BIOHACK | БИОТЕХНОЛОГИИ

​​Ученые внедрили в иммунные клетки гены, важные для борьбы с раком Ученые впервые показали, что с помощью технологии CRISPR/Cas9 можно внедрять в иммунные клетки гены, важные для борьбы с раком. Безопасность и эффективность подхода авторы продемонстрировали на 16 пациентах. Исследование опубликовано в журнале Nature. На поверхности клеток иммунной системы человека находятся особые рецепторы, благодаря которым они могут отличать опухолевые клетки от нормальных. Многообразие этих рецепторов отличается от пациента к пациенту. Поэтому необходимо разработать персонализированную терапию для лечения рака, чтобы можно было изолировать нужные рецепторы и внедрить их в иммунные клетки пациента. Американские ученые обратились к технологии CRISPR/Cas9 для решения этой проблемы. CRISPR/Cas9 — инструмент генной инженерии, который еще называют «молекулярными ножницами». С помощью этой системы можно удалять гены, т. е. производить «нокаут» генов. Ранее с помощью CRISPR/Cas9 ученые уже удаляли определенные гены, чтобы сделать иммунные клетки более агрессивно настроенными относительно рака. В новой работе исследователи показали, что помимо «нокаута» генов можно производить и «нокин», то есть на место удаленных генов вставлять новые. В исследовании приняло участие 16 пациентов с раками кишечника, молочной железы или легких. Ученые изолировали из их крови некоторые иммунные клетки. Для этого они использовали специальные реагенты, на поверхности которых были представлены продукты 350 мутаций, встречающихся при определенном типе рака. Всего исследователи протестировали 5 тысяч таких мутаций. Далее ученые определили генетические последовательности, которые кодировали рецепторы в иммунных клетках пациентов, и изолировали 175 новых рецепторов, связанных с раком. Затем с помощью CRISPR/Cas9 ученые удалили гены существовавших рецепторов из иммунных клеток и встроили гены новых. Благодаря этому иммунные клетки могли специфично распознавать опухолевые. После кондиционирующей химиотерапии с пациентами проводили описанную процедуру до трех раз. Суммарно 16 пациентов получили 37 новых рецепторов, до трех на человека. Они испытывали побочные эффекты от химиотерапии, но всего у 2 из 16 участников исследования были побочные эффекты от внедрения генетически модифицированных клеток. К ним относятся жар, озноб и рассеянность, однако эти симптомы быстро прошли. У пациентов также отбирались биопсии, и анализы показали, что генетически модифицированные иммунные клетки, направленные специфически против рака, входили в 20% наиболее представленных иммунных клеток. Как отметили ученые, их исследование показало, что система CRISPR/Cas9 может быть использована для внедрения в иммунные клетки новых генов, кодирующих рецепторы, нацеленные на опухолевые клетки. Также работа показала, что встраивать до трех таких генов безопасно, а генетически модифицированные клетки действительно могут избирательно распознавать раковые.

​​Бактерии заразили вирусами, чтобы справиться с устойчивостью к антибиотикам Исследователи показали, что справиться с антибиотикорезистенцией можно с помощью генного редактирования бактерий. Точечные изменения помогают управлять свойствами микроорганизмов. Система CRISPR развилась как механизм защиты бактерий от вирусов. Исследователи из университета Северной Каролины использовали этот механизм против бактерий. Они разработали два бактериофага — вируса, заражающих бактерии — для доставки полезной нагрузки CRISPR-Cas и целевого редактирования генов кишечной палочки. В ходе лабораторных испытаний бактериофаги доставляли в бактерии E. coli гены, которые заставляли ее светиться и управляли устойчивостью бактерий к антибиотикам. Исследователи также продемонстрировали способность вирусов доставлять в клетки бактерий цитозинового базового редактора. Этот инструмент не разрывает цепочку ДНК, как Cas 9, а изменяет только одну букву в последовательности ДНК. Такая система позволяет вносить точечные изменения, отключая отдельные бактериальные гены, не нарушая целостность остального генома. Генетики также протестировали систему CRISPR-Cas в моделируемой природной среде. Они использовали искусственную экосистему (EcoFAB), загрузив резервуар синтетической почвой из песка и кварца, жидкостью и тремя различными типами бактерий, включая кишечную палочку. Исследование показало, что бактериофаги могут эффективно находить свою добычу, заражая до четверти популяции всех бактерий. Это означает, что предложенную концепцию можно использовать для массового редактирования генов в сложных природных сообществах, считают ученые.

