НАУКА и ОБЩЕСТВО 2025". НАУКА. 3
90 • Правительство утвердило распоряжение о создании центра развития мРНК-технологий
• Ученые объяснили разнообразие клинических проявлений ламинопатии при новом варианте в гене LMNA
• Жировые клетки поставляют «топливо» для злокачественных опухолей
• Метод smol-seq использует ДНК-аптамеры для количественной метаболомики
• Как раковые клетки обманывают иммунную систему
• Генетики МГНЦ описали связь различных вариантов гена OFD1 и их клинических проявлений
• Анализ внеклеточной ДНК предсказывает риск развития преэклампсии
Правительство утвердило распоряжение о создании центра развития мРНК-технологий
В России создан научно-технологический центр развития мРНК-технологий, на основе которых будут создаваться инновационные лекарства, в том числе для лечения онкологических заболеваний. Распоряжение об этом подписал Председатель Правительства Михаил Мишустин.
Центр будет функционировать в форме объединения (консорциума), без образования юридического лица. В его состав войдут 17 научных организаций. Среди них – Национальный медицинский исследовательский центр радиологии, Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н.Блохина, Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М.Сеченова, Федеральный научный центр исследований и разработки иммунобиологических препаратов им. М.П.Чумакова, Томский национальный исследовательский медицинский центр, Федеральный исследовательский центр фундаментальной и трансляционной медицины, Федеральный центр мозга и нейротехнологий.
Головной научной организацией нового центра станет Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф.Гамалеи.
Центр будет обеспечивать комплексное развитие направления по разработке и производству инновационных препаратов на основе мРНК-технологий для лечения и профилактики различных, в том числе тяжёлых, заболеваний.
Обеспечить развитие технологий разработки лекарственных препаратов на основе матричных рибонуклеиновых кислот, включая лекарственные препараты для лечения онкологических заболеваний, предусмотрев при необходимости финансовое обеспечение исследований в этой области, Правительству поручил Президент по итогам участия в пленарном заседании Форума будущих технологий и встречи с учёными, состоявшихся 14 февраля 2024 года.
http://government.ru/docs/54127/
Мы очень рады данной новости, так как не далее чем 15 июля 2024 года АМКСБ провела ежегодную встречу участников в Санкт-Петербурге на тему тема: “мРНК вакцины для профилактики и лечения людей и животных".
https://amcsb.ru/single_news_postreliznauchnojgostinojamksbvsanktpeterburge
Ученые объяснили разнообразие клинических проявлений ламинопатии при новом варианте в гене LMNA
Российские ученые обнаружили, что разные клинические проявления ламинопатии при одной и той же мутации могут быть связаны с различными изоформами РНК.
Ламинопатии — это обширная группа заболеваний, вызванных патогенными вариантами в гене LMNA. Сейчас описано около тысячи таких вариантов.
Ученые предположили, что разные клинические проявления у пациентов с одним и тем же патогенным вариантом могут быть связаны с различными изоформами РНК. К их появлению привел вариант в сайте сплайсинга c.1488+2T>C. Чтобы выявить причину разнообразия клинических проявлений, специалисты МГНЦ применили широкий спектр методов, в том числе анализ мРНК и систему мини-генов.
Эксперименты показали, что патогенный вариант приводит к синтезу различных альтернативных вариантов белка. Такие же исследования провели и для описанных ранее в литературе вариантов в других семьях, затрагивающих тот же сайт сплайсинга. Таким образом, ученые предположили, что альтернативные транскрипты являются причиной разнообразия клинических проявлений со стороны различных органов и систем, а доля альтернативных транскриптов влияет на тяжесть заболевания.
«Продукт гена LMNA — белок ядерной мембраны ламин. С этим геном связан целый ряд фенотипов от прогерии Хатчинсона — Гилфорда и мандибулоакральной дисплазии до различных мышечных патологий. Проявление того или иного фенотипа ранее связывали с расположением патогенного варианта в той или иной области гена и нарушениями в различных доменах белка. Однако эффект вариантов, затрагивающих сайты сплайсинга, не всегда возможно прогнозировать заранее, что и показало наше исследование. Еще несколько лет назад в практической работе мы не задумывались о том, что один и тот же вариант нуклеотидной последовательности, нарушающий сайт сплайсинга, может приводить к разнообразным клиническим эффектам за счет многообразия РНК-продуктов, и это является одним из механизмов проявления аллельной гетерогенности наследственных болезней», — рассказала заведующая лабораторией молекулярно-генетической диагностики № 1, ведущий научный сотрудник лаборатории ДНК-диагностики МГНЦ, доцент Ольга Щагина.
