-206, являются мощными ингибиторами SARS-CoV-2 . Однако, поскольку их безопасность для использования человеком неизвестна, необходимо провести дополнительные испытания, чтобы определить их потенциал для использования в качестве противовирусных препаратов от COVID-19.

<img alt=" Новый коронавирус SARS-CoV-2. Это изображение, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа, показывает SARS-CoV-2 (оранжевый) – также известный как 2019-nCoV, вирус, вызывающий COVID-19, – выделенный у пациента в США и появляющийся с поверхности клеток (зеленый), культивируемых в лаборатория. Изображение снято и раскрашено в NIAID "height =" 831 "src =" http://www.news-medical.net/image.axd?picture=2020%2f12%2f49531042907_55bed8c006_k_-_1200_width.jpg "title =" Новый коронавирус SARS- CoV-2. Это изображение, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа, показывает SARS-CoV-2 (оранжевый) – также известный как 2019-nCoV, вирус, вызывающий COVID-19, – выделенный у пациента в США и появляющийся с поверхности клеток (зеленый), культивируемых в лаборатория. Изображение снято и раскрашено в NIAID "width =" 1200 "/>

Новый коронавирус SARS-CoV-2. Это изображение, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа, показывает SARS-CoV-2 (оранжевый), также известный как 2019-nCoV, вирус, вызывающий COVID-19, выделенный у пациента в США, выходящий с поверхности клеток (зеленый) культивируется в лаборатории. Изображение получено и раскрашено в лаборатории NIAID Rocky Mountain Laboratories (RML) в Гамильтоне, штат Монтана. Изображение предоставлено: NIAID / Flickr

Одной из усилий по борьбе с продолжающимся коронавирусным заболеванием 2019 (COVID-19), пандемией, вызванной тяжелым острым респираторным синдромом, коронавирусом 2 (SARS-CoV-2), является перепрофилирование уже используемых лекарств.

Полиэфирные ионофоры – это семейство натуральных продуктов, используемых в качестве антибиотиков. Часто используемые у животных, они могут подавлять грамположительные бактерии, в том числе устойчивые к лекарствам штаммы. Также было замечено, что они обладают противовирусной активностью против РНК и ДНК-вирусов, таких как грипп, ВИЧ и Зика. Исследования показали, что ионофоры салиномицин и монензин могут подавлять ближневосточный респираторный синдром (БВРС-КоВ), патоген коронавируса, тесно связанный с SARS-CoV-2. Хотя точный механизм противовирусной активности ионофоров неизвестен, вполне вероятно, что они мешают циклу репликации вируса.

Полиэфирные ионофоры ингибируют SARS-CoV-2

В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Antiviral Research исследователи из Орхусского университета, Дания, сообщают о своих испытаниях различных полиэфирных ионофоров для ингибирования SARS-CoV-2 in vitro .

Команда протестировала 11 природных полиэфирных ионофоров и один синтетический аналог, чтобы определить, были ли in vitro изменения в клетках Vero E6, которые сверхэкспрессируют сериновую протеазу человека TMPRSS2, которая способствует проникновению вируса, инфицированы SARS-CoV-2 вирус можно спасти. Вирусная инфекция вызывает появление высоко флуоресцентных клеток, что позволило авторам визуализировать и количественно оценить изменения. В качестве контроля для своего теста команда использовала ремдесивир и гидроксихлорохин (HCQ) – два противовирусных препарата, которые недавно были перепрофилированы для лечения тяжелой формы COVID-19 с переменным успехом.

После заражения клеток Vero E6 SARS-CoV-2 команда добавила различные ионофоры и оставила их на 72 часа. Репликацию вируса тестировали с помощью анализа SARS-CoV-2 TCID50%, а для тестирования клеток после лизиса использовали вестерн-блоттинг.

Авторы обнаружили, что все 11 ионофоров показали некоторое подавление вируса, хотя и с разной активностью. Некоторые соединения, включая наразин, салиномицин и нанчангмицин, обладают более чем 100-кратной селективностью к SARS-CoV-2. Другие соединения, нигерицин, инданомицин, монензин и лазалоцид, показали селективность примерно в 50–100 раз. Иономицин и кальцимицин Ca-ионофоров показали низкую селективность, 5- и 18-кратную соответственно.

Напротив, синтетический ионофор HL-201 не был селективным и не ингибировал репликацию вируса. Ремдесивир показал противовирусную активность и селективность более чем 67-кратную, но HCQ не продемонстрировал никакого противовирусного эффекта.

Соединения мадурамицин и X-206 показали высокую селективность, 313- и 586-кратную селективность и высокую эффективность. Используя qRT-PCR для тестирования вирусной РНК и образования спайкового белка SARS-CoV-2, авторы обнаружили, что X-206 значительно ингибирует репликацию вируса даже при низкой концентрации 760 пМ. Стандартный анализ зубного налета показал, что X-206 значительно снижает высвобождение вирусных частиц. Кроме того, X-206 также ингибировал репликацию вируса в клетках легких человека.

<img alt=" Скрининг полиэфирных ионофоров на противовирусную активность против инфекции SARS-CoV-2 в клетках Vero E6-hTMPRSS2. (А) Типичные изображения микроскопа. Белые стрелки показывают примеры индуцированных вирусами конденсированных клеток. Масштабная линейка = 50 мкм. (B) Подсчитывали относительное количество индуцированных вирусом конденсированных клеток (черные линии) и определяли влияние на жизнеспособность неинфицированных клеток Vero E6-hTMPRSS2 с помощью CellTiter-Blue (серые линии). Точки данных представляют собой среднее значение ± стандартное отклонение (N = 3). SI = индекс селективности. Э. Свеннингсен и др. "Height =" 1181 "src =" http://www.news-medical.net/image.axd?picture=2020%2f12%2fCapture_34456567678323_-_1200_width.jpg "title =" Экран из полиэфирных ионофоров для противовирусного активность против инфекции SARS-CoV-2 в клетках Vero E6-hTMPRSS2. (А) Типичные изображения микроскопа. Белые стрелки показывают примеры индуцированных вирусами конденсированных клеток. Масштабная линейка = 50 мкм. (B) Подсчитывали относительное количество индуцированных вирусом конденсированных клеток (черные линии) и определяли влияние на жизнеспособность неинфицированных клеток Vero E6-hTMPRSS2 с помощью CellTiter-Blue (серые линии). Точки данных представляют собой среднее значение ± стандартное отклонение (N = 3). SI = индекс селективности. Э. Свеннингсен и др. "Width =" 1200 "/>

Скрининг полиэфирных ионофоров на противовирусную активность против инфекции SARS-CoV-2 в клетках Vero E6-hTMPRSS2. (А) Типичные изображения микроскопа. Белые стрелки показывают примеры индуцированных вирусами конденсированных клеток. Масштабная линейка = 50 мкм. (B) Подсчитывали относительное количество вирусно-индуцированных конденсированных клеток (черные линии) и определяли влияние на жизнеспособность неинфицированных клеток Vero E6-hTMPRSS2 с помощью CellTiter-Blue (серые линии). Точки данных представляют собой среднее значение ± стандартное отклонение (N = 3). SI = индекс селективности. Э. Свеннингсен и др.

Чтобы понять потенциальное применение против COVID-19, необходимы дополнительные тесты

Катионные амфифилы, такие как HCQ, увеличивают pH лизосом клеток и нарушают процессы аутофагии, что отчасти может быть механизмом, с помощью которого они ингибируют репликацию вируса in vitro . Известно также, что полиэфирные ионофоры накапливаются в лизосомах, влияют на аутофагию и могут изменять лизосомный pH. Таким образом, вполне вероятно, что полиэфирные ионофоры и катионные амфифилы обладают схожими механизмами ингибирования вирусов.

Хотя HCQ не эффективен в Vero-E6, экспрессирующем TMPRSS2, он эффективно ингибирует репликацию вируса в клетках Vero E6 дикого типа. Однако активность X-206 не зависела от экспрессии TMPRSS2, что свидетельствует о другом механизме ингибирования по сравнению с HCQ.

Авторы использовали морфологическое профилирование неинфицированного Vero-E6, экспрессирующего TMPRSS2, чтобы понять механизм. Они обнаружили, что профили биоактивности HCQ и бафиломицина, природного продукта с противовирусной активностью, сильно коррелированы, что указывает на аналогичный механизм, вероятно, лизосомное снижение кислотности.

Напротив, профили биоактивности полиэфирных ионофоров отличаются от HCQ и бафиломицина, но похожи друг на друга. Это свидетельствует о том, что противовирусный эффект ионофоров отличается от действия катионных амфифилов. Биоактивные концентрации в анализе были приблизительно аналогичны их противовирусным концентрациям.

Группа далее проанализировала, как противовирусная активность X-206 менялась в зависимости от времени добавления соединения после вирусной инфекции, вплоть до 8 часов после заражения. Они обнаружили, что концентрация X-206 в 12 нМ эффективно снижает вирусную инфекцию через 0,5 и 2 часа после заражения, включая 2-кратное логарифмическое уменьшение количества вируса в супернатанте.

Безопасность и токсичность полиэфирных ионофоров для человека в настоящее время неизвестны. Было показано, что X-206 обладает некоторой токсичностью для животных, но некоторые соединения производятся в промышленных масштабах и используются в сельском хозяйстве.

Таким образом, эти результаты требуют дальнейшего изучения, чтобы прояснить как противовирусный механизм, с помощью которого полиэфирные ионофоры подавляют репликацию вирусов, так и их безопасность при использовании против COVID-19 у людей.

Source link

Исследование описывает роль Zmat3 в развитии лимфомы и рака легких

Новый тест может улучшить способность диагностировать наиболее рискованные формы инфекции ВПЧ

Новое исследование UPF и WEHI (Институт медицинских исследований Уолтера и Элизы Холл) в Мельбурне, Австралия, описало роль целевого гена p53 Zmat3 в развитии лимфомы и рака легких.

Исследование, проведенное на доклинических моделях мышей, возглавляли Ана Яник, руководитель лаборатории группы биологии рака в UPF, и Кейт Сазерленд, руководитель лаборатории в отделе биологии рака и стволовых клеток WEHI. Результаты были опубликованы в журнале Cell Death & Disease .

Ген p53 известен как «хранитель генома» из-за его роли в защите клеток от рака путем восстановления ДНК или уничтожения клеток, если они имеют непоправимые повреждения. Более половины раковых заболеваний в мире связаны с мутациями в гене p53, но то, как он выполняет свою роль, остается плохо изученным. Важно отметить, что p53 работает в сочетании с другими генами, и поэтому характеристика его генов-мишеней имеет важное значение для внесения вклада в борьбу с раком.

Zmat3, один из генов-мишеней p53, был идентифицирован более 10 лет назад, и было показано, что он изменяется при раке человека. Целью этого исследования было выяснить, может ли этот белок иметь важные функции, которые р53 использует для предотвращения рака. Чтобы ответить на этот вопрос, исследователи удалили Zmat3, чтобы отключить путь p53-Zmat3 в доклинических моделях лимфомы и рака легких на мышах, в которых p53, как известно, выполняет критическую функцию.

Ана Янич объясняет это, к их удивлению: «мы обнаружили, что удаление ZMAT3 мало повлияло на развитие опухоли или тяжесть злокачественного заболевания. Наши результаты сместили акцент на то, как Zmat3 может действовать в развитии опухоли». Она добавляет, что «вполне вероятно, что по крайней мере при некоторых типах рака крови и легких, это не только белок Zmat3, но несколько белков, которые работают вместе, чтобы предотвратить образование рака». Дальнейшие исследования по идентификации этих белков и того, как их функции интегрированы, станут важным шагом на пути к пониманию подавляющей опухоль функции p53.

В конечном итоге это знание окажет терапевтическое влияние на идентификацию новых стратегий восстановления функции p53 в опухолях ».

Ана Янич, руководитель лаборатории группы биологии рака, UPF

Источник:

Universitat Pompeu Fabra – Barcelona

Ссылка на журнал:

Best, SA, и др. (2020) Последствия потери Zmat3 при онкогенезе, управляемом c-MYC и мутантным KRAS. Смерть клеток и болезнь. doi.org/10.1038/s41419-020-03066-9.

Source link

Ученые используют методы трехмерного картирования, чтобы разгадать тайну стволовых клеток крови

Исследователи исследуют стволовые клетки для ответов на вопрос о том, как развивается синдром хрупкого Х

Ученые принцессы Маргарет раскрыли, как стволовые клетки способны генерировать новые клетки крови на протяжении всей нашей жизни, изучив обширные, неизведанные области нашего генетического материала, которые содержат важные ключи к разгадке тонких биологических изменений в этих клетках.

Открытие, полученное при изучении нормальной крови, может быть использовано для улучшения методов трансплантации стволовых клеток, а также может пролить свет на процессы, происходящие в раковых клетках, которые позволяют им пережить химиотерапию и вернуться к росту рака через много лет после лечения. .

Используя самую современную технологию секвенирования для выполнения полногеномного профилирования эпигенетического ландшафта человеческих стволовых клеток, исследование выявило важную информацию о том, как гены регулируются посредством трехмерной укладки хроматина.

Хроматин состоит из ДНК и белков, последние, которые упаковывают ДНК в компактные структуры, находятся в ядре клеток. Изменения в структуре хроматина связаны с репликацией ДНК, репарацией и экспрессией генов (включение или выключение генов).

Исследование, проведенное старшими научными сотрудниками Онкологического центра принцессы Маргарет, докторами. Мэтью Люпен и Джон Дик опубликованы в Cell Stem Cell среда, 25 ноября 2020 г.

У нас нет исчерпывающего представления о том, что заставляет стволовые клетки функционировать определенным образом или что заставляет их работать ».

Д-р. Джон Дик, профессор кафедры молекулярной генетики Университета Торонто

«Стволовые клетки обычно находятся в спящем состоянии, но они должны время от времени активироваться, чтобы поддерживать работу системы крови. Понимание этого перехода в активацию является ключом к тому, чтобы иметь возможность использовать силу стволовых клеток для лечения, но также и для понимания того, как злокачественные клетки изменить этот баланс.

«Стволовые клетки мощные, мощные и редкие. Но это острие ножа в отношении того, активируются ли они для пополнения новых кровяных клеток по требованию, или становятся изгоями, чтобы быстро делиться и развивать мутации, или тихо бездействовать в первозданном состояние "

Понимание того, что превращает острие ножа в эти различные состояния стволовых клеток, на протяжении десятилетий ставило ученых в тупик. Теперь, благодаря этому исследованию, мы лучше понимаем, что определяет стволовые клетки и заставляет их функционировать определенным образом.

«Мы исследуем неизведанную территорию», – говорит доктор Матье Люпьен, который также является доцентом кафедры медицинской биофизики Университета Торонто. «Нам пришлось изучить происхождение генома клеток, чтобы понять, почему одни могут самообновляться на протяжении всей нашей жизни, в то время как другие теряют эту способность. Нам пришлось выйти за рамки того, что может сказать нам одна только генетика»

В этом исследовании ученые сосредоточили свое внимание на часто упускаемых из виду некодирующих областях генома: обширных участках ДНК, которые свободны от генов (т.е. не кодируют белки), но, тем не менее, содержат важные регуляторные элементы, которые определяют, поворачиваются ли гены. включен или выключен.

Среди этой некодирующей ДНК, составляющей около 98% генома, скрыты важные элементы, которые не только контролируют активность тысяч генов, но также играют роль во многих заболеваниях.

Исследователи изучили две отдельные человеческие гемопоэтические стволовые клетки или незрелые клетки, которые проходят несколько этапов, чтобы превратиться в разные типы клеток крови, такие как белые или красные кровяные тельца или тромбоциты.

Они изучили долгосрочные гемопоэтические стволовые клетки (HSC) и краткосрочные HSC, обнаруженные в костном мозге человека. Исследователи хотели составить карту клеточного аппарата, вовлеченного в состояние «покоя» долгосрочных клеток, с их непрерывной способностью к самообновлению по сравнению с более примированными, активированными и «готовыми к работе» краткосрочными клетками. которые могут быстро переходить в различные клетки крови.

Исследователи обнаружили различия в трехмерных структурах хроматина между двумя типами стволовых клеток, что является существенным, поскольку способы, которыми хроматин устроен, свернут и зациклен, влияют на то, как гены и другие части нашего генома экспрессируются и регулируются.

Используя современные методы трехмерного картирования, ученые смогли проанализировать и связать типы долгосрочных стволовых клеток с активностью белка сворачивания хроматина CTCF и его способностью регулировать экспрессию 300 генов контролировать долгосрочное, самообновление.

«До сих пор у нас не было исчерпывающего представления о том, что заставляет стволовые клетки функционировать определенным образом», – говорит д-р Дик, добавляя, что 300 генов представляют то, что ученые теперь считают «сущностью» длинного стволовые клетки.

Он добавляет, что длительно спящие клетки являются «защитой» от злокачественных новообразований, потому что они могут выжить в течение длительного времени и уклоняться от лечения, потенциально вызывая рецидив много лет спустя.

Однако краткосрочная стволовая клетка, которая готова стать активной, делиться и воспроизводиться быстрее, чем долговременная, может накапливать гораздо больше мутаций, а иногда они могут прогрессировать до рака крови, добавляет он.

«Это исследование дает нам представление об аспектах возникновения рака и о том, как некоторые раковые клетки могут сохранять свойства стволовых клеток, которые позволяют им выживать в долгосрочной перспективе», – говорит д-р Дик.

Он добавляет, что более глубокое понимание стволовых клеток может также помочь в трансплантации стволовых клеток для лечения рака крови в будущем, потенциально стимулируя и выращивая эти клетки ex vivo (вне тела) для улучшения трансплантации.

Источник:

Университетская сеть здравоохранения

Source link

Анализ крови «Молекулярные часы» может помочь выявить активно растущие опухоли при метастатическом раке груди

Анализ крови «Молекулярные часы» может помочь выявить активно растущие опухоли при метастатическом раке груди

Новое исследование предполагает, что анализ крови для отслеживания «молекулярных часов» рака груди может помочь отследить рост множества опухолей по всему телу и контролировать их реакцию на лечение.

