Терагерцовое излучение может предложить потенциальное лечение рака

Новый тест может улучшить способность диагностировать наиболее рискованные формы инфекции ВПЧ

            

Исследователи из Центра передовой фотоники RIKEN и его коллеги обнаружили, что терагерцовое излучение, вопреки общепринятому мнению, может разрушать белки в живых клетках, не убивая клетки.

Этот вывод подразумевает, что терагерцовое излучение, которое долгое время считалось непрактичным в использовании, может, например, применяться для манипулирования клеточными функциями для лечения рака, но также может возникнуть проблема безопасности.

Терагерцовое излучение является частью электромагнитного спектра между микроволнами и инфракрасным излучением, которое часто называют «терагерцовым зазором» из-за отсутствия технологий для его эффективного управления.

Поскольку терагерцовое излучение задерживается жидкостями и неионизируется – это означает, что он не повреждает ДНК, как это делают рентгеновские лучи – продолжается работа по ее использованию в таких областях, как досмотр багажа в аэропорту.

Обычно считается, что он безопасен для использования в тканях, хотя некоторые недавние исследования обнаружили, что он может оказывать некоторое прямое влияние на ДНК, хотя он практически не способен проникать в ткани, что означает, что этот эффект будет только на поверхности клеток кожи.

Однако одна проблема, которая осталась неисследованной, заключается в том, может ли терагерцовое излучение воздействовать на биологические ткани даже после того, как оно было остановлено, посредством распространения энергетических волн в ткани.

Исследовательская группа из RAP недавно обнаружила, что энергия от легкого холода попадает в воду как «ударная волна». Учитывая это, группа решила исследовать, может ли терагерцовое излучение также воздействовать на ткани.

Они решили исследовать, используя белок под названием актин, который является ключевым элементом, который обеспечивает структуру для живых клеток. Он может существовать в двух конформациях, известных как (G) -актин и (F) -актин, которые имеют различные структуры и функции, поскольку (F) -актин представляет собой длинную нить, состоящую из полимерных цепей белков.

Используя флуоресцентную микроскопию, они изучили влияние терагерцового излучения на рост цепей в водном растворе актина и обнаружили, что это приводит к уменьшению филаментов. Другими словами, терагерцовое излучение каким-то образом предотвращало (G) -актин от образования цепей и превращения в (F) -актин.

Они рассмотрели возможность того, что это было вызвано повышением температуры, но обнаружили, что небольшое повышение, около 1,4 градуса по Цельсию, было недостаточно для объяснения этого изменения, и пришли к выводу, что оно, скорее всего, было вызвано ударной волной.

Чтобы дополнительно проверить гипотезу, они провели эксперименты на живых клетках и обнаружили, что в клетках, как и в растворе, образование актиновых филаментов было нарушено. Однако не было никаких признаков того, что радиация вызвала гибель клеток.

Согласно Шоте Ямазаки, первому автору исследования, опубликованному в Scientific Reports : «Нам было очень интересно увидеть, что терагерцовое излучение может влиять на белки внутри клеток, не убивая клетки сами. Мы будем заинтересованы в поиске потенциальных применений при раке и других заболеваниях. "

Терагерцовое излучение находит сегодня множество применений, и важно полностью понять его влияние на биологические ткани, чтобы оценить любые риски и найти потенциальные применения. "

Чико Отани, руководитель исследовательской группы RIKEN

Источник:

Ссылка на журнал:

Ямазаки С., и др. . (2020) Распространение энергии ТГц излучения через водные слои: разрушение актиновых филаментов в живых клетках. Научные отчеты . doi.org/10.1038/s41598-020-65955-5.

        

Source link

Исследование разрешает противоречия, связанные с ролью гена p53 в дифференцировке плюрипотентных стволовых клеток

Новое открытие может помочь врачам определить детей, которым грозит рецидив опухоли Вильмса

            

Ген р53 чрезвычайно важен в клеточной биологии и, следовательно, в мире клеточной заместительной терапии. Его роль заключается в регулировании клеточного цикла и прекращении образования опухолей, что приводит к прозвищу "ген-супрессор опухолей". Однако предыдущие попытки определить, находится ли p53 за запрограммированной клеточной гибелью (апоптозом), вызванной повреждением ДНК в плюрипотентных эмбриональных стволовых клетках (ESCs), дали противоречивые результаты. Первоначальные исследования показали, что это не так; более поздние исследования пришли к выводу, что это так.

Новое исследование, опубликованное сегодня в STEM CELLS сортирует этот лабиринт противоречий, чтобы окончательно определить, что множественные роли p53 в регуляции клеточного цикла и апоптозе приобретаются во время плюрипотентной дифференцировки стволовых клеток.

Мелвин Л. Де Памфилис, доктор философии, начальник отдела репликации эукариотической ДНК в Национальном институте здоровья детей и развития человека, Бетесда, Мэриленд, проводил исследование вместе со своими коллегами по институту Сушилом К. Джайсвалом, Ph. Д. и Джон Дж. О, стажер-бакалавр. «Если ESC будут использоваться для формирования основы заместительной терапии клеток, то необходимо определить роль или роли p53 в плюрипотентных стволовых клетках», – сказал он. «Наша цель заключалась в том, чтобы окончательно решить этот вопрос о том, является ли p53 существенным для индукции остановки клеточного цикла и / или апоптоза до дифференцировки ESC».

В большинстве ранних исследований для индукции апоптоза использовался химиотерапевтический препарат под названием адриамицин / доксорубицин (ADR). ADR влияет на репликацию и митоз ДНК, что приводит к накоплению разрывов двухцепочечной ДНК в пролиферирующих клетках. Поврежденная ДНК может вызвать р53, чтобы инициировать апоптоз и предотвратить дублирование поврежденных хромосом. Когда уровни p53 повышаются, они стимулируют выработку белка, называемого p21, который вызывает остановку цикла, продиктованного p53. Это достигается путем связывания и ингибирования активности комплексов Cdk / циклин, работа которых заключается в выключении клеточного цикла и предоставлении времени для восстановления поврежденной ДНК.

В текущем исследовании команда Института также индуцировала апоптоз, используя 40-кратный диапазон концентраций ADR, а также другие химиотерапевтические препараты (ставроспорин и WX8), все из которых были протестированы в 50-кратном диапазоне плотностей посева клеток. Чтобы исключить возможность того, что выводы зависели либо от источника, либо от происхождения ЭСК р53 – / -, ЭСК дикого типа и р53 – / -, полученные непосредственно из бластоцист мыши, были охарактеризованы параллельно с ЭСК, в которых гены р53 были удалены in vitro. из ESCs, несущих условные нокауты гена p53. «ESC, выделенные из p53 – / – бластоцист, имели хронический фенотип, тогда как p53 – / – ESC, сконструированные in vitro, имели острый фенотип, который можно было напрямую сравнить с их родительскими ESC», – объяснил д-р Jaiswal.

Результаты показали, что независимо от происхождения ESCs не требовали p53, p21 или PUMA (другой критический белок, участвующий в апоптозе, который индуцируется p53), либо для активации G2-контрольной точки, которая гарантирует, что клетки не инициируют митоз. пока поврежденная ДНК не будет восстановлена, или подвергнуться апоптозу быстро и эффективно. «Эффекты концентрации ADR и слияния клеток были незначительными, но эффекты дифференцировки клеток были драматичными; p53-зависимая регуляция клеточного деления и апоптоза была приобретена во время p53-зависимой дифференцировки клеток», – сказал г-н О

.

Эти результаты привели исследователей к выводу, что исследование «однозначно» демонстрирует, что множественные роли p53 в регуляции клеточного цикла и апоптозе впервые приобретаются во время дифференцировки плюрипотентных стволовых клеток.

Новый доклад Jaiswal et al. чрезвычайно важен для согласования противоречивых результатов, касающихся роли р53 в области стволовых клеток. В настоящее время авторы определенно показали, что важность p53 в аресте клеточного цикла и инициации апоптоза впервые приобретается во время дифференцировки плюрипотентных стволовых клеток. "

Д-р. Ян Нолта, главный редактор STEM CELLS

Источник:

Ссылка на журнал:

Jaiswal, S.K., и др. (2020) Арест клеточного цикла и апоптоз не зависят от p53 до p53-зависимой дифференцировки эмбриональных стволовых клеток. Стволовые клетки . doi.org/10.1002/stem.3199.

        

Source link

Генетический скрининг может быть эффективным при выявлении невыявленных случаев рака простаты

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

            

Генетический скрининг на рак предстательной железы при операциях ГП может быть эффективным при выявлении иным образом невыявленных случаев заболевания, показывает новое пилотное исследование.

Исследователи «зашифровали» мужчин за их генетический риск рака простаты, проверив каждого из них на 130 изменений ДНК – и дали тем, кто подвергался более высокому риску, последующие проверки.

Их исследование показало, что скрининг населения был безопасным и выполнимым, и выявило новые виды рака предстательной железы более чем у трети практически здоровых мужчин, у которых был выявлен самый высокий уровень наследственного риска.

Пилот впервые в Великобритании оценил генетический скрининг на рак простаты в общей популяции, и теперь за ним последуют более масштабные исследования, которые могут доказать потенциал новой программы скрининга на заболевание.

Институт исследований рака, Лондон, и Фонд Royal Marsden NHS Foundation работали с врачами общей практики, чтобы пригласить более 300 здоровых кавказских мужчин в возрасте 55-69 лет для участия в скрининге. Результаты этого новаторского исследования будут представлены сегодня (в пятницу) на виртуальном ежегодном собрании Американского общества клинической онкологии (ASCO).

Исследование финансировалось Европейским исследовательским советом при дополнительной поддержке Cancer Research UK и Национального института исследований в области здравоохранения.

Исследователи собрали ДНК из образцов слюны 307 мужчин и изучили более 130 генетических изменений, которые могут повлиять на риск развития рака простаты, каждое из которых в небольшом количестве.

Они объединили эффекты генетических изменений, чтобы назначить каждому человеку общую оценку риска. Это, в свою очередь, позволяло помещать мужчин в разные группы риска в зависимости от того, как их уровень риска сравнивается с другими в популяции.

Мужчины из первых 10 процентов риска – 26 из 307 – были отобраны для проверки и с ними связались исследователи. Из них 18 мужчин приняли и прошли МРТ и биопсию, а из этих 18 практически здоровых мужчин у семи был диагностирован рак простаты.

Хороший уровень охвата мужчин и эффективность в выявлении недиагностированных заболеваний показывают, что скрининг населения возможен и может быть воспроизведен в еще большем масштабе.

Исследователи также смотрели на то, насколько агрессивны были раки среди тех, кто находился в верхних 10 процентах генетического показателя. Все семь видов рака предстательной железы оказались поддающимися лечению при активном наблюдении, при этом средний балл простат-специфического антигена (ПСА) составил 1,8 – уровень от 0 до 2,5 считается безопасным

.

Теперь, когда эта инициатива доказала свою осуществимость, готово к запуску полное пилотное исследование под названием BARCODE1. В этом исследовании примут участие 5000 пациентов из 70 практикующих врачей, и его цель – дать окончательный ответ о потенциальной роли популяционного генетического скрининга для улучшения выявления рака простаты.

Исследователи полагают, что генетический скрининг может выявить потенциально агрессивные раковые заболевания более эффективно, чем тестирование PSA – что является спорным из-за его высокой частоты чрезмерной диагностики.

Руководитель исследования профессор Рос Элес, профессор онкогенетики в Институте исследования рака, Лондон, и консультант по клинической онкологии и онкогенетике в фонде Royal Marsden NHS Foundation, сказал:

«Риск возникновения рака предстательной железы у человека определяется отчасти тем, какую комбинацию из 170 различных генетических изменений они наследуют.

«Наше пилотное исследование оценило генетический риск мужчин путем тестирования более 130 генетических изменений, которые были связаны с раком предстательной железы. Мы показали, что генетическое штрих-кодирование мужчин может безопасно и эффективно идентифицировать людей с самым высоким уровнем риска развития рака простаты, поэтому они могут быть предназначены для последующих проверок.

«Мы смогли выявить рак простаты более чем у трети из 18 практически здоровых мужчин, у которых, как мы обнаружили, самый высокий уровень наследственного риска. Мы надеемся, что более масштабное пилотное исследование BARCODE-1 теперь сможет окончательно определить показывают, что популяционный генетический скрининг на рак предстательной железы может с минимальными затратами улучшить диагностику и в конечном итоге спасти жизни ».

Крайне важно, чтобы мы нашли способы применения наших расширенных знаний в области генетики и биологии рака не только для поиска новых методов лечения, но и для выявления целевых методов раннего выявления заболевания.

Это захватывающее раннее пилотное исследование, которое впервые в Великобритании демонстрирует, что генетический скрининг на рак простаты безопасен, выполним и потенциально эффективен. Приятно видеть, что это исследование в настоящее время превращается в более масштабный эксперимент, который в случае успеха может показать потенциал генетического скрининга для спасения жизни ».

Профессор Пол Воркман, исполнительный директор Института исследований рака, Лондон

Пациент Реми Смитс, 59 лет, сказал:

«Я подписался на испытание после того, как увидел детали, объявленные в моей местной практике врачей общей практики. Несмотря на то, что я соответствовал всем критериям для присоединения, я не думал, что буду в группе высокого риска. У меня был тест PSA, не задолго до присоединения к исследованию, и оно было относительно низким (2,1), поэтому я был очень удивлен, когда мне перезвонили для дальнейших исследований.У меня был еще один тест на ПСА, затем МРТ, а затем, наконец, биопсия, где они обнаружили рак размером с песчинка, которая весьма примечательна.

«Я попал под« активное наблюдение »и каждые шесть месяцев посещаю клинику в Королевском Марсдене для повторного тестирования на ПСА и МРТ-сканирования.

«Хотя осознание того, что у меня рак, стало шоком, я чувствую себя лучше, зная, что он был выявлен на очень ранней стадии. Я также чувствую, что теперь я в гораздо лучшем положении, чтобы принять обоснованное решение о любом будущие варианты лечения. Мне также нравится тот факт, что участие в этом испытании будет иметь значение для многих мужчин в будущем ».

Более ранняя и быстрая диагностика часто является ключом к успешному лечению рака. Использование генетического скрининга для мужчин, наиболее подверженных риску рака простаты, будет означать, что у нас гораздо больше шансов успешно лечить заболевание на более ранней стадии, часто с менее инвазивными процедурами и меньшим количеством долгосрочных побочных эффектов ».

Профессор Дэвид Каннингем, директор по клиническим исследованиям, The Royal Marsden

Источник:

Институт исследований рака

        

Source link

Фрайбургский университет получает 30 миллионов евро за отличные исследования

Исследование исследует связи между дневной сонливостью и эпигенетическими модификациями

            

Немецкий исследовательский фонд (DFG) одобрил новое предложение о совместном исследовательском центре (CRC) под руководством Института экспериментальной сердечно-сосудистой медицины (IEKM) при Университетском кардиологическом центре Фрайбурга · Бад-Кроцинген.

CRC 1425 "Гетероцеллюлярная природа поражений сердца: идентичности, взаимодействия, последствия" будет финансироваться DFG на 11 миллионов евро в течение четырех лет, начиная с 1 июля 2020 года. DFG также одобрила расширение двух совместных исследований центры во Фрайбургском университете – медицинский центр.

Это SFB 992, который фокусируется на основах и терапевтических применениях эпигенетических механизмов, и SFB TRR 179, который исследует течение вирусных инфекций. В общей сложности медицинский центр Фрайбургского университета получит средства на общую сумму около 30 миллионов евро.

Я хотел бы как поздравить наших ученых с этим успехом, так и поблагодарить их за их исследовательские достижения и приверженность, без которых это было бы невозможно ».

Д-р. Норберт Зюдкамп, профессор и декан медицинского факультета Фрайбургского университета

Новый CRC исследует сердце

Традиционно исследования сердца были сосредоточены на мышечных клетках. Эти миоциты являются двигателями, лежащими в основе сердечной накачки. Их деятельность приводит к классическим клиническим показаниям, таким как артериальное давление или электрокардиограмма. Кардиомиоциты занимают около двух третей объема сердечной мышцы.

Но: немиоциты значительно меньшего размера, такие как соединительная ткань и иммунные клетки, составляют большинство, на которые приходится более двух третей клеток сердца. После повреждения ткани, например при инфаркте миокарда немиоциты играют ключевую роль в восстановлении и ремоделировании тканей.

Они поддерживают структурную целостность сердца, но не способствуют насосной функции сердца. Их присутствие также может нарушить нормальную электрическую активность, которая предшествует каждому сердцебиению.

По словам профессора Питера Коля, координатора CRC 1425, «наши знания о клеточной идентичности немиоцитов, их взаимодействиях и их полезности для восстановления рулевой ткани все еще находятся в зачаточном состоянии. Поэтому CRC стремится» сделать лучшие шрамы! "

Работа с собственными процессами восстановления природы

В долгосрочной перспективе CRC 1425 направлен на разработку новых методов диагностики и терапии заболеваний сердца. При этом исследователи в первую очередь не нацелены на предотвращение рубцов или ретрансформацию в функциональную мышечную ткань, но они скорее придерживаются нового и взаимодополняющего подхода: работая с собственными процессами восстановления природы, чтобы позволить шрамам выполнять свою важную функцию механического восстановления с минимальными побочными эффектами.

CRC 1425 объединяет 26 ученых из Университетского кардиологического центра Фрайбурга? Бад-Кроцинген, Университетская клиника Фрайбурга, Медицинский, биологический и технический факультеты Университета Фрайбурга, Институт иммунобиологии и эпигенетики Макса Планка во Фрайбурге, а также из университетов Гейдельберга, Бонна и Франкфурта.

Расширение двух успешных совместных работ

CRC 992 "Медицинская эпигенетика – от базовых механизмов до клинических применений", финансирование в размере приблизительно 14 миллионов евро в течение четырех лет

Эпигенетика – это область исследований, которая исследует механизмы наследования, которые выходят за рамки генетического определения в ДНК. Эти механизмы являются динамическими модификациями, которые могут изменяться в результате внешних воздействий, таких как диета, стресс или прием лекарств, и оставлять эпигенетические изменения, которые могут быть унаследованы.

Анализ и интерпретация этих эпигенетических паттернов могут способствовать лучшему пониманию развития заболеваний и могут открыть новые способы диагностики и лечения.

Докладчиком CRC 992 является профессор, доктор Роланд Шуле, научный руководитель отделения урологии и руководитель Центральных клинических исследований Университетского медицинского центра Фрайбурга.

Другие ученые из различных институтов Университета и Университетского медицинского центра Фрайбурга и Института иммунобиологии и эпигенетики им. Макса Планка также участвуют в CRC.

CRC 992 будет продолжать Интегрированную исследовательскую учебную группу, которая обеспечит докторантов специальными знаниями и методами в эпигенетике.

Исследовательский консорциум также поддерживается двумя технологическими проектами, которые позволяют анализировать эпигенетические паттерны путем секвенирования генома и идентифицировать активные вещества против эпигенетических белков, которые могут служить отправными точками для разработки новых лекарств.

