BIOHACK | БИОТЕХНОЛОГИИ

​​Разработка вакцины ZyCoV-D знаменует волну появления ДНК-вакцин против различных заболеваний; по всему миру уже проходят клинические испытания. В Индии получила одобрение новая вакцина против COVID-19, в основе которой лежит использование кольцевых нитей ДНК для «знакомства» иммунной системы с вирусом SARS-CoV-2. Исследователи со всего мира положительно восприняли новость о появлении первой ДНК-вакцины и считают, что появление многих других ДНК-вакцин не заставит себя долго ждать. Читать далее..

​​Бионическую руку подключили напрямую к мозгу Команда исследователей из Лаборатории бионической интеграции клиники Кливленда продемонстрировала работу нового бионического протеза руки. Он умеет подключаться к мозгу для прямой передачи сигналов и контроля конечности, позволяя владельцу ощущать предметы, которых он касается. Инженеры заявляют, что это первая бионическая рука, способная превращать мысли в действие. Она контактирует с мозгом при помощи крошечных передатчиков, в результате чего человек чувствует то же, что при сгибании обычной руки. Результаты эксперимента оказались настолько впечатляющими, что у пациентов снова возникли бессознательные рефлексы и даже интуитивные движения глаз, существовавшие до ампутации конечности. Между тем использование бионического протеза гораздо сложнее, чем большинство существующих аналогов. Прежде всего проводится хирургическая операция, в ходе которой нервные окончания присоединяются к тем или иным датчикам на протезе. Управляющие устройства в виде крошечных роботов размером со спичечный коробок отправляют сигналы на нервные окончания в зависимости от действий носителя. Это создаёт обратную связь, что и приводит к возможности брать предметы бионической конечностью.

Акции биотехов в моменте 👀

Бионическую руку подключили напрямую к мозгу Команда исследователей из Лаборатории бионической интеграции клиники Кливленда продемонстрировала работу нового бионического протеза руки. Он умеет подключаться к мозгу для прямой передачи сигналов и контроля конечности, позволяя владельцу ощущать предметы, которых он касается. Инженеры заявляют, что это первая бионическая рука, способная превращать мысли в действие. Она контактирует с мозгом при помощи крошечных передатчиков, в результате чего человек чувствует то же, что при сгибании обычной руки. Результаты эксперимента оказались настолько впечатляющими, что у пациентов снова возникли бессознательные рефлексы и даже интуитивные движения глаз, существовавшие до ампутации конечности. Между тем использование бионического протеза гораздо сложнее, чем большинство существующих аналогов. Прежде всего проводится хирургическая операция, в ходе которой нервные окончания присоединяются к тем или иным датчикам на протезе. Управляющие устройства в виде крошечных роботов размером со спичечный коробок отправляют сигналы на нервные окончания в зависимости от действий носителя. Это создаёт обратную связь, что и приводит к возможности брать предметы бионической конечностью.

​​Биологический стартап по борьбе со старением привлёк $270 млн. Altos Labs изучает методы борьбы со старением и нанимает учёных с годовой зарплатой в $1 млн, MIT Tech Review. Издание сообщило, что среди инвесторов стартапа был Джефф Безос. Представители инвестиционного офиса Безоса не ответили на запрос. По данным издания, стартап был образован после конференции по антивозрастным биотехнологиям в особняке Пало-Альто российского инвестора Юрия Мильнера. По данным Technology Review, в стартап также вложились Юрий и Юлия Мильнеры. Кроме Безоса и Мильнера, у стартапа могут быть и другие инвесторы. Согласно документам, полученным при регистрации, компания собрала не менее $270 млн. Altos Labs использует технологию «перепрограммирования» клеток японского учёного Яманаки Синъи, за которую он получил Нобелевскую премию в 2012 году. Яманака возглавит научно-консультативный совет. Стартап предлагает создавать из белка новые клетки, похожие на стволовые. MIT Tech Review сообщает, что Altos Labs планирует открыть институты в Калифорнии, Великобритании и Японии. Это не первые инвестиции Безоса в исследования по борьбе со старением. По данным CNBC, 2018 году он инвестировал в биотехнологическую компанию Unity Technologies, которая производит средства против старения.