Жировые клетки поставляют «топливо» для злокачественных опухолей
Опухолевые клетки постоянно размножаются, как следствие, они нуждаются в большом количестве энергии. Недавнее исследование показало, каким образом злокачественные опухоли получают «топливо» из жировой ткани, и как можно повлиять на этот процесс, чтобы заставить раковые клетки «голодать».
Новые знания о механизмах возникновения и прогрессирования рака крайне важны — ведь они помогают повысить эффективность лечения. Недавно ученые из Института медицинских открытий Сэнфорда Бернхэма (Калифорния, США) сделали очередной шаг в этом направлении.
Классические методы лечения рака предполагают воздействие непосредственно на опухолевые клетки. В настоящее время ученые активно исследуют, каким образом злокачественные опухоли используют себе во благо другие системы организма, и как можно повлиять на эти процессы.
Ожирение является фактором риска многих онкологических заболеваний. Например, оно играет огромную роль в развитии рака предстательной железы. Кроме того, при раке простаты ожирение является одним из прогностических факторов. Известно, что у мужчин с избыточной массой тела прогноз хуже. Но механизмы этой взаимосвязи пока неизвестны. До настоящего момента ученые пытались разобраться в вопросе с помощью экспериментов на мышах, в рационе которых присутствовало большое количество жира.
Но такой подход не идеален. Необходимо исследовать молекулярные сигналы, которыми адипоциты обмениваются с опухолевыми клетками.
Ученые обнаружили, что белок р62 играет важную роль в обмене молекулярными сигналами между жировой и опухолевой тканью. Его отсутствие приводит к ингибированию белка mTORC1, тем самым способствуя росту и метастазированию опухоли. Когда mTORC1 инактивирован, некоторые метаболические процессы в адипоцитах подавляются, в итоге опухолевые клетки получают возможность использовать больше жирных кислот и других веществ для обеспечения себя энергией.
Далее в экспериментах было показано, что отсутствие р62 способствует продуцированию Cpt1a и остеопонтина, которые также способствуют размножению и метастазированию раковых клеток.
По сути ученые открыли новую молекулярно-генетическую мишень для терапевтического воздействия. Возможно, это приведет к возникновению новых методов лечения. Но появились и некоторые поводы для опасений. В настоящее время ингибиторы mTORC1 применяются для лечения некоторых видов рака. Теперь, как оказывается, подавление этого белка может способствовать росту злокачественных опухолей. В этом вопросе еще предстоит разобраться.
Метод smol-seq использует ДНК-аптамеры для количественной метаболомики
Основная трудность метаболомики связана с огромным разнообразием молекул, которые приходится анализировать. Чтобы повысить точность и скорость количественного определения метаболитов, канадские ученые разработали метод smol-seq — в нем метаболиты детектируются олигонуклеотидными сенсорами, которые при связывании с мишенью высвобождают ДНК-баркод. Благодаря этому количественный анализ метаболитов «превращается» в секвенирование ДНК. Авторы показали, что подход обладает высокой специфичностью и может быть мультиплексирован.
Метаболиты служат важными индикаторами состояния здоровья или работы клеток, а изменения в их уровнях могут свидетельствовать о развитии заболеваний, таких как диабет и фенилкетонурия. Однако биохимическое разнообразие метаболитов огромно, поэтому их точное и быстрое количественное определение в различных образцах, таких как ткани, плазма или отдельные клетки, — сложная задача.
Ученые из Университета Торонто (Канада) разработали метод определения метаболитов с помощью ДНК-аптамеров — технологию назвали smol-seq, что можно расшифровать как «секвенирование малых молекул». В ее основе лежит способность аптамеров специфично и с высоким сродством связывать мишени. Уже сейчас известно множество аптамеров со специфичностью к разнообразным мишеням — метаболитам, флуоресцентным красителям, лекарственным средствам, токсинам.
Принцип метода smol-seq основан на использовании особого класса аптамеров, изменяющих свою конформацию при связывании с лигандом (structure-switching aptamers, SSA). Эти изменения позволяют регистрировать связывание лиганда, чаще всего через флуоресценцию или изменение проводимости.