​​Ученые РФ создали платформу для экспресс-тестов на основе CRISPR-Cas12 Системы из генного участка CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats), накопителя информации о ранее встреченных вирусах, и белка-нуклеазы семейства Cas (CRISPR associated protein) обеспечивают иммунитет бактерий, защищая от повторного заражения теми же вирусами. Программируемость этих систем и высокая специфичность распознавания генетической мишени позволяют использовать их в разработках по редактированию геномов. А в последние годы CRISPR-Cas системы начали применять и в биосенсорах, с высокой чувствительностью распознающих определенные последовательности ДНК или РНК. Российские ученые создали новую платформу, сочетающую CRISPR-Cas технологию, универсальный ДНК-белковый зонд и мембранный экспресс-тест, которая решает задачи бесприборной диагностики лучше существующих аналогов. Белок Cas12 в комплексе с гидовой РНК распознает ДНК-мишень в пробе, сверяя ее последовательность с гидовой РНК — аналогично тому, как в бактериальной клетке проводится сверка с данными о ранее встреченных вирусах. Затем комплекс CRISPR-Cas12 разрезает ДНК-мишень и приобретает способность многократно расщеплять любые одноцепочечные ДНК. Используя одноцепочечные ДНК с присоединенной меткой (ДНК-зонд), можно регистрировать высвобождение этой метки, например, с помощью мембранного теста. В результате весь процесс тестирования протекает без сложного оборудования и с минимальными действиями оператора, что позволяет его проводить во внелабораторных условиях. Однако в ранее предлагавшихся разработках нерасщепленный ДНК-зонд также связывался тестом, что могло искажать результаты анализа. Для преодоления этой трудности авторы работы создали биосенсор, в котором на носителе закреплен зонд, состоящий из ДНК-части (одноцепочечной ДНК с флуоресцеиновой меткой) и белковой части (мышиные антитела против флуоресцеиновой метки). Активированный ДНК-мишенью белок Cas12 разрезает зонд. Высвобожденная конструкция (репортер) детектируется иммунохроматографическими тест-полосками благодаря специфическому связыванию антитела с анти-мышиными антителами, расположенными на мембране и на поверхности золотых наночастиц. Платформа получила название DIRECT2 (сокращенно от DNA-Immunoglobulin Reporter Endonuclease Cleavage Test).

​​Стартап Science будет возвращать людям зрение с помощью встраивания в глаза электроники и генной терапии Созданная в 2021 году компания Science анонсировала свой первый продукт, который со временем начнёт возвращать зрение пациентам с рядом фатальных заболеваний глаз. Разработанный в компании электронный блок с microLED экраном будет встраиваться прямо в глазное яблоко, что позволит страдающим слепотой пациентам возвращать зрение сначала частично, а в перспективе всё полнее и полнее. Существует множество причин для потери зрения. Предложенное компанией Science решение облегчит жизнь пациентам с такими болезнями, как пигментный ретинит (RP) и сухая возрастная дегенерация жёлтого пятна (AMD). В обоих случаях зрение теряется по причине деградации фоторецепторов в глазах людей, хотя нервные окончания и зрительные нервы остаются в полном порядке. Имплантат Science Eye способен возбуждать эти нервные окончания — так называемые ганглионарные клетки — и передавать в мозг путь сильно упрощённые, но зрительные сигналы. В каждом глазу человека примерно по 100 млн клеток фоторецепторов. Нервных окончаний, которые передают весь этот массив информации, всего по 1 млн на глаз. Нетрудно понять насколько будет упрощена передаваемая в мозг нервная информация, основанная на возбуждении всего одного миллиона нервных окончаний. Но это будет определённо лучше полной слепоты и, в перспективе, учёные научатся передавать зрительные данные в более полном объёме. Созданный в Science имплантат представляет собой электронный блок с процессором и блоком питания, который вживляется под веко на верхнюю поверхность глазного яблока, и экран microLED, который заводится внутрь глаза и устанавливается напротив нервных окончаний в его сетчатке. И это была самая лёгкая часть. Операция займёт около двух часов и может быть сокращена до одного часа после отработки технологии. Самое сложное, точнее — самое труднопреодолимое препятствие будет заключаться в том, чтобы наделить нервные окончания глаза световой чувствительностью. Проделать это можно с помощью генной терапии. Учёные давно работают с флуоресцентными белками, которые могут светиться и воспринимать фотоны. Чтобы Science Eye работал, в нервные окончания глазного нерва необходимо будет ввести инородные для человека гены. Нетрудно представить, что эта необходимость вызовет бурную дискуссию как в научном сообществе, так и среди обычных людей. В компании предупреждают, что получаемое с помощью Science Eye и генной терапии зрение будет совсем не таким, как мы его обычно воспринимаем. Однако это реальный шанс вернуть потерявшему зрение человеку возможность самостоятельно и лучше ориентироваться в пространстве. Впрочем, до этого пройдут годы работы по улучшению технологии. Сегодня она испытывается на кроликах и до работы с людьми ещё довольно долго. Добавим, компанию Science создал бывший соратник Илона Маска — Макс Ходак (Max Hodak). До 2021 года он возглавлял компанию Маска Neuralink, которая разрабатывает мозговой имплантат. Весной 2021 года он покинул Neuralink и создал свой стартап Science, который к сегодняшнему дню привлёк финансирование в объёме около $160 млн. Имплантат Science Eye назван флагманским продуктом Science. Будет интересно узнать, что ещё есть в её портфеле разработок.