​​Pfizer начинает испытание таблеток от коронавируса на людях Американская фармацевтическая компания Pfizer заявила о завершающем этапе стадии испытания таблеток от коронавируса. Экспериментальный пероральный препарат будут тестировать на пациентах с симптомами COVID-19. Как сообщает Reuters, испытания будут проводиться на 1140 взрослых, которые не нуждаются в госпитализации. В частности, компания работает над разработкой противовирусной таблетки PF-07321332, которую можно будет принимать при первых симптомах коронавируса. Препарат предназначен для блокировки активности ключевого фермента, необходимого для размножения коронавируса. В июле Pfizer заявила, что если испытания PF-07321332 будет успешными, то к концу года она подаст заявку на разрешение на использование таблеток в экстренных случаях. В США одобрен лишь Ремдесивир, который вводят пациентам внутривенно для лечения COVID-19.

​​Созданы самые маленькие молекулярные «машины» в мире размером в миллиардную долю метра. Крошечные структуры, состоящие из механически связанных молекул, могут действовать как единые «молекулярные машины», и это чрезвычайно захватывающая область химических исследований. Происхождение молекулярных механизмов можно проследить до ранней работы французского Жана-Пьера Соважа, который работал в области фотохимии в 1983 году и открыл пару молекул, связанных вокруг иона меди. Когда медь была удалена, остались только молекулы, связанные механической связью (в то время как обычно это ковалентная связь, питаемая за счет распределения электронов между атомами). Эта структура заложила основу для работ коллеги Соважа, исследователя Фрейзера Стоддарта, который в 1991 году «надел» молекулярное кольцо на ось молекулы, а затем – для трудов Бен Феринга, который разработал первый полноценный «молекулярный двигатель» в 1999 году. В 2016 году Соваж, Стоддарт и Феринг были удостоены Нобелевской премии по химии за новаторские исследования в области молекулярного оборудования, и их работа продолжает вдохновлять других ученых по сей день. За последнее десятилетие мы стали свидетелями создания первого в мире искусственного молекулярного насоса, предназначенного для передачи энергии между молекулами, а также других достижений в области молекулярных машин. Например, таких, которые используют структуры, похожие на ноги, для лечения болезней, а также особых молекулярных «наноподводных лодок», которые убивают раковые клетки… Помимо человеческого тела, молекулярные машины также демонстрируют многообещающие перспективы в области хранения энергии и разработки новых материалов и датчиков. Большинство механически связанных молекул, составляющих основу этих молекулярных машин, до сих пор полагались на ионы металлов и агрессивные растворители – они помогали сформировать желаемые структуры. Ученые Принстонского университета решили обойти потребность в искусственных строительных блоках, полностью синтезируя механически взаимосвязанные молекулы из природных биомолекул, в данном случае крошечных цепочек аминокислот, известных как пептиды. В качестве отправной точки команда использовала природный пептид в форме лассо под названием микроцин J25. Аминокислоты, составляющие этот пептид, были генетически сконструированы для выполнения совершенно другой роли и самоорганизуются в самые разные формы при помещении в воду. В качестве примера ученым удалось создать два соединенных кольца, кольцо на гантели, цепочку в форме ромашки и даже сдвоенное лассо. Все они были размером в одну миллиардную метра. Prinston Univercity «Нам удалось сформировать множество структур, которые раньше получить не удавалось. Это самые маленькие нитевидные или взаимосвязанные структуры, которые вы можете сделать из пептидов», — заявил А. Джеймс Линк, профессор химической и биологической инженерии и главный исследователь данного проекта. Интересно, что некоторые из этих структур могли переключаться между двумя или более формами, что, по словам исследователей, закладывает основу для своего рода «бимолекулярного переключателя». В более широком смысле, работа демонстрирует формирование очень сложных структур и может открыть дверь для новых биомолекул, которые пригодятся во всех отраслях, от дизайна материалов до медицинского обслуживания.