Ученые адаптировали базовый дизайн SSA, включающий два олигонуклеотида: длинный олигонуклеотид для связывания с лигандом (LBO) и короткий высвобождаемый олигонуклеотид (SRO). При связывании лиганда с LBO происходит конформационное изменение, которое выталкивает SRO, — именно по нему можно зафиксировать взаимодействие. Каждый SSA предназначен для своей мишени и имеет уникальный ДНК-баркод — например, SSA, связывающий глюкозу, высвобождает SRO с уникальным баркодом для глюкозы. Это позволяет детектировать мишень по результатам секвенирования баркода.
Принцип работы smol-seq: закрепленный на подложке SSA связывает мишень, благодаря чему из него высвобождается фрагмент с баркодом, который можно секвенировать.
Таким образом, smol-seq представляет собой метод, который позволяет с помощью секвенирования ДНК количественно определять метаболиты. Система баркодов в smol-seq легко интегрируется с другими методами, такими как секвенирование РНК, поэтому подход не только упрощает исследование метаболомики, но и расширяет возможности мультиомиксного анализа.
https://pcr.news/novosti/metod-smol-seq-ispolzuet-dnk-aptamery-dlya-kolichestvennoy-metabolomiki/
Как раковые клетки обманывают иммунную систему
Иммунная система играет ключевую роль в обнаружении и уничтожении раковых клеток. Иммунотерапия рака работает путем программирования иммунных клеток на распознавание и уничтожение раковых клеток. Однако многие раковые опухоли могут избегать иммунного надзора с помощью различных механизмов, что приводит к устойчивости к лечению. Это подчеркивает необходимость более глубокого понимания молекулярных процессов, обеспечивающих уклонение раковых клеток от иммунного ответа.
Микроокружение опухоли (TME) — пространство, окружающее опухоль, — играет важнейшую роль во взаимодействии между раковыми и иммунными клетками. Раковые клетки могут изменять форму TME в своих интересах, ослабляя опухоль-инфильтрирующие лимфоциты (TILs), иммунные клетки, которые атакуют опухоль. Митохондрии, также известные как «электростанция клетки», представляют собой небольшие органеллы, вырабатывающие энергию для различных клеточных процессов. Они играют важную роль в метаболическом перепрограммировании раковых клеток и TILs. Однако точные механизмы, лежащие в основе митохондриальной дисфункции и ее влияния на ТМЕ, изучены недостаточно.
Чтобы устранить этот пробел в знаниях, группа исследователей под руководством профессора Йосуке Тогаши из Университета Окаямы (Япония) открыла новые сведения о дисфункции митохондрий в процессе иммунного уклонения от рака. Команда определила перенос митохондрий как ключевой механизм уклонения от иммунитета. Это исследование было опубликовано в журнале Nature.
Профессор Тогаши объясняет: «Мы обнаружили митохондриальный перенос как один из ключевых механизмов иммунного уклонения. Наше исследование добавляет понимание того, как опухоли противостоят иммунным реакциям, что потенциально может привести к разработке более комплексных и специализированных подходов к лечению различных видов рака».
Митохондрии несут собственную ДНК (мтДНК), которая кодирует белки, имеющие решающее значение для производства и передачи энергии. Однако мтДНК подвержена повреждениям, а мутации в мтДНК могут способствовать росту и метастазированию опухолей. В этом исследовании ученые проанализировали TILs пациентов с раком и обнаружили, что они содержат те же мутации мтДНК, что и раковые клетки. Дальнейший анализ показал, что такие мутации связаны с аномальными структурами митохондрий и их дисфункцией в TILs.
Идентифицировав митохондриальный перенос как новый механизм уклонения от иммунитета, это исследование открыло новые возможности для улучшения лечения рака. Блокирование митохондриального переноса может усилить ответ на иммунотерапию, особенно у пациентов с резистентными к лечению раковыми опухолями.
https://scientificrussia.ru/articles/kak-rakovye-kletki-obmanyvaut-immunnuu-sistemu
Генетики МГНЦ описали связь различных вариантов гена OFD1 и их клинических проявлений
Российские ученые из Медико-генетического научного центра имени академика Н.П. Бочкова описали трех пациентов с вариантами в гене OFD1 и разными клиническими проявлениями. Исследование опубликовано в журнале Genes, сообщается на агрегаторе научной информации InScience.Pro.