​​Новый метод прайм редактирования Система для редактирования включает каталитически ослабленную нуклеазу Cas9, сшитую с обратной транскриптазой (RT), и особую гидовую РНК — prime editing guide RNA (pegRNA), которая не только направляет нуклеазу к нужному сайту ДНК, но и является матрицей для «переписывания» этого участка. Конструкция, направляемая pegRNA, садится на ДНК и разрезает одну цепь ДНК. Свободный конец pegRNA, содержащий праймерную последовательность, связывается со свободным концом ДНК, а затем обратная транскриптаза достраивает нить в месте разреза, используя pegRNA в качестве матрицы. Новый фрагмент ДНК занимает место исходной последовательности, и затем включаются клеточные механизмы репарации ДНК. Поскольку обычно репарируется разрезанная нить, иногда используют другую CRISPR-конструкцию, которая разрезает вторую, неотредактированную нить, чтобы она «переписывалась» по первой. Системы прайм-редактирования показали высокую точность и эффективность, но размер белковой конструкции, объединяющей два фермента, очень велик, и это создает трудности при доставке кодирующих последовательностей в вирусных векторах. Теперь группа исследователей из США и Германии установила, что для праймированного редактирования необязательно ковалентно сшивать два фермента. Они исследовали на клетках в культуре конструкцию PE2 — никазу Cas9 бактерии Streptococcus pyogenes (nSpCas9), к С-концу которой пришита обратная транскриптаза вируса мышиного лейкоза Молони (MMLV-RT). Сравнивали различные конфигурации, например, прикрепление MMLV-RT к N-концу или ее помещение внутрь кодирующей последовательности Cas9. Оказалось, что не связанные между собой белки nSpCas9 и MMLV-RT функционируют в человеческих клетках так же эффективно, как и другие варианты PE2 — точность редактирования осталась высокой как для замен, так и для инсерций и делеций. В одном векторе можно доставлять кодирующую последовательность nSpCas9, в другом — РНК и обратной транскриптазы. Эту систему, которую авторы назвали Split-PE, можно использовать для быстрого поиска и оценки новых вариантов прайм-редакторов. Это, в частности, позволит расширить набор используемых обратных транскриптаз. Авторы проверили шесть укороченных мутантных форм MMLV-RT и нашли компактный вариант, не менее активный, чем родительский, а также оценили потенциал обратной транскриптазы Marathon-RT из Eubacterium rectale, которую часто используют в экспериментах in vitro. Также исследователи показали, что PE2 можно разделить не между никазой и обратной транскриптазой, а внутри никазы, и снабдить интеинами (участками, необходимыми для белкового сплайсинга). Такую конструкцию тоже можно доставить в клетку в двух аденоассоциированных векторах, и в результате восстановится функциональный белок. Статья Gruenewald et al. Engineered CRISPR prime editors with compact, untethered reverse transcriptases опубликована в журнале Nature Biotechnology.

Нейротехнологии доступные каждому Нейротехнология, метод НейроБОС — это новая технология в образовании, но с многолетней историей использования в клинической практике, основанная на использовании оборудования ЭЭГ (энцефалограмма), которое регистрирует деятельность мозга каждого человека и передает на монитор в удобной интересной форме. С его помощью, выполняя задания и наблюдая за мозгом в режиме реального времени получается быстрее нарабатывать желаемый навык. На что раньше могли уходить месяцы обучения, теперь можно пройти за курс занятий. Метод БОС активно применяют для повышения эффективности сотрудников в ведущих университетах мира (MIT, Cambridge University и др.), компаниях Facebook, Google, Apple, Skolkovo. С его помощью готовят спортсменов олимпийского уровня и даже астронавтов NASA. Часть российских компаний также применяет нейротехнологии для повышения эффективности сотрудников, чтобы: 1. Снижать стресс, избавлять от тревожности и прокачать стрессоустойчивость и самоконтроль. 2. Улучшать внимание, память, ускорить обучение новым навыкам 3. Повысить творческий потенциал, способность находить нестандартные решения в любых ситуациях. *задача со звездочкой. Научившись управлять ритмами своего мозга, человек может легко переключаться в состояние, необходимое для появления инсайтов и креативных идей. Протестировать данный метод на себе и понаблюдать за своим мозгом можно 20, 21, 25 и 26 ноября в центре развития с использованием нейротехнологий «Нейромир» на дне открытых дверей. Участие бесплатное по предварительной записи. Количество мест ограничено. Зарегистрироваться 📆 20, 21, 25, 26 ноября 🕓 По предварительной записи 📍 м. Шаболовская, ул. Хавская, д.11, офис 401