<img alt=" Анализ крови «Молекулярные часы» может помочь выявить активно растущие опухоли при метастатическом раке груди "height =" 352 "src =" http://www.news-medical.net/image.axd? picture = 2020% 2f11% 2fjj-1.jpg "title =" Анализ крови "Молекулярные часы" может помочь выявить активно растущие опухоли при метастатическом раке груди "width =" 405 "/> ]

Тест, разработанный британскими учеными, может помочь выявить наиболее активно растущие опухоли по мере того, как рак груди распространяется по всему телу, помогая выбрать лучшее лечение для отдельных пациентов.

Подход был разработан на основе новых результатов инновационного исследования экспресс-вскрытия трупа, «Исследование рака груди – настоящее наследие».

Новое исследование показало, что распространение рака молочной железы на несколько локализаций следует отслеживаемой, упорядоченной последовательности, при этом большинство новых опухолей в отдаленных органах формируются раковыми клетками, происходящими из одной клетки исходной опухоли груди. ]

Несмотря на то, что необходимы дальнейшие разработки, ученые из Института исследований рака в Лондоне и Royal Marsden NHS Foundation Trust считают, что тест будет очень чувствительным и относительно дешевым, поскольку он не требует предварительных знаний о генетическом строении. рака пациента.

Вторичный (или метастатический) рак груди – это термин, используемый для обозначения рака груди, который распространился на другие части тела, такие как кости, печень, легкие или мозг, и стал неизлечимым. Несмотря на десятилетия прогресса, около 11 500 женщин в Великобритании каждый год все еще умирают от рака груди, причем почти все эти смерти вызваны вторичным раком груди.

По оценкам, около 35 000 человек в Великобритании живут с вторичным раком груди. Хотя вторичный рак груди можно контролировать в течение некоторого времени, в настоящее время его невозможно вылечить, и пациенты остаются на лечении до конца своей жизни.

Относительно мало известно о том, как и почему распространяется рак груди и что можно сделать для его лечения, отчасти потому, что, поскольку вторичный рак груди может образовываться в таких участках, как мозг, печень и кости, это может быть очень сложно и больно брать образец опухоли для анализа и исследования.

В рамках пилотной программы экспресс-вскрытия, проводимой хирургом-консультантом по грудному вскармливанию Питером Барри из Royal Marsden, две женщины, живущие со вторичным раком груди в Лондоне, вызвались пожертвовать свою раковую ткань для исследования вскоре после их смерти.

Исследование Breast Cancer Now LEGACY, в значительной степени финансируемое фондом Breast Cancer Now и спонсируемое фондом Royal Marsden NHS Foundation Trust и Институтом исследований рака (ICR), позволило хирургам, патологам, онкологам и исследователям удалять и изучать вторичные опухоли. быстро после смерти, поддерживая целостность ключевых молекул в опухолях (таких как ДНК, РНК и белки).

Помимо взятия образцов крови и биопсии из всех вторичных опухолей, также были удалены целые лимфатические узлы, при этом все ткани быстро замораживались при -80 ° C. Затем исследователи под руководством профессора Андреа Сотторива из ICR изучили ДНК этих вторичных клеток рака груди, чтобы попытаться лучше понять, как эти раковые клетки изменились с течением времени.

НАСЛЕДИЕ пациенткой 1 была 51-летняя женщина, которая умерла через 21 месяц после того, как ей поставили диагноз вторичного рака груди de novo, что означает, что рак уже распространился от груди на другие части тела, когда ей впервые был поставлен диагноз. .

НАСЛЕДИЕ Пациентка 2 была 35-летней женщиной, у которой во время беременности был диагностирован рак груди. После того, как она родила, было обнаружено, что рак груди распространился на ее кости и легкие, и она умерла через 53 месяца (около 4 лет) после первоначального диагноза.

Было обнаружено, что десять из двенадцати опухолей, обнаруженных по всему телу пациента 1, были созданы с помощью «моноклонального посева», что означает, что они произошли от одной клетки первичной опухоли в груди.

У этой пациентки рак груди сначала распространился на легкое, где со временем выросла и развивалась новая опухоль. Затем раковые клетки из опухоли легких засеяли новые опухоли в печени и яичнике двумя отдельными волнами. Затем опухоль в печени распространилась на яичник и впоследствии инициировала вторичную опухоль в диафрагме. Опухоль яичника также независимо повторно засеяла вторичную опухоль в печени. В целом, только один образец печени и один образец яичника не были получены путем моноклонального посева.

Было обнаружено, что моноклональный посев – единственный способ распространения рака груди по телу у пациента LEGACY 2. Исследователи полагают, что если моноклональный посев является доминирующим способом распространения рака груди, это может означать, что отслеживание вторичного рака молочной железы более достижимо, чем предполагалось ранее.

Затем группа профессора Сотторивы приступила к разработке нового типа анализа крови на ДНК рака, чтобы отслеживать распространение вторичного рака груди.

Со временем клетки, которые активно растут и размножаются, накапливают в своей ДНК молекулярные метки, которые проявляются в виде различных структур. Ученые обнаружили, что, анализируя фрагменты раковой ДНК в крови, можно установить «молекулярные часы» раковых клеток, из которых произошла ДНК, которые определяют, сколько раз они умножились.

Анализируя эти отслеживаемые «молекулярные часы» и сравнивая анализ крови с опухолями, собранными во время вскрытия, тест построил генеалогическое древо раковых клеток, а затем уровень ДНК раковых клеток в крови предоставил информацию о том, какие вторичные опухоли были наиболее активными.

Однако исследователи обнаружили дефекты в том, как раковые клетки добавляли молекулярные метки к своей ДНК у пациента 2, и поэтому необходимы дальнейшие исследования, чтобы понять, насколько распространенной может быть эта проблема, прежде чем можно будет разработать тест для клинического использования.

Кроме того, глядя на данные более раннего исследования одиннадцати первичных пациентов с раком груди, болезнь которых распространилась на лимфатические узлы и у которых были доступны образцы тканей и крови, команда подтвердила, что «молекулярный Анализ крови Clock отразил генетический состав образцов опухоли.

Авторы предлагают использовать анализ крови для отслеживания того, как вторичные опухоли развиваются с течением времени, и для отслеживания их реакции на ряд методов лечения, включая химиотерапию, иммунотерапию или таргетную терапию, а также лучевую терапию. Есть надежда, что при дальнейшем развитии анализ крови «молекулярные часы» также может быть использован для раннего выявления рецидивов или распространения после лечения, а также может иметь значение для других форм рака.

Наше исследование проливает свет на две центральные проблемы в исследовании и лечении рака – летальную способность рака к адаптации и развитию и его тенденцию распространяться от начальной опухоли к другим частям тела.

Исследование LEGACY дало нам уникальную возможность проанализировать генетическую структуру рака груди после того, как он распространился на несколько участков тела, пролив новый свет на ход эволюции рака.

Мы также определили совершенно новый способ понимания того, как опухоль растет и развивается, путем анализа сигнатур «молекулярных часов» из ДНК рака в крови.

Мы надеемся разработать анализ крови, чтобы отслеживать развитие рака у отдельного пациента, и тем самым дать надежду на эффективное лечение даже там, где рак широко распространился »

Профессор Андреа Сотторива, директор отдела эволюции рака в новом Центре открытия противораковых лекарств в Институте исследований рака, Лондон

Это был замечательный результат сотрудничества с высокотехнологичной командой ICR под руководством профессора Сотторива. Он указывает путь потенциально возможного отбора 1 активного метастатического участка у пациента, а затем, используя сигнатуру молекулярных часов с регулярными анализами крови, тестирует и отслеживает новые методы лечения в режиме реального времени.

Очевидно, нам необходимо расширить это тестирование на более широкую когорту пациентов, чтобы увидеть, насколько широко оно может быть применимо – у пациентов с раком груди, а также потенциально у пациентов с другими типами рака. Я искренне благодарен пациентам и их семьям, которые так великодушно сделали возможным это исследование ».

Питер Бэрри, руководитель отделения хирургической онкологии в рамках исследования рака молочной железы – теперь наследие и консультант по грудному хирургу в Royal Marsden, Лондон

Доктор Саймон Винсент, директор по исследованиям, поддержке и влиянию в компании Breast Cancer Now, которая финансировала исследование, сказал:

«Изучение того, как и почему рак груди распространяется по телу, имеет жизненно важное значение, если мы собираемся найти способ остановить его. Это новаторское исследование, ставшее возможным благодаря самоотверженным пожертвованиям пациентов, помогает нам понять, как рак груди распространяется от одной части тела к другой, открывая путь для дальнейших исследований, чтобы остановить вторичный рак груди.

«Разработка анализа крови для непрерывного отслеживания изменений рака у пациента и реакции на лечение является захватывающим шагом на пути к возможности предложить пациентам более индивидуальный план лечения, который можно было бы легко адаптировать, если определенная терапия больше не подходит. эффективный. Однако для того, чтобы этот анализ крови поступил в клиники, теперь требуется больше анализов и уточнений у большего числа людей.

«Поскольку в Великобритании ежегодно от рака груди умирают 11 500 женщин и 85 мужчин, мы должны найти новые способы остановить распространение рака груди и эффективно лечить его, когда это происходит.

«Любой, кто обеспокоен распространением рака груди, может поговорить с одной из наших опытных медсестер, позвонив на нашу бесплатную горячую линию 0808 800 6000».

Рак молочной железы Сейчас цель состоит в том, чтобы к 2050 году все, у кого диагностирован рак груди, были живы и получали поддержку для хорошей жизни.

Благотворительный фонд финансирует около четверти финансируемых государством исследований рака груди в Великобритании и запустил свою кампанию Unsurvivors в 2019 году, подчеркнув, что 11500 человек все еще умирают от рака груди каждый год, и требуя срочных изменений, чтобы все со вторичным раком груди могут жить хорошо как можно дольше.

Рак молочной железы теперь благодарит Walk the Walk за щедрую поддержку в качестве одного из учредителей исследования LEGACY по вторичному раку груди.

Source link

Проект MARA направлен на использование новой нанотехнологии на основе ДНК для борьбы с бактериями

Проект MARA направлен на использование новой нанотехнологии на основе ДНК для борьбы с бактериями

Антибиотики используются для профилактики и лечения бактериальных инфекций. Они сыграли важную роль в борьбе с инфекционными заболеваниями, такими как туберкулез, пневмония, брюшной тиф и менингит в 20 веке веке. Однако неправильное использование антибиотиков также привело к развитию так называемой множественной лекарственной устойчивости (МЛУ), при которой бактерии изменяют свою реакцию на эти лекарства и переживают их.

По данным ВОЗ, устойчивость к антибиотикам сегодня является одной из самых больших угроз для глобального здоровья, продовольственной безопасности и развития. Это то, что глубоко беспокоит специалистов, в то время как многие предприятия и общество в целом мало обеспокоены. По сравнению, например, с онкологией (лечение рака), на поиск новых антибиотиков вкладываются относительно небольшие средства. Во-первых, это связано с тем, что для этого требуются многолетние испытания (от 10 до 20) – хотя можно легко найти химические вещества, убивающие бактерии, гораздо труднее обнаружить и разработать вещества, которые также не токсичны для человека. Во-вторых, самые инновационные продукты не могут продаваться свободно, так как это приведет к чрезмерному использованию, что, в свою очередь, препятствует инвестициям в бизнес.

Таким образом, эта проблема требует новых стратегий лечения и источников финансирования. Недавние усовершенствования в нанотехнологии для создания наночастиц с желаемыми физико-химическими свойствами могут стать новой линией защиты от микроорганизмов с множественной лекарственной устойчивостью. Примером может служить проект MARA, финансируемый программой FET Open Европейской комиссии. Этот проект, возглавляемый Австрийским технологическим институтом, поддерживается междисциплинарным консорциумом, стремящимся заменить регулярные исследования антибиотиков новым методом нанотехнологий на основе ДНК для борьбы с бактериями. Этот подход основан на 3 новых дополнительных технологиях.

Первый метод, названный «Нуклеиновые кислоты автономного обнаружения» (AUDENA), представляет собой новый метод обнаружения антигена, ассоциированного с патогенами. Он использует чистую ДНК в качестве сенсора, который распознает целевые молекулы в водорастворимых веществах и реагирует, изменяя цвет. Эту реакцию можно увидеть невооруженным глазом, а это означает, что не требуется никаких лабораторных инструментов или сложной обработки. Поэтому производство и реализация AUDENA дешевле.

Второй – это новый подход к мимикрии белков, основанный на искусственных ферментах (структурах ДНК, имитирующих реакции белков), которые можно использовать для самых разных приложений, например, в биотехнологии, биомедицинском производстве и даже в энергетическом секторе, если он можно производить более дешевые и стабильные ферменты.

Третий основан на молекулярных роботах (MORO), которые в настоящее время уже применяются в некоторых промышленных процессах. В контексте MARA функциональные ДНК-нанороботы могут определять местонахождение бактериальных патогенов или опухолевых клеток, прежде чем уничтожить их, просверлив их клеточные стенки. Соединение машин с элементами распознавания цели позволяет разрабатывать различные специализированные MORO, создавая подход, который может революционизировать терапию заболеваний и открыть новую область в молекулярной медицине.

Все эти технологии связаны с нанотехнологиями ДНК с использованием нуклеиновых кислот, а не белков, как это было до сих пор. Благодаря этим результатам MARA может помочь сократить использование антибиотиков, сделав их более целенаправленными (цель AUDENAS), что, в свою очередь, замедлит развитие устойчивости к антибиотикам, но не остановит его. Однако мы надеемся, что две другие технологии позволят по-новому взглянуть на бактерии. Следовательно, влияние MARA может быть огромным на здравоохранение в обществе в целом.

Проект уже породил следующий проект. Благодаря переходу EIC к инновационной деятельности – новой программе финансирования, запущенной в 2019 году в рамках схемы Horizon 2020 для повышения эксплуатационного потенциала проектов, финансируемых ЕС, проект MARILIA создал новую концепцию обнаружения, основанную на результатах MARA, для быстрого, недорогая идентификация патогенов человека в пробах воды. Быстрое и экономичное обнаружение патогенов очень важно во многих секторах, таких как здравоохранение, сельское хозяйство и пищевая промышленность. Коммерческий потенциал результатов MARILIA может привести к созданию стартапа для вывода продукта на рынок и улучшения здоровья и безопасности людей во всем мире.

Source link

Исследователи идентифицируют нервный путь, который связывает циркадные часы, стресс и бодрствование

Пренатальный стресс может быть связан с формированием психической устойчивости в более позднем возрасте

Группа исследователей из Университета Нагоя в Японии обнаружила новый нервный путь, связывающий циркадные часы, стресс и бодрствование у млекопитающих. Команда определила нейрон, названный нейроном фактора высвобождения кортикотропина (CRF), который становится чрезмерно активным, когда млекопитающее находится в состоянии стресса, что может вызвать бессонницу и другие нарушения сна. Их результаты были недавно опубликованы в журнале Science Advances.

Живые организмы демонстрируют 24-часовое колебание, называемое циркадным ритмом. У млекопитающих центральные циркадные часы, расположенные в нейронах супрахиазматического ядра (SCN) мозга, регулируют цикл сна и бодрствования. Однако в случае возникновения опасных для жизни ситуаций сигнал циркадного ритма отключается, чтобы животное не спало, чтобы оно могло убежать от опасности, даже когда обычно пора спать. Хотя временное отключение цикла сна-бодрствования необходимо для выживания, чрезмерный или продолжительный стресс, вызванный такими опасностями, может вызвать бессонницу и другие нарушения сна.

Хорошо известно, что циркадные часы и стресс влияют на сон, но было неясно, какой нервный путь имеет решающее значение для циркадной регуляции сна и бодрствования ».

Д-р. Дайсуке Оно, Научно-исследовательский институт медицины окружающей среды, Нагойский университет

Чтобы определить путь, исследовательская группа Университета Нагоя под руководством профессора Акихиро Яманака и доктора Оно в сотрудничестве с Такаши Сугияма из Olympus Corporation в Японии провела исследование с использованием мышей.

Исследователи сосредоточили свое внимание на нейронах CRF, которые, как известно, играют роль в реакции на стресс, которые расположены в паравентрикулярном ядре гипоталамуса. Они исследовали, как будет влиять сон и бодрствование у мышей при активации нейронов CRF. Результаты показали, что активированные нейроны CRF не давали животным заснуть и заставляли их энергично двигаться, указывая на то, что их бодрствование усиливалось. Исследователи также заметили, что нейроны CRF оставались активными, когда мыши бодрствовали, и что когда активность нейронов подавлялась, бодрствование и двигательная активность животных снижались.

Дальнейшие исследования также показали, что ингибирующие нейроны в SCN, называемые ГАМКергическими нейронами, играют значительную роль в регулировании активности нейронов CRF, и что активация нейронов CRF стимулирует нейроны орексина в боковом гипоталамусе, что приводит к стимулированию бодрствования.

Таким образом, ученые пришли к выводу, что ГАМКергические нейроны в SCN контролируют активность нейронов CRF, которая в конечном итоге регулирует цикл сна и бодрствования. «Мы идентифицировали этот нервный путь у мышей, которые ведут ночной образ жизни. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы выяснить, как ночная и суточная разница регулируется в мозге», – говорит доктор Оно

.

«В современном обществе нарушения сна являются серьезной проблемой. Мы надеемся, что наши открытия внесут вклад в разработку новых методов лечения бессонницы и других нарушений сна, вызванных стрессом или нарушением циркадного ритма».