Долгосрочные цели CRC 992 – внедрение результатов эпигенетических исследований для улучшения диагностики и лечения различных заболеваний.

CRC / TRR 179 «Детерминанты и динамика элиминации в сравнении с устойчивостью к вирусной инфекции гепатита», финансирование: около 11,4 млн. Евро, около 3 млн. Евро для Фрайбурга

Команда во главе с профессором доктором Робертом Тиммом, медицинским директором отделения внутренней медицины II Фрайбургского медицинского университета, участвует в SFB / TRR 179 с пятью подпроектами.

Используя различные вирусы гепатита в качестве примеров, проект исследует вопрос о том, что определяет, излечиваются ли инфекции у некоторых пациентов, но развивает ли хроническое течение у большинства пациентов.

Ученые также хотят выяснить, как эти знания могут быть использованы для новых терапевтических подходов, что имеет огромное клиническое значение, учитывая тот факт, что более 500 000 человек в Германии хронически инфицированы гепатитом.

        

Source link

«Эврика момент» изобретателя быстрых испытаний COVID-19

«Эврика момент» изобретателя быстрых испытаний COVID-19
            

Изобретатель новаторского теста COVID-19 описал свой «момент эврики», когда понял, что может адаптировать существующую технологию для создания быстрого теста на вирус.

<img alt=" «Момент эврики» изобретателя быстрых тестов COVID-19 "src =" http://www.news-medical.net/image.axd?picture=2020%2f5%2fPR-6-1. jpg "style =" width: 750px; height: 497px; "title =" Эврика "быстрого изобретателя теста COVID-19" width = "750" height = "497" />

Профессор Крис Тумазу является соучредителем DnaNudge, который производит носимые и прикладные технологии, которые используют вашу ДНК и ваш образ жизни, чтобы вести вас к выбору более здоровой пищи, благодаря запатентованному анализатору NudgeBox.

В марте 2020 года он и его коллега-директор д-р Мохаммадреза Сохбати осознали, что это новшество можно адаптировать для скрининга на COVID-19 без необходимости отправлять образцы в лабораторию, что дает высокоточные результаты всего за час – сокращая обычное ожидание 1-2 дня для лабораторных результатов. Он считает, что защита интеллектуальной собственности (ИС), которую он имел, сыграла важную роль в облегчении изменения его продукта в соответствии с текущим кризисом, и в настоящее время он ведет переговоры с Департаментом здравоохранения и социального обеспечения о широком распространении в Великобритании тест после одобрения для клинического использования MHRA (Регулирующий орган по лекарственным средствам и здравоохранению).

Он сказал: «Мы считали, что в какой-то момент своей жизни эта технология может оказаться полезной в качестве тестера вирусов, поэтому в марте этого года, когда COVID-19 стал проблемой, мы подвергли ее проверке.

«Мы нашли, что технология отлично подходит для этой задачи. Вы берете носовой тампон и кладете его в одноразовый картридж, который идет прямо в портативный анализатор размером с обувную коробку – так же просто, как положить кофейный пакетик в машину. Он запрограммирован на проведение ПЦР (полимеразной цепной реакции) для обнаружения COVID-19.

«Его применение для тестирования в месте оказания медицинской помощи является ключевым и отличает нас от других лабораторных тестов. Без необходимости отправки в лабораторию меньше возможностей для выявления вируса, и можно сэкономить драгоценное время, когда необходимо принять быстрые решения для пациентов или для непосредственного персонала, которому нужен быстрый результат ».

Когда Крис и его команда в DnaNudge осознали потенциал адаптированной технологии, он проконсультировался со своими патентными поверенными в Marks & Clerk, чтобы оценить актуальность их ИС для обнаружения вирусов, зная, что сильная ИС будет иметь решающее значение для привлечения инвесторов и, в конечном счете, масштабирование производства для удовлетворения потребности в точном, без лабораторного решения для быстрого тестирования.

Он должен был получить клиническое подтверждение для теста и начал обсуждения с MHRA (Управление по регулированию лекарственных средств и здравоохранения), а также с клиническими исследователями в Имперском колледже Лондона, где он является профессором Regius Engineering.

Первоначальное испытание персонала NHS и пациентов с COVID-19 в условиях A & E оказалось успешным в клинической валидации тестов, и в настоящее время проводится крупномасштабное клиническое тестирование, главным образом в ряде больниц по всему Лондону.

Когда мы провели наши самые ранние тесты с небольшой выборкой, мы обнаружили, что 30 процентов амбулаторных больных, которые посещали больницу по причинам, отличным от COVID-19, действительно дали положительный результат. Для нас это действительно продемонстрировало ценность проведения такого быстрого тестирования на месте, поскольку это означало, что их можно было очень быстро перевести в соответствующие палаты. Существует множество ситуаций, в которых этот тип диагностики по месту оказания медицинской помощи может быть гораздо более выгодным, чем ожидание 48 часов лабораторного теста, от A & E до родильных домов, факультативных операций, домов по уходу и многого другого ».

Профессор Крис Тумазу, соучредитель DnaNudge

Оксфордский патентный поверенный Роберт Линд из Marks & Clerk консультировал ряд интересных компаний в области биоэлектроники и анализа ДНК. В течение почти 20 лет он консультировал Криса Тумазу по вопросам ИС и назвал это последнее новшество новаторским.

История нашей фирмы с Крисом имеет давнюю историю с различными проектами в области здравоохранения и медицины, одним из последних из которых был DnaNudge. Как показывают эти последние разработки, осознание того, что этот анализ «мазок с картриджа», изначально созданный с помощью приложения для здоровья и образа жизни для потребителей, можно было использовать для тестирования на вирусы, является настоящим переломным моментом. Мы рассмотрели существующие патентные права, чтобы убедиться в их надежности и актуальности для этой новой заявки. Генетика может быть многолюдным пространством, и сильная ИС играет решающую роль в привлечении инвесторов и позволяет проекту быстро набрать темп в это важное время. Мы очень взволнованы потенциалом этого нововведения, которое действительно может изменить жизнь многих ».

Роберт Линд, патентный поверенный в Оксфорде, Marks & Clerk

        

Source link

Исследование обеспечивает этический способ продвижения медицинских открытий и инноваций

CRG запускает новую базу данных для продвижения международных исследований COVID-19

            

Каждый крупный медицинский центр в Америке находится на золотом прииске. Данные, которые они хранят о своих пациентах и ​​участниках исследования, могут стоить миллионы долларов компаниям, которые будут их использовать, чтобы найти новые лекарства, медицинские технологии, приложения для здравоохранения и многое другое.

Такие усилия позволят вывести партнерские отношения между промышленностью и академическими учреждениями, которые уже необходимы для медицинских инноваций, на новый уровень.

До появления COVID-19 крупные системы здравоохранения начали продавать «права на добычу полезных ископаемых» для своих данных о здоровье и хранимых материалах, включая сведения о ДНК пациентов, обнаруженной в образцах их крови или тканей.

Действующий закон допускает это, поскольку имена и идентификационные данные отбираются у пациентов или отдельных записей и образцов участников исследования до их передачи.

Теперь, когда пандемия еще больше сузила финансы больниц и повысила потребность в масштабных исследованиях, все больше медицинских центров могут получить доход от таких соглашений о «больших данных» с отраслевыми партнерами. Это особенно верно для тех, чьи пациенты также добровольно участвуют в собственных научных исследованиях.

Но новая основа, опубликованная в New England Journal of Medicine могла бы помочь им сделать это более ответственно, выйдя за рамки минимальных юридических требований и уважая пациентов, дав им больше информации о том, как их индивидуальные данные могут быть используется.

Он был написан командой из Мичиганской Медицины, академического медицинского центра Мичиганского университета – одним из первых, кто принял такую ​​систему. Авторы излагают подход, уже примененный к тысячам пациентов с U-M и исследователям-добровольцам, а также к десяткам проектов.

«Мы считаем, что наш подход обеспечивает этический способ продвижения медицинских открытий и инноваций, а также уважение доверия пациентов и участников исследований к Мичиганскому университету», – говорит первый автор Кейт Спектор-Багдади, доктор медицинских наук, М.Биоэтикс, руководитель службы этики исследований Центра биоэтики и социальных наук в медицине и факультета Мичиганской медицины.

Критический отрывок в форме гласит:

«Вы даете разрешение делиться своими образцами и информацией с исследователями по всему миру, в том числе работающими в компаниях. Исследователи и их организации могут получить выгоду от продажи данных или открытий. Вы не будете иметь права на эти открытия или какие-либо исходит от них. "

Более половины исследователей-добровольцев, попросивших такого согласия, дали его. Как только они это сделают, это открывает возможность (с дополнительными правовыми и этическими шагами) для компаний, фондов, медицинских специализированных обществ и неправительственных организаций получить доступ к своим образцам и данным для продвижения инноваций.

Если их образцы разыскиваются для проекта с конкретной компанией, им сообщают о проекте и компании, хотя их согласие распространяется на все одобренные отраслевые применения.

Им говорят, что они могут отозвать свое согласие в будущем, не давая возможности их дальнейшего распространения.

Но, если они не согласятся, образцы ткани и крови, взятые во время их ухода и участия в исследованиях, и содержание их медицинской карты будут помечены как запрещенные для распространения в промышленности. Команды U-M могут все еще использовать это для академического исследования, под более широким согласием документа и одобрения совета по этике.

Специальный привратник

Например, если исследователи и сторонний партнер изучают «сиротское» заболевание, которое поражает мало людей, комитет оценивает важность поиска новых вариантов лечения и профилактики против права отдельного участника на согласие на использование в промышленности.

Предыдущие исследования показали, что люди, участвующие в исследованиях, готовы принять некоторый уровень риска для себя, чтобы помочь другим с таким же состоянием.

Хотя обмен данными в отрасли не несет риска физического вреда, как это может сделать клиническое исследование, он несет небольшой риск того, что данные о состоянии здоровья могут быть «повторно идентифицированы», если их сопоставить с другими типами доступных источников данных, для экземпляр в банке данных ДНК от людей, которые прошли тесты ДНК предков.

Комитет даже требует такого уровня согласия, когда академические организации сотрудничают с коммерческой платформой, такой как промышленно поддерживаемый реестр болезней.

Даже перед лицом COVID-19 и острой необходимостью искать ответы на глобальную пандемию, рамки имеют решающее значение, говорит Маршалл Рунге, доктор медицины, доктор философии, исполнительный вице-президент UM по медицинским вопросам и декан UM Medical School.

Никогда еще не было соблазна пренебрегать средствами защиты данных здравоохранения, чтобы бороться за огромные федеральные гранты или развивать и монетизировать интеллектуальную собственность. Именно поэтому мы приняли наш подход и надеемся, что он послужит примером для других. . "

Маршал Рунге М.Д., доктор философии, декан и исполнительный вице-президент по медицинским вопросам, Мичиганская медицина – Университет Мичигана

Источник:

Мичиганская медицина – Университет Мичигана

Ссылка на журнал:

[БагдадиСК и др. . (2020) Обмен данными о состоянии здоровья и биопрепаратами с промышленностью – основанный на принципах практический подход. Медицинский журнал Новой Англии . doi.org/10.1056/NEJMp1915298.

        

Source link

Ученые из Консорциума gnomAD опубликовали первый набор открытий о генетической изменчивости человека

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

            

В течение последних восьми лет Консорциум базы данных агрегации генома (gnomAD) (и его предшественник, Консорциум агрегации экзома или ExAC) работал с генетиками по всему миру, чтобы собрать и изучить более 125 000 экзом и 15 000 целых геномы от населения по всему миру.

В настоящее время в семи статьях, опубликованных в Nature Nature Communications и Nature Medicine gnom Ученые консорциума описывают свой первый набор открытий из базы данных, демонстрируя мощь этой обширной коллекции данных. Вместе исследования:

1. представить более полный каталог и понимание класса редких генетических вариаций, называемых вариантами потери функции (LoF), которые, как считается, нарушают кодируемые гены белки;

2. представить самую большую всеобъемлющую справочную карту недостаточно изученного, но важного класса генетических вариаций, называемых структурными вариантами;

3. показать, как инструменты, которые учитывают уникальные формы вариаций и биологический контекст вариантов, могут помочь клиническим генетикам при попытке диагностировать пациентов с редким генетическим заболеванием; и

4. проиллюстрируйте, как наборы данных в масштабе населения, такие как gnomAD, могут помочь в оценке предполагаемых целевых показателей лекарств.

Исследователи из Широкого института Массачусетского технологического института и Гарвардской и Массачусетской больниц общего профиля (MGH) были соавторами или со-старшими авторами всех исследований, а ученые из Имперского колледжа Лондона в Соединенном Королевстве -потребительская генетическая компания 23andMe и другие учреждения, вносящие вклад в отдельные документы. Более 100 ученых и групп по всему миру предоставили консорциуму данные и / или аналитические материалы.

Эти исследования представляют собой первую значительную волну открытий, появившуюся в Консорциуме gnomAD. Мощь этой базы данных заключается в ее огромном размере и разнообразии населения, которых мы смогли достичь благодаря щедрости исследователей, которые предоставили в нее данные, и участников исследований в этих исследованиях ».

Даниэль Макартур, научный руководитель проекта gnomAD, старший автор по шести исследованиям, член института по программе «Медицина и генетика населения» в Институте Брода, а ныне директор Центра геномики населения при Институте Гарвана. Медицинский исследовательский и детский исследовательский институт Мердока в Австралии

«В некотором смысле, gnomAD является продуктом консорциума консорциумов, так как лежащие в основе данные представляют работу и вклад многих групп, которые собирали последовательности экзома и генома как способ понимания биологии человека», – сказал Конрад. Карчевски, первый автор основной статьи коллекции в Nature и вычислительный биолог в отделе аналитической и трансляционной генетики Broad и MGH. «Каждая из этих статей представляет кого-то, кто по-новому смотрит на набор данных, говоря:« У меня есть идея о том, как мы можем применить все это к работе », и создавая новый ресурс для сообщества генетиков. Было удивительно видеть это разворачиваться. "

GNOMAD LOOKBACK

Макартур и его коллеги из Broad и MGH создали ExAC, а затем gnomAD, чтобы расширить работу над Проектом 1000 геномов, первым крупномасштабным международным усилием по каталогизации генетических вариаций человека и другими проектами.

«В 2012 году моя лаборатория секвенировала геномы пациентов с редкими заболеваниями и обнаружила, что существующие каталоги нормальных вариаций не были достаточно большими или разнообразными, чтобы помочь нам интерпретировать генетические изменения, которые мы наблюдали», – вспоминает Макартур. «В то же время, наши коллеги по всему миру провели опрос десятков тысяч людей для изучения распространенных, сложных расстройств. Поэтому мы приступили к объединению этих наборов данных для создания эталонного набора данных для исследования редких заболеваний».

Консорциум ExAC выпустил свою первую коллекцию полных данных exome в октябре 2014 года. Затем он начал собирать полные данные генома, превратившись в Консорциум gnomAD и выпустив gnomAD v1.0 в феврале 2017 года.

Последующие выпуски gnomAD были сосредоточены на увеличении числа экзом и геномов, объема вариантов, выделенных в данных, и разнообразия набора данных.

Новые документы основаны на наборе данных gnomAD v2.1.1, который включает в себя геномы и экзомы более чем 25 000 человек восточного и южноазиатского происхождения, почти 18 000 латиноамериканцев и 12 000 африканцев или афроамериканцев.

КОМПЛЕКСНЫЙ КАТАЛОГ

В двух из семи работ показано, как большие наборы геномных данных могут помочь исследователям узнать больше о редких или недостаточно изученных типах генетических вариантов.

Ведущее исследование, проведенное Карчевски и Макартуром и опубликованное в Nature описывает gnomAD и отображает варианты потери функции (LoF): генетические изменения, которые, как считается, полностью нарушают функцию белка. кодирующие гены. Авторы идентифицировали более 443 000 вариантов LoF в наборе данных gnomAD, значительно превышая все предыдущие каталоги. Сравнивая количество этих редких вариантов в каждом гене с предсказаниями новой модели частоты мутаций человеческого генома, авторы также смогли классифицировать все белковые кодирующие гены в зависимости от того, насколько они толерантны к разрушительным мутациям, то есть Насколько вероятно, что гены могут вызывать значительные заболевания при нарушении генетическими изменениями. Эта новая схема классификации выявляет гены, которые с большей вероятностью участвуют в тяжелых заболеваниях, таких как умственная отсталость.

«Каталог gnomAD дает нам лучший взгляд на спектр чувствительности генов к изменению и предоставляет ресурс для поддержки обнаружения генов при распространенных и редких заболеваниях», – пояснил Карчевски.

В то время как исследования Карчевского и Макартура были сфокусированы на небольших вариантах (точечные мутации, небольшие вставки или делеции и т. Д.), Аспирант Райан Коллинз, ученый по связям с общественностью Харрисон Брэнд, член института Майкл Тальковски и коллеги использовали gnomAD для изучения структурных вариантов. Этот класс геномных вариаций включает в себя дупликации, делеции, инверсии и другие изменения с участием более крупных сегментов ДНК (обычно длиной более 50-100 оснований). Их исследование, также опубликованное в Nature представляет gnomAD-SV, каталог из более чем 433 000 структурных вариантов, идентифицированных в пределах почти 15 000 геномов gnomAD. Варианты в gnomAD-SV представляют большинство основных известных классов структурных изменений и вместе составляют самую большую карту структурных изменений на сегодняшний день.

«Структурные варианты общеизвестно трудны для идентификации в пределах данных всего генома, и ранее не исследовались в этом масштабе», – отметил Тальковский, который также является преподавателем в Центре геномной медицины при MGH. «Но они изменяют больше индивидуальных оснований в геноме, чем любые другие формы вариаций, и являются надежными факторами эволюции человека и болезней».

Несколько удивительных находок вышли из их обзора. Например, авторы обнаружили, что, по крайней мере, 25 процентов всех редких вариантов LoF в среднем индивидуальном геноме на самом деле являются структурными вариантами, и что многие люди несут то, что должно быть вредными или вредными структурными изменениями, но без фенотипов или клинических результатов, которые могли бы быть ожидается.

Они также отметили, что многие гены были так же чувствительны к дублированию, как и к делеции; то есть с эволюционной точки зрения получение одной или нескольких копий гена может быть столь же нежелательным, как и потеря одной.

«Мы многому научились, создав этот каталог в gnomAD, но мы явно лишь немного поцарапали поверхность понимания влияния структуры генома на биологию и болезни», – сказал Тальковский.

ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ ЛУЧШЕЙ ДИАГНОСТИКИ

Три из статей раскрывают, как глубокие каталоги gnomAD различных типов генетических вариаций и клеточного контекста, в которых возникают варианты, могут помочь клиническим генетикам более точно определить, может ли данный вариант быть защитным, нейтральным или вредным для пациентов.

В статье Nature Берил Каммингс, бывший аспирант Broad / MGH, которая сейчас работает в Maze Therapeutics, MacArthur, и коллеги обнаружили, что тканевые различия в том, как выражаются сегменты данного гена, могут изменяться. последующие эффекты вариантов в этих сегментах на биологию и риск заболевания. Команда объединила данные из gnomAD и проекта «Экспрессия генотипной ткани» (GTEx), чтобы разработать метод, который использует эти различия для оценки клинической значимости вариантов.