​​«Спутник V» защищает от тяжелой формы COVID-19, вызванной дельта-штаммом. Как сообщается в статье, опубликованной 31 августа 2021 года на сервере препринтов medRxiv, российская вакцина Спутник V оказывает хорошую защиту против дельта-варианта вируса. Согласно результатам исследования, участниками которого стали почти 14 000 человек, двухкомпонентная вакцинация снижает риск госпитализации с COVID-19 на 81 % и способствует предотвращению серьезного повреждения легких. Читать статью ➡️ https://medach.pro/post/2698

​​Точность работы бионических протезов улучшили с помощью магнитов В конструкции современных бионических протезов есть несколько серьёзных проблем. Одна из самых сложных — контроль управления их механизмами. Новая разработка Массачусетского технологического института поможет людям, перенёсшим ампутацию, намного более точно пользоваться искусственными конечностями. Обычно для работы протезов используется электромиография — метод регистрации электрической активности мышц. Однако он может обеспечить только ограниченный контроль над бионической конечностью. Американские исследователи разработали альтернативную технологию, основанную на использовании небольших магнитных шариков, вживляемых в мышечную ткань рядом с местом ампутации. Такие «датчики», по заверению учёных, могут точно измерить длину мышцы, когда она сокращается, а обратная связь отправляется на протез в течение нескольких миллисекунд, обеспечивая значительно более точное управление. Новая методика, получившая название магнитомикрометрии, уже прошла успешные испытания на животных. Исследователи надеются перейти к испытаниям технологии на людях в течение ближайших нескольких лет. Ожидается, что магнитомикрометрия сможет заменить электромиографию в качестве основного метода контроля бионических протезов в будущем, сочетая минимальную инвазивность, и невысокую стоимость. Подробности в видео-обзоре ↙️ https://youtu.be/bU2jEA6u2rk

​​Нейросеть открыла новые пептиды для разработки лекарств. Исследователи MIT использовали сверточную нейросеть для поиска высокоактивных и нетоксичных пептидов. Нейросеть предложила неизвестные ранее пептиды, которые позволили в 50 раз увеличить скорость доставки препарата для лечения мышечной дистрофии и снизить его токсичность. В препарате для лечения мышечной дистрофии Дюшенна (DMD) используются большие синтетические молекулы PMO, проникающие в ядро клетки и модифицирующие ген дистрофина таким образом, чтобы запустить выработку белков, которые отсутствуют у пациентов с DMD. Ключевой проблемой молекул PMO заключается их низкая способность проникать в клетки. Чтобы ускорить доставку PMO к ядру, фармацевты прикрепляют к молекуле проникающие в клетки пептиды, тем самым помогая ей пересекать клеточные мембраны и достигать цели. Однако ранее было непонятно, как решать задачу определения наиболее подходящей последовательности пептидов: например, количество пептидов с 40 остатками аминокислот превышает число атомов на Земле. Исследователям MIT удалось на основе ИИ обнаружить нетоксичные и высокоактивные пептиды, которые могут быть присоединены к PMO для облегчения доставки. Результаты исследования опубликованы в Nature Chemistry. Для сбора обучающего датасета группа ученых составили экспериментально составили набор из 600 последовательностей пептидов, каждая из которых была прикреплена к PMO, и количественно оценили активность (эффективность доставки) каждого варианта. После обучения модель научилась предсказывать активность пептидных последовательностей и предложила последовательности, которые оказались более эффективными, чем любые ранее известные варианты. Один из них, в частности, может увеличить доставку PMO в 50 раз по сравнению со скоростью доставки текущей версии препарата. Исследователи ввели модифицированную версию препарата мышам и подтвердили прогноз нейросети, а также продемонстрировали нетоксичность новых последовательностей. Исходный код модели был выложен на Github, и сторонние ученые уже использовали ее для улучшения и разработки более 10 других видов лекарств.