Источник:

Ссылка на журнал:

Оно, Д., и др. (2020) Циркадный кардиостимулятор млекопитающих регулирует бодрствование через нейроны CRF в паравентрикулярном ядре гипоталамуса. Достижения науки. doi.org/10.1126/sciadv.abd0384.[19459007impression

Source link

Исследователи разрабатывают синтетический дефектный геном SARS-CoV-2, который подавляет репликацию вируса

Исследователи разрабатывают синтетический дефектный геном SARS-CoV-2, который подавляет репликацию вируса

Более короткий геном, содержащий только часть генома РНК SARS-CoV-2, конкурирует с нормальным вирусом за рост и потенциально может предотвратить репликацию вируса.

Разрушительное воздействие пандемии коронавирусного заболевания 2019 г. (COVID-19), вызванной тяжелым острым респираторным синдромом, вызванным коронавирусом 2 (SARS-CoV-2), привело к значительным усилиям по сдерживанию его передачи. Когда РНК-вирусы, такие как SARS-CoV-2, реплицируются, могут существовать версии вируса с большими делециями в вирусном геноме, что делает вирус дефектным. Эти дефектные геномы все еще могут реплицироваться в присутствии полноразмерного вируса. Поскольку они короче, они могут реплицироваться быстрее, чем исходный вирус, и конкурировать с полноразмерным вирусом за репликацию, нарушая рост и распространение вируса.

<img alt=" Трехмерный рендеринг микроба SARS-CoV-2 с молекулой РНК внутри. Изображение предоставлено: Vchal / Shutterstock "height =" 627 "src =" http://www.news-medical.net/image.axd?picture=2020%2f11%2fshutterstock_1670143177_(1).jpg "title =" 3D-рендеринг Микроб SARS-CoV-2 с молекулой РНК внутри. Изображение предоставлено: Vchal / Shutterstock "width =" 1200 "/>

Трехмерное изображение микроба SARS-CoV-2 с молекулой РНК внутри. Изображение предоставлено: Vchal / Shutterstock

Эти дефектные интерферирующие (DI) геномы обычны для коронавирусов, но DI для SARS-CoV-2 еще не зарегистрировано. Обычно считается, что частицы DI являются результатом неэффективной репликации или выполняют регуляторные функции. Исследователи из Университета штата Пенсильвания, США, разработали синтетическую конструкцию DI для SARS-CoV-2 и сообщили о своих результатах в новом исследовании, опубликованном на сервере препринтов bioRxiv *

.

Синтетический дефектный интерферирующий геном

Они подготовили синтетические геномы DI из частей генома SARS-CoV-2 и проверили, могут ли геномы DI реплицироваться в клетках, инфицированных как синтетическим геномом, так и вирусом дикого типа (WT).

Они создали свою конструкцию с использованием трех частей вирусного генома: 5 'UTR и 5' части неструктурного белка 1 (nsp1) в ORF1a, части nsp15 с сигналом упаковки и последовательности 3'-часть последовательности N, ORF10 и 3'UTR. Синтетический геном DI имел длину 2882 нуклеотида (нт), что составляло около 9,6% от длины генома вируса WT. Кроме того, авторы также подготовили второй более короткий синтетический геном длиной около 800 нт без упаковочной части.

Команда подготовила два генома в виде ДНК и вставила их в плазмиды, транскрибируя их in vitro чтобы получить РНК. Полученные РНК вставляли в клетки Vero-E6, инфицированные SARS-CoV-2.

Поскольку синтетические геномы DI быстро разрушаются и плохо реплицируются, авторы не смогли изучить, как они реплицируются. Однако геном DI с тремя частями снижал репликацию SARS-CoV-2 примерно наполовину через 24 часа после трансфекции. Более короткий геном DI не оказал никакого влияния на рост SARS-CoV-2.

<img alt=" DI снижает количество SARS-CoV-2 вдвое; реплицируется в 3 раза быстрее; и передается с такой же эффективностью. Желтый: DI при коинфекциях; синий: WT при коинфекциях; серый: WT при инфекциях без DI. а: Темпы роста (абсолютное количество по отношению к количеству через 4 часа) WT в контроле и при коинфекции; рост относительно контроля в тот же момент времени; и детали в 24 часа. b: через 24 часа после заражения супернатант использовали для заражения новых клеток. Эффективность передачи – это количество, измеренное с помощью qRT-PCR непосредственно перед пассацией, деленное на среднее количество, измеренное почти сразу (4 часа) после пассажа. c: Темпы роста (абсолютное количество по отношению к количеству через 4 часа) WT в контроле и при коинфекции; рост относительно контроля в тот же момент времени; и детали в 24 часа. Темпы роста (абсолютная величина по отношению к сумме за 4 часа) WT и DI при коинфекциях; рост относительно WT при коинфекциях в тот же момент времени; и детализация в 24 часа. "height =" 971 "src =" http://www.news-medical.net/image.axd?picture=2020%2f11%2f2020.11.22.393587v1_222222222_-_1200_width.jpg "title =" DI снижает количество SARS-CoV-2 вдвое; реплицируется в 3 раза быстрее; и передается с такой же эффективностью. Желтый: DI при коинфекциях; синий: WT при коинфекциях; серый: WT при инфекциях без DI. а: Темпы роста (абсолютное количество по отношению к количеству через 4 часа) WT в контроле и при коинфекции; рост относительно контроля в тот же момент времени; и детали в 24 часа. b: через 24 часа после заражения супернатант использовали для заражения новых клеток. Эффективность передачи – это количество, измеренное с помощью qRT-PCR непосредственно перед пассацией, деленное на среднее количество, измеренное почти сразу (4 часа) после пассажа. c: Темпы роста (абсолютное количество по отношению к количеству через 4 часа) WT в контроле и при коинфекции; рост относительно контроля в тот же момент времени; и детали в 24 часа. Темпы роста (абсолютная величина по отношению к сумме за 4 часа) WT и DI при коинфекциях; рост относительно WT при коинфекциях в тот же момент времени; и детализация в 24 часа. "width =" 1200 "/>

DI снижает количество SARS-CoV-2 вдвое; реплицируется в 3 раза быстрее; и передается с такой же эффективностью. Желтый: DI при коинфекциях; синий: WT при коинфекциях; серый: WT при инфекциях без DI. а: Темпы роста (абсолютное количество по отношению к количеству через 4 часа) WT в контроле и при коинфекции; рост относительно контроля в тот же момент времени; и детали в 24 часа. b: через 24 часа после заражения супернатант использовали для заражения новых клеток. Эффективность передачи – это количество, измеренное с помощью qRT-PCR непосредственно перед пассацией, деленное на среднее количество, измеренное почти сразу (4 часа) после пассажа. c: Темпы роста (абсолютное количество по отношению к количеству через 4 часа) WT в контроле и при коинфекции; рост относительно контроля в тот же момент времени; и детали в 24 часа. Темпы роста (абсолютная величина по отношению к сумме за 4 часа) WT и DI при коинфекциях; рост относительно WT при коинфекциях в тот же момент времени; и детализация в 24 часа.

Через день после трансфекции команда заразила новые клетки, используя супернатант. И вирус WT, и геном DI наблюдались через четыре часа после заражения, но они не видели геном DI без упаковочной части. Не было разницы в скорости передачи генома DI и вируса WT, что позволяет предположить, что более короткий геном DI столь же заразен, как вирус WT.

В образцах, инфицированных как геномом DI, так и обычным вирусом, количество обычных вирионов уменьшилось вдвое за 24 часа. Геном DI увеличивался примерно в три раза быстрее, чем вирус WT. Результаты показывают, что даже небольшое количество генома DI может сильно повлиять на репликацию вируса WT.

Дефектный геном конкурирует с нормальным вирусом во время роста

Авторы также смоделировали динамику системы, чтобы понять внутриклеточную конкуренцию между геномом DI и нормальным вирусом. Подобно предсказаниям из предыдущих моделей, геном DI и вирус WT сосуществуют, если преимущество репликации генома DI ниже критического порога. Выше этого порога геномы DI убивают все вирусы WT. Этот порог зависит от количества геномов в пределах диапазона вирусного белка, продуцируемого обычным вирусом.

Таким образом, модель предполагает, что геном DI со временем будет увеличиваться и убивать геном вируса WT. Однако, поскольку авторы измерили только пять пассажей, в которых они действительно увидели увеличение отношения генома DI к WT, они пишут, что не смогли проверить, приведет ли это раннее уменьшение к исчезновению вируса WT.

«Вмешательство в вирус WT – самый замечательный эффект нашей конструкции DI», – пишут авторы. Частицы DI не служат никакой цели для вируса WT; скорее, они существуют как паразиты нормального вируса. Поскольку при совместной инфекции с вирусом они могут реплицироваться быстрее, чем полноразмерный вирус, они подходят в качестве потенциальных противовирусных средств.

По мере продолжения репликации частота генома DI продолжает увеличиваться, и процесс становится более эффективным, что в конечном итоге приводит к гибели как нормального вируса, так и генома DI. Хотя конструкции DI обладают потенциалом в качестве противовирусных средств, они мало изучены. ВИЧ и вирусы гриппа не являются идеальными кандидатами для этого подхода, поскольку у них короткие геномы и сложные жизненные циклы. Однако коронавирусы идеально подходят для этого подхода, поскольку они имеют длинный геном одноцепочечной РНК и простые жизненные циклы и могут быть дополнительно изучены на предмет SARS-CoV-2.

* Важное примечание

bioRxiv публикует предварительные научные отчеты, которые не рецензируются и, следовательно, не должны рассматриваться как окончательные, руководящие клинической практикой / поведением, связанным со здоровьем, или рассматриваться как установленная информация.

Source link

Исследование показывает, что генетический риск преэклампсии связан с артериальным давлением и ИМТ

Комбинированное лечение уменьшает развитие рака молочной железы у мышей

Международное исследование, координированное экспертами из Ноттингемского университета, показало, что генетический риск преэклампсии – потенциально опасного состояния во время беременности – связан с артериальным давлением и индексом массы тела.

Преэклампсия, обычно диагностируемая по повышению артериального давления и содержания белка в моче, поражает до 5% беременных женщин. Ежегодно во всем мире от нее умирают около 50 000 женщин и до одного миллиона младенцев. Это состояние также связано с повышенным риском сердечно-сосудистых заболеваний у матерей и их детей в более позднем возрасте. Существует наследственный риск, поскольку женщины с семейным анамнезом преэклампсии подвергаются большему риску развития этого состояния сами.

В исследовании InterPregGen исследователи из Великобритании, Исландии, Финляндии, Норвегии, Дании, Казахстана и Узбекистана изучали, как генетическая изменчивость матери влияет на риск преэклампсии. Команда изучила генетический состав 9515 женщин в преэклампсии и 157 719 человек из контрольной группы

Результаты, опубликованные сегодня в Nature Communications, позволили выявить варианты ДНК в генах ZNF831 и FTO как факторы риска преэклампсии. Эти гены ранее были связаны с кровяным давлением, а вариант FTO – также с индексом массы тела. Дальнейший анализ выявил другие варианты генов MECOM, FGF5 и SH2B3, связанные с артериальным давлением, также связанные с преэклампсией. Эти варианты увеличивают риск преэклампсии на 10-15%.

Новые выводы из этого исследования могут стать основой для более эффективной профилактики и лечения преэклампсии в будущем и улучшить исход беременности для матери и ребенка. Они также могут побудить врачей общей практики более внимательно наблюдать за женщинами, перенесшими преэклампсию »

Профессор Фиона Бротон Пипкин

Исследование также показывает, что общая генетическая предрасположенность к гипертонии является основным фактором риска преэклампсии, и поэтому большое количество вариантов, каждый с небольшим эффектом, также может способствовать этому риску. Эти текущие результаты дополняют более ранние открытия тех же исследователей, которые показали, что вариант, близкий к гену FLT1 в геноме плода, влияет на риск развития преэклампсии у матери.

Гены, идентифицированные до сих пор, согласовываются с другими современными знаниями о преэклампсии, поскольку гипертония и ожирение являются известными факторами материнского риска. Это исследование показывает, что эти ассоциации частично объясняются наследственной предрасположенностью. Однако они объясняют только часть риска преэклампсии. Остается выяснить, действуют ли оставшиеся неидентифицированные факторы через геном матери или плода или через оба генома.

Новые выводы из этого исследования могут стать основой для более эффективной профилактики и лечения преэклампсии в будущем и улучшить исход беременности для матери и ребенка.

Пятилетнее исследование координировала доктор Линда Морган из Школы наук о жизни Ноттингемского университета; Среди сотрудников были заслуженные профессора Ноттингема Нур Калшекер (клиническая химия) и Фиона Бротон Пипкин (акушерство и гинекология)

Источник:

Ссылка в журнале:

Steinthorsdottir, V., et al. (2020) Генетическая предрасположенность к гипертонии связана с преэклампсией у женщин в Европе и Центральной Азии. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-020-19733-6.

Source link

Исследование показывает, как высокочастотные звуковые волны могут произвести революцию в химии, управляемой ультразвуком

FDA одобряет новый тест слюны Рутгерса на коронавирус

Исследователи показали, как высокочастотные звуковые волны можно использовать для создания новых материалов, создания интеллектуальных наночастиц и даже доставки лекарств в легкие для безболезненной вакцинации без использования иглы.

В то время как звуковые волны были частью науки и медицины на протяжении десятилетий – ультразвук впервые был использован для клинической визуализации в 1942 году и для запуска химических реакций в 1980-х годах – технологии всегда полагались на низкие частоты.

Теперь исследователи из Университета RMIT в Мельбурне, Австралия, показали, как высокочастотные звуковые волны могут произвести революцию в области химии, управляемой ультразвуком.

В новом обзоре, опубликованном в Advanced Science показано странное воздействие этих звуковых волн на материалы и клетки, такие как молекулы, которые, кажется, спонтанно упорядочиваются после удара звуковым эквивалентом полуприцепа. .

Исследователи также подробно описывают различные интересные применения своей новаторской работы, в том числе:

  • Доставка лекарств в легкие – запатентованная технология распыления, позволяющая доставлять жизненно важные лекарства и вакцины путем ингаляции, а не инъекций
  • Наночастицы, защищающие от лекарств – заключающие лекарства в специальные нанопокрытия, чтобы защитить их от разрушения, контролировать их высвобождение с течением времени и гарантировать, что они точно нацелены на нужные места в организме, такие как опухоли или инфекции
  • Прорывные интеллектуальные материалы – устойчивое производство сверхпористых наноматериалов, которые можно использовать для хранения, разделения, высвобождения и защиты практически всего
  • Нанопроизводство 2D-материалов – точное, экономичное и быстрое расслоение атомно-тонких квантовых точек и нанолистов

Ведущий исследователь, выдающийся профессор Лесли Йео и его команда потратили более десяти лет на изучение взаимодействия звуковых волн на частотах выше 10 МГц с различными материалами.

Но Ё говорит, что они только сейчас начинают понимать диапазон странных явлений, которые часто наблюдают в лаборатории.

Когда мы вводим высокочастотные звуковые волны в жидкости, материалы и клетки, эффекты становятся необычными . »

Лесли Йео, ведущий научный сотрудник, заслуженный профессор, Университет RMIT

«Мы использовали мощь этих звуковых волн для разработки инновационных биомедицинских технологий и синтеза современных материалов.

«Но наши открытия также изменили наше фундаментальное понимание химии, управляемой ультразвуком, и показали, как мало мы на самом деле знаем.

«Попытка объяснить науке то, что мы видим, а затем применить это для решения практических задач – большая и захватывающая задача».

Звуковые волны: как усилить химию звуком

Исследовательская группа RMIT, в которую входят доктор Амгад Резк, доктор Хеба Ахмед и доктор Швати Рамесан, генерирует высокочастотные звуковые волны на микрочипе, чтобы точно управлять жидкостями или материалами.

Ультразвук долгое время использовался на низких частотах – от 10 кГц до 3 МГц – для управления химическими реакциями, в области, известной как «сонохимия».

На этих низких частотах сонохимические реакции вызываются резким сжатием пузырьков воздуха.

Этот процесс, известный как кавитация, приводит к огромному давлению и сверхвысоким температурам – как в крошечной и очень локализованной скороварке.

Но оказывается, что если увеличить частоту, эти реакции полностью изменятся.

Когда высокочастотные звуковые волны передавались в различные материалы и клетки, исследователи наблюдали поведение, которое никогда не наблюдалось с помощью низкочастотного ультразвука.

«Мы видели самоупорядочивающиеся молекулы, которые, кажется, ориентируются в кристалле в направлении звуковых волн», – говорит Йео.

«Используемые длины звуковых волн могут быть более чем в 100 000 раз больше, чем отдельная молекула, поэтому невероятно загадочно, как чем-то таким крошечным можно точно управлять с помощью чего-то такого большого.

«Это все равно, что вести грузовик через беспорядочную россыпь кубиков Lego, а затем обнаружить, что эти части красиво сложены друг на друга – этого не должно быть!»

Биомедицинские достижения

Хотя низкочастотная кавитация часто может разрушать молекулы и клетки, они в основном остаются нетронутыми под воздействием высокочастотных звуковых волн.

Это делает их достаточно мягкими для использования в биомедицинских устройствах для манипулирования биомолекулами и клетками без нарушения их целостности – основы для различных технологий доставки лекарств, запатентованных исследовательской группой RMIT.

Одно из этих запатентованных устройств представляет собой дешевый, легкий и портативный усовершенствованный небулайзер, который может точно доставлять большие молекулы, такие как ДНК и антитела, в отличие от существующих небулайзеров.

Это открывает возможности для безболезненных вакцинаций и лечения без иглы.

В небулайзере используются высокочастотные звуковые волны для возбуждения поверхности жидкости или лекарства, создавая тонкий туман, который может доставить более крупные биологические молекулы непосредственно в легкие.

Технология небулайзера также может использоваться для инкапсуляции лекарства в защитные полимерные наночастицы в одностадийном процессе, объединяющем нанопроизводство и доставку лекарства.

Кроме того, исследователи показали, что облучение клеток высокочастотными звуковыми волнами позволяет без повреждения вводить терапевтические молекулы в клетки – метод, который можно использовать в новых методах лечения на основе клеток.