В Nature Communications Макартур, аспирант Цинбо Ванг и соавторы изучили многоядерные варианты – те, которые состоят из двух или более близлежащих изменений базовой пары, которые наследуются вместе. Такие варианты могут иметь сложные эффекты, и это исследование представляет собой первую попытку систематически каталогизировать эти варианты, изучить их распределение по всему геному и предсказать их влияние на структуру и функцию генов.

И в отдельном исследовании Nature Communications Макартур, Никола Уиффин и Джеймс Уэйр из Имперского колледжа Лондона и его коллеги исследовали влияние вариантов ДНК, возникающих в 5-первичной непереведенной области генов, которые расположены непосредственно перед тем, где механизм транскрипции клетки начинает считывать код белка гена. Варианты в этих регионах могут обмануть клетку, чтобы начать читать ген в неправильном месте, но ранее не были хорошо документированы.

«Клинические лаборатории используют gnomAD каждый день», – говорит Хайди Рем, клинический генетик; член института в MPG Брода и медицинский директор Платформы секвенирования клинических исследований в Broad; главный специалист по геномике медицинского факультета MGH; и сопредседатель с членом Института Брэнда Марком Дейли из руководящего комитета gnomAD. «Методы в этих исследованиях уже помогают нам лучше интерпретировать результаты генетического теста пациента».

РУКОВОДСТВО ПО РАЗРАБОТКЕ НАРКОТИКОВ

Оставшиеся два исследования gnomAD описывают, как разнообразные генетические данные в масштабе популяции могут помочь исследователям оценить и выбрать лучшие мишени для лекарств.

В 2018 году ученый Эрик Миникель размышлял в своем исследовательском блоге о том, можно ли использовать гены с естественными предсказанными вариантами LoF для оценки безопасности попадания этих генов в наркотики. Он писал, что если ген, который инактивирован естественным путем, не оказывает вредного воздействия, возможно, этот ген можно было бы безопасно ингибировать лекарством. Эта запись в блоге стала основой статьи Nature в которой Миникель, Макартур и коллеги применили набор данных gnomAD для исследования этого вопроса. Они предлагают способы включить идеи о вариантах LoF в процесс разработки лекарств.

Используя свой опыт в Broad, Фонд Майкла Дж. Фокса начал сотрудничество между имперским колледжем Whiffin, MacArthur, коллегой по постдокторантуре Broad Ириной Армеан, 23andMe Aaron Kleinman и Полом Кэнноном и другими, чтобы использовать варианты LoF, каталогизированные в gnomAD, UK Biobank. и 23andMe для изучения потенциальных обязательств по безопасности снижения экспрессии гена под названием LRRK2, который связан с риском болезни Паркинсона. В Nature Medicine они используют эти данные, чтобы предсказать, что лекарства, которые снижают уровни белка LRRK2 или частично блокируют активность гена, вряд ли будут иметь серьезные побочные эффекты.

«Мы зарегистрировали большое количество генно-разрушительных вариаций в gnomAD», – сказал Макартур. «И с помощью этих двух исследований мы показали, как вы можете затем использовать эти варианты для освещения и оценки потенциальных целей лекарств».

Эффект роста

Публичный обмен всеми данными был основным принципом проекта gnomAD с самого начала. Данные этих семи статей были опубликованы через браузер gnomAD без ограничений на использование или публикацию в 2016 году.

«Широкое влияние, которое этот ресурс уже оказал на медицинские исследования и клиническую практику, свидетельствует о невероятной ценности обмена и агрегирования геномных данных», – сказал Макартур. «Более 350 независимых исследований уже использовали gnomAD для исследования предрасположенности к раку, сердечно-сосудистых заболеваний, редких генетических нарушений и т. Д. С тех пор, как мы предоставили данные.

«Но мы очень далеки от насыщающих открытий или решения варианта интерпретации», – добавил он. «Следующие шаги для консорциума будут направлены на увеличение размера и разнообразия популяции этих ресурсов, а также на установление связи между массивами генетических данных и крупномасштабной информацией с клинической информацией».

Источник:

Широкий институт Массачусетского технологического института и Гарварда

Ссылка на журнал:

Карчевски, К.Дж., ] и др. (2020). Спектр мутационных ограничений количественно определяется вариацией у 141 456 человек. Природа. doi.org/10.1038/s41586-020-2308-7.

        

Source link

Неисправный ген ApoE4 увеличивает риск развития болезни Альцгеймера и COVID-19

Неисправный ген ApoE4 увеличивает риск развития болезни Альцгеймера и COVID-19
            

В Европе, одной из наиболее пострадавших областей пандемии коронавируса, сообщалось о деменции, как об общей коморбидности, связанной с тяжелой коронавирусной болезнью (COVID-19).

Неясно, ухудшает ли слабоумие инфекцию или она возникла в результате старости пациента и тяжести вспышек на дому. Теперь новое исследование проливает свет на причину, по которой люди с деменцией имеют высокий риск развития тяжелого заболевания, вызванного коронавирусной болезнью.

Команда исследователей из Медицинской школы Университета Эксетера и Университета Коннектикута обнаружила, что люди с деменцией имеют более высокий риск развития тяжелой коронавирусной болезни (COVID-19) из-за наличия дефектного гена.

Неисправный ген, связанный с деменцией, удваивает риск развития тяжелого случая COVID-19. Исследование, опубликованное в Journal of Gerontology, Medical Sciences является последним, чтобы предположить, что генетика может играть роль в том, почему некоторые люди более восприимчивы к коронавирусной инфекции, чем другие.

«Это исследование показывает, что этот высокий риск может быть вызван не только деменцией, возрастом или слабостью, либо воздействием вируса в домах престарелых», – сказал ведущий автор Дэвид Мелзер из Университета Эксетера в Великобритании.

«Эффект мог быть частично из-за этого лежащего в основе генетического изменения, которое подвергает их риску как для Covid-19, так и для слабоумия», – добавил Мельцер.

Неисправный ген

Неисправный ген, называемый ApoE4, обычно обнаруживаемый у людей европейского происхождения, связан с повышенным риском тяжелого COVID-19, даже если он не был подвержен деменции. Ученые предполагают, что некоторые люди могут быть генетически предрасположены к более сильному воздействию нового коронавируса по сравнению с другими.

Команда использовала данные британского биобанка, в котором собраны данные о здоровье и генетике 500 000 человек, и изучила ДНК почти 40 000 британцев в возрасте от 48 до 60 лет. Они обнаружили высокий риск тяжелой коронавирусной инфекции среди участников европейских предков, которые несут две ошибочные копии гена ApoE, названные e4e4.

Генотип ApoE e4 связан как с деменцией, так и с делирием, причем генотип e4e4 связан с 14-кратным увеличением риска болезни Альцгеймера в популяциях с европейским происхождением. Команда обнаружила, что примерно у каждого из 36 европейских предков есть две ошибочные копии гена.

Изображение предоставлено: Андрей Водолажский / Shutterstock

Что нашло исследование

Команда собрала данные для тех, у кого был положительный тест COVID-19 в течение периода, когда тестирование было в основном ограничено пациентами, госпитализированными. Это означает, что положительный результат был маркером тяжелой инфекции COVID-19.

Результаты также показали, что генотип e4e4 увеличивает риск COVID-19 в 2,3 раза по сравнению с e3e3. Кроме того, распространенность e4e4 у пациентов, у которых развился тяжелый COVID-19, была высокой.

Большинство людей в популяции и размер выборки еще не подвергались воздействию вируса. В исследовании около 2,36% участников с европейским происхождением имели дефектный ген e4e4, в то время как 5,13% тех, кто дал положительный результат на новый коронавирус, имели этот вариант гена. Это означает, что риск удваивается.

"Эта статья предоставляет убедительные доказательства связи между генетическим риском болезни Альцгеймера и генетическим риском COVID-19. Это предполагает один или несколько общих механизмов, лежащих в основе обоих состояний. Общий механизм будет указывать на повышенный риск COVID-19 в те, у кого болезнь Альцгеймера, но не то, что сама болезнь Альцгеймера является прямой причиной восприимчивости к COVID-19 ", – сказал профессор Джон Галлахер, директор Dementias Platform UK, Оксфордский университет.

«Тем не менее, болезнь Альцгеймера может быть косвенной причиной. Например, повышенная слабость у пациентов с болезнью Альцгеймера будет означать снижение устойчивости к инфекции и повышение тяжести заболевания. Повышенный риск и повышенная слабость являются достаточными причинами, чтобы считать людей с деменцией группа высокого риска для COVID-19 ", добавил он.

Исследование является важным и приведет к будущему исследованию того, как дефектный ген может влиять на риск заражения коронавирусной болезнью или развития тяжелых симптомов, требующих госпитализации, где проводится большинство тестов.

Исследователи сказали, что важным ограничением исследования является то, что этот тип обсервационных исследований не может доказать, что ген является причиной наблюдаемого повышенного риска COVID-19.

«Ученые проделали тщательную работу, пытаясь контролировать другие вещи, связанные с APOE4, которые могли бы учитывать риск, но все еще возможно, что существует неизвестный связанный фактор, вызывающий повышенный риск», – проф. Тара Спирс-Джонс Британский исследовательский институт по проблемам деменции, руководитель и заместитель директора Центра исследований мозга, Эдинбургский университет, сказал

Несмотря на то, что в ходе исследования был выявлен ген, который может увеличить вероятность развития тяжелого COVID-19, важно провести дальнейшие исследования.

Источник:

Журнал:

  • Чиа-Линг Куо, доктор философии, Люк С. Пиллинг, доктор философии, Дженис Л. Аткинс, доктор философии, Джейн А.Х. Масоли, МБЧБ, Жоао Дельгадо, доктор философии, Джордж А. Кучель, доктор медицины, Дэвид Мелзер, доктор философии MBBCh, APOE e4, прогнозирует тяжелую степень COVID-19 в сообществе британских биобанков, Журналы геронтологии: серия A, glaa131, https://doi.org/10.1093/gerona/glaa131, https://academic.oup.com/biomedgerontology/advance-article /doi/10.1093/gerona/glaa131/5843454

        

Source link

Потенциальная вакцина CanSino от коронавируса вызывает иммунный ответ в клинических испытаниях

Потенциальная вакцина CanSino от коронавируса вызывает иммунный ответ в клинических испытаниях
            

Ученые всего мира стремятся разработать вакцину, которая может обеспечить защиту от коронавирусной болезни (COVID-19). Эффективная и безопасная вакцина могла бы обуздать не только нынешнюю пандемию коронавируса, но и предотвратить будущие вспышки.

Через несколько дней после того, как американская биотехнологическая компания Moderna сообщила о многообещающих результатах своей экспериментальной вакцины для нового коронавируса, в Китае был объявлен второй прорыв.

Вакцина-кандидат страны, разработанная CanSino Biologics, вызвала иммунный ответ против тяжелого острого респираторного синдрома коронавируса 2 (SARS-CoV-2), основываясь на результатах его клинического испытания I фазы.

<img alt=" Вирусные частицы SARS-CoV-2. Изображение предоставлено: Darryl Fonseka / Shutterstock "height =" 444 "src =" http://www.news-medical.net/image.axd?picture=2020%2f4%2f%401691822173.jpg "title =" SARS-CoV -2 вирусных частиц. Изображение предоставлено: Darryl Fonseka / Shutterstock "width =" 674 "/>

Вирусные частицы SARS-CoV-2. Изображение предоставлено: Darryl Fonseka / Shutterstock

Компания, базирующаяся в Тяньцзине, Китай, была первой, кто продвинулся на этап II разработки вакцины, и стала первой компанией, опубликовавшей рецензированные данные из своего исследования I этапа.

Вакцина-кандидат Ad5-nCoV была одобрена для участия в испытаниях I фазы в марте. Он был разработан совместными усилиями CanSino и Пекинского института биотехнологий.

«Ad5-nCoV является генно-инженерной вакциной-кандидатом с дефектным по репликации аденовирусом типа 5 в качестве вектора для экспрессии белка шипа SARS-CoV-2, который намеревается использовать для предотвращения заболевания, вызванного новой коронавирусной инфекцией, Об этом говорится в заявлении CanSino.

Результаты исследования

Результаты исследования I фазы опубликованы в престижном журнале The Lancet.

Команда исследователей проверила 195 человек на соответствие требованиям. Из них 108 участников получили низкую, среднюю или высокую дозу вакцины. Некоторые из участников сообщили о побочных эффектах, включая боль в месте инъекции, лихорадку, усталость, головную боль и боль в мышцах, которые являются типичными эффектами иммунизации.

Когда группа исследовала кровь пациентов на наличие антител, они обнаружили, что антитела к ИФА и нейтрализующие антитела значительно подскочили на 14-й день и достигли пика на 28-й день после получения вакцины. Кроме того, специфические Т-клеточные ответы достигли максимума на 14 день после вакцинации.

Результаты исследования показали, что векторная вакцина COVID-19 Ad5 безопасна в использовании, переносима и иммуногена через 28 дней после вакцинации.

Результаты клинических испытаний показывают, что экспериментальная вакцина вызывала реакции иммунной системы у здоровых участников. Похоже, вакцина помогает организму распознавать и противостоять инфекции, вызванной SARS-CoV-2, вирусом, вызывающим COVID-19 и опустошенным по всему миру.

Исследователи, однако, подчеркнули, что недостаточно данных для определения иммунных реакций на коронавирусные инфекции. Результаты неубедительны, если вакцина будет защитной.

«Поэтому мы не можем предсказать защиту векторной вакцины против COVID-19 Ad5 на основе вызванных вакциной иммунных реакций в этом исследовании», – пишут исследователи в статье.

«Наши результаты свидетельствуют о том, что вакцина Ad5 с вектором COVID-19 требует дальнейшего изучения», – добавили авторы исследования.

Глобальная конкуренция

На сегодняшний день восемь вакцин против коронавируса прошли клинические испытания. Три из вакцин были разработаны и изготовлены в Китае. В настоящее время CanSino сотрудничает с Канадским национальным исследовательским советом (NRC) для запуска испытаний в Канаде.

Основными кандидатами на вакцины, лидирующие в гонке, являются китайская вакцина от аденовируса CanSino, кандидат на вакцину от аденовируса Оксфордского университета, вакцина на основе мРНК Модерны, вакцина от инактивированного вируса Sinovac и кандидат на вакцину ДНК Inovio

На сегодняшний день зарегистрировано более 5,59 миллионов человек, инфицированных новым коронавирусом. Из них 2,28 миллиона человек, как сообщается, выздоровели. Хотя в некоторых европейских странах уровень инфицирования снизился, эпицентр вирусной пандемии в настоящее время достиг Соединенных Штатов и Америки.

Бразилия сообщила о внезапном всплеске подтвержденных случаев, в результате чего страна вышла на второе место с инфицированным по меньшей мере 391 000 человек. Россия сообщила о более чем 362 000 подтвержденных случаев.

Число погибших в Соединенных Штатах самое высокое – не менее 98 000 человек. Между тем в Соединенном Королевстве зарегистрировано более 266 000 случаев инфицирования и ошеломляющие 37 130 случаев смерти.

Источники:

Журнал:

  • Zhu, F.C., Li, Y.H., Guan, X.H., Wang. W.J., Li, J.X. et al. (2020). Безопасность, переносимость и иммуногенность рекомбинантной вакцины COVID-19 с векторным типом аденовируса 5 типа: повышение дозы, открытое, нерандомизированное, первое в людях исследование. Ланцет. https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(20)31208-3/fulltext

        

Source link

Новая методика быстрой и легкой оптимизации антител с использованием куриных клеток

Исследование показывает, как иммунная система достигает разнообразия антител

            

Антитела для потенциального использования в качестве лекарственных средств могут быстро превращаться в куриные клетки, выращенные в лабораториях. Исследователи называют свою технику человеческой системой ADLib, сокращенно автономно диверсифицирующей библиотеки.

Техника автоматически создает огромное количество или библиотеки разнообразных антител, используя естественный метод клеток куриной иммунной системы для перетасовки их генов.

Часто в форме буквы Y иммунная система вырабатывает антитела для борьбы с инфекциями и предотвращения повторного заражения. Маленькие части этой формы Y очень изменчивы.

Антитела используют свою уникальную форму, чтобы сформировать идеальное молекулярное объятие со специфическими антигенами, молекулами на поверхности причины инфекции.

Чтобы эффективно устранить инфекцию, антитела должны распознавать антигены, прикрепляться к ним и оставаться на них.

«Наша система ADLib может генерировать человеческие антитела против различных антигенов быстрее, чем существующие методы», – сказал Хидетака Сео, исследователь проекта в Токийском университете и первый автор недавно опубликованной научной статьи.

В стандартных методах индивидуальные антитела сначала идентифицируются, а затем вырабатываются с помощью медленного многоэтапного процесса с участием бактерий, клеток животных или иногда выделения антител из крови вакцинированных или инфицированных животных, а затем модифицирование этих антител животных для безопасного использования человеком. .

Первая система ADLib была разработана в 2005 году некоторыми членами нынешней исследовательской группы, которые в то время работали в исследовательском институте RIKEN за пределами Токио.

Оригинальная система ADLib производила куриные антитела с использованием клеток иммунной системы курицы. В последующие годы другие исследователи генерировали человеческие антитела у целых живых цыплят.

«В то время у нас была идея для человеческой системы ADLib, но эту технологию было очень трудно разработать», – сказал профессор Кунихиро Охта, соавтор недавней исследовательской работы, которая возглавляла оригинальную исследовательскую группу ADLib в РИКЕН и в настоящее время является деканом Высшей школы искусств и наук Токийского университета.

«Это первый случай последовательности рекомбинации генов человека, способной обеспечить практические библиотеки антител, разрабатываемые с использованием птичьих клеток, выращенных в лаборатории», – сказал Сео.

Чтобы разработать человеческую систему ADLib, исследователи сначала вставили человеческие гены, чтобы заменить гены антител куриных иммунных клеток и окружающие единицы ДНК, известные как псевдогены.

Затем клетки растут в чашке и размножаются в течение нескольких недель, генерируя гены антител различных новых комбинаций.

Это случайное качество генератора антител в системе ADLib приводит ко многим бесполезным антителам, но оно может генерировать более эффективные антитела, чем «встроенные» антитела, которые естественная иммунная система человека или животного вырабатывает естественным образом во время инфекции.

Отдельно исследователи покрывают крошечные магнитные шарики интересующими антигенами. Наконец, куриные клетки разрываются и содержимое промывается магнитными шариками.

Любые антитела, которые прилипают к покрытым антигеном магнитным шарикам, добавляются в библиотеку антител.

После выделения антител на магнитных шариках весь процесс их идентификации и проверки их специфичности может быть завершен в течение примерно 10 дней.

Исследователи утверждают, что это намного быстрее, чем традиционные методы генерации антител, что может занять несколько месяцев.