​​Новые биосовместимые имплантаты разрабатывают в России Ученые Тюменского медицинского университета (ТМУ) создают новые биосовместимые титановые металлоконструкции и имплантаты с синтетическим биоактивным кальций-фосфатным минеральным покрытием для лечения пациентов с костной патологией. Об этом сообщили в пресс-службе вуза. Основным показателем качества костной ткани является минеральная плотность, снижение которой проводит к ослаблению и ломкости кости. Дегенеративные изменения костной ткани, как правило, сопряжены с естественным процессом старения организма, но могут быть и следствием серьезных патологий. Одной из наиболее тяжелых и распространенных является остеопороз — системное заболевание, которое поражает все кости скелета, делая их хрупкими, объяснили ученые. Главное клиническое проявление остеопороза — низкоэнергетические “остеопоротические” переломы, например, перелом шейки бедра, лучевой кости в «типичном месте». Они могут возникнуть в результате даже незначительной травмы, например, падения с высоты собственного роста или подъема небольшого груза. “На текущий момент лица пожилого и старческого возраста демонстрируют высокий процент неудовлетворительных результатов оперативного лечения при использовании металлоконструкций, в дальнейшем приводящий к инвалидности и летальному исходу. Одной из причин развития этой проблемы является повышенное разрушение костной ткани вокруг установленной металлоконструкции. Для решения данной проблемы необходимо повысить остеоинтегративные свойства поверхности титановых металлоконструкций и имплантатов”, — рассказал директор, ведущий научный сотрудник Университетского НИИ медицинских биотехнологий и биомедицины ТМУ Александр Марков. На первом этапе исследователи сосредоточились на повышении способности конструкций к остеоинтеграции (срастанию поверхности имплантата с костной тканью). Они разработали титановые металлоконструкции и имплантаты с биоактивным кальций-фосфатным покрытием, приближенным по минеральному составу к костной ткани. У таких образцов кальций-фосфатная основа дополнена биогенными элементами (магний, фтор, бор), которые принимают активное участие в процессах восстановления костной ткани. “В настоящее время в мировой практике для изготовления эндопротезов суставов и дентальных имплантатов применяются синтетические покрытия, в основе которых лежит гидроксиапатит и другие соединения кальция. На рынке металлоконструкций для пациентов травматологического профиля отсутствуют металлоконструкции с биоактивными покрытиями для остеосинтеза, необходимы для лечения пациентов, особенно с переломами на фоне остеопороза. Поэтому наши разработки, позволяют создать качественно новые биосовместимые металлоконструкции, которые могут стать «металлоконструкциями выбора» для лечения пациентов с костной патологией на фоне остеопороза”, — пояснил Марков. На сегодняшний день исследователи ТМУ продолжают поиск способа придания поверхности титановых металлоконструкций не только остеоинтергативных, но и антибактериальных свойств. Для этого ученые применяют пористое покрытие в комбинации с антибактериальным средством. Это повышает остеоинтеграцию и снижает риск развития гнойно-септических осложнений в послеоперационном периоде. В исследовании принимают научные сотрудники Университетского НИИ медицинских биотехнологий и биомедицины Тюменского ГМУ, Института клеточного и внутриклеточного симбиоза УрО РАН города Оренбурга, Тюменского индустриального университета.

​​Напечатана и успешно пересажена биосовместимая искусственная роговица В качестве чернил корейские ученые использовали лишенную клеток соединительную ткань роговицы и стволовые клетки, поэтому трансплантат получился биосовместимым. По прозрачности он не уступает здоровой роговице. Роговица — самый внешний, тонкий слой, покрывающий зрачок и защищающий глаз от воздействия внешней среды. Это решетка из коллагеновых волокон или фибрилл, которая должна быть прозрачной, чтобы пропускать свет, двигаться вместе со зрачком и обладать достаточной эластичностью. При серьезных травмах роговицы врачи рекомендуют трансплантацию. Однако в очереди на пересадку пациент может простоять пять лет и более. Решением могла бы стать искусственная роговица, но современные ее варианты из коллагена или синтетических полимеров либо плохо приживаются, либо не обладают достаточной прозрачностью, пишет EurekAlert. Для того чтобы решить эту проблему, исследователи применили напряжение сдвига, возникающее в процессе 3D-печати, и добились создания роговичной решетки. Также они продемонстрировали, что биочернила на основе внеклеточного матрикса, полученные в результате децеллюляризации, совместимы с биологическими тканями. В ходе трехмерной печати, когда чернила в принтере движутся через сопло и выходят из него, возникает сила трения, создающая напряжение сдвига. Пересаженная искусственная роговица сохранила свои первоначальные качества спустя четыре недели после трансплантации, сообщают корейские ученые. Они надеются, что их технология подарит надежду многим пациентам, ожидающим операции.