Умные материалы

Команда использовала звуковые волны для стимулирования кристаллизации для устойчивого производства металлоорганических каркасов, или MOF.

По прогнозам, они станут определяющим материалом 21 века, MOF идеально подходят для обнаружения и улавливания веществ в мельчайших концентрациях, для очистки воды или воздуха, а также могут удерживать большое количество энергии для создания более совершенных батарей и устройств хранения энергии.

В то время как обычный процесс изготовления MOF может занять часы или дни и требует использования агрессивных растворителей или интенсивных энергетических процессов, команда RMIT разработала чистую технику, управляемую звуковыми волнами, которая может создавать индивидуальные MOF за считанные минуты и легко масштабируется для эффективного массового производства.

Звуковые волны могут также использоваться для нанопроизводства 2D-материалов, которые используются во множестве приложений от гибких электрических цепей до солнечных элементов.

Расширение и расширение границ

Следующие шаги команды RMIT сосредоточены на расширении масштабов технологии.

При невысокой стоимости всего в 0,70 долларов США за устройство микрочипы, генерирующие звуковые волны, могут быть произведены с использованием стандартных процессов массового производства кремниевых чипов для компьютеров.

«Это открывает возможность производства промышленных количеств материалов с этими звуковыми волнами посредством массивного распараллеливания – одновременного использования тысяч наших чипов», – сказал Йео.

Команда Лаборатории Микро / Нанофизики Инженерной школы RMIT – одна из немногих исследовательских групп в мире, объединяющих высокочастотные звуковые волны, микрофлюидику и материалы.

Йео говорит, что исследования бросают вызов давно существующим теориям физики, открывая новую область «высокочастотного возбуждения» параллельно с сонохимией.

«Классические теории, созданные с середины 1800-х годов, не всегда объясняют странное и иногда противоречивое поведение, которое мы наблюдаем – мы раздвигаем границы нашего понимания».

Источник:

Ссылка на журнал:

Резк, А. Р., и др. . (2020) Высокочастотная обработка звука: новая область безкавитационного синтеза, обработки и обработки акустических материалов. Продвинутая наука . doi.org/10.1002/advs.202001983.

Source link

Унаследованные дефекты ДНК вызывают плоскоклеточный рак у детей с анемией Фанкони

Исследователи исследуют стволовые клетки для ответов на вопрос о том, как развивается синдром хрупкого Х

Врачи и ученые Медицинского центра детской больницы Цинциннати использовали новую технологию стволовых клеток для регенерации и изучения живой кожи конкретного пациента в лаборатории, что позволило им подробно рассмотреть, как унаследованные дефекты ДНК вызывают повреждение кожи и смертельную плоскоклеточную карциному у детей и молодых людей с анемией Фанкони (FA).

Сообщая о своих открытиях в журнале Cell Stem Cell, исследователи теперь используют сложные трехмерные лабораторные модели эпидермиса пациента с FA – и улучшенные биологические детали, которые они предоставляют – для проверки лекарств, которые могут замедлить или остановить прогрессирование болезни.

Авторы исследования объясняют, что новые модели тканей, полученных из стволовых клеток человека, преодолевают ограничения, присущие изучению заболеваний человека на мышах, предоставляя исследователям инновационный инструмент для окончательного решения давней и опасной молекулярной загадки.

Плоскоклеточный рак – глобальная проблема здравоохранения, и нестабильность ДНК у детей с анемией Фанкони делает их чрезвычайно восприимчивыми. В отличие от населения в целом, плоскоклеточные карциномы, возникающие в области головы, шеи, аногенитальной области и кожи у детей и молодых людей с FA, имеют тенденцию быть необычно агрессивными и смертельными »

Сюзанна Уэллс, доктор философии, главный исследователь и биолог-онколог, Детский институт рака и болезней крови Цинциннати

Существуют методы лечения ФА, но Уэллс объяснил, что они имеют побочные эффекты из-за того, как работает болезнь.

«Нам нужны эффективные методы лечения, но определение молекулярных и клеточных последствий мутаций гена FA было трудным, потому что мышиные модели не полностью воспроизводят человеческое заболевание.

К счастью, наши биоинженерные модели трехмерного эпидермиса человека помогают нам преодолеть это », – сказал Уэллс, который также является директором программы эпителиального канцерогенеза и стволовых клеток.

Путь к нестабильности ДНК

FA – это наследственное заболевание, вызванное мутациями потери функции в более чем 20 генах репродуктивных (зародышевых) клеток человека. Обычно путь FA играет важную роль в нормальной структуре и функционировании кожи. И хотя все клетки содержат сшитую ДНК, дефектный механизм репарации ДНК у людей с ЖК вызывает накопление дефектных сшивок. Это делает детей с ФА склонными к нестабильности ДНК, отказу костного мозга и раку.

Исследователи настоящего исследования демонстрируют эту важную роль в своих самых последних данных. Они провели небольшой контролируемый клинический тест, чтобы продемонстрировать, что пациенты с мутациями FA более склонны к повреждению кожи и образованию пузырей в результате стресса окружающей среды.

Тест, одобренный Наблюдательным советом детского учреждения Цинциннати, включал умеренное давление на руки детей и молодых людей с FA и на контрольную группу без FA.

У лиц с FA образовывались волдыри на коже намного быстрее, чем у лиц из контрольной группы без FA, что свидетельствует о внутренней хрупкости кожи в этой популяции.

Подражание процессу развития природы

Для отслеживания биологического развития уязвимостей эпидермиса у детей с FA использовалась донорская ткань кожи для создания плюрипотентных стволовых клеток (PSC), полученных от пациентов. PSC принимают эмбриональные черты и могут образовывать любые ткани в организме.

Стволовые клетки, специфичные для пациента, в этом исследовании содержали мутации гена FA, которые с целью прямого сравнения могли быть исправлены исследователями с помощью индуцибельной системы.

Затем PSC были биохимически преобразованы в эпидермальные стволовые клетки и клетки-предшественники, стадия развития, на которой мутации FA обычно начинают нарушать функцию кожи.

Эпидермальные стволовые клетки и клетки-предшественники затем были использованы для создания сложных трехмерных эпидермальных моделей, называемых органотипическими кожными рафтами, которые также содержали мутации FA, если их не исправить.

В тканях, специфичных для пациентов с FA, уменьшились межклеточные соединения, ключевые биологические связи, важные для формирования и функционирования кожи, а также другие молекулярные и структурные дефекты.

Эти дефекты вылились в ускоренное образование пузырей на коже после механически вызванного стресса, что запускает болезненные процессы, которые могут перерасти в рак. Хрупкость кожи в отношении FA может также способствовать развитию рака из-за повышенного воздействия на организм канцерогенов во внешней среде.

По словам первого автора исследования, Сони Руис-Торрес, доктора философии, сотрудника лаборатории Уэллса, исследователи продолжают свой проект.

Поскольку исследование было ограничено небольшим количеством пациентов, исследователи создают трехмерные органотипические кожные рафты человека для изучения более широкого круга людей с мутациями FA.

Это должно дать ученым более всесторонний взгляд на различные процессы болезни, связанные с мутациями гена FA, понять, как они способствуют развитию плоскоклеточного рака, и помочь повысить потенциальное клиническое воздействие их работы.

Источник:

Медицинский центр детской больницы Цинциннати

Ссылка на журнал:

Руис-Торрес, С., и др. . (2020) Унаследованные дефекты репарации ДНК нарушают структуру и функции кожи человека. Стволовая клетка . doi.org/10.1016/j.stem.2020.10.012.[19459010impression

Source link

Модифицированный домен, связывающий рецептор SARS-CoV-2, может повысить эффективность вакцины, говорится в исследовании

Модифицированный домен, связывающий рецептор SARS-CoV-2, может повысить эффективность вакцины, говорится в исследовании

Тяжелый острый респираторный синдром – коронавирус 2 (SARS-CoV-2), возбудитель пандемии коронавирусного заболевания 2019 года (COVID-19), распространился по всему миру более чем в 58,8 миллиона человек и стал причиной более 1,3 миллиона смертей. Стремление к разработке безопасных и эффективных вакцин для предотвращения продолжающегося распространения SARS-CoV-2 приближается к финишу, поскольку несколько многообещающих кандидатов ожидают утверждения регулирующим органом для широкомасштабного распространения и использования.

Группа исследователей из США и Китая разработала рецептор-связывающий домен (RBD), который, по их утверждениям, улучшает иммуногенность поливалентных вакцин против SARS-CoV-2. Их исследование, опубликованное на bioRxiv * в ноябре 2020 года, может способствовать продвижению еще более эффективных кандидатов-вакцин против SARS-CoV-2 в будущем.

Спайковый белок по сравнению с RBD

Спайковый белок SARS-CoV-2 является ключевым в опосредовании проникновения вируса в клетку-мишень через его связывание с рецептором клетки-хозяина, ангиотензин-превращающим ферментом 2 (ACE2). Спайк, или S, белок связывается с рецептором через RBD, длина которого составляет около 200 остатков. Он состоит из двух доменов, S1 и S2. Первый связан со связыванием с рецептором, а второй опосредует слияние и проникновение вируса.

<img alt=" Спайк-протеин нового коронавируса SARS-CoV-2. 3D-печать шипового белка SARS-CoV-2, также известного как 2019-nCoV, вируса, вызывающего COVID-19, перед 3D-печатью вирусной частицы SARS-CoV-2. Белок-шип (на переднем плане) позволяет вирусу проникать в клетки человека и инфицировать их. На модели вируса поверхность вируса (синяя) покрыта белками-шипами (красный цвет), которые позволяют вирусу проникать и инфицировать клетки человека. Для получения дополнительной информации посетите сайт NIH 3D Print Exchange по адресу 3dprint.nih.gov. Предоставлено: NIH. Кредит изображения: NIAID / Flickr "height =" 900 "src =" http://www.news-medical.net/image.axd?picture=2020%2f11%2f49584124196_f5871078c6_k_-_1200_width.jpg "title =" Новый коронавирус SARS- CoV-2 Spike Protein. 3D-печать шипового белка SARS-CoV-2, также известного как 2019-nCoV, вируса, вызывающего COVID-19, перед 3D-печатью вирусной частицы SARS-CoV-2. Спайковый белок (на переднем плане) позволяет вирусу проникать в клетки человека и инфицировать их. На модели вируса поверхность вируса (синяя) покрыта белками-шипами (красный цвет), которые позволяют вирусу проникать и инфицировать клетки человека. Для получения дополнительной информации посетите сайт NIH 3D Print Exchange по адресу 3dprint.nih.gov. Предоставлено: NIH. Изображение предоставлено: NIAID / Flickr "width =" 1200 "/>

Новый спайк-белок коронавируса SARS-CoV-2. 3D-печать шипового белка SARS-CoV-2, также известного как 2019-nCoV, вируса, вызывающего COVID-19, перед 3D-печатью частицы вируса SARS-CoV-2. Белок-шип (на переднем плане) позволяет вирусу проникать в клетки человека и инфицировать их. На модели вируса поверхность вируса (синий цвет) покрыта белками-шипами (красный цвет), которые позволяют вирусу проникать в клетки человека и инфицировать их. Для получения дополнительной информации посетите сайт NIH 3D Print Exchange по адресу 3dprint.nih.gov. Предоставлено: NIH. Изображение предоставлено: NIAID / Flickr

Открытая природа S-белка и тот факт, что его связывание может быть ингибировано специфическими нейтрализующими антителами, делают его одной из основных мишеней для вакцин против COVID-19. Его часто используют в тримерном состоянии после стабилизации, обычно путем добавления пары остатков пролина (S-2P).

Иммунологические исследования показывают, что RBD является первичным нейтрализующим эпитопом вируса и, как таковой, подчеркивает, что он является ключевой мишенью для любой вакцины COVID-19. Хотя RBD является частью субъединицы S1, он также экспрессируется и сворачивается независимо со своей собственной отличительной структурой и функцией. Внутри RBD находится вариабельная область, называемая рецептор-связывающим мотивом (RBM), которая является фактическим сайтом связывания ACE2. RBD имеет несколько важных преимуществ перед белком S.

Теоретически производство вакцины против этого вируса должно быть проще, чем для многих других, по следующим причинам. Во-первых, геном очень большой и защищен от мутаций эффективной системой корректуры, что замедляет появление изменений. Фактически, в ходе текущей пандемии RBD претерпел несколько мутаций.

Во-вторых, передача вируса происходит быстро, даже до того, как срабатывает иммунный ответ хозяина. Фактически, RBD подвергается воздействию, несмотря на его ключевую роль в инфицировании клетки-хозяина. В результате почти все экспонированные эпитопы RBD нейтрализуют по сравнению с гораздо меньшей долей эпитопов на нативном S-белке. Это означает, что почти все антитела, вызванные RBD, будут нейтрализующими.

В-третьих, RBD компактен и стабилен, что позволяет применять несколько методов рентабельного производства вакцины. Для производства можно использовать вирусные векторы или мРНК.

Использование RBD в вакцине также снизит риск молекулярной мимикрии и последующего аутоиммунного заболевания, а также антителозависимое усиление болезни из-за меньшего количества эпитопов в целом (а также линейных или конформационных эпитопы). Это ограничит возможность побочных эффектов и позволит вводить меньшие дозы вакцины. Низкая доля эпитопов-ловушек (ответственных за связывание ненейтрализующих антител) увеличивает их иммуногенность и нейтрализующую способность.

В текущем исследовании исследователи подтвердили, что RBD SARS-CoV-2 вызывает мощный нейтрализующий ответ в виде антител, которые препятствуют связыванию белка S с рецептором ACE2. Однако эти антитела не вызывают ADE.

Использование белков-носителей

Если в вакцине представлены несколько антигенов путем слияния антигена с поливалентным белком-носителем, таким как 24-мерный белок ферритина H. pylori, иммуногенность намного выше по сравнению с димерами или тримерами. Этот процесс, опять же, намного проще с маленьким RBD, чем с полноразмерным тримерным S-белком.

Исследователи заметили, что использование любого из двух белков-носителей, конъюгированных с нативным RBD, вместе с мощным адъювантом, увеличивало эффективность нейтрализующих ответов в эксперименте на грызунах по сравнению с использованием стабилизированного S-белка. эктодомен после его конъюгации с теми же носителями. Однако RBD плохо экспрессируется сам по себе или в сочетании с белком-носителем, что делает его непригодным в качестве вакцинного антигена.

Гликозилирование RBD

Исследователи описывают модификацию нативного RBD путем введения четырех новых сайтов гликозилирования. Они обнаружили, что этот гликозилированный RBD (gRBD) экспрессируется гораздо более эффективно. Неожиданно оказалось, что он также обладает способностью вызывать большую нейтрализующую способность.

Это может быть связано с тем, что гликаны улучшают укладку или растворимость RBD или маскируют иммунодоминантные эпитопы, которые вызывают ненейтрализующие антитела.

gRBD также действует как высокоиммуногенный белок по сравнению с RBD дикого типа при использовании в вакцине из белковых субъединиц. GRBD может быть конъюгирован с любым из пяти поливалентных белков-носителей для экспрессии в качестве антигена ДНК-вакцины. В этой форме он был связан с еще более мощной нейтрализующей способностью по сравнению с родным RBD или S-2P. H. pylori ферритин 24-мерный белок продемонстрировал способность вызывать наиболее сильные нейтрализующие антитела среди протестированных белков-носителей. Это могло быть связано с поливалентностью, его более высокой экспрессией и наличием эпитопов для Т-клеток.

<img alt=" Сконструированные гликаны RBD SARS-CoV-2 усиливают экспрессию поливалентных слитых белков RBD. Представления RBD (A) в контексте белка SARS-CoV-2 S в открытой конформации one-up, с ACE2-связывающей областью (красный), обращенной вверх, и (B), связанной с рецептором ACE2, с RBD ACE2-связывающая область обращена вниз. Синий указывает на поверхностные остатки, которые не закрыты ни в закрытой конформации (обозначены желтым), ни как часть интерфейса ACE2 (красный). Зеленым обозначены остатки, мутация которых создает новый мотив N-гликозлилирования. (C) Показана последовательность сконструированного RBD, несущего четыре новых мотива гликозилирования (gRBD). Нумерация указывает остаток S-белка. Мотивы гликозилирования (2 нативные и 4 сконструированные) подчеркнуты. Окрашивание описано в (B). "Height =" 1424 "src =" http://www.news-medical.net/image.axd?picture=2020%2f11%2fCapture_101010101010_-_1200_width.jpg "title =" Разработано Гликаны SARS-CoV-2 RBD усиливают экспрессию поливалентных слитых белков RBD. Представления RBD (A) в контексте белка SARS-CoV-2 S в открытой конформации one-up, с ACE2-связывающей областью (красный), обращенной вверх, и (B), связанной с рецептором ACE2, с RBD ACE2-связывающая область обращена вниз. Синий указывает на поверхностные остатки, которые не закрыты ни в закрытой конформации (обозначены желтым), ни как часть интерфейса ACE2 (красный). Зеленым обозначены остатки, мутация которых создает новый мотив N-гликозлилирования. (C) Показана последовательность сконструированного RBD, несущего четыре новых мотива гликозилирования (gRBD). Нумерация указывает остаток S-белка. Мотивы гликозилирования (2 нативные и 4 сконструированные) подчеркнуты. Раскраска описана в (B). "Width =" 1200 "/>

Сконструированные гликаны SARS-CoV-2 RBD усиливают экспрессию поливалентных слитых белков RBD. Представления RBD (A) в контексте белка SARS-CoV-2 S в открытой конформации one-up, с ACE2-связывающей областью (красный), обращенной вверх, и (B), связанной с рецептором ACE2, с RBD ACE2-связывающая область обращена вниз. Синий указывает на поверхностные остатки, которые не закрыты ни в закрытой конформации (обозначены желтым), ни как часть интерфейса ACE2 (красный). Зеленым обозначены остатки, мутация которых создает новый мотив N-гликозлилирования. (C) Показана последовательность сконструированного RBD, несущего четыре новых мотива гликозилирования (gRBD). Нумерация указывает остаток S-белка. Мотивы гликозилирования (2 нативные и 4 сконструированные) подчеркнуты. Окрашивание описано в (B).

