Обзор: "НАУКА и ОБЩЕСТВО". НАУКА. 8
59 Профилирование биомаркеров как многообещающий подход к ранней диагностике униполярной депрессии; новая философия лечения рака; семь методов генной терапии одобренных FDA и другие события мира науки в новом выпуске обзора.
Метаболомные биомаркерные признаки биполярной и униполярной депрессии
Биполярное расстройство затрагивает примерно 1% населения (около 80 миллионов человек во всем мире), но, как отмечают авторы, почти у 40% пациентов это состояние ошибочно диагностируется как депрессивное расстройство. Самый эффективный способ получить точный диагноз биполярного расстройства – это полное психиатрическое обследование. Однако пациентам часто приходится долго ждать получения этих оценок, на них требуется время.
Профилирование биомаркеров представляет собой многообещающий подход, позволяющий дать раннюю и более объективную дифференциальную диагностику расстройств настроения. Для своей работы авторы привлекли более 3000 участников, каждый из которых прошел онлайн-оценку психического здоровья, состоящую из более чем 600 вопросов. Из участников, завершивших онлайн-оценку, около 1000 были отобраны для отправки образца высушенной крови из пальца, которую исследователи проанализировали на наличие более 600 различных метаболитов с помощью масс-спектрометрии.
Анализ данных позволил обнаружить биомаркеры биполярного расстройства даже после учета мешающих факторов, таких как прием лекарств. Исследователи обнаружили, что сочетание информации, сообщаемой пациентами, и теста на биомаркеры значительно улучшило диагностические результаты для людей с биполярным расстройством, особенно для тех, у кого диагноз не был очевиден.
https://jamanetwork.com/journals/jamapsychiatry/fullarticle/2811312
Новая философия лечения рака. Академик А.Г. Румянцев об иммунотерапии в онкологии
Иммунотерапия – важнейшая часть комбинированного лечения и новая философия лечения острого лимфобластного лейкоза у детей и подростков, считает президент ФГБУ НМИЦ детской гематологии, онкологии и иммунологии им. Дмитрия Рогачева Минздрава России академик Александр Григорьевич Румянцев. Об этом он рассказал на заседании Научного совета РАН «Науки о жизни» в пресс-центре МИА «Россия сегодня».
«Выживаемость при онкологических заболеваниях достигла 70% у детей и взрослых, а 30% – наука и инновации <…> Современный подход к терапии –комбинирование иммунотерапии и таргетной терапии», – сказал академик А.Г. Румянцев.
В своем выступлении он подчеркнул, что комбинация химии и иммунотерапии дает прекрасный результат. Химия, как лучевая терапия и ядерная медицина, работает на этапе делящихся клеток в тот момент, когда воздействие на них возможно. А иммунные препараты поражают опухолевые клетки не в момент их деления и обладают другим рецепторным механизмом действия, что повышает эффективность лечения.
«В НМИЦ детской гематологии, онкологии и иммунологии им. Дмитрия Рогачева достигнуты удивительные результаты с точки зрения использования гаплоидентичной трансплантации. Методика не требует наличия банка доноров, что само по себе является очень дорогим удовольствием. Мы используем родственников и In vitro, обрабатываем донорский материал, убирая клетки, вызывающие реакции трансплантации против хозяина, и получаем блестящий результат. Гаплоидентичная трансплантация (при которой используется не полностью совместимый родственный донор) показывает себя эффективнее неродственной трансплантации», – рассказал А.Г. Румянцев.
Большинство современных методов генной терапии основаны на вирусах – и это проблема
CRISPR и новые подходы к доставке могут помочь в лечении редких заболеваний
FDA одобрило семь методов генной терапии редких генетических заболеваний, все с 2017 года. Каждый из них помещает здоровую копию гена в клетки, чтобы компенсировать отсутствующий или мутировавший ген. Некоторые потенциальные методы лечения редких заболеваний, использующие редактирование генов, тип генной терапии, который вносит целенаправленные изменения на уровне ДНК, также могут вскоре получить одобрение.