​​В России вырос спрос на лекарства, воздействующие на центральную нервную систему В РФ за месяц на 15% вырос покупательский спрос на нейролептики, антидепрессанты и транквилизаторы. Это данные по 11 сентября. Продажи антидепрессантов, нейролептиков и транквилизаторов за последний месяц выросли на 15%, по сравнению с аналогичным периодом прошлого года. Об этом «Известиям» сообщили в аналитической компании DSM Group. Спрос на успокоительные в этом году в целом выше, чем в предыдущие, добавили эксперты. По сравнению с 2021-м россияне стали покупать такие препараты в среднем на 30% чаще. Всего же с начала года граждане запаслись успокоительными почти на 15 млрд рублей. Врачи советуют не увлекаться седативными средствами и принимать их только по назначению. С 15 августа по 11 сентября 2022 граждане купили свыше 2,5 млн упаковок таких препаратов, потратив на это почти 1,5 млрд рублей. Об этом свидетельствуют данные компании DSM Group, подготовленной для «Известий». Повышенный спрос на успокоительные и снотворные препараты, а также на антидепрессанты наблюдается с конца февраля, отметила в беседе с «Известиями» директор СРО «Ассоциация независимых аптек», глава альянса фармацевтических ассоциаций Виктория Преснякова. — Это связано с общим тревожным фоном, вызванным геополитической и экономической ситуацией. Люди приобретают не только безрецептурные, но и рецептурные препараты. Врачи отмечают, что очень много пациентов обращаются к ним с подобными недугами впервые. Сезонность тоже играет большую роль. Традиционно весной и осенью спрос на эти группы препаратов увеличивается, — объяснила она. При этом дефицита успокоительных средств в аптеках нет, добавила эксперт.

​​Разработан метод лечения рака костей с помощью лазера Ученые из Калифорнийского технологического института создали метод лечения рака костей с помощью лазера. Выводы работы описаны в статье, опубликованной в журнале Nature Biomedical Engineering. Основная цель любого антиракового лечения — в удалении всей опухолевой ткани, сохраняя при этом как можно больше здоровых участков вокруг. Однако часто бывает сложно провести черту между больными и нормальными клетками, а хирурги из соображений осторожности удаляют слишком много. Новая разработка позволяет медикам проводить операции до десяти раз точнее, что дает возможность сохранить в тысячу раз больше здоровых тканей. Она позволяет визуализировать процесс благодаря ультрафиолетовой фотоакустической микроскопии с 3D-сканированием в реальном времени (UV-PAM). Технология занимает всего несколько минут, за это время врач может отличить здоровую кость от раковой. В итоге хирургам предоставляется изображение отсканированной кости, которое выглядит так же, как созданные с помощью традиционной биопсии. В сентябре специалисты из США совместно с коллегами из Канады представили новый перспективный метод лечения онкологических заболеваний, основанный на фотодинамической терапии.

​​На фармацевтический рынок вышел новый препарат Skysona (Скайсона) от компании Bluebird (США) стоимостью около трёх миллионов долларов. Он предназначен для лечения центральной адренолейкодистрофии у детей — редкого генетического заболевания, для которого характерна потеря способности расщеплять длинные цепи жирных кислот, что приводит к ряду неврологических патологий и ранней смерти возрасте пяти-десяти лет. Ссылка на статью

​​Важное отличие сна от бодрствования ведёт к пониманию сознательного внимания Новое открытие специалистов из Тель-Авивского университета может дать ключ к научной загадке: как бодрствующий мозг преобразует поступающую извне информацию в сознательный опыт? Новаторское исследование основывалось на данных, собранных с электродов, имплантированных глубоко в мозг человека. По понятным причинам электроды не могут быть имплантированы в мозг живых людей только ради научных исследований, но в данном случае такая процедура проводилась с целью исследования мозга пациентов с эпилепсией для диагностики и лечения этого заболевания. Заодно пациенты согласились помочь изучить то, как мозг реагирует на звуки при бодрствовании и во сне. Исследователи разместили динамики, издававшие различные звуки, у постели пациента и сравнили нейронную активность и электрические волны в разных областях мозга во время бодрствования и на разных стадиях сна, с разрешением вплоть до уровня отдельных нейронов. Информация собиралась в течение 8 лет. Учёные удивились, обнаружив, что реакция мозга на звук остаётся сильной во время сна по всем параметрам, кроме одного: уровня альфа-бета-волн, связанных с вниманием к звуковому сигналу и его последующей обработкой. Мощность этих волн, обычно подавляемая при бодрствовании, не снижалась в ответ на звуки — щелчки, слова, музыку. Это означает, что во время сна мозг анализирует поступающий звук, но не может сфокусироваться на нем. Доктор Ханна Хаят (Hanna Hayat), одна из авторов исследования, говорит: «После того как звуки поступают в ухо, сигналы передаются от одной области к другой внутри мозга. До недавнего времени считалось, что во время сна эти сигналы быстро затухают, достигнув коры головного мозга. Однако реакция мозга во время сна оказалась сильной и богатой, распространяясь на многие области коры». Исследователи объясняют, что альфа-бета-волны (10—30 Гц) связаны с процессами внимания и ожидания: когда в ухо поступает определённый звук, мозг определяет, является ли звук новым или знакомым и заслуживает ли внимания. Такого рода активность мозга проявляется в подавлении альфа-бета-волн, и действительно, предыдущие исследования показали высокий уровень этих волн в состояниях покоя и наркоза. Поэтому низкий уровень альфа-бета-волн в ответ на звук может свидетельствовать о том, что человек, считающийся бессознательным, на самом деле может воспринимать и понимать слова, которые звучат вокруг него. Профессор Юваль Нир (Yuval Nir), ведущий автор исследования, резюмирует: «Наши открытия имеют далеко идущие последствия, выходящие за рамки этого конкретного эксперимента. Они дают важный ключ к древней загадке: в чём секрет сознания? Что позволяет нам осознавать, что происходит вокруг нас, когда мы бодрствуем, и что исчезает, когда мы спим?» Иллюстрация: a) слева — глубинные электроды (6—12 штук на человека), имплантируемые пациентам с эпилепсией для клинического мониторинга, каждый состоит из восьми полуторамиллиметровых контактов, расположенных вдоль стержня, и восьми сорокананометровых проводов, выходящих из дистального конца стержня. Справа — два репрезентативных предимплантационных магнитно-резонансных изображения, совмещённых с постимплантационной компьютерной томографией тех же людей (использовались для локализации сигналов, получаемых с имплантов). b) Топографическое отображение (плоская карта) всех участков коры головного мозга, где была зарегистрирована нейронная активность (каждый кружок обозначает один макроэлектрод или пучок микропроводов), а также вероятность наблюдения слуховой реакции в состоянии бодрствования (количество ответов / количество воспроизведённых стимулов, цветная полоса справа). LH — левое полушарие, RH — правое полушарие.