Заключение

Исследователи заключают: «Наши данные показывают, что поливалентные антигены gRBD могут снизить стоимость и дозы, а также улучшить иммуногенность всех основных классов вакцин против SARS-CoV-2».

* Важное примечание

bioRxiv публикует предварительные научные отчеты, которые не рецензируются и, следовательно, не должны рассматриваться как окончательные, руководящие в клинической практике / поведении, связанном со здоровьем, или рассматриваться как установленная информация.

Source link

Исследователи получают грант NIH в размере 8,3 миллиона долларов на выяснение причин расщелины позвоночника

Исследователи находят биологическую систему, которая управляет реакцией клеток на воздействие опиоидных препаратов

Исследователи из Медицинской школы Сан-Диего Калифорнийского университета в сотрудничестве с Детским институтом геномной медицины Рэди получили пятилетний грант в размере 8,3 миллиона долларов от Национального института здоровья детей Юнис Кеннеди Шрайвер из Национального института здравоохранения и Человеческое развитие для дальнейшего выяснения причин расщелины позвоночника, наиболее распространенного структурного дефекта центральной нервной системы.

Spina bifida возникает, когда развивающийся позвоночник и спинной мозг не формируются должным образом. Это дефект нервной трубки, структуры развивающегося эмбриона, которая в конечном итоге становится головным, спинным мозгом и окружающими тканями ребенка.

При расщеплении позвоночника часть нервной трубки не закрывается, и позвоночник, защищающий спинной мозг, формируется неправильно, что часто приводит к повреждению спинного мозга и нервов, что приводит к физическим и неврологическим нарушениям, включая паралич от опускание талии и гидроцефалия или чрезмерное накопление жидкости в головном мозге.

Заболевание встречается относительно редко и встречается примерно у каждого 3000 новорожденных во всем мире. Лечение зависит от тяжести состояния, часто с операциями до и после родов.

Точная причина расщелины позвоночника неизвестна. Вероятно, это связано с множеством факторов: генетическими, пищевыми и экологическими. Предыдущие исследования показали, что фолиевая кислота, известная как витамин B9, может вдвое снизить риск расщелины позвоночника при приеме женщинами до зачатия ребенка. В результате фолиевая кислота является обычной пищевой добавкой в ​​зерновых продуктах в США и других странах.

И все же spina bifida сохраняется. Мы знаем, что B9 снижает риск, но как остается загадкой, и болезнь остается неизлечимой ».

Джозеф Глисон, доктор медицинских наук, профессор неврологии в Медицинской школе Калифорнийского университета в Сан-Диего и руководитель исследований в области нейробиологии в Институте геномной медицины Rady Children's

Новый грант будет использован Глисоном и его коллегами для создания международного реестра пациентов с расщелиной позвоночника и финансирования новых исследований, изучающих, как B9 снижает риск заболевания. В сотрудничестве с Ассоциацией Spina Bifida, Детскими больницами Shriner's и клиниками spina bifida по всему миру врачи и ученые Калифорнийского университета в Сан-Диего и Рэди будут применять полногеномное секвенирование для выявления потенциальных причин и основных механизмов заболевания.

Секвенирование всего генома – это процесс определения полной последовательности ДНК генома пациента или генетического материала за один раз. Его можно использовать для выявления тонких различий в аналогичной группе или для разработки персонализированных методов лечения, основанных на генетической информации.

В состав грантовой группы входят Винит Бафна, доктор философии, профессор факультета компьютерных наук Калифорнийского университета в Сан-Диего; Кристофер Кинтнер, доктор философии, и Джозеф Эккер, доктор философии, оба молекулярные биологи из Института биологических исследований Солка; и Ли Нисвандер, доктор философии, биолог развития из Университета Колорадо в Боулдере

Источник:

Калифорнийский университет – Сан-Диего

Source link

Гипербарическая кислородная терапия у здоровых взрослых может обратить вспять процесс старения, говорится в исследовании

Исследователи разрабатывают новый дешевый метод выявления агрессивных опухолей

Новое исследование, проведенное Тель-Авивским университетом (TAU) и Медицинским центром Шамир в Израиле, показывает, что лечение гипербарическим кислородом (HBOT) у здоровых пожилых людей может остановить старение клеток крови и обратить процесс старения. В биологическом смысле клетки крови взрослых действительно молодеют по мере продвижения лечения.

Исследователи обнаружили, что уникальный протокол лечения кислородом под высоким давлением в барокамере может обратить вспять два основных процесса, связанных со старением и его заболеваниями: укорочение теломер (защитные области, расположенные на обоих концах каждой хромосомы) и скопление в организме старых и неисправных клеток. Сосредоточившись на иммунных клетках, содержащих ДНК, полученную из крови участников, исследование обнаружило удлинение до 38% теломер, а также уменьшение до 37% в присутствии стареющих клеток.

Исследование возглавил профессор Шай Эфрати из Медицинской школы Саклера и Школы нейробиологии Сагол при ТАУ, а также основатель и директор Центра гипербарической медицины Сагол в Медицинском центре Шамир; и д-р Амир Хаданни, главный медицинский исследователь Центра гипербарической медицины и исследований Сагол в Медицинском центре Шамир. Клиническое испытание проводилось в рамках комплексной израильской исследовательской программы, нацеленной на старение как обратимое состояние.

Статья была опубликована в Aging 18 ноября 2020 г.

В течение многих лет наша команда занималась исследованиями и лечением гипербарических условий – лечением, основанным на протоколах воздействия кислорода под высоким давлением в различных концентрациях внутри барокамеры. Наши достижения на протяжении многих лет включают улучшение функций мозга, поврежденных возрастом, инсультом или черепно-мозговой травмой.

В текущем исследовании мы хотели изучить влияние HBOT на здоровых и независимых стареющих взрослых и выяснить, может ли такое лечение замедлить, остановить или даже обратить вспять нормальный процесс старения на клеточном уровне ».

Профессор Шай Эфрати, Школа медицины Саклера и Школа неврологии им. Сагола в ТАУ

Исследователи подвергли 35 здоровых людей в возрасте 64 лет и старше серию из 60 сеансов гипербаризации в течение 90 дней. Каждый участник предоставил образцы крови до, во время и в конце лечения, а также через некоторое время после завершения серии процедур. Затем исследователи проанализировали различные иммунные клетки в крови и сравнили результаты.

Результаты показали, что лечение фактически обращало вспять процесс старения в двух его основных аспектах: теломеры на концах хромосом становились длиннее, а не короче, со скоростью 20–38% для разных типов клеток; а процент стареющих клеток в общей популяции клеток был значительно снижен – на 11–37% в зависимости от типа клеток.

«Сегодня сокращение теломер считается« Святым Граалем »биологии старения», – говорит профессор Эфрати. «Исследователи во всем мире пытаются разработать фармакологические и экологические вмешательства, которые позволяют добиться удлинения теломер. Наш протокол HBOT смог добиться этого, доказав, что процесс старения действительно может быть обращен вспять на базовом клеточно-молекулярном уровне»

«До сих пор было показано, что такие вмешательства, как изменение образа жизни и интенсивные упражнения, имеют некоторый ингибирующий эффект на укорочение теломер», – добавляет доктор Хаданни. «Но в нашем исследовании только три месяца HBOT смогли удлинить теломеры со скоростью, намного превышающей любые доступные в настоящее время вмешательства или изменения образа жизни. Этим новаторским исследованием мы открыли дверь для дальнейших исследований влияния HBOT на клетки и его потенциала. для обращения вспять процесса старения "

Источник:

Американские друзья Тель-Авивского университета

Ссылка на журнал:

Hachmo, Y., и др. (2020) Гипербарическая оксигенотерапия увеличивает длину теломер и снижает иммунное старение в изолированных клетках крови: проспективное исследование. Старение. doi.org/10.18632/aging.202188.

Source link

Исследование показывает, что семейный анамнез может предсказать преждевременные роды

Исследование показывает, что семейный анамнез может предсказать преждевременные роды

Прогнозирование преждевременных родов может быть трудным, особенно для нерожавших женщин. Давно известно, что лучшим предиктором преждевременных родов является тот, кто ранее имел преждевременные роды; однако эта информация полезна только при второй и последующих беременностях.

Для женщин, находящихся во время их первой беременности, акушеры и акушерки должны сообщить им о возможных рисках. Чтобы решить эту проблему, исследователи из Медицинского колледжа Бейлора и Техасской детской больницы изучили, как семейный анамнез может предсказать преждевременные роды. Их результаты были опубликованы в Американском журнале акушерства и гинекологии.

Это ретроспективное исследование проспективных данных. Мы разработали биобанк и хранилище данных под названием PeriBank, где мы постоянно задавали нашим беременным пациенткам ряд вопросов об их семейной истории. Мы смогли взять эти подробные данные и определить, предопределял ли семейный анамнез этой конкретной женщины ее преждевременные роды »

Д-р Кьерсти Аагаард, профессор акушерства и гинекологии, Детская больница Бейлора и Техаса

После сбора семейной информации исследовательская группа смогла ответить на вопросы для количественной оценки риска преждевременных родов на основе семейного анамнеза преждевременных родов у беременной пациентки, ее сестры (сестер), ее матери, бабушек и тетушек. и двоюродные бабушки.

Их результаты показали сценарии для женщин, которые ранее рожали (повторнородящие), а также для женщин, которые никогда не рожали (нерожавшие). Если сама нерожавшая женщина родилась недоношенной, ее относительный риск преждевременных родов был в 1,75 раза выше.

Если ее сестра родила преждевременно, ее относительный риск был в 2,25 раза выше. Если ее бабушка или тетя рожали преждевременно, значительного увеличения риска не наблюдалось. Если повторнородящая мать, не имеющая ранее преждевременных родов, сама родилась преждевременно, ее риск был в 1,84 раза выше. Однако, если ее сестра, бабушка или тетя рожали преждевременно, значительного увеличения не наблюдалось.

«На протяжении многих лет нам удавалось собирать данные об очень большой популяции беременных женщин, отражающих Хьюстон. Наблюдались значительные различия по расам, этнической принадлежности, культуре и социально-экономическому статусу. Это было ключевым преимуществом нашего исследования. «Благодаря широте и глубине данных, отражающих разнообразие Хьюстона, мы смогли задать несколько хороших вопросов, которые дали нам действительно важную информацию о« наследуемости »риска», – сказал Огард

.

Исследовательская группа показала, что преждевременные роды нельзя полностью объяснить генетикой, сказал Аагард. Члены семьи могут иметь общую ДНК или генетический код, но одно и то же поколение членов семьи с большей вероятностью будет иметь общие социальные детерминанты или испытали системный расизм и предвзятость.

Это лучше всего продемонстрировало их открытие, что преждевременные роды в анамнезе у беременной женщины или ее сестры были в значительной степени связаны с преждевременными родами, в то время как бабушка или тетя – нет. Обычно считается, что эти предикторы одного поколения больше отражают общие экологические или социальные воздействия (или комбинацию ограниченной генетики плюс общие воздействия), чем генетические связи.

«Мы знаем, что для большинства женщин, родивших преждевременно, мы не можем сказать, что причиной этих преждевременных родов была полностью или частично генетика. Скорее, это исследование дает тонкие, но важные подсказки о том, что это более вероятно "общая семейная среда и ее подверженность риску", – сказал Огард.

«Мы надеемся, что и другие будут помнить об этих тонких характеристиках при рассмотрении наследственности и риска. Мы по-прежнему привержены поиску основных истинных причинных и движущих факторов. Тем временем мы впервые предоставляем некоторые надежные оценки риска для матери впервые на основании их семейного анамнеза преждевременных родов ».

Источник:

Бейлорский медицинский колледж

Ссылка на журнал:

Koire, A., и др. . (2020) Семейная история является предиктором текущих преждевременных родов. Американский журнал акушерства и гинекологии. doi. org / 10. 1016 / j. ajogmf. 2020. 100277.

Source link

Исследователи открывают новые функции ключевой клеточной машины при раке

Новый тест может улучшить способность диагностировать наиболее рискованные формы инфекции ВПЧ

Ученые из Юты открыли новые функции ключевой клеточной машины, которая регулирует упаковку генов и мутирует в 20% случаев рака человека. Исследование было опубликовано в печати сегодня в журнале Molecular Cell .

Гены представляют собой сегменты клеточной ДНК, а упаковка генов называется хроматином. Гены плотно упакованы, когда они не активированы, и затем распаковываются машинами ремоделирования хроматина, когда гены должны быть включены.

Мутации в машинах, регулирующих хроматин, являются важной движущей силой рака и других заболеваний человека, поскольку мутантные регуляторы хроматина неправильно распаковывают и экспрессируют гены, что нарушает нормальный рост, идентичность и развитие клеток.

Машины ремоделирования хроматина долгое время находились в центре внимания Брэда Кэрнса, доктора философии, ведущего автора исследования, открывшего первую машину ремоделирования хроматина в 1996 году. Кэрнс – ученый из Института рака Хантсмана (HCI), профессор и заведующий кафедрой онкологических наук в Университет штата Юта (U of U).

Лаборатория Кэрнса работает, чтобы понять, как хроматин влияет на экспрессию генов у людей и других организмов, и предоставляет инструкции для роста, идентичности и развития клеток. Важным аспектом этой работы является лучшее понимание роли хроматина при раке и других заболеваниях.

Основным компонентом хроматина являются нуклеосомы, которые похожи на бусинки, на которые ДНК намотана как нить, что объясняет, почему хромосомы выглядят как бусинки на нити под мощным микроскопом. Кэрнс и его коллеги хотели знать, как эти шарики перемещаются или удаляются из ДНК, чтобы распаковать и раскрыть гены.

Предыдущая работа показала, что у машин ремоделирования хроматина есть моторный компонент, который управляет машиной вдоль ДНК, разрушая бусинки нуклеосом. Топливо для клеточного двигателя называется АТФ, химическое вещество, вырабатываемое клетками.

При правильном регулировании мотор гарантирует, что нужные гены правильно распакованы. Однако при неправильной регуляции мотора распаковываются не те гены, что приводит к раку или неправильным результатам развития.

Команда Кэрнса хотела понять, как регулируется двигатель машины. «Это действительно машины: они содержат« педаль газа »и« сцепление », которые вместе контролируют, будет ли двигатель перемещать машину по ДНК и каким образом.

В этой новой статье показано, как педаль газа и сцепление находятся прямо на двигателе, а вызывающие рак мутации локализуются в самой педали сцепления и газа, что делает двигатель гиперактивным и распаковывает гены, когда этого не должно быть ». Работа показывает, как факторы в клетке могут активировать машину, чтобы она выполняла свою работу в нужном месте и в нужное время.

Кэрнс и его коллеги использовали данные о мутациях в опухолях человека из базы данных рака COSMIC, крупнейшей базы данных по геномике рака в мире, для изучения механизма ремоделирования хроматина человека, называемого BAF / PBAF. BAF / PBAF мутирует в 20% всех опухолей человека, включая рак поджелудочной железы, рак желудка и меланому.

Они изучили эти человеческие мутации, используя дрожжи в качестве модельной системы. Этот анализ выявил структурный узел, который сообщает мотору, когда задействовать (сцепление) и с какой скоростью двигаться вдоль ДНК (педаль газа), перемещать нуклеосомы и открывать гены для их активации.

Примечательно, что команда обнаружила серию раковых мутаций в области хаба, которая регулирует двигательную активность и, таким образом, обеспечивает правильное перемещение или удаление нуклеосом и правильную экспрессию генов. Эти мутации в регуляторном узле мотора создали гиперактивный и дисрегулируемый мотор, который неправильно открывает хроматин.

Результаты исследования проливают свет на ключевую регуляторную функцию здоровых клеток и объясняют, как набор мутаций, вызывающих рак, способствует развитию рака.

Источник:

Институт рака Хантсмана

Ссылка на журнал:

Clapier, CR, et al. . (2020) Связанные с раком мутации прироста функции активируют регуляторный центр семейства SWI / SNF. Молекулярная клетка . doi.org/10.1016/j.molcel.2020.09.024.

Source link

Система CRISPR / Cas9 очень эффективна при лечении метастатического рака

Новый тест может улучшить способность диагностировать наиболее рискованные формы инфекции ВПЧ

Исследователи из Тель-Авивского университета (TAU) продемонстрировали, что система CRISPR / Cas9 очень эффективна при лечении метастатического рака, что является значительным шагом на пути к поиску лекарства от рака.

Исследователи разработали новую систему доставки на основе липидных наночастиц, которая специально нацелена на раковые клетки и уничтожает их с помощью генетических манипуляций.

Система, называемая CRISPR-LNPs, несет генетический мессенджер (мессенджер РНК), который кодирует фермент CRISPR Cas9, который действует как молекулярные ножницы, разрезающие ДНК клеток.

Революционная работа проводилась в лаборатории профессора Дэна Пира, вице-президента по исследованиям и разработкам и руководителя лаборатории точной наномедицины в Школе биомедицины и исследований рака им. Шмуниса при ТАУ.

Исследование проводилось доктором Дэниелом Розенблюмом вместе с доктором философии. студентка Анна Гуткин и ее коллеги из лаборатории профессора Перса в сотрудничестве с доктором Динорой Фридманн-Морвински из Школы нейробиологии, биохимии и биофизики ТАУ; Д-р Цви Р.

Коэн, директор отделения нейрохирургической онкологии и заместитель председателя отделения нейрохирургии Медицинского центра Шиба; Д-р Марк А. Бельке, главный научный сотрудник IDT Inc. и его команда; и профессор Джуди Либерман из Бостонской детской больницы и Гарвардской медицинской школы

Результаты новаторского исследования, которое финансировалось ICRF (Израильский фонд исследования рака), были опубликованы в ноябре 2020 года в Science Advances .