Многие вариации антител могут быть в состоянии связывать антиген, но оставаться на связи важно для правильной иммунной функции. Человеческая система ADLib включает в себя вторую фазу для усиления способности антител присоединяться и оставаться присоединенными к их антигенам, процесс, называемый созреванием аффинности связывания.

Хотя созревание аффинности связывания является трудоемким в обычных способах, система ADLib человека обеспечивает простой и эффективный способ. Куриные клетки с нужными антителами выращивают в лаборатории в течение еще одного короткого периода для дальнейшей умеренной диверсификации генов антител.

Антитела с более сильным сродством связывания с антигеном могут быть выделены из этой второй библиотеки.

Исследователи успешно добились сто кратного улучшения сродства связывания.

Исследователи до сих пор тестировали технику ADLib человека, чтобы найти антитела, подобные тем, которые в настоящее время используются для лечения некоторых видов рака.

«В будущем антитела к терапевтическим средствам для преодоления неудовлетворенных в настоящее время медицинских потребностей могут генерироваться с использованием человеческой системы ADLib», – сказал Юко Наказаки, соавтор недавней исследовательской работы и руководитель исследовательских лабораторий в Chiome Bioscience. Inc. Chiome совершенствует эту технологию в партнерстве с Токийским университетом.

Система ADLib не ограничивается генерированием антител.

Если мы заменим соответствующие куриные гены и псевдогены на любой другой представляющий интерес ген, мы могли бы создать библиотеки других белков для сельскохозяйственного, ветеринарного или медицинского использования ».

Хидетака Сео, первый автор исследования и исследователь проектов, Токийский университет

Это исследование, проведенное группой из Токийского университета и Chiome Bioscience Inc., было недавно опубликовано в научном журнале Cellular and Molecular Immunology .

Источник:

Ссылка на журнал:

Seo, H., и др. . (2020) Оптимизация генерации и оптимизации человеческих антител путем использования разработанных локусов иммуноглобулина в линии В-клеток. Клеточная и молекулярная иммунология . DOI: 10.1038 / s41423-020-0440-9.

        

Source link

Исследователи рекомбинируют целые хромосомы с помощью технологии CRISPR / Cas

NCATS финансирует «Программу исследований всех нас» для оценки инновационных инструментов секвенирования ДНК

            

Молекулярные ножницы CRISPR / Cas работают как тонкий хирургический инструмент и могут использоваться для изменения генетической информации в растениях. Исследовательские группы профессора Хольгера Пухта из Технологического института Карлсруэ (KIT) и профессора Андреаса Хоубена из Лейбницкого института генетики растений и исследований сельскохозяйственных растений (ГПК) в Гатерслебене стали первыми, кто не только обменивается отдельными генами, но и рекомбинирует целые хромосомы с технологией CRISPR / Cas. Таким образом, желаемые свойства могут быть объединены в посевах. Их работа с использованием модельного растения thale cress описана в Nature Plants. (DOI: https://doi.org/10.1038/s41477-020-0663-x)

В течение тысячелетий люди использовали тот факт, что генетический материал организмов изменяется в процессе эволюции. Они выращивают культуры, которые дают высокие урожаи, являются ароматическими или устойчивыми к болезням, вредителям и экстремальным климатическим условиям. Для этого они выбирают растения с различными благоприятными свойствами и скрещивают их. Этот подход, однако, очень трудоемкий. Более того, невозможно предотвратить попадание неблагоприятных признаков в растения.

Молекулярный биолог профессор Хольгер Пухта изучает, как растения можно выращивать быстрее и точнее. За свой проект CRISBREED он получил расширенный грант Европейского исследовательского совета (ERC) на сумму 2,5 миллиона евро. Хольгер Пухта считается пионером редактирования генома. Он использует молекулярные ножницы, чтобы специально модифицировать ДНК (дезоксирибонуклеиновую кислоту), которая несет генетическую информацию в сельскохозяйственных культурах. С помощью этой технологии CRISPR / Cas гены могут быть легко удалены, вставлены или заменены. CRISPR / Cas обозначает определенный участок ДНК (CRISPR – Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Retats) и фермент (Cas), который распознает этот раздел и разрезает ДНК именно в этой точке. Культуры, полученные в результате редактирования генома, не содержат ДНК, поэтому их не следует приравнивать к классическим генетически модифицированным организмам.

Первый обмен руками между хромосомами

В рамках CRISBREED исследователи кафедры молекулярной биологии и биохимии Ботанического института KIT, возглавляемого профессором Хольгером Пухтой, в сотрудничестве с профессором Андреасом Хоубеном из ИПК, Гатерслебен, достигли первого решающего прогресса в использовании молекулярных ножниц CRISPR / Cas. Впервые они обменялись оружием между хромосомами растительного образца кресс-салата ( Arabidopsis thaliana ) с помощью белка Cas9, происходящего из бактерии Staphylococcus aureus . «Геном состоит из определенного числа хромосом, в которых отдельные гены расположены в фиксированном порядке», – объясняет Пухта. «Пока что CRISPR / Cas позволил модифицировать только отдельные гены. Теперь мы можем модифицировать и рекомбинировать целые хромосомы». Эти новые хромосомы потом наследуются.

Результаты, представленные в Природные растения обещают привести к значительным преимуществам при выращивании сельскохозяйственных культур: как правило, сложно сочетать положительные свойства и одновременно устранять отрицательные свойства, поскольку решающие гены часто располагаются в очень близкое соседство с одной и той же хромосомой и передается вместе. Благодаря обмену руками между хромосомами эти свойства теперь могут быть разделены.

Теперь у нас есть возможность специально контролировать модификацию хромосом и усиливать или ослаблять связи между свойствами. Эта контролируемая перестройка генома произведет революцию в будущем выращивании сельскохозяйственных культур ».

Профессор Хольгер Пухта, Ботанический институт им. К.И.Т.

Источник:

Технологический институт Карлсруэ (KIT)

        

Source link

Исследование раскрывает роль репарации ДНК в сохранении качества яиц

Гранты NIH на общую сумму 2,8 млн. Долл. США направлены на выявление генов мужской фертильности

            

Исследование Университета Монаш раскрыло роль репарации ДНК в сохранении качества яиц, предлагая надежду женщинам, чьи яйца могут быть повреждены такими методами, как облучение и химиотерапия.

Исследование, проведенное Институтом биомедицинских исследований им. Монаша (BDI), показало, что когда в яйцеклетках (яйцах) ингибируется путь гибели клеток, эти яйца способны восстанавливать серьезное повреждение ДНК в достаточной степени, чтобы производить здоровое потомство.

Обнаружив, что мыши-самки с дефицитом TAp63, ключевого регулятора гибели клеток в яйцах, подвергаются различным дозам гамма-облучения, было обнаружено, что ооциты быстро восстанавливают повреждение ДНК для поддержания качества ооцитов и фертильности самок.

Результаты, опубликованные в медицинском журнале PNAS во главе с доцентом Карлой Хатт и доктором Джессикой Стрингер, подчеркивают, что среди многих типов повреждений ДНК разрывы с двумя нитями (DSB) являются наиболее вредными и способствуют перестройке и мутации хромосом и приводят к генетической нестабильности, если DSBs неправильно отремонтированы.

Женщины рождаются с пожизненным запасом яиц, что делает их одной из самых длинных живых клеток в организме человека. Это означает, что яйца подвергаются многолетнему воздействию внешних и внутренних стрессоров, которые могут повредить ДНК и способствовать снижению качества ооцитов у женщин старше 35 лет. Мы определили путь репарации ДНК, который используют ооциты для репарации DSB, и подтвердили, что репарация эффективна и точна для предотвращения мутаций у потомства, генерируемых этими яйцами ».

Карла Хатт, доцент, Университет Монаш

В отличие от других клеток в организме человека, ооциты имеют чрезвычайно низкую толерантность к повреждению ДНК и будут активировать пути гибели клеток при воздействии таких факторов, как радиация, химиотерапевтические препараты и токсины окружающей среды (например, загрязнение окружающей среды, пестициды). Блокирование гибели ооцитов активно исследуется как один из наиболее многообещающих методов для сохранения в будущем фертильности и эндокринного здоровья у женщин, больных раком.

«Лечение рака работает, вызывая повреждение ДНК, и общим побочным эффектом для пациентов женского пола является повреждение яичников, которое может привести к бесплодию и потере эндокринной функции (такой как ранняя менопауза). Это исследование представляет собой фундаментальный шаг к развитию действительно эффективная стратегия сохранения фертильности для женщин, больных раком, и имеет важные последствия для продления фертильной жизни женщин », – сказал д-р Стрингер.

С учетом того, что показатели выживаемости для многих распространенных видов рака в настоящее время превышают 80 процентов, и, по оценкам, во всем мире насчитывается 14 миллионов женщин, переживших рак, существует явная необходимость в разработке инновационных подходов для защиты яичника от повреждений во время противоракового лечения. .

Кроме того, в Австралии 20 процентов женщин имеют первого ребенка после 35 лет, причем возраст, когда рождаемость резко падает, а число выкидышей и врожденных дефектов резко возрастает. Этот поразительный эффект материнского возраста связан с потерей качества ооцитов и, возможно, снижением способности к восстановлению ДНК.

Источник:

Ссылка на журнал:

Стрингер, Дж. М., и др. (2020) Ооциты могут эффективно восстанавливать двухцепочечные разрывы ДНК, чтобы восстановить генетическую целостность и защитить здоровье потомства. PNAS . doi.org/10.1073/pnas.2001124117.

        

Source link

Изменения в выделении антител и РНК при ранней инфекции SARS-CoV-2

Изменения в выделении антител и РНК при ранней инфекции SARS-CoV-2
            

Поскольку пандемия COVID-19 и ее далеко идущие последствия продолжают глобально развиваться и нарушать наш нормальный образ жизни, ученые и исследователи стремятся найти подходящую вакцину или терапевтический препарат. Этот процесс включает понимание того, как вирус взаимодействует с клеткой-хозяином, динамики иммунного ответа хозяина и возможного результата.

Одной из ключевых областей, которая предоставляет важные данные для отслеживания инфекции, является измерение серологии или антител. Популяционная серология может помочь определить, как распространяется вирус, общий уровень атаки и распространенность серологического преобразования. Это, в свою очередь, выяснит, насколько далеко каждая община подходит к цели обеспечения иммунитета стада.

<img alt=" Связывание вируса SARS-CoV-2 с рецепторами ACE2 на клетке человека, начальная стадия инфекции COVID-19. Иллюстрация: Катерина Кон / Shutterstock "height =" 379 "src =" http://www.news-medical.net/image.axd?picture=2020%2f5%2f%40shutterstock_1697804014_(1).jpg "title =" Связывание вируса SARS-CoV-2 с рецепторами ACE2 на клетке человека, начальная стадия инфекции COVID-19. Иллюстрация Кредит: Катерина Кон / Shutterstock "width =" 674 "/>

Связывание вируса SARS-CoV-2 с рецепторами ACE2 на клетке человека, начальная стадия инфекции COVID-19. Иллюстрация: Катерина Кон / Shutterstock

Такие данные также полезны при моделировании распространения вируса, что, в свою очередь, является ключом к разработке разумной политики по ограничению передачи вируса и одновременному возрождению экономики.

Индивидуальное тестирование на антитела может выявить неожиданное воздействие в прошлом, которое может показать присутствие вируса в сообществе намного раньше, чем предполагалось, основываясь на текущих измерениях. Более того, в сочетании с тестированием с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР) он может значительно улучшить способность обнаруживать как настоящие, так и прошлые инфекции. Это тем более важно в том смысле, что выделение вирусной РНК, которое необходимо для тестирования ПЦР, происходит во время короткого периода инфекционности и из-за различий в чувствительности ПЦР к тяжести инфекции и типу биологического образца.

Поскольку выработка антител происходит по стандартной схеме, такой как IgM в острой фазе и IgG на поздней фазе, серология может помочь определить время инфицирования, по крайней мере, приблизительно. Если обнаружены нейтрализующие антитела, они могут сигнализировать о невосприимчивости к повторному заражению.

Тем не менее, все эти серологические применения зависят от знания характера сероконверсии во времени, графика времени, первого дня, когда антитела становятся обнаруживаемыми, как различные антитела воска и угасания, а также продолжительности ответа антител (или распада антител – время, после которого антитела больше не обнаруживаются).

В настоящее время существует большое количество серологических исследований по первичному иммунному ответу на COVID-19. Тем не менее, они имеют общую черту – они основаны на значительном разнообразии ресурсов, методов анализа и отбора проб, а также групп пациентов. Например, 8 тестов на антитела, 10 антигенов и 9 уровней антител, кроме продолжительности исследования от одного дня до многих недель.

Эта неоднородность данных затрудняет интерпретацию их в виде единой картины ответов антител и выделения вирусной РНК в COVID-19. Для этого типа интеграции необходимо разработать специализированные статистические методы, чтобы обнаружить следующие важные моменты:

  • Являются ли анализы и используемые в настоящее время антигены эквивалентными в отношении обнаружения выделения РНК и выработки антител?
  • Связаны ли тяжесть заболевания и картина антител?

Теперь новое исследование, проведенное учеными Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и опубликованное на сервере препринтов medRxix *, посвящено количественной кинетике IgM и IgG, а также выделению РНК во время и после COVID- 19 инфекции, до 60 дней после появления симптомов. Исследователи использовали 3200 точек данных от 500 человек с широким спектром симптомов для количественного синтеза данных.

Когда происходит сероконверсия?

Исследователи использовали 270 точек данных от 99 человек для сероконверсии IgG и 240 от 71 человека для IgM. Они пришли к выводу, что среднее время сероконверсии IgG и IgM составляет около 13 дней после появления симптомов в обоих случаях при использовании ELISA-NP. Однако это может произойти в нулевой день, что указывает на то, что сероконверсия может произойти до появления симптомов.

Тип анализа не является значительным источником ошибок. Изменения времени сероконверсии отмечены примерно в шесть дней для обоих.

Исследователи также обнаружили, что не существует значительной связи между тяжестью заболевания и сероконверсией для IgM или IgG. Среднее время сероконверсии для IgG составляет 13 дней или 16 дней для легких до умеренных и тяжелых случаев, соответственно. В случае IgM это 12 и 13 дней соответственно.

Насколько вероятно, что серологическое тестирование обнаружит антитела?

Принимая выборку размером примерно 8000 случаев для каждого IgG и IgM, исследователи обнаружили, что вероятность обнаружения антитела IgG возрастает до максимума примерно через 25-27 дней от самых ранних симптомов до 98-100%. Он остается на этом уровне до 60 дней, что является наиболее продолжительной продолжительностью этого исследования.

Для IgM пик составляет около 90% примерно через 25 дней после появления симптомов, но после этого быстро снижается до примерно 50% вероятности через 60 дней. Для нейтрализующих антител этот пик составляет около 100% и быстро достигается и остается стабильным, по крайней мере, до 60 дней.

Вероятность обнаружения одинакова во всем спектре клинических проявлений. Если эти антитела являются защитными, стадный иммунитет может быть достигнут даже при легкой или бессимптомной инфекции.

Насколько вероятно обнаружение РНК?

Используя размеры выборки для 7400 и 1700 случаев с образцами верхних и нижних дыхательных путей и 1200 для образцов кала, вероятность обнаружения вирусной ДНК составляет от 80% до 100% при появлении симптомов. Наибольшие шансы обнаружения обнаружены в образцах нижних дыхательных путей.

Вероятность обнаружения быстро уменьшается, в зависимости от типа образца. Наибольшая скорость снижения наблюдается у образцов верхних дыхательных путей. Примерно через 30 дней после появления симптомов вероятность почти равна нулю.

Как выглядит образец антител с течением времени?

Изменения антител остаются постоянными для разных анализов и типов. Пиковый уровень антител составляет около 16-17 дней с момента появления симптомов, как для IgG, так и для IgM, по данным ELISA. Это в основном не зависит от тяжести заболевания.

Авторы говорят: «Эти результаты предоставляют критическую справочную информацию для серологических исследований, моделей передачи и оценки стадного иммунитета».

* Важное замечание

medRxiv публикует предварительные научные отчеты, которые не рецензируются и, следовательно, не должны рассматриваться как убедительные, направлять клиническую практику / поведение, связанное со здоровьем, или рассматриваться как установленная информация.

        

Source link

Революционная система дезинфекции воздуха защищает стоматологов от COVID-19

Революционная система дезинфекции воздуха защищает стоматологов от COVID-19
            

Eschmann Technologies запустила революционную систему дезинфекции воздуха, разработанную Novaerus для защиты стоматологов от распространения воздушных вирусов, таких как COVID-19.

<img alt=" Революционная система дезинфекции воздуха защищает стоматологов от COVID-19 "height =" 680 "src =" http://www.news-medical.net/image.axd?picture=2020%2f5%2f800_Unit_Looking_Left_Angle.jpg "title =" Революционная система дезинфекции воздуха защищает стоматологов от COVID-19 "width =" 547 "/>

Переносные установки для дезинфекции воздуха, которые могли бы помочь тысячам британских стоматологов вернуться к работе после мер правительства по социальному дистанцированию, используют запатентованную плазменную технологию для уничтожения патогенных микроорганизмов.

Novaerus уменьшает количество бионагрузки в воздухе, в свою очередь, уменьшает количество поверхностных бактерий, инфекций и запахов, делая стоматологическую рабочую среду гораздо более безопасной для врачей и пациентов.

Воздух всасывается в агрегаты внутренним вентилятором, где загрязняющие вещества быстро и безопасно уничтожаются на уровне ДНК под действием плазменного поля сверхнизкой энергии, создаваемого внутренней катушкой. Здоровый воздух, свободный от всех загрязнений, затем возвращается в комнату.

Технология прошла независимые испытания для уменьшения количества бактериофага MS2, суррогата SARS-CoV-2 (COVID-19), на 99,99%. Также доказано, что он уменьшает количество других болезнетворных микроорганизмов и находящихся в воздухе бактерий, включая корь, грипп, C-diff, споры плесени, пылевых клещей и пыльцу.

Хотя гигиена рук и дезинфекция поверхности считаются международным золотым стандартом для инфекционного контроля в медицинских учреждениях, качество воздуха, циркулирующего в этих местах, давно упускается из виду.

Это особенно актуально в стоматологической практике, которая была оценена Business Insider как наиболее вредная рабочая среда для здоровья человека. Используя данные из базы данных Министерства труда США о профессиональных рисках для здоровья, 6 из 7 лучших мест были заняты стоматологами, включая стоматолога, гигиениста и зубного лаборанта.

Очистка воздуха является фундаментальным компонентом борьбы с инфекционными вспышками, особенно в стоматологической практике, где воздух, циркулирующий в ходе операции, будет сильно загрязнен – ​​результат аэрозоли, созданные с помощью высокоскоростных инструментов, используемых в рутинном лечении. COVID-19 подчеркнул, что срочно необходимы меры для минимизации перекрестной инфекции, и Novaerus обеспечивает этот недостающий элемент ».

Шон Бреннан, британский бизнес-директор Eschmann Technologies

Устройства для дезинфекции воздуха, разработанные и изготовленные в Ирландии компанией Novaerus из Ирландии, соответствуют нормам ЕС.