​​Что почитать о генетике из научпопа? «Генетика на завтрак. Научные лайфхаки для повседневной жизни», Мартин Модер. Можно ли скрестить комара со светлячком, чтобы ночью видеть, куда он собирается ужалить? Знают ли гусеницы, что станут бабочками, или же, сооружая кокон, задаются вопросом, какого черта они вообще делают? Этими вопросами Модер задался еще в детстве, и они побудили его стать ученым. Рецензенты пишут, что научно обоснованные советы автора позволят вам правильно оформить профиль на сайте знакомств, эффективнее искать партнера в реальной жизни и просто хорошо посмеяться. А еще с помощью этих советов вы сможете идеально прожить свой день – проснуться отдохнувшим, а не с ощущением, будто всю ночь разгружали вагоны, выпить кофе в подходящее время, быть продуктивным на работе или на учебе. «Как микробы управляют нами», Эд Йонг Автор называет микробов «тайными властителями жизни на Земле». Действительно, в последние годы ученые открыли, что микробы влияют на нашу жизнь, наше здоровье и даже на наше поведение! А значит, понять мир микробов очень важно, чтобы узнать больше о самих себе. И в этом поможет книга Эда Йонга. «Исполненная увлекательных, даже пугающих подробностей того, какое влияние невидимый мир оказывает на людей, книга Йонга в соответствии со своим названием вмещает множество фактов, предъявленных в форме изящной, доступной прозы… и читать ее весело», - так охарактеризовали работу рецензенты Wall Street Journal.

Илон Маск показал гуманоидного робота Tesla Bot. Свое новое создание Илон Маск показал позавчера публике во время мероприятия Tesla AI Day, которое транслировалось в прямом эфире из штаб-квартиры фирмы в калифорнийском Пало-Альто. Запуск гуманоидного робота Tesla Bot запланирован на 2022 год. По словам Маска, он будет выполнять опасную, монотонную или скучную работу, которую никто не любит. Видео с мероприятия ↙️ https://youtu.be/11QXiJ8ORe8

Какие биотехнологические компании торгуются на СПБ. Компании, акции которых доступны для покупки на Санкт-Петербургской бирже, отсортированы по капитализации. Крупные игроки, от $80 млрд, выплачивают дивиденды.

​​Инвестиции в биотехнологии. Как правило, инвестиции в биотехнологии являются одной из самых волатильных и рискованных долей в портфеле инвестора. Одно неэффективное испытание препарата может привести к снижению капитализации компании на 50%. Однако, если препарат прошел все фазы и запущен в массовое производство, вложение может принести сотни процентов прибыли. На что обратить внимание инвестору: ▪️ В какой фазе находится препарат. Чем больше шагов тестирования пройдено, тем меньше рисков и больше шансов, что готовый продукт будет выпущен. ▪️ Прогнозируемый объем продаж препарата. Чем выше ожидаемый объем выручки, тем лучше. ▪️ Компании с большим количеством экспериментальных лекарств в разработке более устойчивы при провалах испытаний и несут меньший риск для инвестиций. Представим, что у компании ставка на одного кандидата — в случае провала тестов, крупные держатели акций могут выйти из бизнеса, тем самым снизив стоимость на 40–60%. Чтобы узнать, сколько препаратов компания разрабатывает и на какой стадии они находятся, нужно смотреть отчеты на официальном сайте. Например, введя в поисковике «CRISPR Pipeline», мы узнаем, что у компании CRISPR 9 препаратов, из них на стадии клинических испытаний — 4, доклинические испытания проходит 1 препарат, а в разработке — 4. Для сравнения: у крупного игрока отрасли, Pfizer, 92 препарата в разработке, из них на первой фазе испытаний — 29, на второй — 36, на третьей — 21. На стадии регистрации находится только 6 готовых лекарств. ▪️ Финансовое положение. Компания генерирует убытки, пока не выпустит на рынок как минимум один препарат. Ей нужно финансирование для тестирования лекарств и продвижения готового продукта на рынке медицинских препаратов. Компании часто прибегают к выпуску новых акций для получения необходимых денежных средств. Эта процедура, как правило, приводит к снижению уже выпущенных акций. Некоторые биотехи получают финансирование через партнерство с более крупными производителями лекарств и гранты от государственных учреждений и некоммерческих организаций. ▪️ Динамика и темпы сокращения убытков. На первых шагах по умолчанию есть расходы, но нет выручки и прибыли, ведь продукта еще нет. Для нас важна тенденция к росту и выход на положительную прибыль — чем быстрее, тем лучше.