Это первое в мире исследование, доказывающее, что систему редактирования генома CRISPR можно использовать для эффективного лечения рака у живого животного. Следует подчеркнуть, что это не химиотерапия. Побочных эффектов нет, и раковые клетки, обработанные таким образом, никогда больше не станут активными. Молекулярные ножницы Cas9 разрезают ДНК раковой клетки, нейтрализуя ее и навсегда предотвращая репликацию »

Дэн Пир, профессор и руководитель лаборатории точной наномедицины, Школа биомедицины и исследований рака им. Шмуниса, Тель-Авивский университет

Чтобы изучить возможность использования этой технологии для лечения рака, профессор Пер и его команда выбрали два самых смертоносных рака: глиобластому и метастатический рак яичников.

Глиобластома – наиболее агрессивный тип рака головного мозга, продолжительность жизни которого составляет 15 месяцев после постановки диагноза, а пятилетняя выживаемость составляет всего 3%. Исследователи продемонстрировали, что однократное лечение CRISPR-LNP удвоило среднюю продолжительность жизни мышей с опухолями глиобластомы, повысив их общую выживаемость примерно на 30%.

Рак яичников – основная причина смерти женщин и самый смертельный рак женской репродуктивной системы. У большинства пациентов болезнь диагностируется на поздней стадии, когда метастазы уже распространились по телу.

Несмотря на прогресс, достигнутый в последние годы, только треть пациентов выживает после этого заболевания. Лечение CRISPR-LNP на модели мышей с метастатическим раком яичников увеличивало их общую выживаемость на 80%.

«Технология редактирования генома CRISPR, способная идентифицировать и изменять любой генетический сегмент, произвела революцию в нашей способности персонализированно нарушать, восстанавливать или даже заменять гены», – сказал профессор Пер.

«Несмотря на широкое использование в исследованиях, клиническая реализация все еще находится в зачаточном состоянии, поскольку для безопасной и точной доставки CRISPR к его клеткам-мишеням необходима эффективная система доставки. Разработанная нами система доставки нацелена на ДНК, ответственную за раковые клетки. «Выживание. Это инновационный метод лечения агрессивных форм рака, эффективных методов лечения которого сегодня нет».

Исследователи отмечают, что, продемонстрировав свой потенциал в лечении двух агрессивных видов рака, технология открывает множество новых возможностей для лечения других типов рака, а также редких генетических заболеваний и хронических вирусных заболеваний, таких как СПИД.

«Теперь мы намерены перейти к экспериментам с раком крови, который очень интересен генетически, а также с генетическими заболеваниями, такими как мышечная дистрофия Дюшенна», – говорит профессор Пер. «Вероятно, пройдет некоторое время, прежде чем новое лечение станет возможным для людей, но мы настроены оптимистично.

Вся сцена молекулярных лекарств, использующих информационную РНК (генетических посредников), процветает – фактически, большинство вакцин против COVID-19, разрабатываемых в настоящее время, основано на этом принципе. Когда мы впервые заговорили о лечении мРНК двенадцать лет назад, люди подумали, что это научная фантастика.

Я верю, что в ближайшем будущем мы увидим множество индивидуализированных методов лечения, основанных на генетических мессенджерах – как для рака, так и для генетических заболеваний.

Через Ramot, компанию по передаче технологий TAU, мы уже ведем переговоры с международными корпорациями и фондами, стремясь принести пользу генетического редактирования пациентам ».

Источник:

Американские друзья Тель-Авивского университета

Ссылка на журнал:

Rosenblum, D., и др. (2020) Редактирование генома CRISPR-Cas9 с использованием целевых липидных наночастиц для лечения рака. Достижения науки . doi.org/10.1126/sciadv.abc9450.

Source link

Наногель на основе ДНК для направленной доставки терапевтических средств

Раковые клетки выживают после химиотерапии, питаясь соседними опухолевыми клетками

Современные режимы химиотерапии замедляют прогрессирование рака и спасают жизни, но эти мощные лекарства воздействуют как на здоровые, так и на раковые клетки. Теперь исследователи, сообщающие в ACS ' Nano Letters разработали наногели на основе ДНК, которые только разрушают и высвобождают свое химиотерапевтическое содержимое в раковых клетках, минимизируя воздействие на нормальные и потенциально устраняя болезненные и неприятные побочные эффекты.

После проглатывания или инъекции химиотерапевтические препараты перемещаются по телу, без разбора поражая здоровые клетки вместе с теми, которые ответственны за заболевание. Поскольку многие из этих препаратов токсичны для всех клеток, желаемое уменьшение опухоли может сопровождаться нежелательными побочными эффектами, такими как выпадение волос, проблемы с желудочно-кишечным трактом и усталость. Наногели, состоящие из ДНК, являются одним из способов доставки этих лекарств, но они все равно проникают во все клетки.

Тяньху Ли, Тек-Пенг Ло и его коллеги предположили, что биомаркеры – белки или другие компоненты, которые в разном количестве присутствуют в раковых клетках и их здоровых аналогах – могут играть роль в разрушении наногеля, вызывая его высвобождение. его содержание только в злокачественных. Биомаркер под названием FEN1, фермент восстановления, который разрезает определенные типы ДНК, присутствует в раковых клетках в больших количествах по сравнению со здоровыми. Исследователи хотели посмотреть, смогут ли они создать наногель ДНК, который будет специфически разлагаться в раковых клетках под действием FEN1.

Чтобы создать наногели ДНК, исследователи использовали специальные структуры ДНК, которые FEN1 мог распознавать и разрезать. Исследователи обнаружили, что в бесклеточных системах наногели на основе ДНК разрушаются под действием FEN1, но не другими ферментами или соединениями репарации ДНК. Когда живые клетки инкубировали с наногелями на основе ДНК, у здоровых не было достаточно FEN1 для их расщепления, а у раковых клеток было.

Когда химиотерапевтические препараты доксорубицин и винорелбин были включены в наногель, клетки рака груди человека умирали чаще, чем нормальные здоровые клетки груди. Эти результаты показывают, что наногели на основе ДНК могут вводить лекарства в раковые клетки с высокой специфичностью, снижая риск побочных эффектов. Исследователи говорят, что наногели также могут использоваться в качестве зондов для биомаркерного фермента, помогая врачам более точно диагностировать рак по сравнению с существующими методами.

Источник:

Американское химическое общество

Ссылка на журнал:

Zhang, H., et al. др. (2020) Дезинтегрируемые ДНК-наногели, активируемые раковыми биомаркерами, для интеллектуальной доставки лекарств. Нано-буквы. doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c03671.</19459010_ [19459015_]

Source link

Соматическая мутация может действовать как естественная генная терапия у пациентов с редким аутосомным заболеванием

Нанокапсулы, наполненные инструментами редактирования генов, могут стать многообещающей платформой для многих генных терапий

Исследователи, связанные с Центром клеточной терапии (CTC (http: // ctcusp. org / rationale-2 / презентация)) в Рибейран-Прету, Бразилия, определили для впервые ненаследственная мутация в клетках крови пациента с дефицитом GATA2, редким аутосомным заболеванием, вызванным наследственными мутациями в гене, кодирующем GATA-связывающий белок 2 (GATA2). GATA2 регулирует экспрессию многих генов, которые играют ключевую роль в процессах развития и обновлении клеток.

Исследователи полагают, что ненаследственная (соматическая) мутация могла действовать как своего рода естественная генная терапия, предотвращая повреждение болезнью процесса обновления клеток крови (гематопоэза), так что у пациента не развивались такие типичные клинические проявления. такие проявления, как недостаточность костного мозга, потеря слуха и лимфедема (блокада лимфатической системы).

Статья об исследовании опубликована (https: / / ashpublications. org / blood / article-abstract / 136 / 8 /) 1002 / 461035 / Соматическое-генетическое-спасение-в-гемопоэтических-клетках-в? ПеренаправленоFrom = полный текст) в журнале Кровь с изображением на обложке и с редакционным комментарием (https: / / ashpublications. org / blood / article / 136 / 8 / 923 / ] 463248 / Естественная генная терапия при гемопоэтических нарушениях).

Открытия открывают путь для использования генной терапии и изменений в генетическом консультировании семей с наследственным заболеванием. «Когда обнаруживается мутация зародышевой линии [inherited] в GATA2, необходимо исследовать семью пациента, поскольку могут быть скрытые случаи», – сказал Луис Фернандо Баззо Катто, первый автор статьи.

CTC – это Центр исследований, инноваций и распространения информации (RIDC (https: / / cepid. fapesp. br / en / home)), финансируемый Исследовательский фонд Сан-Паулу – FAPESP, организованный Медицинской школой Рибейран-Прету Университета Сан-Паулу (FMRP-USP), где Катто является докторантом. Его научным руководителем является профессор Родриго Каладо (https: / / bv. fapesp. br / en / pesquisador / 43043 / rodrigo- do-tocantins-calado-de-saloma-rodrigues), автор-корреспондент статьи и член CTC.

Пациент был идентифицирован, когда двое его сыновей проходили курс лечения в центре крови больницы FMRP-USP. У одного из братьев и сестер была диагностирована умеренная апластическая анемия (заболевание костного мозга, при котором организм перестает вырабатывать достаточно новых клеток крови) и псориатический артрит. Его низкий уровень эритроцитов и дефицит иммунных клеток ухудшились в течение следующих пяти лет, и он умер в возрасте 27 лет от легочной инфекции. Посмертное секвенирование ДНК подтвердило его мутацию зародышевой линии и диагноз дефицита GATA2.

Его брат начал лечение в больнице в возрасте 25 лет, у него в анамнезе были рецидивирующие легочные инфекции, гипотиреоз, тромбоз глубоких вен и глухота. Секвенирование его лейкоцитов и фибробластов кожи также подтвердило идентичную мутацию зародышевой линии.

Чтобы выяснить, от какого родителя братья унаследовали мутацию, исследователи секвенировали ДНК матери и отца. У матери мутации не было. У 61-летнего отца была точно такая же мутация, как у его сыновей, в фибробластах спермы и кожи. У него не было симптомов, а его анализ крови и лимфоциты были в пределах нормы.

«Это открытие подняло вопрос, передал ли отец мутацию или приобрел ее, но не передал ее своим сыновьям», – сказал Катто.

В поисках ответа исследователи использовали секвенирование нового поколения, чтобы оценить долю нормальных клеток крови в костном мозге отца, предотвращая клинические проявления дефицита GATA2, и клеток, подобных его детям.

Результаты показали, что 93% его лейкоцитов имели соматическую мутацию, обеспечивающую защиту от клинических проявлений дефицита GATA2. Остальные 7% несли мутации, связанные с заболеванием. «Эти 7% были остатками первоначального клона», – сказал Катто.

Перспектива лечения

Исследователи также секвенировали Т-лимфоциты отца, которые являются долгоживущими, чтобы выяснить, может ли его соматическая мутация вызывать нормальное производство клеток в течение длительного времени. Анализ показал, что соматическая мутация произошла в начале их жизни и в процессе развития гемопоэтических стволовых клеток, которые могут образовывать кровь. «Весьма вероятно, что отец приобрел соматическую мутацию в своей крови давным-давно», – сказал Катто.

Чтобы увидеть, могут ли клетки крови отца сохранять активность в течение длительного времени, они измерили теломеры лейкоцитов периферической крови. Теломеры – это повторяющиеся последовательности некодирующей ДНК на концах хромосом, которые защищают их от повреждений. Каждый раз, когда клетки делятся, их теломеры становятся короче. Со временем они становятся настолько короткими, что деление становится невозможным, и клетки умирают или стареют.

Теломеры, проанализированные исследователями, были длинными. «Это указывает на то, что эти клетки крови могут оставаться активными в течение длительного времени», – сказал Катто.

Гипотеза, сформулированная в статье, состоит в том, что существование соматической мутации в клетках крови отца и ее восстановление процесса обновления клеток крови, возможно, способствовали не проявлению внегематологических симптомов дефицита GATA2, таких как как глухота, лимфедема и тромбоз. Раннее восстановление кроветворения у пациентов с этим заболеванием с помощью трансплантации костного мозга или в будущем с помощью генной терапии может быть полезным и избежать других клинических осложнений, как предполагают авторы в статье об исследовании.

У этого пациента была своего рода естественная генная терапия. Это как если бы он воплотил эксперимент и среднесрочную перспективу аналогичного лечения генной терапией пациентов с дефицитом GATA2 ».

Профессор Родриго Каладо, автор-корреспондент

Помимо содействия прогрессу в лечении заболевания и генетического консультирования, исследование также дает новые знания о биологии гемопоэтических стволовых клеток. «Полученные данные помогают нам лучше понять, как стволовые клетки могут восстанавливаться, исправляя первоначальный генетический дефект», – сказал Каладо.

Источник:

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo

Ссылка на журнал:

Catto, LFB, и др. (2020) Соматическое генетическое спасение в гемопоэтических клетках при дефиците GATA2. Кровь. doi.org/10.1182/blood.2020005538.

Source link

Новый механизм усиливает образование гемопоэтических стволовых клеток

Исследование исследует связи между дневной сонливостью и эпигенетическими модификациями

Гематопоэтические стволовые клетки могут восполнять все типы клеток нашей кровеносной системы. По этой причине гемопоэтические стволовые клетки используются при многих заболеваниях крови, когда пациентам требуется трансплантация.

Таким образом, наша способность генерировать, усиливать и поддерживать эти клетки важна для здоровья человека. Лаборатория Эйрини Тромпуки в Институте иммунобиологии и эпигенетики им. Макса Планка во Фрайбурге в сотрудничестве с учеными из Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна, Университета Тренто и Китайской академии наук открыла новый механизм, который усиливает образование гемопоэтических стволовых клеток во время развитие.

Они показали, что РНК из повторяющихся элементов, остатков вирусов, интегрированных в ходе эволюции в геном многих животных, вырабатывается во время гемопоэтического развития. РНК повторяющихся элементов активируют рецепторы врожденного иммунитета, вызывая воспаление – хорошее – и увеличивая образование эмбриональных гемопоэтических стволовых клеток.

Гематопоэтические стволовые клетки являются основой кровеносной системы от рыб до человека и дают начало лейкоцитам для борьбы с патогенами, эритроцитам для передачи кислорода тканям и всем другим типам клеток, которые можно найти в нашей крови.

Важно отметить, что гемопоэтические стволовые клетки, рожденные в процессе развития, также являются основой нашей системы крови, когда мы взрослые, и их неправильное функционирование может привести к множественным заболеваниям крови. Следовательно, гемопоэтические стволовые клетки ценны как при болезни, так и для здоровья, и понимание механизмов, управляющих их формированием во время развития, может помочь просто: «производить кровь».

Повторяющийся элемент РНК усиливает образование HSC

В процессе эмбрионального гемопоэза у рыбок данио лаборатория Эйрини Тромпуки обнаружила небольшие фрагменты РНК, экспрессируемые из части генома, считающейся «мусорной ДНК».

«Вопреки мнению многих, гены составляют лишь очень небольшую часть нашего генома. Большая часть его содержит другие последовательности, среди которых много остатков вирусов, накопленных в геноме позвоночных за годы инфекций и эволюции. . "

«Такие последовательности представляют собой, например, несколько типов так называемых повторяющихся элементов, которые обычно остаются подавленными», – объясняет Эйрини Тромпуки, руководитель группы Макса Планка и член Центра интегративных исследований биологической передачи сигналов, кластер передового опыта Университета Фрайбург.

Чтобы исследовать возможную роль этих молекул РНК в формировании гемопоэтических стволовых клеток, команда использовала химические вещества, которые усиливают экспрессию повторяющихся элементов, или вводила повторяющуюся РНК-копию элемента в эмбрионы рыбок данио.

Эти эксперименты привели к увеличению количества гемопоэтических стволовых клеток, генерируемых внутри инъецированных эмбрионов. Следующий вопрос группы заключался в том, как повторяющиеся элементы выполняют свою функцию в развитии кроветворения?

Они выдвинули гипотезу, что, поскольку эти РНК являются вирусными остатками, они могут восприниматься клеточными белками, которые обычно используются для обнаружения повседневных вирусных инфекций.

Одним из ключевых сенсоров вирусной инфекции является семейство RIG-I-подобных рецепторов (RLR), которое устанавливает ответ хозяина, когда он активируется таким патогеном. Эйрини и ее команда подумали, что для доказательства того, что повторяющиеся элементы воспринимаются RLR, им необходимо показать, что увеличение количества HSC, наблюдаемое при химической индукции или сверхэкспрессии повторяющихся элементов, не должно происходить, если RLR отсутствуют в клетках.

Действительно, команда показала, что инъекция одной и той же копии РНК повторяющегося элемента не может усилить развитие гемопоэтических стволовых клеток у эмбрионов рыбок данио с дефицитом RLR, что доказало, что влияние этих РНК на образование гемопоэтических стволовых клеток зависит от присутствия и функции RLR.

Функции RLR в гемопоэзе

Затем исследователи пришли к выводу, что если функция повторяющихся элементов в гематопоэзе зависит от RLR, то удаление RLR должно иметь влияние на биологию гемопоэтических стволовых клеток.

Семейство RLR включает три разных члена, а именно RIG-I, MDA5 и LGP2. В своих экспериментах команда показала, что отсутствие Rig-I или Mda5 резко снижает количество гемопоэтических стволовых клеток, рожденных у эмбрионов рыбок данио.

Напротив, отсутствие третьего члена семейства, Lgp2, увеличивало количество гемопоэтических стволовых клеток.

«В каждом организме, чтобы каждый процесс поддерживался в пределах нормальных здоровых границ, и особенно во время разработки, нам всегда нужен переключатель, включающий процесс, но также переключатель, отключающий процесс или сдерживающий его. В этом случае он кажется, что семейство RLR может функционировать как независимая система, которая включает как положительные, так и отрицательные регуляторные механизмы », – говорит Стелиос Лефкопулос о двойной роли семейства рецепторов в гематопоэзе.