Технология доступна в трех конфигурациях – самая большая потребляет 900 кубических метров воздуха в час, а самая маленькая – 80 кубических метров. Устройства могут быть автономными или, в случае двух меньших, настенными или размещенными на любой поверхности, и могут использоваться в клиниках, приемных, ванных комнатах и ​​комнатах для персонала для обеспечения более чистого и здорового воздуха.

Стоматологические среды часто подвергаются воздействию высоких уровней загрязненного воздуха в помещениях в результате процедур, генерирующих аэрозоль, которые проводятся ежедневно. Ультразвуковой скейлинг, удаление зубов, операции на имплантатах и ​​корневые каналы – все это вызывает патогенные слияния слюны, крови, зубного налета, зубных отложений и десен, которые несут в себе риск заражения и заражения. После этих процедур на поверхности и в воздухе было обнаружено увеличение количества бактерий, вирусов и грибков. Стоматологи также подвержены риску инфекций, передаваемых от пациентов, которые могут быть носителями вирусов.

Хотя средства индивидуальной защиты (СИЗ) используются для обеспечения безопасности персонала, меньше внимания уделялось

сделан для улучшения и управления качеством воздуха. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что упреждающее управление качеством воздуха в помещениях в стоматологических рабочих помещениях должно быть жизненно важным компонентом минимизации переносимой по воздуху бионагрузки и риска инфицирования.

Риск для человеческой жизни в результате этой глобальной пандемии никогда не был таким серьезным. Novaerus использует неселективную технологию быстрого уничтожения, предлагая уникальное и безопасное решение для 24/7 уничтожения находящихся в воздухе вирусов. Мы хотим обеспечить безопасность стоматологов и их пациентов и помочь им как можно быстрее вернуться к работе ».

Шон Бреннан

        

Source link

Улучшение процедур ЭКО путем визуализации сперматозоидов

Перевод COVID-19 в звук
            

Почему вы решили исследовать сперматозоиды и ЭКО?

Моя академическая карьера была в значительной степени направлена ​​на исследование новых, но в то же время высокопрагматичных методов оптической микроскопии 3D-изображений для биомедицинских применений с акцентом на 3D-визуализацию биологических клеток без пятен in vitro.

Из различных областей применения этих технологий ЭКО является очень заметной областью, где хотелось бы получить «гораздо больше» информации о наблюдаемых клетках, одновременно сводя к минимуму повреждение этих клеток.

Для сравнения, при типичной патологии вы можете использовать окрашивающие химические вещества на биологическом образце, так как после анализа образец либо выбрасывается, либо архивируется, но никогда не возвращается обратно в организм человека.

<img alt=" ЭКО "высота =" 667 "src =" http://www.news-medical.net/image.axd?picture=2020%2f5%2fshutterstock_1452576479.jpg "title =" ЭКО "width =" 1000" />

Изображение предоставлено: Maxx-Studio / Shutterstock.com

Что такое ЭКО?

В своем более узком (и более точном) определении, обычное ЭКО (экстракорпоральное оплодотворение) представляет собой процедуру, при которой яйцеклетку помещают в чашку Петри вместе с большой популяцией сперматозоидов и некоторой поддерживающей средой, а также оплодотворяют яйцеклетка одной из сперматозоидов, как ожидается, состоится.

Более продвинутый и распространенный тип ЭКО известен как ИКСИ (интрацитоплазматическая инъекция сперматозоидов), так как некоторые исследования показали большую вероятность оплодотворения при непосредственном отборе и введении одной яйцеклетки в яйцеклетку. Эти процедуры относятся к общей области АРТ (технологии искусственного воспроизводства).

Как вы разработали безопасный и точный метод 3D-визуализации для мониторинга движения и качества сперматозоидов?

Мы разработали клинические голографические установки, которые могут визуализировать отдельные биологические клетки без значительного контрастирования и получать гораздо больше информации, чем это возможно при регулярном окрашивании (что недопустимо в ЭКО или ИКСИ).

Голография использует оптическую интерференцию луча образца с опорным лучом для регистрации задержки света, проходящего через образец, и, таким образом, дает количественный контраст изображения без меток.

Таким образом, мы записываем полный волновой фронт выборки, содержащий карту оптической толщины или карту OPD (задержка оптического пути) ячейки, так что в каждой точке на этой карте OPD равен интегралу от показателя преломления значения по толщине ячейки.

Мы использовали очень слабый луч света, чтобы избежать повреждения генетического материала.

На рисунке ниже представлены изображения сперматозоидов, полученные в моей лаборатории, которые демонстрируют различия между качественной информацией, получаемой с помощью светлопольной микроскопии (BFM), даже при использовании маркировки или окрашивания для усиления контраста, дифференциальной интерференционной контрастной (DIC) микроскопии , который является одним из обычно используемых методов качественной фазовой визуализации и голографии, или интерферометрической фазовой микроскопии (IPM), которая позволяет количественно измерять оптическую толщину клетки во всех ее точках.

Значения на топографической карте OPD пропорциональны поверхностной плотности сухой массы изображаемой клетки, которая является примером клеточного параметра, который до сих пор не был доступен для клиницистов.

Улучшение процедур ЭКО путем визуализации сперматозоидов

Получение изображений тех же сперматозоидов с помощью типичных качественных методов микроскопии и количественной IPM (голографии), обеспечивающих топографическую карту OPD, полученную в моей группе. Цветная полоса справа представляет значения OPD в нм для голографического изображения. BFM = светлопольная микроскопия. DIC = дифференциальный интерференционный контраст, IPM = интерферометрическая фазовая микроскопия (голография).

Голография, как правило, основана на зрелой технологии измерения волнового фронта. Тем не менее, до недавнего времени он не мог быть реализован в клиниках из-за его громоздкости, непереносимости и требований к определенным оптическим навыкам для его настройки и использования.

За последние несколько лет мы приложили значительные усилия и смогли сделать эти датчики волнового фронта доступными для непосредственного клинического использования.

Мы используем компактные и портативные модули, которые можно подключать к существующим лабораторным микроскопам и предоставлять голографические данные с таким же или даже лучшим качеством по сравнению с данными, предоставляемыми гораздо более громоздкими и дорогими установками.

Действительно, используя эти установки, мы показали, что готовые к клиническим испытаниям голографические установки могут отображать сперматозоиды с превосходным контрастом без окрашивания, обладая потенциалом для обнаружения фрагментации ДНК в сперматозоидах без окрашивания, а также фактически окрашивая их, что означает демонстрацию клетки, как они были химически окрашены (недавняя статья PNAS).

Голография предоставляет только топографическую карту OPD. Он не имеет возможности внутриклеточного среза и не может обеспечить трехмерное изображение x – y – z.

Для обеспечения возможности визуализации всего трехмерного изображения используется интерферометрическая томография, где многие голографические проекции с разных углов собираются и обрабатываются для создания трехмерной карты показателя преломления.

Чтобы обеспечить сбор голографических проекций для нескольких углов обзора, существует два подхода: вращение всего образца или сканирование освещения.

Однако ни один из этих методов не может справиться с проблемой получения трехмерного изображения без меток высокого разрешения сверхбыстрых динамических клеток, таких как сперматозоиды, свободно плавающие, поскольку вращение образца или освещение требуют времени.

В нашей недавней статье Science Advances мы представили первую интерферометрическую томографию с высоким разрешением для трехмерного получения всей сперматозоида (голова с органеллами и хвостом) во время свободного плавания и без окрашивания клеток.

Мы достигли как трехмерного профиля показателя преломления сперматозоида, выявив его тонкие внутренние органеллы и изменяющуюся во времени ориентацию, так и детальной 4D (в пространстве и времени) локализации тонкого, высоко динамичного хвоста сперматозоида.

Томография головки сперматозоида основана на том факте, что сперма вращает свою голову естественным образом во время свободного плавания, поэтому она дает нам «свободную» возможность записывать свои голографические проекции. Этот метод имеет большой потенциал как для биологических анализов, так и для клинического использования интактных сперматозоидов, поскольку он обеспечивает динамическую 3D (или 4D) визуализацию.

См. Рисунки ниже.

Улучшение процедур ЭКО путем визуализации сперматозоидов

4-мерное изображение спермы: трехмерное получение сперматозоида во время свободного плавания без окрашивания.
Скорость съемки: 2000 кадров в секунду, продолжительность: полсекунды.

Улучшение процедур ЭКО путем визуализации сперматозоидов

Визуализация внутренних органелл сперматозоида, которые можно различить по значениям их показателя преломления (RI). Это делается во время плавания спермы и без окрашивания.

Какие преимущества имеет ваш новый метод визуализации по сравнению с другими методами визуализации, ранее использовавшимися в ЭКО?

Что касается наших обычных голографических методов, то ВОЗ (Всемирная организация здравоохранения) и клиническое и научное сообщество репродуктивной медицины довольно точно охарактеризовали внутреннюю структуру «хороших» сперматозоидов; Однако, чтобы оценить, соответствуют ли сперматозоиды этим критериям, необходимо химически окрасить клетки и тем самым сделать их непригодными для использования при ЭКО.

Наша голографическая методика позволяет эмбриологу иметь всю информацию, необходимую для применения критериев ВОЗ, а также гораздо более проницательную информацию об отдельных наблюдаемых сперматозоидах, например уровень фрагментации ДНК.

Теперь мы даже лучше, чем этот, поскольку наш томографический подход обеспечивает полное получение 3D-динамики спермы (а не только одну голографическую проекцию). Анализ может быть выполнен вручную эмбриологом или автоматически компьютером.

Поскольку 4D изображения сперматозоидов, выбранных для оплодотворения, теперь записываются (в отличие от обычной практики сегодня), и они содержат много новых параметров, таких как объем органелл спермы и ее полная трехмерная динамика, База данных сперматозоидов может быть построена, проанализирована путем глубокого изучения, а затем использована для расследования причин успеха / неудачи пары, которая устанавливает новый инструмент персонализированной медицины.

Почему важно, чтобы тест на изображение был безопасным для использования на сперматозоидах?

Существуют очень строгие нормативные указания по безопасности для гамет (например, яйцеклеток и сперматозоидов), которые предназначены для создания эмбрионов in vitro и, очевидно, они могут превратиться в детей.

Почему окрашивание сперматозоидов не разрешается при ЭКО?

Существуют различные типы пятен, однако при окрашивании может потребоваться «убить» сперматозоид, разрушив его наружную мембрану, чтобы проникнуть (т.е. проникнуть) в нее с помощью конкретного маркирующего агента и внутренне связаться с молекулой-мишенью, которая может быть белком в ядре, акросоме, цитоплазме и т. д.

Кроме того, процедуры ЭКО человека обычно не позволяют использовать даже флуоресцентные красители для живых сперматозоидов из-за риска повреждения генетического материала сперматозоидов.

Почему качество спермы так важно при лечении ЭКО?

Лучший отбор спермы приведет к улучшению показателей и результатов беременности. Клинические результаты отмечаются при одном живорождении из приблизительно шести циклов ЭКО.

Как правило, все яйцеклетки оплодотворяются сперматозоидами при средней обработке ЭКО из-за их небольшого количества (около десяти яиц), но индивидуальный отбор сперматозоидов из миллионов находится в центре среднего лечения ЭКО и имеет медицинский, финансовый эмоциональное, социальное и профессиональное влияние на пары, пытающиеся стать родителями. Каждая сперматозоид приводит к тому, что в случае успешной беременности у каждого человека появляется другой человек.

Считается, что очень индивидуальная сперма, которая в конечном итоге оплодотворяет яйцеклетку, играет такую ​​же важную роль в определении судьбы беременности, как и яйцеклетка. Типичная культура эмбрионов в течение 3 или 5 дней позволила бы лишь частично увидеть всестороннее «качество» эмбриона и его шансы родить живорожденных.

Действительно, существуют относительно новые методы, которые используются в качестве замены для амниоцентеза, который обычно называют ПГД или ПГС, но в основном они были бы адекватны, чтобы попытаться идентифицировать определенные генетические признаки, поэтому эти разработки не конкурируют, но скорее дополняем друг друга.

Кроме того, мы не хотим сталкиваться с ситуацией, в которой все яйца в цикле ЭКО оплодотворяются дефектными сперматозоидами.

<img alt=" ICSI "height =" 750 "src =" http://www.news-medical.net/image.axd?picture=2020%2f5%2fshutterstock_137815964.jpg "title =" ICSI "width =" 1000" />

Изображение предоставлено: nobeastsofierce / Shutterstock.com

Как этот метод поможет улучшить будущие методы лечения ЭКО?

Мы полагаем, что точно так же, как любой современный эмбриолог использовал бы свой стандартный микроскоп, чтобы посмотреть, как сперматозоид-клетка-кандидат плавает или вообще имеет форму, в недалеком будущем мы увидим, как многие эмбриологи применяют всесторонний скрининг спермы-кандидата. клетки, прежде чем индивидуально вводить их в извлеченные яйца.

В дальнейшем мы намерены создать всеобъемлющую базу данных трехмерных изображений, не содержащих пятен сперматозоидов, и вместе с изображениями эмбрионов и информацией о клинических результатах, а также с использованием методологий глубокого изучения проложить дорогу для следующего поколения больших данные выбора спермы на основе AI.

Считаете ли вы, что ваша техника визуализации может помочь в диагностике мужских проблем с фертильностью?

Одна из шести пар страдает проблемами с фертильностью. Считается, что 1/3 всех случаев бесплодия обусловлены исключительно мужским фактором, 1/3 исключительно женскими факторами, а остальные 1/3 объединены.

Клиническая оценка того, относится ли случай к одной из этих групп, обычно проводится после нескольких рутинных клинических и лабораторных исследований, проведенных с парой, включая анализ спермы.

Наша методика основана на уникальной прямой визуализации сперматозоидов без пятен на рабочей станции клинического уровня.

В нашем исследовании мы стремились разработать совершенно новый тип технологии визуализации, которая обеспечила бы как можно больше информации о сперматозоидах и позволила бы выбрать оптимальный сперматозоид при оплодотворении. Как объяснялось выше, мы выбрали голографическую томографию.

Используя нашу методику, мы считаем, что быстрый, дешевый и простой тест может подтвердить или опровергнуть эти потенциальные объяснения бесплодия.

В нашей статье «Фертильность и стерильность» мы показали, что мы можем добиться того же результата, что и протокол Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), для окрашивания клеток, но без окрашивания. И это было только с помощью одной голографической проекции.

Вместе с генеральным директором Алоном Шалевым я основал компанию QART Medical, которая должна внедрить эту технологию в клиниках в течение ближайших 2 лет. В компании мы создали несколько клинических аппаратов для визуализации спермы и, как ожидается, скоро начнут клинические испытания.

Теперь мы стали еще лучше, поскольку у нас очень быстрый метод 3D-визуализации для всей спермы (головы и хвоста) без окрашивания. Таким образом, мы можем соотнести трехмерную динамику сперматозоидов с ее морфологией и понять механизмы отбора сперматозоидов в организме женщины.

Каковы следующие шаги в вашем исследовании?

Мы создали несколько рабочих прототипов в моей лаборатории для голографической визуализации в клинических условиях, изобразили тысячи сперматозоидов, проанализировали их и провели различные анализы опытных клинических эмбриологов для проверки нашей методики (см. Публикации ниже).

Мы хотим как можно быстрее внедрить эту технологию в клинику, что позволит использовать ее для ЭКО и ИКСИ человека.

Используя нашу новейшую технику 4D-визуализации, я планирую изучить динамическое поведение сперматозоидов в различных сценариях, чтобы построить единую биофизическую и биомеханическую модель, которая соединяет морфологию, движение и содержимое спермы 3D.

Я также планирую проверить все возможности нашей новой техники 4D визуализации без пятен при обнаружении различных морфологических деталей, которые не могли быть обнаружены до сих пор во время ЭКО и ИКСИ, и количественно оценить их клиническую значимость, а также проверить наши технические возможности в измерение уровня фрагментации ДНК в сперматозоидах.

Где читатели могут найти дополнительную информацию?

Исследовательская группа: www.eng.tau.ac.il/~omni

Компания: www.qart-medical.com

Конкретные соответствующие научные труды:

  • G. Дардикман-Йоффе, С. К. Мирский, И. Барнеа и Н. Т. Шакед, «Получение в 4-D высокого разрешения свободно плавающих сперматозоидов человека без окрашивания», Science Advances, Vol. 6, No. 15, eaay7619, 2020 [PDF, Supp Mat, Video 1, Video 2, Video 3, Video 4, Video 5] [Link].
  • У. Н. Найгейт, М. Леви, С. К. Мирский, Н. А. Турко, М. Рубин, И. Барнеа, Г. Дардикман-Йоффе, М. Хайфлер, А. Шалев, Н. Т. Шакед, «Голографическое виртуальное окрашивание отдельных биологических клеток» Труды Национальной академии наук США (PNAS), 2020 [PDF] [Link].
  • М. Хайфлер, П. Гиршовиц, Г. Бэнд, Г. Дардикман, И. Маджар и Н. Т. Шакед. Интерферометрическая фазовая микроскопия для безметочной морфологической оценки сперматозоидов. Плодородие и стерильность. 104, Issue 1, pp. 43-47, 2015 [View].
  • я. Барнеа, Л. Карако, С. К. Мирский, М. Леви, М. Бальберг и Н. Т. Шакед. Корреляционная микроскопия интерферометрической фазы без пятен с окрашиванием фрагментацией ДНК в сперматозоидах человека, Journal of Biophotonics, Vol. 11, e201800137, стр. 1-10, 2018 [Link].
  • Р. Якоб Эравучира, С. К. Мирский, И. Барнеа, М. Леви, М. Бальберг и Н. Т. Шакед, «Индивидуальный отбор сперматозоидов с помощью микрофлюидики, интегрированной с интерферометрической фазовой микроскопией», Methods, Vol. 136, стр. 152-159, 2018 [Link].
  • S. К. Мирский, И. Барнеа, М. Леви, Х. Гринспен и Н. Т. Шакед, «Автоматический анализ отдельных сперматозоидов с использованием интерферометрической фазовой микроскопии без окрашивания и машинного обучения», Цитометрия, часть A, Vol. 91, Issue 9, pp. 893-900, 2017 [Link].
  • М. Бальберг, М. Леви, К. Калиновский, И. Барнеа, С. Мирский, Н. Т. Шакед, «Локализованные измерения физических параметров в сперматозоидах человека, полученные с помощью широкопольной интерферометрии», Journal of Biophotonics, Vol. 10, Issue 10, 1305-1314, 2017 [Link].

О профессоре Натане Шакеде

проф. Натан Т. Шакед является штатным доцентом и директором исследовательской группы по биомедицинской оптической микроскопии, наноскопии и интерферометрии (OMNI) (www.eng.ac.il/~omni), большой исследовательской группы, входящей в состав Департамента. биомедицинской инженерии и нано-центра Тель-Авивского университета, Тель-Авив, Израиль.