​​Россиянам выдадут цифровые генетические паспорта Введение генетической паспортизации россиян начнется с новорожденных. Цифровой генетический паспорт будет содержать информацию о геномном секвенировании. Эти данные позволяют определять последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК, что, в свою очередь, предоставит возможность определить геном человека. Геномное секвенирование направлено на раннюю диагностику наследственных заболеваний и позволит прогнозировать предрасположенность человека к различным заболеваниям, в том числе и онкологическим. Про планы присвоения россиянам цифрового генетического паспорта рассказал министр здравоохранения РФ Михаил Мурашко на встрече со студентами в Екатеринбурге. Чиновник сообщил, что первым генетический профиль будет определяться для новорожденных. Цифровой паспорт граждан РФ будет создаваться с помощью передовых биоинновационных технологий. Задача генетической паспортизации российского населения была обозначена еще в 2019 году в Указе Президента Российской Федерации №97 от 11 марта 2019 года «Об основах государственной политики Российской Федерации в области обеспечения химической и биологической безопасности на период до 2025 года и дальнейшую перспективу». В марте сообщалось, что ближе всех к решению этой задачи подошла компания «Соцмедика» (резидент «Сколково»). Там разработали алгоритм, позволяющий автоматически и очень быстро проводить исследование генома.

Штурм и натиск генной терапии. Технологии редактирования генома ↙️ https://zen.me/2kTlUp

​​Новый имплант позволит заново вырастить поврежденную сетчатку глаза Одна из основных причин потери зрения у взрослых — ухудшение состояния сетчатки, такое как дегенерация желтого пятна, которые характеризуются гибелью фоторецепторных клеток глаза. Команда из Университета Висконсин-Мэдисон разработала новый тип каркаса, который может улучшения точность, с которой замещающие фоторецепторные клетки могут доставляться прямо в глаз. Еще в 2012 году ученые опубликовали любопытное исследование, в котором продемонстрировали, как плюрипотентные стволовые клетки можно использовать для выращивания ткани сетчатки в лабораторных условиях. Эта ткань обладала многими отличительными чертами настоящей ткани сетчатки, в том числе фоторецепторными клетками, и открывала перспективу использования этой техники для выращивания замещающей «заплатки» на месте поврежденного или больного глаза, что в теории позволило бы вернуть пациенту зрение. «Хотя создание запасных фоторецепторов было прорывом, оставалась еще одна проблема: их необходимо доставить в нужное место, чтобы они могли эффективно реконструировать сетчатку», — пояснил профессор офтальмологии Дэвид Гамм. Гамм и инженеры UW-Madison изучили то, как синтетические пластыри можно использовать для удержания фоторецепторных клеток и имплантировать их под поврежденную сетчатку, чтобы она могла регенерировать. Предыдущие попытки включали создание специальных пор в форме бокалов для размещения фоторецепторных клеток, хотя ученых не устраивало их количество, поэтому они продолжили эксперименты. Второе поколение имплантируемых каркасов принимает форму лотка для кубиков льда и может содержать в три раза больше фоторецепторных клеток — до 300 000 – и, кроме того, имеет цилиндрические отверстия на нижней стороне, чтобы эти клетки могли соединяться с тканью сетчатки пациента по мере взросления. Сам каркас сделан из биосовместимого материала, называемого полиглицерин-себацинат, который обладает необходимой механической прочностью, но безопасно метаболизируется организмом после того, как послужит своему назначению. «Мы хотели, чтобы материал был очень прочным, и в среде глаза он расщепляется довольно быстро, примерно за два месяца», — говорит аспирант и соавтор исследования Эллисон Людвиг, которая работает в лаборатории Гамма. «Это идеальный вариант для сетчатки глаза человека.» Удовлетворенные тем, что новые имплантируемые каркасы соответствуют необходимым требованиям, исследователи планируют усовершенствовать технологию, оптимизируя форму и технику изготовления. Они говорят, что каркас уже почти готов к испытаниям на крупных животных, и если испытания пройдут успешны – настанет очередь людей.