Повторяющаяся РНК активирует вирусные сенсоры

Зная роль RLR в гематопоэзе, команда затем занялась вопросом, как эти рецепторы регулируют образование гематопоэтических стволовых клеток.

Они обнаружили, что когда в своих экспериментах они снижали уровни Rig-I или Mda5, воспалительные сигналы, полезные для гемопоэтических стволовых клеток, подавлялись, тогда как когда они снижали уровни Lgp2, эти сигналы усиливались.

Эти наблюдения объяснили, как Rig-I или Mda5 обычно индуцируют, в то время как Lgp2 нарушает онтогенетический гематопоэз.

Все эти события представляют собой новый механизм, модулирующий кроветворение. Гемопоэтические стволовые клетки происходят у эмбрионов из эндотелиальных клеток аорты. Таким образом, кажется, что при переходе от одного типа клеток к другому выражаются разные повторяющиеся элементы. Можно предположить, что пока этот переход происходит, вновь выраженные повторяющиеся элементы воспринимаются RLR и, таким образом, активно участвуют в формировании судьбы развития, управляя сигналами воспаления »

Эйрини Тромпуки, Институт иммунобиологии и эпигенетики Макса Планка

Универсальный механизм образования и целостности тканей?

Поскольку повторяющиеся элементы и RLR также экспрессируются в других клетках, не являющихся клетками крови, возможно, что аналогичный механизм может быть уместен в большем количестве установок и условий, таких как другие ткани, стволовые клетки или для гемопоэза взрослых.

«Природа никогда не поддерживает посредством эволюции то, что бесполезно; эти повторяющиеся элементы сохраняются в геномах позвоночных по определенной причине, и теперь мы знаем, что активация RLR и регуляция гематопоэза в процессе развития – одна из них», – говорит Стелиос Лефкопулос.

Источник:

Ссылка в журнале:

Лефкопулос, С., и др. . (2020) Повторяющиеся элементы запускают передачу сигналов рецептора, подобного RIG-I, которая регулирует появление гемопоэтических стволовых и клеток-предшественников. Иммунитет . doi. org / 10. 1016 / j. Immuni. 2020. 10. 007.

]

Source link

Исследование показывает трехмерную структуру ключевого фагового компонента в атомном разрешении

Исследование показывает, как двойное ДНК-кодирование может помочь улучшить диагностику грибковых инфекций

Учитывая, что фаги способны уничтожать бактерии, они представляют особый интерес для науки. Основные исследователи из Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP) в Берлине особенно заинтересованы в трубке, используемой фагами для имплантации своей ДНК в бактерии.

В сотрудничестве с коллегами из Forschungszentrum Jülich и Университетской больницы Йены они раскрыли трехмерную структуру этого важнейшего фагового компонента в атомарном разрешении.

Ключом к успеху было сочетание двух методов – твердотельного ЯМР и криоэлектронной микроскопии. Исследование только что было опубликовано в журнале Nature Communications .

С ростом устойчивости к антибиотикам фаги все чаще становятся объектом исследований. Фаги – это естественные вирусы с очень полезным свойством: они имплантируют свою ДНК в бактерии и размножаются там до тех пор, пока бактериальная клетка не будет окончательно разрушена. Вот почему их еще называют бактериофагами (пожирателями бактерий).

Этот подход уже был продемонстрирован для борьбы с бактериями с множественной лекарственной устойчивостью. В прошлом году в заголовках газет попал случай с девочкой из Англии, когда она была излечена от серьезной устойчивой к антибиотикам инфекции с помощью искусственно созданных фагов.

Однако до широкого использования фаговой терапии еще далеко. Многие из основных принципов, которые являются ключевыми для продвижения этой терапии, еще не поняты.

Например, ранее было мало что известно о появлении точной структуры трубки, используемой фагами для имплантации своей ДНК в бактерии.

Теперь ученым из Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP) в Берлине вместе с коллегами из Forschungszentrum Jülich и Университетской больницы Йены удалось раскрыть трехмерную структуру этого важнейшего компонента фага в атомном разрешении.

Разработан для транспортировки ДНК

Структура и гибкость трубки ДНК, прикрепленной к капсиду в форме икосаэдра, чем-то напоминают позвоночный столб. Кажется, он идеально подходит для перевозки DN A. "

Адам Ланге, профессор, Forschungsverbund Berlin

Ланге описал одно из новых открытий.

Исследователи смогли получить захватывающее представление о структуре и функциях этого сложного пути транспорта ДНК – в данном случае от варианта фага SPP1 – путем инновационного сочетания твердотельного ЯМР с криоэлектронной микроскопией (крио-ЭМ ).

Исследовательская группа Ланге дополнительно разработала спектроскопию ядерного магнитного резонанса (ЯМР) специально для этой задачи в рамках гранта ERC; Эксперт по крио-ЭМ, профессор Гуннар Шредер из Forschungszentrum Jülich провел электронно-микроскопические исследования.

Кроме того, потребовались новые алгоритмы моделирования для компьютерной комбинации двух наборов данных для определения структуры.

Эти алгоритмы были разработаны профессором Майклом Хабеком из университетской больницы Йены. «Ключом к успеху было сочетание этих двух методов, представляющее собой методологическую веху», – прокомментировал профессор Ланге.

В то время как твердотельный ЯМР идеален для визуализации гибких структур и мельчайших деталей, крио-ЭМ дает представление об общей архитектуре.

Полученное изображение показывает, что шесть белков gp17.1 организуются в уложенные друг на друга кольца, образуя полую трубку. Кольца соединены гибкими перемычками, что делает трубку очень гибкой.

«Теперь мы можем понять, как отрицательно заряженная ДНК отталкивается от также отрицательно заряженной внутренней стенки гибкой трубки, плавно проходя через нее», – пояснил Максимилиан Зинке из FMP, ведущий автор исследования, опубликованного в Nature Communications. «Бактерии в конечном итоге уничтожаются этим путем».

Веха для интегрированной структурной биологии

По словам лидера группы Адама Ланге, помимо качественного скачка в исследовании фагов, эта работа также продвинет «интегрированную структурную биологию», термин, обозначающий комбинацию этих двух дополнительных методов.

Благодаря недавней установке нового электронного микроскопа высокого разрешения Titan Krios инфраструктура, необходимая для этого, теперь доступна в кампусе Берлин-Бух. Более того, вскоре к существующим ЯМР-спектрометрам будет добавлено устройство на 1,2 гигагерца.

«Оборудованные крио-ЭМ и самым чувствительным ЯМР-спектрометром в мире, мы будем активно участвовать в интегративной структурной биологии в будущем», – восхищался Адам Ланге. «Это открывает блестящие перспективы для университетского городка и исследовательского центра Берлина».

Источник:

Ссылка в журнале:

Зинке, М., и др. . (2020) Архитектура гибкой хвостовой трубки бактериофага SPP1. Nature Communications . doi.org/10.1038/s41467-020-19611-1.

Source link

Исследование указывает на роль фермента Polβ в когнитивном развитии

UA получает грант NIH в размере 37,5 млн. Долл. США для исследования потенциальной регенеративной терапии болезни Альцгеймера

Это факт жизни, что вещи ломаются. И когда они это сделают, будь то ваша машина, крыша или закупоренная артерия, есть люди, которым мы можем позвонить, чтобы помочь с ремонтом. Менее известный факт из жизни заключается в том, что ДНК также регулярно разрушается, и ее необходимо восстанавливать.

Исследователи под руководством Нориюки Суго из Университета Осаки в Японии изучали естественные восстановители ДНК в развивающемся мозге. В новом исследовании они показывают, что фермент, известный как Polβ, предотвращает разрывы в ДНК определенных нейронов в гиппокампе мозга вскоре после рождения.

Хотя уже было известно, что Polβ предотвращает гибель незрелых клеток мозга, помогая восстанавливать ДНК в нервных стволовых клетках, то, что он делает в зрелых нейронах, было неясно. Исследователи из Университета Осаки ответили на этот вопрос, создав мышей, у которых неделящиеся зрелые нейроны лишены Polβ.

Они обнаружили, что у этих мышей было гораздо больше разрывов в ДНК, особенно в областях CA1 и CA3 гиппокампа – области мозга, критически важной для обучения и памяти. Разница в количестве перерывов достигла пика примерно через две недели после рождения, а затем уменьшилась, указывая на то, что это явление связано с развитием мозга.

В течение жизни экспрессия генов может изменяться, когда определенные молекулы, называемые метильными группами, присоединяются или отделяются от ДНК. Во время развития мозга паттерны метилирования и деметилирования ДНК могут влиять на нейроны и то, как они взаимодействуют друг с другом. Это, в свою очередь, может повлиять на поведение и умственные способности в будущем. Однако этот процесс, по-видимому, повреждает ДНК.

Мы обнаружили, что двухцепочечные разрывы в ДНК нейронов гиппокампа CA1 связаны с деметилированием ДНК. Когда мы предотвратили активное деметилирование, мы больше не наблюдали увеличения числа двухцепочечных разрывов, даже несмотря на то, что Polβ оставался отсутствующим »

Нориюки Суго, Университет Осаки

С другой стороны, целенаправленное инициирование деметилирования ДНК приводило к большему количеству разрывов в ДНК, тем самым подтверждая взаимосвязь.

Затем группа сосредоточила внимание на том, что происходит с мышами из-за всех двухцепочечных разрывов ДНК. Анализ пораженных нейронов показал, что в дополнение к измененной экспрессии генов дендриты – ветвистые части нейронов, которые получают данные от других нейронов – были тоньше, короче и менее сложными, чем у контрольных мышей.

Наряду с этими изменениями в развивающемся гиппокампе, мыши сами испытывали трудности с формированием определенных видов воспоминаний.

«Хотя наши результаты указывают на роль Polβ в поддержании генома во время эпигенетической регуляции экспрессии генов во время развития гиппокампа, – говорит Суго, – остается неясным, почему поддержание генома нейронов необходимо в настоящее время. Мы надеемся исследовать, насколько это возможно. процесс связан с изменениями генома, наблюдаемыми при психических заболеваниях »

Источник:

Ссылка на журнал:

Уеда А., и др. . (2020) Подавление образования двухцепочечных разрывов ДНК ДНК-полимеразой β при активном деметилировании ДНК необходимо для развития пирамидных нейронов гиппокампа. Журнал неврологии . doi.org/10.1523/JNEUROSCI.0319-20.2020.

Source link

ДНК-вакцина на основе шипов показывает отличную защиту от SARS-CoV-2 на модели хомяка

ДНК-вакцина на основе шипов показывает отличную защиту от SARS-CoV-2 на модели хомяка

Исследование, проведенное в Научно-исследовательском институте инфекционных заболеваний армии США, показывает, как относительно простая полноразмерная ДНК-вакцина против шипового гликопротеина коронавируса 2 тяжелого острого респираторного синдрома (SARS-CoV-2) может вызывать нейтрализующий ответ антител модель на животных – даже после однократного введения с помощью простой техники струйного впрыска. Эти захватывающие открытия в настоящее время доступны на сервере препринтов bioRxiv * .

Пандемия коронавирусного заболевания (COVID-19), вызванная SARS-CoV-2, вызвала беспрецедентные глобальные поиски эффективной вакцины. В качестве решения были опробованы почти все мыслимые вакцины, включая вакцины на основе как РНК, так и ДНК.

Такие вакцины на основе нуклеиновых кислот можно производить относительно быстро, если известна целевая иммуногенная последовательность, а также их можно модифицировать в соответствии с потенциальными изменениями в последовательности. Однако как доставить нуклеиновые кислоты к клеткам-мишеням для экспрессии иммуногена – это уместный технический вопрос.

До сих пор для доставки РНК-вакцин необходимы составы с липидными наночастицами или другими способами, которые защищают генетический материал и могут переносить его через клеточные мембраны. Безопасность и эффективность таких РНК-вакцин в настоящее время оцениваются в ходе различных испытаний вакцин против COVID.

С другой стороны, ДНК, доставляемая с помощью иглы и шприца, может быть иммуногенной без использования липидных наночастиц – даже у нечеловеческих приматов. Другие методы (например, электропорация или струйная инъекция) могут дополнительно повысить иммуногенность при одновременном снижении требований к дозировке.

Недавно исследовательская группа во главе с доктором Ребеккой Л. Брокато из отдела вирусологии Научно-исследовательского института инфекционных заболеваний армии США решила создать доказательную концепцию использования введенной струйной инъекцией ДНК SARS-CoV-2. вакцины с использованием хомяков как дикого типа, так и хомяков с временной иммуносупрессией в качестве животных моделей.

<img alt = "G) ДНК nCoV-S (JET), H) PBS, или I) Хомяки, вакцинированные MERS-CoV, фиолетовый цвет указывает на участки консолидации. ISH для обнаружения геномной РНК SARS-CoV-2 в срезах легких J) ДНК nCoV-S (JET), K) PBS и L) хомяков, вакцинированных MERSCoV. В срезах легких хомяков, вакцинированных ДНК nCoV-S (JET), были обнаружены редкие положительные метки (стрелки). Звездочки указывают, что результаты были статистически значимыми, а именно: *, P <0,05; **, P <0,01; ***, P <0,001; нс, несущественно. Шкала шкалы = 400 микрон ». height = "603" src = "http://www.news-medical.net/image.axd?picture=2020%2f11%2fCaspture.jpg" title = "G) ДНК nCoV-S (JET), H) PBS или I) Хомяки, вакцинированные MERS-CoV, где фиолетовым цветом обозначены области консолидации. ISH для обнаружения геномной РНК SARS-CoV-2 в срезах легких J) ДНК nCoV-S (JET), K) PBS и L) Хомяки, вакцинированные MERSCoV Обнаружена редкая положительная мечение в срезах легких хомяка, вакцинированных ДНК nCoV-S (JET) (стрелки). Звездочки указывают, что результаты были статистически значимыми, а именно: *, P <0,05; **, P <0,01; *** , P

G) ДНК nCoV-S (JET), H) PBS или I) Хомяки, вакцинированные MERS-CoV, где фиолетовым цветом обозначены области консолидации. ISH для обнаружения геномной РНК SARS-CoV-2 в срезах легких J) nCoV-S (JET) ДНК, K) PBS и L) хомячков, вакцинированных MERSCoV. Было обнаружено редкое положительное мечение в срезах легких хомяка, вакцинированных ДНК nCoV-S (JET) (стрелки). Звездочки указывают на то, что результаты были статистически значимыми, а именно: *, P <0,05; **, P <0,01; ***, P <0,001; нс, не имеет значения. Шкала шкалы = 400 микрон.

Конструирование клонов и оценка иммуногенности

В этом исследовании ученые использовали метод струйной инъекции, чтобы доставить сирийским хомячкам ДНК-вакцину на основе шипов SARS-CoV-2. Поскольку технология струйной инъекции не является широко доступной для использования у мелких животных, они использовали внутрикожные струйные инъекции человека для внутримышечной доставки вакцины хомякам.

Их специфическая ДНК-вакцина на основе спайков SARS-CoV-2, известная как nCoV-S (JET), была сконструирована путем клонирования гена с оптимизированными кодонами человека, кодирующего полноразмерный спайковый белок, в плазмидный вектор. Кроме того, остов плазмиды, используемый для этой вакцины, ранее использовался для вакцин на основе хантавирусной ДНК, которые в настоящее время проходят фазу 1 и 2 клинических испытаний.

Основными параметрами иммуногенности в центре внимания этого исследования были нейтрализующие антитела. Более конкретно, исследователи измерили нейтрализующие антитела против живого вируса с помощью теста нейтрализации уменьшения образования бляшек (PRNT) и теста нейтрализации псевдовириона на основе нереплицирующегося вируса везикулярного стоматита (VSV) (PsVNA)

.

Надежный защитный эффект

Короче говоря, полученные данные показывают, что вакцина nCoV-S (JET) вызвала нейтрализующие антитела у хомяков и обеспечивала защиту как в моделях хомяков дикого типа, так и в моделях с временным иммуносупрессивным действием.

Более конкретно, защитный эффект наблюдался даже на модели инфекции SARS-CoV-2 с тяжелым и длительным заболеванием у иммуносупрессивных животных до контакта с вирусом. И наоборот, незащищенные животные потеряли более 15% своего веса, и почти через две недели после заражения в их легких все еще находились инфекционные вирусные частицы.

Более того, уровни нейтрализующих антител существенно выросли после повторной вакцинации, с титрами, сопоставимыми или превышающими титры, обнаруженные в других ДНК-вакцинах, оцененных на нечеловеческих приматах и ​​мышах.

Наконец, в случае этой новой ДНК-вакцины nCoV-S (JET) нормальный характер пролиферации Т- или В-иммунных клеток во время воздействия не был предпосылкой для достижения защитного эффекта.

Раскрытие потенциала для дальнейших исследований

Вкратце, это исследование демонстрирует, как относительно простая и немодифицированная полноразмерная ДНК-вакцина, вводимая с помощью относительно простой техники струйной инъекции, может на самом деле вызывать нейтрализующие антитела после однократной вакцинации, но также значительно увеличивать титры антител после повторной вакцинации и защищают от SARS-CoV-2 в двух моделях хомяков.

«Наши результаты на модели хомяка с временной иммуносупрессией добавляют дополнительную достоверность к идее о том, что антитела играют важную роль в наблюдаемой защите», – подчеркивают авторы исследования в этой статье bioRxiv .

Это, несомненно, показывает большой потенциал этого подхода для перехода к следующему этапу доклинических исследований и представляет сирийских хомяков как жизнеспособную модель болезни; однако необходимы дальнейшие исследования для оценки этих инновационных исследовательских шагов.

* Важное примечание

bioRxiv публикует предварительные научные отчеты, которые не рецензируются и, следовательно, не должны рассматриваться как окончательные, руководящие клинической практикой / поведением, связанным со здоровьем, или рассматриваться как установленная информация.