Расположенная в трех лабораторных помещениях, группа проводит междисциплинарные исследования, включающие оптическую визуализацию и зондирование в биологических системах. До апреля 2011 года профессор Шакед был доцентом кафедры биомедицинской инженерии в Университете Дьюка, Дарем, Северная Каролина, США. <img alt=" Профессор Натан Шакед "height =" 270 "src =" http: // www. news-medical.net/image.axd?picture=2020%2f5%2fNatanShaked_Bio2.jpg "style =" float: right; "title =" Профессор Натан Шакед "width =" 180 "/>

Шакед имеет степень бакалавра, магистра и доктора философии. степени в области электротехники и вычислительной техники. Профессор Шакед является соавтором более 80 рецензируемых журнальных статей и 150 конференционных докладов, нескольких глав книг, патентов и отредактированной книги.

Он председательствует на ежегодной конференции SPIE по визуализации и зондированию без меток (LBIS) в SPIE Photonics West, Сан-Франциско, США, и является соучредителем QART Medical Ltd (www.qart-medical.com). Профессор Шакед выиграл много престижных исследовательских грантов, включая личный грант HORIZON2020 ERC, который финансировал это исследование.

        

Source link

Исследования демонстрируют самосинтез и сборку 30S субъединицы рибосомы

Исследования могут решить давние затруднения, связанные с началом жизни

            

Как белковая фабрика клетки, рибосома является единственной естественной машиной, которая производит свои собственные части. Вот почему понимание того, как сама машина создана, может открыть дверь ко всему: от понимания того, как развивается жизнь, до разработки новых методов производства наркотиков.

Интенсивные, длительные исследования в Институте Вейцмана в настоящее время продемонстрировали самосинтез и сборку небольшой субъединицы рибосомы-30S – на поверхности чипа.

проф. Рой Бар-Зив и научный сотрудник доктор Ширли Шульман Добе из Химико-биологической физики Института работают над этим проектом около семи лет.

Одной из основных проблем такого проекта является огромное количество различных молекул, которые клетка должна произвести, чтобы создать субъединицу: ядро ​​представляет собой длинную цепь РНК, и к ней необходимо присоединить 20 различных белков.

Они организованы слабыми химическими силами между белковыми молекулами и РНК – отталкивающими в одних точках и притягивающими в других – и вся структура, таким образом, зависит от правильного изготовления и организации каждого компонента.

Добавьте к этому еще шесть белков, которые не являются частью структуры, но действуют как шапероны, чтобы помочь в сборке. В результате получается не менее 27 различных генов – один для кодирования каждого компонента или шаперона – которые должны работать вместе для создания субъединицы.

Вместе с постдокторантом доктором Майклом Леви, который руководил текущим исследованием, и студентом-исследователем Реувеном Фальковичем, команда произвела субъединицы на специализированных чипах, которые Бар-Зив разработал в своей лаборатории.

В конечном итоге им удалось имитировать естественный процесс синтеза частей и сборки их в субъединицы рибосомы.

Крошечные чипсы в лаборатории Бар-Зива основаны на плотно упакованных нитях ДНК, прикрепленных с одного конца к поверхности. Сначала команда использовала все 27 генов, необходимых для воспроизведения 30S-субъединицы рибосомы из бактерии E. coli.

Компоненты были пойманы в «молекулярные ловушки», расположенные рядом с их генами, что улучшило эффективность процесса и позволило ученым наблюдать за процессом производства в режиме реального времени. Затем они сделали шаг назад, позволив различным частям автономно собраться в рибосомные единицы без внешнего направления или вмешательства.

Молекулярная иерархия

Вначале Бар-Зив и Шульман Даубе обнаружили, что они могут делать компоненты, но заставить их самостоятельно собираться, как это делают естественные структуры, было трудным препятствием.

В течение следующих семи лет и сотен испытаний ученые отслеживали правильное размещение генов на чипах. Что-то вроде организации генов в хромосоме, гены на чипе должны были быть расположены в правильных местах и ​​в соответствующих относительных количествах.

Это, как оказалось, имело решающее значение для общего управления сложным процессом сборки. Каждый раз ученые прикрепляли различные чипы генов к чипам, сужая возможности, пока у них не было состава, который мог бы имитировать этот естественный процесс производства субъединиц, а также самосборку. В природе сборка подразделений – это иерархический процесс.

В ходе своих экспериментов ученые смогли разбить сборку на отдельные этапы, чтобы доказать, что конечный результат был самосборной субъединицей, и наблюдать за ролями шаперонов в этом процессе.

Бар-Зив и Шульман Даубе считают, что это новое понимание создания сложных многокомпонентных структур может проложить путь к созданию всевозможных других сложных молекулярных структур – как существующих, так и тех, которые еще не обнаружены в природе.

Таким образом, например, структуры, найденные в болезнетворных бактериях, могут быть произведены с целью безопасного тестирования и производства лекарств, вакцин или средств диагностики без использования целых, инфекционных бактерий.

В будущем метод самосборки может привести к разработке новых видов вакцин, а также сборочных линий для различных сложных молекул для различных отраслей промышленности.

Источник:

Институт науки им. Вейцмана

        

Source link

Тестирование слюны позволяет быстро, точно и неинвазивно обнаружить SARS-CoV-2

Тестирование слюны позволяет быстро, точно и неинвазивно обнаружить SARS-CoV-2
            

Слюна является одним из способов передачи нового коронавируса другим людям, но она также может помочь в борьбе с коронавирусной болезнью (COVID-19). В настоящее время ученые изучают возможность использования слюны для выявления тяжелого острого респираторного синдрома коронавируса 2 (SARS-CoV-2), возбудителя болезни COVID-19.

Команда ученых из Университета Квинсленда в Австралии внедряет новый тип диагностического теста на SARS-CoV-2, который является своевременным, точным и неинвазивным у пациентов с симптомами и без симптомов. Тест также может определить иммунный статус, что будет способствовать эффективным широкомасштабным мерам борьбы с пандемией для предотвращения распространения COVID-19.

<img alt=" Исследование: слюна – друг и враг во вспышке COVID-19. Изображение предоставлено: JHDT Productions / Shutterstock "height =" 464 "src =" http://www.news-medical.net/image.axd?picture=2020%2f5%2f%40shutterstock_1675328332.jpg "title =" Исследования: слюна —Друзья и враги в вспышке COVID-19. Изображение предоставлено: JHDT Productions / Shutterstock "width =" 674 "/>

Исследование: слюна – друг и враг во вспышке COVID-19. Изображение предоставлено: JHDT Productions / Shutterstock

Своевременное обнаружение

Новая пандемия коронавируса нанесла урон большинству стран мира, и тестирование является неотъемлемой частью ответных действий на пандемию, особенно когда страны постепенно снимают ограничения на социальное и физическое дистанцирование.

В настоящее время стандартным методом обнаружения COVID-19 является тест с обратной транскрипционной полимеразной цепной реакцией (RT-qPCR). В этом тесте образцы берутся с использованием мазков из носоглотки и ротоглотки. В некоторых случаях рентгенография грудной клетки и компьютерная томография также используются для выявления наличия пневмонии, одного из осложнений болезни COVID-19.

В этом новом исследовании, опубликованном в журнале Диагностика, команда сосредоточилась на роли слюны как распространенного способа передачи через дыхательные капельки и аэрозоли. Кроме того, они исследовали слюну как неинвазивный диагностический инструмент для обнаружения присутствия коронавируса.

Слюна для обнаружения коронавируса

Команда рассмотрела результаты трех исследований, проведенных в Италии, Гонконге и городе Шэньчжэнь в Китае. Все исследования показали, что SARS-CoV-2 присутствует в слюне пациентов с COVID-19, что свидетельствует о том, что слюна является ценным источником образцов для выявления коронавируса.

Исследователи сказали, что слюна может использоваться для диагностики новой коронавирусной инфекции и даже помогает контролировать иммунитет к вирусу.

«По иронии судьбы, слюна является основным способом передачи заболевания через капли на поверхности и в воздухе, но она также может быть невероятно полезной для диагностики вируса и наблюдения за здоровьем человека», – доктор Пингпинг Хан. Об этом говорится в заявлении научного сотрудника Школы стоматологии UQ

.

«Слюна легко доступна, сбор образцов неинвазивен, а процедура диагностики COVID-19 стоит недорого», – добавил он.

Слюна – биотопливо со значительной клинической применимостью для оценки и мониторинга общего состояния здоровья. Как и кровь, она содержит множество молекул белка и нуклеиновых кислот, что отражает физиологический статус. Долгое время рассматривалось использование слюны в качестве диагностического теста, поскольку он предлагает простой, доступный, безопасный и неинвазивный подход для выявления заболеваний.

Потенциальное использование слюны представляется научно обоснованным, поскольку оно содержит живой SARS-CoV-2, возможно, из нижних дыхательных путей, инфицированных слюнных желез или носоглотки.

Характеристики слюны

Слюна может быть мощным источником биотоплива для обнаружения SARS-CoV-2, поскольку она неинвазивна, проста в доступе и недорогая. Помимо этого, его можно хранить при -80 ° C в течение нескольких лет с небольшим разложением.

Кроме того, образцы слюны также могут храниться в Trizol, химическом растворе, используемом для экстракции ДНК, РНК и белков, в течение более двух лет без добавления ингибиторов РНКазы (соединений, которые препятствуют деградации РНК). Поэтому образцы могут быть использованы для будущей диагностики.

«Действительно, слюна может быть полезна как для диагностики наличия и последствий инфекции COVID-19, так и для выявления и отслеживания развития иммунитета к вирусу», – писали исследователи в статье.

Может ли он заменить мазки из носа?

Тесты на слюну обещают предоставить пациентам лучший опыт, чем мазки из носа, которые являются инвазивными и болезненными. Идеальный тест на слюну будет одноразовым и может использоваться людьми в домашних условиях, не подвергая их или других лиц риску посещения клиники, центра тестирования или больницы.

Одним из ограничений исследования является то, что в нем участвовало лишь небольшое количество участников. В настоящее время мало информации о том, как эти исследования собирали слюну для тестирования. Тем не менее, основываясь на результатах исследования, слюна остается многообещающим кандидатом для тестирования на коронавирус. Теперь команда призвала к дальнейшим исследованиям больших групп людей.

8 мая Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) выдало разрешение на экстренное использование теста COVID-19 на основе слюны, который можно проводить дома. Разработанный университетом Рутгерса RUCDR Infinite Biologics, этот тест поможет пациентам пройти тестирование, не посещая клинику или не сделав мазок глубоко в носовом канале.

Источники:

Журнал:

        

Source link

Новый компьютер предсказывает возраст человеческого мозга

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

            

Ученые подготовили компьютер для анализа различных типов сканирования мозга и прогнозирования возраста человеческого мозга, согласно новому исследованию в журнале открытого доступа eLife .

Их результаты показывают, что клинически можно использовать эту модель для комбинирования различных типов тестов функции мозга для прогнозирования других результатов, таких как снижение когнитивных функций или депрессия.

Неинвазивные тесты функции мозга, такие как магнитоэнцефалография (МЭГ), магнитно-резонансная томография (МРТ) и позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ), играют решающую роль в клинической неврологии.

Но поскольку все эти тесты измеряют различные аспекты работы мозга, ни один из них сам по себе не является оптимальным. Обучение компьютеров анализировать данные из разных тестов и прогнозировать клинический результат даст более полную картину работы мозга.

Компьютерные модели, которые были обучены прогнозировать возраст человека по данным мозга здоровых групп населения, предоставили полезную клиническую информацию. Проблема заключается в том, что в клинике не всегда возможно получить все типы данных, необходимых для этого анализа ".

Денис Энгеманн, ведущий автор исследования и исследовательская организация, Французский национальный исследовательский институт цифровых наук.

В этом исследовании команда намеревалась выяснить, могут ли они разработать модель, которая объединяет анатомическую информацию, полученную при сканировании МРТ, с информацией о ритмах мозга, которая мощно фиксируется МЭГ. Самое главное, они хотели посмотреть, будет ли модель работать, если некоторые данные будут отсутствовать.

Они обучили свою компьютерную модель подмножеству данных из базы данных Cam-CAN, которая содержит данные МЭГ, МРТ и нейропсихологии для 650 здоровых людей в возрасте от 17 до 90 лет.

Затем они сравнили различные версии модели со стандартным анатомическим сканированием МРТ и модели, которые имели дополнительную информацию из функциональных сканирований МРТ (МРТ) и тестов МЭГ.

Они обнаружили, что добавление сканирования МЭГ или МРТ к стандартной МРТ привело к более точному прогнозу возраста мозга. Когда оба были добавлены, модель была улучшена еще больше.

Затем они рассмотрели маркер возраста мозга (называемый дельтой возраста мозга) и изучили, как это связано с различными функциями мозга, которые измеряются с помощью МЭГ и МРТ. Это подтвердило, что МЭГ и фМРТ предоставляли уникальную информацию о функции мозга, добавляя дополнительную мощность к общей модели.

Однако, когда они протестировали свою модель по полной базе данных Cam-CAN из 650 человек, некоторые из которых не имели данных МРТ, МРТ и МЭГ, они обнаружили, что даже с отсутствующими данными компьютерная модель использует был доступен был еще более точным, чем только МРТ.

Это важно, потому что в неврологических клиниках больницы не всегда можно зарегистрировать пациентов для каждого типа сканирования.

Фактически, поскольку большинство больниц используют электроэнцефалографию (ЭЭГ), а не тесты на МЭГ, еще одним важным выводом было то, что наиболее мощное измерение функции мозга, которое тесты МЭГ предоставляют модели, также можно точно измерить с помощью ЭЭГ.

Это означает, что в клинике ЭЭГ потенциально может заменить МЭГ без влияния на прогнозирующую способность модели.

«Мы использовали оппортунистический подход для обучения компьютерной модели, чтобы извлечь уроки из имеющихся данных и предсказать возраст мозга», – заключает старший автор Александр Грамфорт, директор по исследованиям в Inria.

«Мы ожидаем, что аналогичные показатели могут быть разблокированы с помощью более простых тестов ЭЭГ, которые обычно используются вместе с МРТ в клинике и могут быть легко применены к другим клиническим конечным точкам, таким как дозировка препарата, выживаемость или диагностика».

Источник:

Ссылка на журнал:

Энгеманн Д.А., и др. . (2020) Сочетание магнитоэнцефалографии с магнитно-резонансной томографией улучшает изучение суррогатных биомаркеров. eLife . doi.org/10.7554/eLife.54055.

        

Source link

Исследователи создают более важные реагенты для использования в тестах COVID-19

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

            

Исследователи из Медицинской школы Уорика в Университете Уорика разработали способ создания более важных реагентов для использования в тестах COVID-19, которые также могли бы обеспечить усовершенствование использования и производства будущих тестов.

Высокий спрос на реагенты, используемые в тестах COVID-19, создает некоторые проблемы с поставками в Великобритании (и тем более в развивающихся странах), поэтому исследователи из Университета Уорика решили попробовать самим сделать больше энзимов, необходимых для производства реактивы с использованием лабораторий Warwick Medical School, которые затем можно было использовать в имеющихся в продаже испытательных комплектах.

Они не только преуспели в производстве большего количества тех критически важных и востребованных ферментов, которые сделают больше реагентов для тестирования наборов, они также могли найти способы, которые могли бы расширить и упростить их использование в тестах COVID-19.

Команда выпустила пакет из трех ключевых ферментов, которые являются ключевыми для производства большего количества реагентов для испытаний COVID-19:

  • Обратная транскриптаза (фермент, используемый для генерации ДНК из РНК-матрицы),
  • Taq-полимераза.
  • Ингибитор РНКазы (также известный как РНКсин).
  • rTth, Гибридный фермент с обратной транскриптазной и ДНК-полимеразной активностями.

Затем они предоставили их лабораториям в двух британских больницах, которые затем проверили и подтвердили, что они эффективны в создании большего количества тестов Covid-19. Эти же материалы были также отправлены и в Африканские центры по контролю и профилактике заболеваний (Africa CDC), где потребность в большем количестве реагентов становится еще более насущной.

Работа исследовательской группы Warwick также может предоставить возможности улучшить текущие коммерческие испытания, расширить диапазон температур, при которых они могут использоваться, и, возможно, даже упростить их будущее производство

Профессор Мохан К. Баласубраманян, который вместе с профессором Каруной Сампат, руководит этой работой в Медицинской школе Уорика в Университете Уорика, сказал:

«Коммерческие поставщики реагентов и ферментов сами обнаружили и описали восемь интересных мутаций в отношении их обратной транскриптазы, но, насколько нам известно, они еще не все были объединены в одной молекуле».

«Теперь мы сделали это и обнаружили, что это действительно улучшает активность фермента в широком диапазоне температур».

Мы также создали еще два полезных фермента, которые поддерживали бы производство большего количества реагентов для тестирования Covid-19. В частности, Taq-связанную полимеразу (rTth polymerase), которая сама обладает активностью обратной транскриптазы, которая значительно упрощает процесс производства реагента, а также делает реагент непосредственно применимым в одностадийном тесте ».

Мохан К. Баласубраманян, профессор, Университет Уорика

        

Source link

Нейробиологи обнаружили антивозрастную молекулу, которая восстанавливает возрастное повреждение ДНК

Вредные уровни металла связаны с повреждением ДНК, обнаруженным в моче пользователей электронных сигарет

            

Неврологи из Массачусетского технологического института обнаружили, что фермент, называемый HDAC1, является критическим для восстановления возрастного повреждения ДНК генами, участвующими в памяти и других когнитивных функциях. Этот фермент часто уменьшается как у пациентов с болезнью Альцгеймера, так и у взрослых, которые обычно стареют.

В исследовании мышей исследователи показали, что когда HDAC1 теряется, определенный тип повреждения ДНК накапливается с возрастом мышей. Они также показали, что они могут обратить это повреждение и улучшить когнитивные функции с помощью препарата, который активирует HDAC1.

Исследование предполагает, что восстановление HDAC1 может иметь положительные преимущества как для пациентов с болезнью Альцгеймера, так и для людей, страдающих от когнитивного снижения, связанного с возрастом, говорят исследователи.

Кажется, что HDAC1 действительно молекула против старения. Я думаю, что это очень широкое применение в биологических исследованиях, потому что почти все нейродегенеративные заболевания человека возникают только во время старения. Я бы предположил, что активация HDAC1 полезна во многих условиях. "

Ли-Хуэй Цай, старший автор исследования и директор Массачусетского технологического института Picower. Институт обучения и памяти

Научный сотрудник Института Пикауэра Пинг-Чи Пао является ведущим автором исследования, которое появляется сегодня в Nature Communications .

Восстановление ДНК и старение

Существует несколько членов семейства ферментов HDAC, и их основная функция заключается в модификации белков гистонов, вокруг которых наматывается ДНК. Эти модификации контролируют экспрессию генов, блокируя гены в определенных участках ДНК от копирования в РНК.

В 2013 году лаборатория Цая опубликовала две работы, которые связывали HDAC1 с репарацией ДНК в нейронах. В данной статье исследователи изучили, что происходит, когда HDAC1-опосредованное восстановление не происходит.

Для этого они разработали мышей, у которых они могли выбивать HDAC1, особенно в нейронах и других типах клеток мозга, называемых астроцитами.

В течение первых нескольких месяцев жизни мышей не было заметных различий в их уровнях повреждения ДНК или поведении по сравнению с нормальными мышами. Однако по мере старения мышей различия становились все более очевидными.