Ген OFD1 расположен на коротком плече Х-хромосомы Х p22.2, он состоит из 23 экзонов и 22 интронов и кодирует белок, необходимый в том числе для формирования первичных ресничек. На сегодняшний день связь его патогенных вариантов и клинических проявлений остается недостаточно изученной, поэтому каждое новое описание вносит значительный вклад в понимание гено-фенотипических характеристик.
Варианты гена OFD1 связаны с различными заболеваниями: синдромом Жубера, первичной цилиарной дискинезией (ПЦД) и пигментным ретинитом. Гетерозиготные варианты приводят к оро-фациально-дигитальному синдрому 1-го типа (OFD-тип 1). Также варианты нуклеотидной последовательности в OFD1 становятся причиной синдрома Симпсона-Голаби-Бемеля 2 типа, чрезвычайно редкого Х-сцепленного рецессивного заболевания, которое может проявляется черепно-лицевыми аномалиями, дефектами скелета, пороками развития головного мозга. Такой широкий спектр синдромов делает дифференциальную диагностику особенно сложной.
Специалистам Медико-генетического научного центра имени академика Н.П. Бочкова удалось установить причину болезни и описать сразу трех пациентов в возрасте 6, 16 и 14 лет с патогенными вариантами, причем все три пациента имели различную клиническую картину. Пациентам назначалось экзомное секвенирование, полученные результаты подтверждались секвенированием по Сенгеру гена OFD1.
Ранее установлено, что локализация генетических вариантов определяет клинические проявления разных заболеваний. Исследование ученых Медико-генетического научного центра имени академика Н.П. Бочкова показало, что варианты, расположенные именно в последних экзонах гена OFD1, могут приводить к первичной цилиарной дискинезии. Эти варианты вошли в Российский регистр пациентов с ПЦД.
Работа позволила расширить представления о спектре заболеваний, связанных с геном OFD1, что способствует повышению эффективности диагностики ПЦД по всему миру.
Исследование проведено коллективом Научно-клинического отдела муковисцидоза МГНЦ, лабораториями нейрогенетики редактирования генома МГНЦ, Консультативным отделением МГНЦ, центром коллективного пользования «Геном».
Анализ внеклеточной ДНК предсказывает риск развития преэклампсии
Новые исследования показывают, что циркулирующая внеклеточная ДНК (вкДНК), обнаруженная в образцах крови, собранных во время беременности, может быть использована для прогнозирования риска преэклампсии, особенно риска тяжелой преэклампсии, связанной с преждевременными родами.
"Наше исследование демонстрирует возможность использования существующих клинических пренатальных скрининговых тестов cfDNA, проводимых на ранних сроках беременности, для прогнозирования риска развития преэклампсии (ПЭ) на много месяцев вперед", - говорит Гэвин Ха, исследователь, работающий в Онкологическом центре Фреда Хатчинсона, Институте точной медицины Бротмана Бати и Вашингтонском университете" - сказано в электронном письме.
Команда проанализировала недавно сгенерированные пренатальные последовательности вкДНК с помощью вычислительной системы, известной как "ранняя оценка риска преэклампсии при жидкостной биопсии" (PEARL), чтобы предсказать риск преэклампсии на основе анализа тканеспецифичных последовательностей и доли последовательностей вкДНК, происходящих из ДНК плода, на основе профилей нуклеосом, областей с обедненными нуклеосомами, и охват последовательности.
"Мы разработали новые вычислительные методы, которые позволили нам узнать несколько важных фактов", - сказал Ха. "Мы точно предсказали долю плода, независимо от пола плода, и наблюдали увеличение количества эндотелиальной вкДНК, поступающей в кровоток у тех, у кого в конечном итоге развилась преэклампсия. Обе эти особенности были важны для разработки классификатора, позволяющего точно прогнозировать риск преэклампсии".
Например, в 831 пренатальном образце вкДНК, собранном на сроке беременности в среднем 12,2 недели, исследователи смогли предсказать риск преэклампсии с точностью 85% при чувствительности 81% и специфичности 80%.
В настоящее время члены команды разрабатывают более масштабные исследования, направленные на совершенствование своей стратегии прогнозирования риска преэклампсии на основе вкДНК. Хотя нынешний подход, по-видимому, особенно эффективен для выявления тяжелых и ранних форм преэклампсии, например, Хa подчеркнул важность выявления риска развития преэклампсии на более поздних сроках беременности.
https://www.genomeweb.com/sequencing/cell-free-dna-analysis-predicts-preeclampsia-risk