По данным Американского общества генной и клеточной терапии, во всем мире разрабатывается более 2000 методов генной терапии. Эта цифра включает клетки, которые были генетически сконструированы для борьбы с болезнями, такие как иммунные клетки, называемые CAR-T-клетками, запрограммированные убивать рак или предотвращать поражение организма волчанкой. Но в отличие от этих методов лечения рака и аутоиммунных заболеваний, которые потенциально могли бы вылечить миллионы людей, что делает их финансово привлекательными для фармацевтических компаний, каждая генная терапия редкого заболевания может помочь тысячам пациентов или меньшему числу.
Самой большой проблемой, судя по всему, являются вирусы, используемые для доставки замещающих генов туда, куда им нужно. Вирусы являются очевидным выбором для доставки: они могут нести замещающий ген в своей собственной ДНК или РНК и имеют встроенные механизмы проникновения в клетки. Но вирусы не всегда могут доставить гены в нужные клетки, могут поместить свой груз в неправильное место ДНК и могут спровоцировать иммунную систему на смертельно опасное воспаление.
https://www.sciencenews.org/article/gene-therapy-virus-crispr-editing-disease
Самособирающаяся система «масло в воде» поможет усовершенствовать доставку лекарств
Ученые создали систему, в которой в ходе химических превращений самостоятельно образуется эмульсия — смесь двух жидкостей разной плотности, которая напоминает капли масла в воде. Такая система может использоваться при создании новых биосинтетических материалов, применяемых в производстве пищевых продуктов и косметики, а также для доставки лекарств к различным органам. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Chem.
В любой живой клетке происходят четыре основных процесса: биохимические реакции, хаотическое движение молекул, самосборка, то есть образование сложных структур из простых без влияния внешних сил, и разделение жидкой и масляной фазы. Совокупность этих явлений обеспечивает возможность приспособления, развития и способности к самовоспроизведению.
Сейчас растет интерес к получению синтетических материалов, образованных по принципам организации живой материи: например, биоразлагаемые полимеры создаются с использованием микроорганизмов или растительных компонентов. Такие биосинтетические материалы обладают рядом преимуществ перед традиционными: они более экологичны, биосовместимы и могут утилизироваться микроорганизмами. При синтезе подобных материалов ключевое значение имеют превращения, которые ускоряются за счет продуктов более ранних этапов той же реакции. В частности, таким образом происходит самосборка и разделение фаз между разными жидкостями, например водной и масляной фазами. Однако на практике запустить такие превращения оказывается довольно сложно, поэтому исследователи ищут молекулярные системы, которые бы обеспечили для этого оптимальные условия.
Ученые из Университета ИТМО (Санкт-Петербург) вместе с израильскими коллегами предложили каскад из шести химических реакций, приводящий к самосборке капель жидкости, напоминающих по строению живые клетки. За основу авторы взяли несколько азот- и серосодержащих органических соединений и поместили их в солевой раствор. Все этапы каскада поддерживались автокатализаторами, то есть веществами, образующимися в ходе реакции и ускоряющими ее следующие стадии.
Наблюдения за превращениями показали, что взаимодействие между веществами в начале протекало медленно, а затем быстро завершалось. Во время медленного старта сформировались высокозаряженные частицы и стабильная эмульсия — капли масляной жидкости, находящиеся в воде. После быстрого завершения образовался коацерват — соединение нескольких капель в одну большую. Более того, в таких крупных каплях со временем появлялись более мелкие, что говорит о возможности получать еще более сложные молекулярные системы, чем просто «масло в воде». Такой способ формирования капель на основе жидкостей разных фаз можно использовать для доставки лекарственных препаратов, когда действующее вещество заключается в условно «масляную» фазу и с помощью «водной» переносится к нужным тканям.
«В этом исследовании мы изучили реакции, которые ускоряются за счет образования собственных продуктов и позволяют концентрировать вещества в образованных структурах с длинными цепями. Такие процессы будут полезны для лучшего понимания происхождения жизни на Земле и проектирования систем доставки лекарств. Подобные самоорганизующиеся системы будут хороши, в частности, тем, что позволят транспортировать к пораженным клеткам не только один препарат, а даже сложные блоки веществ. В дальнейшем мы планируем продолжить исследование коацерватов в органических растворах», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Екатерина Скорб, доктор химических наук, директор научно-образовательного центра инфохимии Университета ИТМО.