У мышей с дефицитом HDAC1 начали накапливаться повреждения ДНК, а также они теряли часть своей способности модулировать изменения синаптической пластичности в силе связей между нейронами. У более старых мышей, не имеющих HCAC1, также отмечались нарушения в тестах памяти и пространственной навигации.

Исследователи обнаружили, что потеря HDAC1 приводила к определенному типу повреждений ДНК, называемым 8-оксо-гуаниновыми повреждениями, которые являются признаком окислительного повреждения ДНК.

Исследования пациентов с болезнью Альцгеймера также показали высокий уровень повреждения ДНК этого типа, которое часто вызывается накоплением вредных метаболических побочных продуктов. Способность мозга очищать эти побочные продукты часто уменьшается с возрастом.

Фермент под названием OGG1 отвечает за восстановление этого типа окислительного повреждения ДНК, и исследователи обнаружили, что HDAC1 необходим для активации OGG1.

Когда отсутствует HDAC1, OGG1 не включается, и повреждение ДНК не восстанавливается. Многие из генов, которые исследователи обнаружили как наиболее восприимчивые к этому типу повреждений, кодируют ионные каналы, которые имеют решающее значение для функции синапсов.

Таргетная нейродегенерация

Несколько лет назад Цай и Стивен Хаггарти из Гарвардской медицинской школы, которые также являются авторами нового исследования, провели скрининг библиотек малых молекул в поисках потенциальных лекарственных соединений, которые активируют или ингибируют членов семейства HDAC.

В новой статье Цай и Пао использовали один из этих препаратов, названный exifone, чтобы посмотреть, смогут ли они обратить вспять возрастное повреждение ДНК, которое они видели у мышей, не имеющих HDAC1.

Исследователи использовали exifone для лечения двух разных моделей болезни Альцгеймера на мышах, а также на здоровых старых мышах. Во всех случаях они обнаружили, что препарат уменьшал уровни окислительного повреждения ДНК в мозге и улучшал когнитивные функции мышей, включая память.

Exifone был одобрен в 1980-х годах в Европе для лечения деменции, но позже был снят с производства, поскольку у некоторых пациентов он вызывал повреждение печени.

Цай говорит, что она полна оптимизма в отношении того, что другие, более безопасные HDAC1-активирующие препараты могут быть полезны в качестве потенциального лечения как возрастного снижения когнитивных функций, так и болезни Альцгеймера.

«Это исследование действительно позиционирует HDAC1 как потенциальную новую лекарственную мишень для возрастных фенотипов, а также патологии и фенотипов, связанных с нейродегенерацией», – говорит она.

Лаборатория Цая в настоящее время изучает, играют ли повреждения ДНК и HDAC1 также роль в образовании тау-клубков неправильно свернутых белков в мозге, которые являются признаком болезни Альцгеймера и других нейродегенеративных заболеваний.

Исследование финансировалось Национальным институтом старения, Национальным институтом неврологических расстройств и инсульта и премией Гленна за исследования в области биологических механизмов старения.

Источник:

Массачусетский технологический институт

        

Source link

Новое исследование проливает свет на причину мутаций стволовых клеток

Ученые раскрывают, как тифозный токсин работает для ускорения старения клеток

            

Исследования в Университете Шеффилда позволили по-новому взглянуть на причину мутаций в плюрипотентных стволовых клетках и возможные пути предотвращения возникновения этих мутаций.

Результаты, опубликованные в Stem Cell Reports показывают, что плюрипотентные стволовые клетки особенно чувствительны к повреждению ДНК и мутациям по сравнению с другими клетками, и это может вызвать генетические мутации.

Плюрипотентные стволовые клетки способны развиваться в клетки любого типа в организме, и существует значительный интерес к их использованию для производства клеток для замены больных или поврежденных тканей в приложениях, называемых регенеративной медициной.

Одной из проблем безопасности является то, что эти клетки часто приобретают повторяющиеся мутации, которые могут привести к проблемам с безопасностью при использовании у пациентов.

Исследователи обнаружили, что эти мутации чаще встречаются в определенной точке во время их клеточного цикла, и предложили способы выращивания клеток, чтобы значительно снизить восприимчивость к повреждению ДНК и потенциально возникающие мутации.

Питер Эндрюс, профессор биомедицинских наук в университете Шеффилда, сказал:

Клинические испытания регенеративной медицины с использованием клеток, полученных из плюрипотентных стволовых клеток, в настоящее время начинаются во всем мире, но есть опасения, что мутации в плюрипотентных стволовых клетках могут угрожать безопасности пациента. Наши результаты могут позволить нам значительно снизить этот риск.

Понимание генетической стабильности плюрипотентных стволовых клеток человека является областью, разработанной в Университете Шеффилда, и в которой мы являемся международным лидером ».

        

Source link

Исследование обнаруживает высокую вариабельность доступа и качества средств сканирования плотности кости во всем мире

Смертельно наследственные заболевания крови, вылеченные с помощью трансплантации костного мозга

            

Во всем мире существует значительный разброс в доступности и качестве устройств для сканирования плотности костной ткани, согласно глобальному исследованию, проведенному в Медицинском исследовательском совете по эпидемиологии жизненного цикла (MRC LEU, Университет Саутгемптона) в сотрудничестве с Международным Фонд остеопороза (IOF) и Международное общество клинической денситометрии (ISCD).

Было проведено глобальное обследование 121 службы связи по переломам (организации, которые выявляют и предоставляют лечение для пациентов с риском вторичных переломов) из 31 страны, чтобы оценить качество их средств для сканирования костей. Эти службы участвовали в Концепции наилучшей практики Capture the Fracture ® в которой представлены общепризнанные стандарты для служб связи при переломах.

Низкая плотность кости, измеренная с помощью двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии (DXA), является распространенной среди пожилых людей и связана с повышенным риском остеопоротических переломов. Остеопоротические переломы связаны с инвалидностью, смертностью и значительными экономическими затратами.

Исследование, опубликованное в Osteoporosis International показало, что большинство служб связи по поводу переломов сообщили, что доступ к DXA отвечает потребностям. Однако соблюдение базовых процедур качества и отчетности DXA было подтверждено только около 50% служб, и более 50% требовали непрерывного обучения операторов и переводчиков машин DXA.

Хотя доступ к услугам DXA удовлетворяет потребности, многие центры не соответствуют стандартам качества. Результаты подчеркивают необходимость образовательных инициатив, нацеленных на технологию измерения DXA и отчетность, таких как принятие совместного курса IOF-ISCD Esteoporosis Essentials. "

Профессор Кристофер Шухарт, соавтор и непосредственный бывший президент ISCD

Профессор Сайрус Купер, директор MRC LEU и президент IOF, сказал:

«Это уникальное новаторское исследование является именно той оценкой качества здоровья, которая требуется в нашей области. Это прекрасный пример сотрудничества между IOF и ISCD для создания уникальной глобальной перспективы».

Источник:

Международный фонд остеопороза

Ссылка на журнал:

Клинс, М.А. . (2020) Денситометрия костей во всем мире: глобальное исследование ISCD и IOF. Международный остеопороз . doi.org/10.1007/s00198-020-05435-8.

        

Source link

Геномный паттерн, обнаруженный в опухолях глиобластомы, прогнозирует продолжительность жизни пациентов

Новый препарат, нацеленный на генетическую слабость, может стать первым средством лечения рака мозга у детей

            

За последние 70 лет лучшим показателем ожидаемой продолжительности жизни пациента с глиобластомой (ГБМ) – наиболее распространенным и наиболее агрессивным раком головного мозга – был просто возраст на момент постановки диагноза. Теперь международная группа ученых экспериментально проверила предсказатель, который является не только более точным, но и более клинически значимым: модель сопутствующих изменений уровней содержания ДНК или количества копий в сотнях тысяч участков по всей опухоли генома.

Пациенты с геномным паттерном выживают в среднем один год. Тем не менее, пациенты без него выживают в три раза дольше, в среднем на три года. Результаты получены в результате ретроспективного клинического испытания, которое было опубликовано сегодня в журнале Прикладная физика (APL) Биоинженерия .

Предсказатель ожидаемой продолжительности жизни пациента может помочь в принятии медицинских решений. Шаблон GBM, в принципе, может использоваться сегодня таким образом. Например, когда у пациента результаты магнитно-резонансной томографии являются неубедительными, такая информация может помочь врачам решить, следует ли выполнять вмешательство.

«Информация, содержащаяся в этом паттерне и других паттернах, которые мы можем обнаружить с помощью тех же математических методов, может улучшить стандарт лечения ГБМ и других заболеваний», – сказал руководитель группы, доктор философии Орли Алтер. Юта, профессор науки и техники (USTAR), профессор биоинженерии и генетики человека в Научно-вычислительном институте и Институте визуализации и Институте рака Хантсмана в Университете Юты.

Персонализация медицины

Наличие предиктора, охватывающего весь геном, также может помочь лекарствам перейти к утверждению регулирующими органами. Это связано с тем, что кумулятивный эффект всех генов, как считается, участвует в реакции на лекарственные средства.

Мы ожидаем, что образец GBM, например, определит пациентов, которые получат пользу от препарата в проспективных клинических испытаниях. Даже если препарат нацелен только на один ген, реакция пациента на препарат будет зависеть от состояния всего генома, а не только этого одного гена ».

Шри Прия Поннапалли, доктор философии, первый автор статьи, старший научный сотрудник и выпускник лаборатории Альтера

Успешное одобрение любого дополнительного препарата было бы значительным. Например, в GBM только одно лекарство, которое не лечит GBM, перешло от испытаний к стандарту медицинской помощи за последние 40 лет.

Паттерн GBM не только предсказывает выживание, но также включает в себя большинство изменений числа копий ДНК, которые были известны, и, по крайней мере, столько же, сколько было нераспознано в GBM до его открытия, включая новые цели, поддающиеся лекарственным препаратам. Это позволяет усилиям по разработке лекарственных препаратов непосредственно сосредоточиться на генных мишенях, которые, как было показано, коррелируют с результатами лечения пациентов.

Поиск взаимосвязи между исходами пациентов и целыми геномами

Команда Альтера была первой, кто успешно идентифицировал, а теперь экспериментально подтвердил, связь между числами копий ДНК опухоли ГБМ и ожидаемой продолжительностью жизни пациента. Тем не менее, исследователи признали этот тип изменения ДНК в качестве признака рака на протяжении более столетия и наблюдали их в опухолях ГБМ в течение десятилетий.

Команда раскрыла эти отношения, разработав и используя новые математические методы для сравнения и сопоставления опухолевого и нормального целых геномов из Атласа генома рака (TCGA), публично открытой национальной базы данных. Повторные предыдущие попытки связать числа копий ДНК опухоли с исходом пациента с ГБМ не дали результатов, включая предыдущие исследования тех же данных из TCGA, в которых использовались другие методы.

Это первый предиктор, охватывающий весь геном опухоли.

Новые математические методы преодолели три различные проблемы, которые другие не имели. Во-первых, они обнаружили закономерности в сотнях тысяч сайтов в целых геномах, которые имеют три миллиарда нуклеотидов. Во-вторых, они смогли сделать это через опухоль и соответствующие нормальные геномы одновременно. В-третьих, они смогли сделать это у небольших групп пациентов, около 100, что типично для клинических испытаний.

«Наши математические методы были успешными, потому что они используют сложную структуру наборов данных, а не упрощают или стандартизируют их, как это обычно делается», – сказал Альтер. «Это позволяет отделить паттерны, которые встречаются только в геномах опухоли, от паттернов, которые встречаются в геномах нормальных клеток организма, и вариации, вызванные экспериментальными несоответствиями».

Эти методы могут использоваться с любыми данными, биологическими и другими. Поэтому их можно использовать для информирования персонализированных подходов к различным состояниям здоровья, включая инфекционные заболевания.

Источник:

Университет штата Юта

Ссылка на журнал:

Ponnapalli, SP, [1945идр (2020) Ретроспективное клиническое исследование экспериментально подтверждает глиобластомную модель генома предиктора выживания изменений числа копий ДНК. APL Bioengineering . doi.org/10.1063/1.5142559.

        

Source link

Судебная Геномика, чтобы начать выпуск предварительного просмотра на ежегодном ISHI

Новая техника геномики может быть использована для выявления причин редких генетических заболеваний

            

Forensic Genomics новый динамически рецензируемый журнал, выпустит свой предварительный выпуск на ежегодном Международном симпозиуме по идентификации человека (ISHI) в сентябре 2020 года.

Криминалистическая геномика освещает современные достижения в области генетического тестирования, секвенирования генома и анализа, которые позволяют исследователям преодолевать ранее непроницаемые барьеры в криминалистическом тестировании и позволяют прогрессировать в живых и холодных случаях.

Изданный Мэри Энн Либерт, Inc. и возглавляемый главным редактором Дэвидом Миттелманом, основателем и генеральным директором Othram Inc., PhD, журнал будет публиковаться ежеквартально в печатном виде и в Интернете с опциями открытого доступа; это послужит краеугольным камнем публикации по судебной генетике, геномике и генеалогии.

Достижения в области судебной геномики и генеалогии помогли решить беспрецедентное количество простудных дел за последние несколько лет. Криминалистическая геномика будет документировать и способствовать дальнейшим инновациям в этой области, а также будет способствовать валидации и внедрению этой захватывающей новой технологии для специалистов-криминалистов ».

Д-р. Дэвид Миттельман, главный редактор, доктор наук, основатель и генеральный директор Othram Inc.

В журнале основное внимание будет уделено использованию новейших технологий тестирования ДНК, алгоритмов, искусственного интеллекта и генеалогических методов исследования для поддержки идентификации человека с использованием инструментов логического вывода и индуктивного мышления.

Криминалистическая геномика имеет существенное преимущество для ученых-геномов, стремящихся извлечь информацию о происхождении, признаках и отношениях из геномов человека; биоинформатики и исследователи данных разрабатывают передовые инструменты для обработки данных генома и определения личности; лабораторные ученые, которые внедряют новые лабораторные методы для доступа к генетической информации на основе фактических данных и в целом остаются недоступными для существующих методов испытаний; и судебные аналитики ДНК, стремящиеся внедрить эти технологии в свои текущие рабочие процессы.

В качестве младшего редактора в состав редакционной руководящей группы «Судебная геномика» входит известный генетический генеалогист CeCe Moore (Parabon Nanolabs), а также Эми Майкл (Университет Нью-Гемпшира), Bobby LaRue ( Университет им. Сэма Хьюстона), Дениз Синдеркомб-Корт (Королевский колледж, Лондон) и Роберт Бевер (Bode Cellmark Forensics).

Криминалистическая геномика приветствует оригинальные исследовательские работы, обзоры, перспективы, комментарии и короткие отчеты по каждому аспекту технологий тестирования ДНК, алгоритмов, искусственного интеллекта и генеалогических методов исследования для поддержки идентификации человека с использованием инструментов логического вывода и индуктивное мышление. Кроме того, журнал также примет генеалогические исследования, которые поощряют достижения в области генетического тестирования и геномного анализа, фенотипирования, родословной, родства и генетической генеалогии.

Источник:

Мэри Энн Либерт, Inc./Genetic Engineering News

        

Source link

Изменения в области «темной материи» генома могут сделать пациентов подверженными воспалительным заболеваниям

Изменения в области «темной материи» генома могут сделать пациентов подверженными воспалительным заболеваниям

            

Исследование, проведенное исследователями из Института Бабрахама в сотрудничестве с Институтом Уэллкома Сэнгера, выявило, как вариации в небелковой кодирующей области «темной материи» генома могут сделать пациентов восприимчивыми к сложным аутоиммунным и аллергическим заболеваниям, таким как воспалительные. заболевание кишечника.

Исследование на мышах и клетках человека выявило ключевое генетическое переключение, которое помогает иммунным реакциям оставаться под контролем. Опубликованное сегодня в ведущем научном журнале Nature исследование, в котором участвует сотрудничество с исследовательскими учреждениями в Великобритании и во всем мире, определяет новую потенциальную терапевтическую мишень для лечения воспалительных заболеваний.

За последние двадцать лет генетическая основа предрасположенности к сложным аутоиммунным и аллергическим заболеваниям, таким как болезнь Крона, язвенный колит, диабет 1 типа и астма, была сужена до конкретной области 11 хромосомы.

В этой работе были проведены широкомасштабные исследования ассоциаций по всему геному (GWAS), сравнение генома людей с заболеванием или без него, для выделения областей вариации в коде ДНК. , Это может выявить потенциальные генетические причины и выявить возможные мишени для лекарств.

Тем не менее, большинство генетических вариаций, ответственных за восприимчивость к сложным иммунным и аллергическим заболеваниям, сосредоточены в областях генома, которые не кодируют белки – «темная материя» генома. Это означает, что не всегда существует четкая цель гена для дальнейшего исследования и разработки методов лечения.

Недавние достижения в основанных на секвенировании подходах показали, что эти связанные с болезнью генетические изменения сконцентрированы в областях ДНК, называемых энхансерами, которые действуют как переключатели для точной регуляции экспрессии генов.

Дальнейшие технологические разработки позволили ученым отобразить физические взаимодействия между различными удаленными частями генома в 3D, чтобы они могли соединять энхансеры в некодирующих областях с их целевым геном.

Чтобы получить представление о воспалительных заболеваниях, большая группа исследователей использовала эти методы для изучения загадочной небелковой кодирующей области генома, генетические вариации которой связаны с повышенным риском иммунного заболевания.

Они идентифицировали энхансерный элемент, необходимый для «миротворцев» и медиаторов иммунного ответа, регуляторных Т-клеток (Tregs), для уравновешивания иммунного ответа.

Ведущий исследователь и руководитель группы Института Бабрахама, доктор Рахул Ройчудхури сказал: «Иммунная система нуждается в способе предотвращения реакций на безвредные для себя и чужеродные вещества, и клетки Treg играют в этом жизненно важную роль.

Они также играют важную роль в поддержании баланса в иммунной системе, поэтому наши иммунные реакции контролируются во время инфекций.

Треги представляют лишь небольшой процент клеток, составляющих нашу полную иммунную систему, но они необходимы; без них мы умираем от чрезмерного воспаления. Несмотря на эту важную роль, было мало доказательств, которые однозначно связывают генетические вариации, которые приводят к тому, что некоторые люди восприимчивы к воспалительным заболеваниям, к изменениям функции Treg.

Оказывается, что небелковые кодирующие регионы предоставили нам возможность решить этот важный вопрос в этой области ».

Эволюция протянула исследователям руку помощи. Исследователи воспользовались подходом, называемым общей синтенией, при котором не только гены сохраняются между видами, но и целый участок генома.

Подобно тому, как часть вашей коллекции книг дублируется в доме вашего соседа, включая порядок их расположения на книжной полке.

Они использовали это геномное сходство, чтобы перевести то, что было известно об энхансере в геном человека, и найти соответствующую область у мышей. Затем они исследовали биологический эффект удаления энхансера с помощью мышиных моделей.