​​Биоинженеры научились печатать на 3D-принтере идеальную говядину Компания Steakholder Foods, которая выросла из израильского стартапа MeaTech 3D, анонсировала публичную дегустацию синтетической говядины вагю на конец текущего года. Сообщается, что им удалось изготовить аналог сорта «омакасэ», который превосходит оригинал по всем параметрам. Но главное – такое синтетическое мясо является мясом на самом деле, а его свойства можно варьировать под любые запросы.В основе технологии лежит создание «биочернил» – полужидкого материала, которым можно заправить 3D-принтер, чтобы напечатать нужную конструкцию. Биочернила состоят из фрагментов мышц и жировых клеток, выращенных из стволовых клеток животного. То есть это полноценная говядина, изначально разделенная на компоненты для удобства использования при трехмерной печати. В Steakholder Foods говорят, что могут не только воспроизвести характерный мраморный узор вагю, но и сделать мясо еще лучше. Например, добиться идеального распределения мяса и жира в каждом кусочке. Или, напротив, повысить питательную ценность мяса, сделать его более красивым, адаптировать внешний вид для создания нового блюда. Вместо того чтобы искать в туше коровы подходящий кусок, повар будущего будет задавать программу для 3D-принтера и сразу получать искомое. Минусом технологии является отсутствие сведений о себестоимости такого синтетического мяса, данные закрыты. Известно лишь, что Steakholder Foods планирует продавать его по цене не ниже, чем настоящая говядина вагю, а потому об эффективной конкуренции говорить не приходится. С другой стороны, выращивание полноценного мяса в лаборатории может стать альтернативой животноводству в условиях меняющегося климата.

​​Ученые МГУ научились контролировать активность генов с помощью вирусного фермента Ученые предложили новую молекулярную систему для управления активностью генов. В ее основе лежит искусственно сконструированный комплекс на базе вирусного фермента, способный присоединяться к определенной последовательности гена-мишени и тем самым его активировать. Разработка поможет усовершенствовать метод генной терапии, который перспективен для лечения многих наследственных заболеваний, таких как гемофилия и иммунодефициты, а также будет полезной для проведения фундаментальных исследований и биотехнологического производства рекомбинантных белков. Во всех живых клетках гены работают с разной интенсивностью: одни очень активны и обеспечивают продукцию большого количества нужного организму белка, а другие могут долгое время «молчать». Своевременное и точное включение нужных генов и поддержание их активности позволяет организму правильно развиваться и функционировать. При этом, управляя их активностью, можно изучать механизмы развития генетических заболеваний. Кроме того, контроль за работой генов позволит увеличить точность систем редактирования генома и эффективность ряда генотерапевтических препаратов. Однако существующие на сегодняшний день системы направленной активации нужных генов несовершенны: их трудно доставлять в клетки из-за большого размера, а также они не всегда специфичны, то есть активируют помимо гена-мишени еще несколько других. Ученые из МГУ предложили новую компактную молекулярную систему, способную работать как искусственный белок-транскрипционный фактор и активировать только нужные гены. За основу ученые взяли вирусный фермент Cre-рекомбиназу, которая в норме разрезает молекулу ДНК строго в определенном месте, таким образом участвуя в процессе размножения вируса. При этом фермент находит место, в которое нужно внести разрыв, по последовательности букв-нуклеотидов в ДНК. Обнаружив этот «пароль», рекомбиназа связывается с молекулой ДНК. В данной работе авторы использовали неактивную Cre-рекомбиназу, которая была неспособна разрезать ДНК, но при этом точно находила нужный для ее посадки сайт и связывалась с ним. К рекомбиназе биологи присоединили фрагмент транскрипционного фактора, задача которого состояла в активации генов. В результате рекомбиназа доставляла активатор строго в нужные участки ДНК, а именно на искусственные промоторы — посадочные места для регуляторных белков. Специфичность рекомбиназы обеспечила высокую точность и всей предложенной системы. Ученые проверили предложенный метод на опухолевых клетках почечного эпителия человека, активировав с его помощью искусственно внесенный ген зеленого флуоресцентного белка, а также несколько других генов, в том числе кодирующий фактор роста, а также систему редактирования генома CRISPR/Cas9. Последний ген был выбран для того, чтобы проверить, можно ли использовать предложенную систему в генной терапии как способ повышения эффективности и специфичности CRISPR/Cas9. Через двое суток светимость опухолевых клеток увеличилась до двадцати раз, и это доказало, что ген флуоресцентного белка успешно активировался. Кроме того, авторы подтвердили, что количество РНК, считанной с остальных исследованных последовательностей, возросло до 800 раз. Это подтвердило, что данная разработка может использоваться для активации самых разных генов при решении задач генной терапии, регенеративной медицины, биотехнологического производства и фундаментальных исследований.