Source link

Исследователи раскрывают потенциальную генетическую мишень для лечения эндометриоза

Новое открытие с использованием грибов может привести к разработке эффективных радиозащитных препаратов

Исследователи из Университета штата Мичиган определили потенциальную генетическую мишень для лечения особенно болезненной и инвазивной формы эндометриоза.

Их исследование, опубликованное в научном журнале Cell Reports может привести к более эффективному лечению женщин, страдающих тяжелыми формами эндометриоза, сказал Майк Уилсон, научный сотрудник Колледжа медицины человека МГУ. Уилсон и Джейк Реске, аспиранты Программы генетики и геномных наук МГУ, являются первыми авторами исследования.

Их исследование было сосредоточено на типе эндометриоза, который возникает у женщин с мутацией в гене ARID1A, который связан с более инвазивной и болезненной формой заболевания. По словам Реске, когда ARID1A мутируется, так называемые «суперэнхансеры», часть ДНК, которая определяет функцию клеток, становятся дикими. Это позволяет клеткам, которые обычно выстилают матку, образовывать глубокие имплантаты вне матки и вызывать сильную тазовую боль.

Еще не так много успешных негормональных методов лечения этой формы эндометриоза, которые добрались бы до постели ».

Джейк Реске, аспирант Программы генетики и геномных наук МГУ

В лабораторных экспериментах он и Уилсон протестировали лекарство, которое, по всей видимости, нацелено на суперинхансеры и останавливает распространение эндометриоза. Такой препарат – часть нового типа лечения, называемого «эпигенетическая терапия», который контролирует экспрессию генов, – может быть гораздо более эффективным, чем существующие методы лечения, включая хирургическое вмешательство, гормональную терапию и обезболивание.

Эндометриоз, особенно тот, который связан с мутацией ARID1A, может быть истощающим для многих женщин, часто приводя к бесплодию.

«Это может серьезно повлиять на качество жизни женщин и их способность иметь семью и работать», – сказал Рональд Чендлер, доцент кафедры акушерства, гинекологии и репродуктивной биологии, который руководил исследованием. «Его нелегко лечить, и он может стать устойчивым к гормональной терапии. Наиболее клинически значимым фактом, который мы обнаружили, является то, что нацеливание на суперинхансеры может быть новым методом лечения этой глубоко инвазивной формы болезни»

Лекарство, которое они исследовали, нацелено на белок в клетках под названием P300, подавляя суперэнхансеры и компенсируя эффекты мутации ARID1A, сказал Уилсон. По его словам, тот же тип лечения можно использовать для лечения других форм эндометриоза.

По словам Уилсона и Реске, исследователи уже планируют последующие исследования для поиска других лекарств, которые могут воздействовать на P300.

Команда МГУ в сотрудничестве с исследователями Института Ван Андела предоставила им образцы тканей, которые ученые VAI могли проанализировать с помощью машины, называемой секвенатором нового поколения.

Источник:

Мичиганский государственный университет

Ссылка на журнал:

Wilson, MR, et al. . (2020) Мутации ARID1A способствуют P300-зависимой инвазии эндометрия посредством гиперацетилирования суперэнхансера. Отчеты камер. doi.org/10.1016/j.celrep.2020.108366.

Source link

Новая модель может предсказать риск неблагоприятных побочных эффектов лечения рака

Новый тест может улучшить способность диагностировать наиболее рискованные формы инфекции ВПЧ

Риск серьезных побочных эффектов на состояние крови и костный мозг пациентов во время химиотерапии можно предсказать с помощью модели, разработанной в Университете Линчёпинга, Швеция. Это исследование может позволить использовать генетический анализ для выявления пациентов с высокой вероятностью побочных эффектов. Исследование было опубликовано в npj Systems Biology and Applications .

Во время лечения рака часто бывает трудно достичь баланса между избавлением от как можно большего количества опухолевых клеток и в то же время не вызывать серьезных побочных эффектов.

Одним из общих свойств опухолевых клеток является их быстрый и неконтролируемый рост. По этой причине химиотерапевтические препараты, которые используются для лечения рака, были разработаны для уничтожения быстрорастущих клеток. Но лечение также убивает нормальные клетки, которые быстро растут. Одной из наиболее чувствительных тканей является костный мозг, где с большой скоростью образуются различные типы клеток крови. Приблизительно 25% пациентов с раком легких, получающих комбинированное лечение препаратами гемцитабин и карбоплатин, испытывают опасные для жизни побочные эффекты на костный мозг во время стандартного лечения. Во многих случаях лечение необходимо прекратить.

Мы знаем, что генетические факторы играют роль в реакции человека на эти методы лечения. Вероятно, здесь задействованы сложные взаимодействия между многими генами. Поэтому ученые, проводившие исследование, исследовали, существуют ли генетические сигнатуры, которые можно использовать для идентификации пациентов с высоким риском возникновения серьезных побочных эффектов от лечения. Это позволило бы им с самого начала более точно адаптировать лечение к индивидууму: тем, у кого низкий риск побочных эффектов, могут быть назначены более высокие дозы, с более сильным воздействием на рак, тогда как тем, у кого высокий риск, может быть назначено другое лечение.

Исследование, опубликованное в npj Systems Biology and Applications является результатом сотрудничества исследователей в области фармакогенетики и биоинформатики. Они определили полные последовательности ДНК 96 пациентов с немелкоклеточным раком легкого, которые лечились гемцитабином / карбоплатином. Такое секвенирование всего генома дает информацию о миллионах генетических вариантов, которые могут быть интересны. Исследователи хотели посмотреть, смогут ли они найти в этом огромном количестве данных функциональные группы генов, которые связаны со степенью токсичности, оказываемой лечением на костный мозг различных пациентов.

Исследователи на первом этапе идентифицировали сеть из 215 генов, которые были тесно связаны друг с другом. Эта сеть была особенно богата генами, которые были связаны с этими препаратами в предыдущих исследованиях. Следующим шагом было сокращение количества генетических вариантов в генной сети до 62, которые включены в окончательную модель. Исследователи демонстрируют, что эту модель можно использовать для классификации пациентов в одну из двух групп, с высокой или низкой вероятностью возникновения серьезных побочных эффектов.

Чрезвычайно интересно, что задействованные гены связаны с делением клеток, в частности, в костном мозге. Нам удалось не только предсказать побочные эффекты для пациентов, но и показать, что модель является биологически значимой ».

Хенрик Греен, профессор кафедры биомедицинских и клинических наук, Университет Линчёпинга

Прогнозирующая модель должна быть проверена в дальнейших исследованиях, прежде чем ее можно будет использовать в клинике. В шведскую систему здравоохранения внедряются все более совершенные методы генетического анализа, что позволяет в долгосрочной перспективе внедрить этот тип метода, основанный на анализе многих генов одновременно.

«Мы хотим работать над установлением стандарта в трансляционной биоинформатике и показать, что один и тот же тип метода может применяться в нескольких медицинских ситуациях. Материал пациента здесь может показаться небольшим, но мы даже так продемонстрировали, что это подход может быть использован для прогнозирования тяжести побочных эффектов для пациентов », – говорит Мика Густафссон, старший преподаватель кафедры физики, химии и биологии Университета Линчёпинга, и вместе с Хенриком Грином, руководителем исследования.

Источник:

Ссылка в журнале:

Бьёрн, Н., и др. (2020) Модули полногеномного секвенирования и генной сети позволяют прогнозировать индуцированную гемцитабином / карбоплатином миелосупрессию у пациентов с немелкоклеточным раком легкого. NPJ Системная биология и приложения. doi.org/10.1038/s41540-020-00146-6.

Source link

Сравнение геномов 240 млекопитающих помогает генетикам идентифицировать мутации болезней

Исследование показывает, как двойное ДНК-кодирование может помочь улучшить диагностику грибковых инфекций

Большой международный консорциум, возглавляемый учеными из Упсальского университета и Института Броуда Массачусетского технологического института и Гарварда, секвенировал геном 130 млекопитающих и проанализировал данные вместе со 110 существующими геномами, чтобы позволить ученым определить важные позиции в ДНК. . Эта новая информация может помочь как в исследовании мутаций болезней у людей, так и в том, как лучше всего сохранить исчезающие виды. Исследование опубликовано в Nature.

Когда ученые и врачи хотят понять, какие мутации вызывают такие заболевания, как рак, болезнь сердца или шизофрения, они сравнивают геномы многих пациентов и соответствующих контрольных лиц. Часто они находят от десятков до сотен регионов, предрасположенных к болезням. Эти области обычно не перекрывают гены, а лежат вне генов, и каждая область может содержать сотни мутаций, среди которых трудно определить ту, которая предрасполагает к заболеванию.

В процессе эволюции большинство позиций в ДНК случайным образом много раз мутируют. Если положение не изменилось за 100 миллионов лет (с момента появления первого млекопитающего), то это конкретное положение, скорее всего, будет иметь важную функцию в геноме. С помощью этой концепции эволюционного ограничения намного легче найти регуляторные элементы, которые определяют, когда, где и сколько белка производится из гена.

Сравнение геномов 240 млекопитающих поможет генетикам идентифицировать мутации, которые приводят к заболеваниям человека ».

Профессор Керстин Линдблад-То из Уппсальского университета, SciLifeLab и Института Броуда Массачусетского технологического института и Гарварда

В дополнение к пониманию генома человека, все эти геномы вместе, взятые в широком масштабе у млекопитающих, могут быть использованы для изучения того, как конкретные виды адаптируются к разным условиям. Например, у некоторых выдр толстая водонепроницаемая шерсть, а некоторые мыши, но не все, приспособились к спячке. Эти животные черты могут помочь нам понять человеческие черты, такие как метаболические заболевания.

В связи с изменением климата и увеличением количества местообитаний животных, подвергающихся воздействию деятельности человека, становится все более и более важным защищать исчезающие виды. Традиционно ученые изучают множество людей в различных популяциях вида, чтобы понять существующее в нем генетическое разнообразие. Это важно для понимания того, как защитить определенные виды. В этом исследовании животные, внесенные в красный список исчезающих видов МСОП (Международного союза охраны природы), имели меньшие вариации в их геноме, что согласуется с их статусом исчезающих видов.

«Мы надеемся, что наш обширный набор данных, который доступен всем ученым в мире, будет использован для понимания генетики болезней и защиты биоразнообразия», – говорит Линдблад-То.

Источник:

Ссылка на журнал:

Zoonomia Consortium (2020) Мультитул сравнительной геномики для научных открытий и сохранения. Природа. doi.org/10.1038/s41586-020-2876-6.

Source link

Исследователь IU предоставил NCI грант на разработку препарата для повышения эффективности лучевой терапии

Новый тест может улучшить способность диагностировать наиболее рискованные формы инфекции ВПЧ

Исследователь Центра комплексного онкологического лечения Мелвина и Брена Саймона из Университета Индианы получил пятилетний грант в размере 2,9 млн долларов от Национального института рака на разработку препарата, который может сделать лучевую терапию намного более эффективной.

Джон Турчи, доктор философии, изучает ДНК-зависимую протеинкиназу (ДНК-PK), которая участвует в восстановлении двухцепочечных разрывов ДНК. Когда больной раком проходит лучевую терапию, радиация намеренно заставляет эти разрывы ДНК убивать раковые клетки.

«В случае лучевой терапии восстановление этих разрывов – это плохо», – сказал Турчи. «Это позволяет раковым клеткам продолжать делиться. Возможность блокировать этот путь восстановления с помощью ингибиторов белка ДНК-PK позволяет нам повысить эффективность лучевой терапии»

Исследование сосредоточено на солидных опухолях, которые получают лучевую терапию как часть лечения, с раком легких в качестве основного усилия. Терапевт будет даваться вместе с радиацией.

Помимо рака легких, может быть полезен рак пищевода, головы и шеи. Лучевая терапия является опорой для этих видов рака, и мы думаем, что с помощью нашего препарата мы можем увеличить терапевтический эффект радиации »

Джон Турчи, Фонд семьи Тома и Джули Вуд, профессор исследований рака легких в Медицинской школе Университета Индианы

Помимо того, что это происходит из-за лучевой терапии, двухцепочечные разрывы ДНК также могут происходить в раковых клетках, поскольку они непрерывно делятся и растут. Терапевтическое средство можно использовать для лечения некоторых видов рака, которые не получают лучевой терапии, путем воздействия на эти поврежденные клетки.

«Грант направлен на понимание того, как клетки реагируют на стресс, в частности на стресс повреждения ДНК, и использование различий между реакцией раковых клеток и нормальными клетками для получения терапевтических преимуществ», – пояснил Турчи. «По сути, мы проводим ряд исследований по разработке лекарств, которые используют различия в том, как клетки реагируют на стресс повреждения ДНК»

Это исследование могло бы расширить возможности ингибиторов ДНК-PK для больных раком. Несмотря на то, что в клинике есть исследуемые препараты, терапевтическое средство Турчи использует другой механизм действия и может расширить возможности пациентов, которые не реагируют на существующие лекарства или чей рак стал устойчивым к терапии.

«Наша молекула делает нечто совершенно иное», – сказал Турчи. «Есть основания полагать, что наш ингибитор открывает больше возможностей для рака, чем то, что в настоящее время тестируется в клинике. Из-за этого другого механизма действия он открывает целый ряд вещей, которые невозможны с существующая терапия ».

Турчи и его коллеги также изучают, как их молекула может быть нацелена на рак яичников с определенными генетическими предрасположенностями, такими как мутация BRCA. В этих случаях рак более восприимчив к лекарству и может быть эффективным без облучения.

Один из главных исследователей этого проекта – Навнат Гаванде, доктор философии, бывший научный сотрудник лаборатории Турчи, который первоначально синтезировал новые лекарственные соединения. Гаванде присоединился к Государственному университету Уэйна в 2019 году в качестве доцента фармацевтических наук и продолжает тесно сотрудничать с Турчи, чтобы оптимизировать препарат для клинического использования. В проекте также участвуют сотрудники Карен Поллок, доктор философии, и Джо Динлахт, доктор наук, которые обладают опытом в моделях животных и радиационной онкологии. Это сотрудничество имеет решающее значение для того, чтобы помочь исследователям лучше понять стресс, вызванный повреждением ДНК, и то, как использовать эти знания для разработки новых противораковых терапевтических средств.

Источник:

Медицинский факультет Индианского университета

Source link

Самый низкий риск аутизма связан со средним уровнем иммунного маркера, измеренным при рождении

Тестирование ДНК для братьев и сестер детей с РАС может быть предиктором будущего диагноза

Причины расстройства аутистического спектра (РАС), включая генетические факторы и факторы окружающей среды, до конца не изучены. Многие исследования уже показали, что серьезная материнская инфекция во время беременности связана с повышенным риском для потомства как у людей, так и у животных. Новое исследование, однако, показывает, что самый низкий риск РАС связан со средним уровнем иммунного маркера, измеренного при рождении, тогда как слишком много или недостаточно было связано с повышенным риском.

Отчет исследователей из Каролинского института в Швеции опубликован в Biological Psychiatry опубликованном Elsevier. В основе исследования лежит идея о том, что развивающийся мозг может быть особенно уязвим для нарушений иммунной сигнализации и воздействия воспаления.

Мы изучили набор молекул, называемых белками острой фазы, которые являются частью врожденной иммунной системы, которая является нашей первой линией защиты от инфекций и всегда следит за телом на предмет признаков вторжения. Эти молекулы постоянно циркулируют в нашем кровотоке, но они могут быстро расти после заражения »

Рене Гарднер, доктор философии, ведущий автор

Исследователи изучили белки из образцов крови, взятых при рождении, почти у 1000 детей с РАС и более чем 1000 здоровых людей из группы Stockholm Youth Cohort, шведского реестра здоровья. Младенцы, рожденные с высоким уровнем классического маркера воспаления, называемого С-реактивным белком (СРБ), имели самый высокий риск развития РАС.

Мысль, основанная на предыдущих исследованиях, заключалась в том, что слишком сильное воспаление вредно для развивающегося мозга. Удивительно, но самый низкий риск был связан со средним уровнем СРБ. «Это означает, что слишком сильное воспаление действительно может быть вредным для развивающегося мозга, но может и слишком мало, – объяснил доктор Гарднер.

«Среди новорожденных, чьи матери были госпитализированы из-за инфекции во время беременности, те, кто смог вырабатывать немного больше этих белков острой фазы, как правило, имели более низкий риск аутизма. Таким образом, кажется, что большая способность реакция на непосредственное окружение может снизить риск аутизма », – добавила она.

Во второй части исследования исследователи сравнили уровни иммунного белка при рождении у детей с РАС и их братьев и сестер без РАС. У здоровых братьев и сестер уровень иммунных маркеров был выше, чем у детей с РАС. «Это интересно, потому что братья и сестры имеют примерно половину своей ДНК, а среда внутри матки и в течение первых нескольких дней жизни, вероятно, одинакова между братьями и сестрами», – сказал доктор Гарднер.

Еще одно интересное открытие связано с риском РАС, вызванным материнской анемией или дефицитом железа. Среди младенцев, чьи матери страдали анемией, те, у кого в крови был самый высокий уровень ферритина, связывающего железо, – показатель уровня железа – были защищены от аутизма. Это открытие намекает на важность статуса железа для развивающегося мозга и может объяснить связанный с анемией риск нарушений психического развития.

«Связь между маркерами активации иммунной системы при рождении и последующим риском аутизма может быть важной», – сказал редактор Biological Psychiatry Джон Кристал, доктор медицины. «Мы искали способы профилактики РАС, такие как механизмы, на которые можно было бы воздействовать лекарствами до появления симптомов. Однако мы должны проявлять осторожность, поскольку мы еще не знаем, является ли активация иммунной системы фактором или маркером риска. для аутизма ».

Источник:

Ссылка на журнал:

Гарднер, Р.М., и др. (2020) Неонатальные уровни белков острой фазы и риск расстройства аутистического спектра. Биологическая психиатрия. doi.org/10.1016/j.biopsych.2020.09.005.

Source link