Исследователи обнаружили, что энхансерный элемент контролирует экспрессию гена в клетках Treg, который кодирует белок под названием GARP (преобладающий повтор Glycoprotein A).

Они показали, что удаление этого энхансерного элемента вызывало потерю белка GARP в клетках Treg и неконтролируемый ответ на вызванное воспаление слизистой оболочки толстой кишки.

Это продемонстрировало, что энхансер необходим для Treg-опосредованного подавления колита с ролью белка GARP в этом контроле иммунной системы.

Был аналогичный эффект в клетках Treg человека от здоровых доноров крови. Исследователи идентифицировали область энхансера, на активность которой влияли генетические изменения, особенно в клетках Treg.

Энхансер непосредственно взаимодействовал с человеческой формой того же гена, и вариации генома, присутствующие в энхансерном элементе, были связаны с пониженной экспрессией GARP.

Д-р Gosia Trynka, старший автор статьи из Института Wellcome Sanger и Open Targets, сказал:

Генетическая изменчивость дает важные подсказки в процессах заболевания, которые могут быть направлены на лекарства. В наших совместных усилиях мы объединили исследования человека и мыши, чтобы получить бесценное понимание сложных процессов, лежащих в основе иммунных заболеваний.

Это определило GARP как многообещающую новую мишень для лекарств и приблизило нас на шаг к разработке более эффективных методов лечения для людей, страдающих от таких заболеваний, как астма или воспалительные заболевания кишечника. "

Доктор Ройчоудхури заключает: «Десятилетия исследований позволили выявить изменения в наших геномах, которые делают некоторых из нас более восприимчивыми к воспалительным заболеваниям, чем другие. Однако было очень трудно понять, как эти изменения связаны с иммунной болезни, так как многие из них встречаются в небелковых кодирующих областях, и, следовательно, последствия этих изменений плохо изучены.

«Подобные исследования позволят нам связать генетические переключатели, которые обычно находятся в таких некодирующих областях, связанных с заболеванием, с генами, которые они контролируют в разных типах клеток. Это даст новое понимание типов клеток и генов, лежащих в основе болезнь биологии и обеспечить новые цели для терапевтического развития. "

Источник:

Ссылка на журнал:

Насралла Р. и др. . (2020) Дистальный энхансер в локусе риска 11q13.5 способствует подавлению колита с помощью T reg клеток. Природа. DOI. орг / 10. 1038 / s41586-020-2296-7.

        

Source link

Более простая конструкция вентилятора получает разрешение FDA на экстренное использование

CRG запускает новую базу данных для продвижения международных исследований COVID-19

        

Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США объявило, что механический вентилятор Milano (MVM) безопасен для использования в Соединенных Штатах в соответствии с разрешением FDA на использование в чрезвычайных ситуациях, которое помогает поддерживать здоровье населения во время нынешней пандемии COVID-19.

Международная команда физиков и инженеров, в том числе физик Андреа Покар из Массачусетского университета в Амхерсте, представила упрощенный вентилятор от концепции до утверждения всего за шесть недель, с 19 марта по 1 мая. Он был задуман физиком Кристианом Гальбиати из Принстонского университета и Научный институт Гран Сассо (Аквила, Италия), который находился в Италии, когда пандемия охватила эту страну.

Гальбиати, давний друг и коллега Покара по проекту DarkSide-20k, вспоминает: «Ощущение кризиса было ощутимым. Было ясно, что многим пациентам понадобится респираторная помощь».

Обращаясь за помощью, Гальбиати обратился к коллегам-исследователям из эксперимента по темной материи DarkSide-20k, чтобы разработать вентилятор с минимальными компонентами, которые можно было бы быстро изготовить, используя общедоступные детали. Исследователи темной материи имеют большой опыт в разработке и использовании сложных систем обработки газа и сложных систем управления, таких же возможностей, которые необходимы для механических вентиляторов.

Покар отмечает, что физики элементарных частиц «создают наши собственные инструменты, уникальные приборы, и у нас есть опыт разработки уникальной электроники и программного обеспечения для наших экспериментов».

Вскоре инженеры и физики в девяти странах, особенно в Италии, Соединенных Штатах и ​​Канаде, вмешались, чтобы помочь.

Мы получили огромное преимущество от сотрудничества в области физики элементарных частиц. Уже существующая структура имеет крупные международные междисциплинарные группы. Мы можем переназначить эту структуру для работы с чем-то другим, и вы сможете двигаться намного быстрее ».

Стив Брайс, глава Отдела энергетики США по производству фермилаба

Министерства энергетики США.

Ученые отмечают, что MVM вдохновлен вентилятором Manley, построенным в 1960-х годах. Его конструкция проста, дешева, компактна и требует только сжатого кислорода или медицинского воздуха и источника электроэнергии. Команда обновила электронику и систему управления. Стивен Пордес, член DarkSide, размещенной в Европейской организации по ядерным исследованиям (CERN), говорит: «Мы концентрируемся на программном обеспечении и позволяем оборудованию быть минимально возможным».

Команда также работала с врачами, производителями медицинского оборудования и регулирующими органами, чтобы удостовериться, что они делают что-то ценное и простое в использовании для медицинского персонала, с надежной цепочкой поставок, и которая может быть быстро изготовлена. Врачи протестировали прототипы МВМ на тренажерах для дыхания. Команда MVM сообщает, что анестезиологи из отделения COVID-19 в тяжелом итальянском регионе также предложили подробное руководство по дизайну.

Гальбиати говорит, что как физики элементарных частиц: «В нашей ДНК сотрудничать через границы и в режиме реального времени. По мере того, как границы расширялись, а цепочки поставок становились все труднее, я оставался маяком надежды на возможность сотрудничать на международном уровне. " Артур Макдональд, лауреат Нобелевской премии по физике 2015 года и глава канадской группы MVM, добавляет: «Все усердно работают над этим, потому что считают, что они могут использовать свои навыки, чтобы помочь в этом всемирном кризисе»

Покар указывает, что «MVM демонстрирует, что международное сотрудничество, которое способствует интеллектуальным и технологическим инновациям, возможно не только в академической сфере, но и в областях, где фундаментальные исследования влияют на общество и политические решения».

Его следующие шаги будут заключаться в том, чтобы содействовать разработке устройств на основе MVM с открытым исходным кодом в других странах и «пытаться максимально облегчить процесс посева предпринимательства вокруг этого устройства. Интеллектуальная собственность, стоящая за ним, придет бесплатно для тех, кто хочет его использовать. "

        

Источник:

Массачусетский университет в Амхерсте

      

Source link

Исследователи разрабатывают новое программное обеспечение для моделирования селекционных программ

Исследователи разрабатывают новое программное обеспечение для моделирования селекционных программ

      

        

Команда исследователей из Геттингенского университета разработала инновационную программу для моделирования программ разведения.

«Симулятор модульной программы разведения» (MoBPS) позволяет имитировать очень сложные программы разведения животных и растений и предназначен для помощи селекционерам в их повседневных решениях.

Кроме того, программа призвана стать краеугольным камнем для дальнейших исследований в области селекционных исследований в Геттингене. В дополнение к чисто экономическим критериям в селекции, исследовательская группа стремится к таким целям, как устойчивость, сохранение генетического разнообразия и улучшение благосостояния животных. Программное обеспечение было представлено в журнале G3 Genes, Genomes, Genetics.

Моделируя программы разведения, можно сделать выводы о генетических улучшениях. Фактически, потенциально проблемные вопросы, такие как инбридинг или неблагоприятные воздействия на здоровье животных, также могут быть выявлены на ранней стадии ».

Торстен Пок, Центр комплексных исследований в селекции, Геттингенский университет

Пок является основным разработчиком MoBPS. Программное обеспечение предоставляет возможности для реалистичного моделирования общих процессов в селекции, таких как отбор, размножение и сбор данных (например, информация ДНК, наблюдения за признаками). В то же время, он может моделировать миллионы спариваний животных с определенными характеристиками всего за несколько минут.

«От моделирования простых программ по разведению кукурузы до более пристального внимания к стабильности костей при разведении лошадей и до симулированного развития популяций благородных оленей в Баден-Вюртемберге за последние 200 лет все было сделано», – сказал Пок .

Следующая цель исследовательской группы – разработать дополнительный модуль для MoBPS, который может автоматически оптимизировать программы разведения с большим количеством переменных и с учетом заданных ограничений.

        

Источник:

Ссылка на журнал:

Пок, Т., и др. . (2020) MoBPS – Симулятор Модульной Программы Разведения. G3 Genes, Genome, Genetics . DOI. орг / 10. 1534 / g3. 120. 401193.

      

  

Source link

Исследование дает генетическое объяснение сексуальной предвзятости, наблюдаемой при определенных заболеваниях

Ученые раскрывают механизмы, которые приводят к расширению желудочков при шизофрении

        

Некоторые заболевания проявляют явный половой уклон, встречаясь чаще, сильнее поражая или вызывая различные симптомы у мужчин или женщин.

Например, аутоиммунные состояния, волчанка и синдром Шегрена затрагивают в девять раз больше женщин, чем мужчин, в то время как шизофрения поражает больше мужчин и имеет тенденцию вызывать более серьезные симптомы у мужчин, чем у женщин.

Аналогичным образом, ранние сообщения свидетельствуют о том, что, несмотря на одинаковые показатели заражения, мужчины умирают от COVID-19 чаще, чем женщины, как это произошло во время предыдущих вспышек сопутствующих заболеваний SARS и MERS.

В течение десятилетий ученые пытались определить, почему некоторые заболевания имеют неожиданный половой уклон. Поведение может сыграть свою роль, но это объясняет лишь часть головоломки. Гормоны обычно вызываются, но как именно они способствуют неравенству, неясно. Что касается генов, то для большинства заболеваний было найдено мало ответов, если таковые имеются, на половые хромосомы X и Y.

Теперь работа, проводимая исследователями в Блаватском институте при Гарвардской медицинской школе и в Обширном институте Массачусетского технологического института и Гарварда, дает четкое генетическое объяснение сексуальной предвзятости, наблюдаемой при некоторых из этих заболеваний.

Выводы команды, опубликованные 11 мая в Nature свидетельствуют о том, что большее содержание белка, связанного с иммунитетом, у мужчин защищает от волчанки и шегрена, но повышает уязвимость к шизофрении.

Белок, называемый компонентом комплемента 4 (С4) и продуцируемый геном С4, метит клеточный дебрис для быстрого удаления иммунными клетками.

Основные выводы команды:

  • Независимо от пола, естественные различия в количестве и типе генов С4, содержащихся в ДНК людей, представляют собой наибольший общий генетический фактор риска для развития этих трех заболеваний. Люди с большинством генов C4 имели в семь раз меньше шансов на развитие системной красной волчанки, аутоиммунное состояние, которое может варьироваться от легкого до опасного для жизни, и в 16 раз меньше вероятность развития первичного синдрома Шегрена, системного аутоиммунного синдрома, характеризующегося сухостью глаз и сухость во рту, чем те, с наименьшим количеством генов C4. И наоборот, у людей с наибольшим количеством генов С4 вероятность развития психоневрологической шизофрении в 1,6 раза выше
  • .

  • Даже у людей с аналогичными профилями генов комплемента гены продуцируют больше белка у мужчин, чем у женщин, что еще больше влияет на восприимчивость к болезням и защиту от них.

«Секс выступает в роли линзы, которая усиливает эффекты генетической изменчивости», – сказал первый автор исследования, Нолан Камитаки, научный сотрудник в области генетики в лаборатории Стивена Маккарролла в HMS and Broad.

Мы все знаем о болезнях, которые женщины или мужчины получают гораздо больше, но мы не знали, почему. Эта работа является захватывающей, потому что она дает нам одну из наших первых рук в биологии. "

Стивен Маккарролл, Дороти и Милтон Флиер, профессор биомедицинских наук и генетики, HMS

Маккарролл является директором геномной нейробиологии в Центре психиатрических исследований им. Стэнли в Броуде. Маккарролл также является соавтором исследования с Тимоти Вайсом из Королевского колледжа в Лондоне.

Хотя изменение С4, по-видимому, вносит значительный вклад в риск заболевания, оно является лишь одним из многих генетических факторов и факторов окружающей среды, которые влияют на развитие заболевания.

Результаты исследования дают информацию о продолжающейся разработке лекарств, которые модулируют систему комплемента, сообщили авторы.

«Например, исследователям необходимо убедиться, что лекарства, которые тонизируют систему комплемента, непреднамеренно увеличивают риск аутоиммунного заболевания», – сказал Маккарролл. «Ученым также необходимо рассмотреть возможность того, что такие препараты могут быть по-разному полезны для пациентов мужского и женского пола».

На более широком уровне, работа предлагает более прочную основу для понимания половой изменчивости при заболевании, чем это было доступно ранее.

«Полезно иметь возможность думать о биологии болезней, связанных с полом, с точки зрения конкретных молекул, помимо смутных ссылок на« гормоны », – сказал Маккарролл. «Теперь мы понимаем, что система комплемента формирует уязвимость для самых разных болезней».

Подметальная машина

В 2016 году исследователи во главе с Асвином Секаром, бывшим сотрудником лаборатории Маккарролла, который является соавтором нового исследования, сделали международные заголовки, когда обнаружили, что конкретные варианты гена С4 лежат в основе самого большого общего генетического фактора риска развития шизофрении.

Новая работа предполагает, что гены C4 предоставляют как преимущество, так и недостаток носителям, так же как вариант гена, вызывающий серповидноклеточную анемию, также защищает людей от малярии.

«Варианты гена C4 сопровождаются повышенным и сниженным уровнем уязвимости в различных системах органов, в том числе Инь и Ян», – сказал Маккарролл.

Полученные данные, в сочетании с результатами более ранней работы, дают представление о том, что может происходить на молекулярном уровне.

Когда клетки получают травмы от солнечного ожога или инфекции, они просачиваются в окружающие ткани. Клетки адаптивной иммунной системы, которые специализируются на распознавании незнакомых молекул вокруг поврежденных клеток, обнаруживают обломки в клеточных ядрах.

Если эти иммунные клетки ошибочно принимают флотацию за вторжение патогена, они могут спровоцировать нападение на материал, который совершенно не чужероден – сущность аутоиммунитета.

Исследователи полагают, что белки комплемента помогают пометить эти вытекшие молекулы как мусор, поэтому они быстро удаляются другими клетками, прежде чем адаптивная иммунная система уделит им слишком много внимания.

Однако у людей с более низким уровнем белков комплемента несобранный мусор задерживается дольше, и адаптивные иммунные клетки могут запутаться, действуя так, как будто мусор сам по себе является причиной проблемы.

В рамках нового исследования Камитаки и его коллеги измерили уровни белка комплемента в спинномозговой жидкости 589 человек и плазме крови 1844 человека. Они обнаружили, что образцы от женщин в возрасте от 20 до 50 лет содержали значительно меньше белков комплемента – включая не только С4, но и С3, который активирует С4 – чем образцы от мужчин того же возраста.

Это тот же возрастной диапазон, в котором уязвимости волчанки, Шегрена и шизофрении различаются по полу, сказал Камитаки.

Результаты сопоставляются с предыдущими наблюдениями других групп о том, что тяжелая волчанка с ранним началом иногда связана с полным отсутствием белков комплемента, что вспышки волчанки могут быть связаны с падением уровней белка комплемента и что общий вариант гена связан с при волчанке влияет на рецептор С3.

«Были все эти медицинские советы», – сказал Маккарролл. «Человеческая генетика помогает объединить эти намеки».

Два аромата

Основная часть полученных данных была получена в результате анализа целых геномов от 1265 человек, а также данных о полиморфизме одного нуклеотида (SNP) от 6700 человек с волчанкой и 11 500 контролей.

Гены и белки C4 бывают двух типов, C4A и C4B. Исследователи обнаружили, что наличие большего количества копий гена C4A и более высоких уровней белков C4A было связано с большей защитой от волчанки и вируса Шегрена, в то время как гены C4B имели значительный, но более скромный эффект. С другой стороны, C4A был связан с повышенным риском шизофрении, в то время как C4B не влиял на это заболевание.

У мужчин обычные комбинации C4A и C4B приводили к 14-кратному диапазону риска волчанки и 31-кратному диапазону риска Шегрена по сравнению только с 6-кратным и 15-кратным диапазонами у женщин, соответственно.

Исследователи не ожидали, что эффекты генов будут такими сильными.

Большие генетические эффекты, как правило, происходят от редких вариантов, в то время как общие генные варианты обычно имеют небольшие эффекты. Варианты гена C4 распространены, но они очень эффективны при волчанке и у Шегрена ".

Стивен Маккарролл, Дороти и Милтон Флиер, профессор биомедицинских наук и генетики, HMS

Тем не менее, гены комплемента не рассказывают полную историю риска волчанки, Шегрена или шизофрении, ни один из которых не вызван исключительно генетикой.

«Система комплемента способствует сексуальной предвзятости, но это только один из многих, вероятно, генетических факторов и факторов окружающей среды», – сказал Камитаки.

Ответы от разнообразия

Комплементные гены и другое семейство связанных с иммунитетом генов, называемых человеческим лейкоцитарным антигеном или генами HLA, вкраплены на одном и том же сложном участке человеческого генома. Было показано, что варианты HLA повышают риск развития других аутоиммунных заболеваний, включая диабет 1 типа, целиакию и ревматоидный артрит, и исследователи долго полагали, что нечто подобное происходило с волчанкой и болезнью Шегрена.

Тем не менее, виновника по-прежнему трудно было определить, потому что конкретные варианты в генах HLA и C4 всегда, казалось, появлялись вместе у одних и тех же людей.

Камитаки и его коллеги преодолели это препятствие, проанализировав ДНК из нескольких тысяч афроамериканских участников исследования. ДНК участников содержала гораздо больше рекомбинаций между генами комплемента и HLA, что позволило исследователям наконец разделить вклады генов.

«Стало совершенно ясно, какой ген ответственен», – сказал Маккарролл. «Это был настоящий подарок науке от афроамериканских участников исследований. Вопрос оставался нерешенным в течение десятилетий».

Открытие предоставляет дополнительные доказательства того, что область генетики выиграет от диверсификации изучаемых популяций, сказал Маккарролл.

«Это действительно поможет генетике расшириться за пределы европейских предков и извлечь уроки из генетических вариаций и предков по всему миру», – сказал он.

Вариация C4 может способствовать уязвимости по признаку пола при других заболеваниях, которые еще не проанализированы, считают авторы. Пока не ясно, относится ли C4 к сексуальной предвзятости, наблюдаемой в COVID-19.

«Мы пока не знаем механизма, почему мужчины, кажется, болеют от COVID-19», – сказал Маккарролл. «Молекулы комплемента потенциально важны при любых иммунных или воспалительных состояниях, и у COVID-19 кажется, что иммунный ответ может быть частью нисходящей спирали у некоторых пациентов. Но мы пока не знаем ключевых деталей».

Также еще предстоит выяснить, как различные эффекты генов комплемента применяются к людям с интерсекс-признаками, также известными как расстройства или различия в развитии пола, которые не всегда соответствуют учебным генетическим или биологическим определениям мужчины и женщины.

«Это важно понимать, – сказал Маккарролл.

        
      

Source link