​​Генная терапия впервые помогла исправить врожденный дальтонизм Монохромазия — полное отсутствие цветовосприятия, абсолютно нормальное для некоторых видов животных, например китообразных и некоторых ластоногих. У человека это паталогическое состояние, которое называется ахроматопсией, цветовой слепотой либо полным дальтонизмом. Оно вызвано мутацией одного или нескольких генов, кодирующих белки колбочек — один из двух типов фоторецепторов сетчатки. Поскольку колбочки отвечают за цветовое зрение, люди с ахроматопсией воспринимают цвет любой волны как серый и различают только его яркость. Кроме того, у них плохое зрение, они страдают от светобоязни и нистагма — непроизвольных колебательных движений глазных яблок. При ахроматопсии колбочки не посылают сигналы в мозг, однако могут присутствовать на сетчатке. Ученые из Университетского колледжа Лондона (Великобритания) нашли способ активировать эти спящие клетки, чтобы частично восстановить цветовое восприятие пациентам с полным дальтонизмом. Предварительные результаты исследования опубликованы в журнале Brain (Farahbakhsh et al., A demonstration of cone function plasticity after gene therapy in achromatopsia). Для эксперимента выбрали четырех подростков с ахроматопсией в возрасте от 10 до 15 лет. Детский мозг отличается большей нейропластичностью, чем взрослый, поскольку в раннем возрасте нейронные связи развиваются более активно. Генная терапия включала введение аденоассоциированных вирусных векторов, экспрессирующих гены CNGA3 или CNGB3, связанные с цветовой слепотой. Именно в этих генах у четырех пациентов выявили мутации. Лечение проводили только на одном глазу, чтобы ученые могли в полной мере оценить результат. Исследователи использовали функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ) для отделения новых сигналов мозга, появившихся после лечения, от уже существовавших сигналов. Это позволило точно зафиксировать все изменения в зрительной функции. В экспериментах задействовали пары источников света для выборочной стимуляции колбочек или палочек. Результаты сравнивали с тестами, в которых приняли участие пациенты с ахроматопсией и здоровые добровольцы. Спустя 6-14 месяцев после лечения у двух из четырех детей зафиксировали сигналы, которые колбочки пролеченного глаза посылали в мозг. Показатели фМРТ у них теперь напоминали показатели участников исследования с нормальным зрением. Испытуемые также прошли психофизический тест, который оценивал их способность различать уровни контраста. У тех же двух детей наблюдалось заметное улучшение зрения. Пока исследователи не могут подтвердить, что лечение двух других участников было неэффективным — возможно, результат проявится позже. Кроме того, исследование продемонстрировало беспрецедентную пластичность нейронов детского мозга: это дает надежду на то, что генная терапия может активировать зрительные функции и нейронные пути, бездействовавшие годами.

​​💊 93 года назад 13 сентября 1929 г. Александр Флеминг впервые явил публике свое открытие — пенициллин История пенициллина началась еще в 19 веке. В 1896 году итальянский врач Б.Гозио вывел первый в мире антибиотик, скорее всего, пенициллин, однако он не получил практического применения и был забыт. В 1913 году американские ученые У.Альсберг и О.Блек получили из гриба рода Penicillium пенициллиновую кислоту, обладающую противомикробными свойствами. Но война прервала их исследования. В 1928 году английский ученый бактериолог Александр Флеминг провел обычный опыт исследования защиты организма человека от инфекционных заболеваний. В результате совершенно случайно он вывел, что обычная плесень синтезирует вещество, уничтожающее возбудители инфекции, и обнаружил молекулу, которую назвал пенициллином. 13 сентября 1929 года на заседании Медицинского исследовательского клуба при Лондонском университете Александр Флеминг впервые явил публике свое открытие – пенициллин. Доклад Флеминга «Культура пенициллина» особого интереса у слушателей не вызвал. Даже после опубликования статья не вызвала у медиков никакого энтузиазма. А все потому, что пенициллин оказался очень нестойким веществом. Он разрушался уже при кратковременном хранении. В 1930-х годах ученые пытались улучшить эффективность пенициллина, но только в 1938 году ученые Оксфордского университета Говард Флори и Эрнст Чейн выделили чистую форму пенициллина. Из-за больших потребностей в лекарственных средствах в период Второй мировой войны уже в 1943 году началось производство этого антибиотика в больших масштабах. А в 1945 году Флеминг, Флори и Чейн получили Нобелевскую премию за свое открытие. В Советском Союзе выпуск пенициллина был налажен в промышленных масштабах также во время Второй мировой войны. В 1944 году его первые порции поступили в госпитали и на фронт. Пенициллин стал незаменимым лекарством и спас жизни многим людям.