​​Капля морской воды под микроскопом, или микрозоопарк. Морская вода – источник жизни на нашей планете – кишит микроорганизмами, общее название которым – планктон. Слово “планктон” не описывает какой-то определенный вид организмов, это – общее описание для всех микроскопических форм жизни в океане, дрейфующих вместе с океанскими течениями. Планктон включает морские вирусы, микроскопические водоросли и бактерии, крошечных червей и ракообразных, а также яйца, молодь и личинки более крупных форм морской жизни.

​​В теле человека найдены ранее неизвестные биомолекулы, но в чем их роль — не знает никто Ученые продолжают делать удивительные открытия в нашем собственном теле. Исследователи из Стэнфорда обнаружили новую биомолекулу, о которой мы и не подозревали, но которая при этом является общей для большинства типов жизни на Земле и скорее всего играет важную роль в аутоиммунных заболеваниях у людей. Новая биомолекула, получившая название гликоРНК, состоит из молекул сахара, прикрепленных к участку РНК. Они образуются в результате процесса, называемого гликозированием, который до сих пор считался характерным только для белков или липидов. Полученные биомолекулы играют роль в ряде биологических процессов в клетках животных, растений и микробов, а потому ученые думают, что новые молекулы гликоРНК не менее важны. «Это потрясающее открытие совершенно нового класса биомолекул, которое произвело эффект разорвавшейся бомбы. Все потому, что теперь мы знаем: в клетках существуют биомолекулярные пути, которые нам совершенно неизвестны», — пояснила Кэролайн Бертоцци, старший автор исследования. Исследователи говорят, что гликоРНК так долго ускользали от внимания ученых, потому что два ее компонента — гликаны и РНК — действуют в разных частях клетки, поэтому биологи и не предполагали, что они могут контактировать друг с другом. Но в рамках новой работы команда исследовала возможность некоторого взаимодействия этих элементов – и не прогадала. Исследователь Райан Флинн заметил, что фермент, который гликозирует некоторые белки, также связывается с РНК. Поэтому он задался вопросом, может ли он также гликозировать и саму РНК. Он прикрепил флуоресцентные метки к различным гликанам, чтобы отслеживать, с чем они связываются, и обнаружил сигнал, указывающий на то, что РНК является мишенью для многих молекул сахара. Команда уже выделила новые гликоРНК в клетках людей, мышей, хомяков и рыбок данио. Подобное разнообразие указывает на то, что эти биомолекулы должны выполнять важную роль, а сам механизм сформировался в древнем прошлом, прежде чем мы все отделились от нашего общего предка. Что именно гликоРНК делают в организме, остается неизвестным, но ученые планируют продолжить исследования. У команды есть подозрение, что они могут быть вовлечены в аутоиммунные заболевания, поскольку некоторые из РНК, которые становятся гликозированными, являются известными мишенями для иммунной системы у пациентов с волчанкой. Дальнейшие исследования могут открыть новые потенциальные возможности лечения.