​​Российский препарат от болезни Паркинсона прошел первую фазу клинических испытаний Сотрудники Новосибирского института органической химии им. Н. Н. Ворожцова (НИОХ) СО РАН разработали новый препарат от болезни Паркинсона "Проттермин". Лекарство прошло доклиническую и первую фазу клинических испытаний, рассказал во вторник заведующий лабораторией физиологически активных веществ НИОХ СО РАН Нариман Салахутдинов. "Нами создан препарат, называется "Проттермин". Он демонстрирует высокую противопаркинсоническую активность. Закончена доклиника, закончена первая фаза клиники", - сказал Салахутдинов. Он добавил, что исследования провели за счет новосибирского бизнесмена, страдающего болезнью Паркинсона. По словам Салахутдинова, единственное на сегодняшний день лекарство от болезни Паркинсона - "Леводопа" имеет недостатки и противопоказания, главный из которых заключается в том, что через три-четыре года эффективность препарата снижается, и он прекращает работать. Он добавил, что в рамках проекта "Медицинская химия в создании лекарств нового поколения для лечения социально значимых заболеваний" специалисты обнаружили производное соединение Проттермина, которое в 20 раз превосходит Проттермин по активности в тестах на устранение симптомов болезни Паркинсона и в сто раз активнее в способности восстанавливать поврежденные нейроны.

​​Бактериальный «Троянский конь» дал бой глиобластоме В отличие от многих лекарственных препаратов, бактерии легко преодолевают гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) и забираются в мозг. Обычно это заканчивается инвалидностью или смертью, но в Университете Сучжоу нашли в этом положительный момент, разработав метод доставки лекарств на основе бактерий для фототермической иммунотерапии глиобластомы. Бактерий под завязку нагрузили полимером глюкозы и светочувствительными кремниевыми наночастицами ICG. При облучении лазером с длиной волны 808 нм фототермические эффекты, создаваемые ICG, разрушают как опухолевые клетки, так и самих бактерий. Кроме того, остатки бактерий и ассоциированные с опухолью антигены способствуют противоопухолевым иммунным ответам, которые продлили жизнь лабораторных мышей с глиобластомой. Подробности в данной статье

​​Благодаря более эффективному фотосинтезу урожайность новой трансгенной сои выросла на 25 % Генетически модифицированная соя, способная более эффективно поглощать свет, дала на 25 % больше урожая, что может стать значительным вкладом в решение проблемы нехватки продовольствия в мире. Подробности в статье.

​​НЕТИПИЧНЫЕ Т-КЛЕТКИ, ЛИМФОУЗЛЫ И ИММУННЫЙ ОТВЕТ Лимфатические сосуды — это иммунологические магистрали, соединяющие лимфатические узлы с периферическими тканями. Ataide с коллегами в новом выпуске Cell Immunity с помощью группы методов: трансплантации лимфатических узлов, single-cell РНК-секвенирования, спектральной проточной цитометрии и трансгенных мышей показали, что тканевые, нетипичные Т-клетки (НТК, т.е клетки с нетипичным иммунофенотипом) могут также мигрировать по лимфатическим сосудам в локальные, дренирующие лимфоузлы. При этом НТК имеют уникальное адаптированное состояние дифференцировки и репертуар Т-клеточных рецепторов. Но, самое важное, что функциональные единицы, формирующиеся из этих НТК, имеют различные особенности адаптивного и врожденного иммунного ответа в зависимости от лимфатических узлов, дренирующих ткани. Получается, что лимфатическая миграция НТК определяет специфический иммунитет, связанный с разными лимфатическими узлами, что может быть новой мишенью для иммуннотерапии или отличным подходом к стратегиям вакцинации. Например, многие вакцины вводятся подкожно, поэтому антигенную нагрузку получают лимфоузлы, дренирующую кожу. Но, возможно другие лифмоузлы, которые не получают при подобной вакцинации антигены, могли бы обеспечить более эффективный иммунный ответ? Тот же самый вопрос можно задать и в отношении противоопухолевой иммунотерапии. И можно ли как-то влиять на состояние лимфоузлов? Подробно с работой можно ознакомиться здесь.