Заметки лабораторного кота

Кстати, механизм ленкапавира оказался сложнее, чем считалось ранее. Ранее считалось, что ленакапавир — это классический ингибитор функции белка, просто нацеленный на капсид вместо ферментов (протеазы, интегразы). Однако совсем недавно было показано, что ленакапавир связывается с CA-доменом белка Gag в незрелом вирусном комплексе и заставляет этот домен принять зрелую конформацию, минуя нормальный этап расщепления вирусной протеазой. В результате собирается неправильная «преждевременная» решётка, которая не может обеспечить образование инфекционного вириона, в результате получается дефектный капсид.

Чем-то это напоминает PROTACs — технологию, которая заставляет клетку не просто блокировать белок, а целенаправленно его уничтожать. Ленакапавир – в чём-то похожий, но не идентичный механизм. PROTACs обязательно содержат два лиганда: один связывает таргетный белок, другой — E3-убиквитинлигазу. Ленакапавир — маленькая молекула, которая связывается только с одним из белков вируса и не рекрутирует клеточные ферменты для деградации. Вероятно, следующий шаг – капсидные деградаторы, действующие по принципу "связать капсид с убиквитин-лигазой или другим белкои и заставить протеасому его съесть".

ВИЧ: старый вирус, новая цель

ВИЧ живёт с нами уже больше сорока лет и до сих пор остаётся одной из самых тяжёлых инфекций: миллионы людей во всём мире живут с вирусом, сотни тысяч ежегодно умирают от заболеваний, связанных со СПИДом, а доступ к лечению и профилактике сильно зависит от страны, денег и других факторов.

ВИЧ — это вирус, который избирательно поражает клетки иммунной системы с рецептором CD4 (T‑хелперы, макрофаги, дендритные клетки), проникает в них, а затем с помощью обратной транскриптазы записывает свой генетический материал в геном клетки хозяина, превращая её в «фабрику» по производству новых вирусных частиц. Инфицированная клетка либо гибнет, либо становится хроническим источником вируса, а часть заражённых клеток уходит в латентное состояние и формирует резервуар, который практически невозможно полностью очистить даже при самой эффективной терапии. Постепенное уничтожение и функциональное истощение CD4⁺ T‑лимфоцитов приводит к нарушению иммунного ответа: организм перестаёт контролировать инфекции и некоторые опухоли, с которыми здоровый человек справился бы без серьёзных последствий. Опасность ВИЧ в том, что он навсегда «вшивается» в геном клеток, годами может протекать почти бессимптомно, при этом медленно разрушая иммунную систему, и без лечения практически неизбежно приводит к СПИДу и смерти от вторичных инфекций или новообразований.

В терапии ВИЧ мы продвинулись далеко: комбинации антиретровирусных препаратов позволяют практически полностью подавить патоген, восстановить иммунитет и жить почти как без инфекции. К слову, благодаря неопределяемой нагрузке (количество вируса в крови) и высокому качеству терапии, европейские законы защищают право людей с ВИЧ не разглашать свой диагноз (например, при трудоустройстве или в быту), так как отсутствует угроза для окружающих.

Но цена этой «нормальной жизни» — ежедневные таблетки, всю жизнь, без перерывов, с жёсткими требованиями к дисциплине. Любой человеческий фактор — устал, забыл, уехал, не смог купить — сразу открывает окно для репликации вируса и появления устойчивых штаммов.

Классические препараты бьют по ферментам ВИЧ — обратной транскриптазе, интегразе, протеазе, — и частично по этапу входа в клетку, но практически не трогают структурные белки. Один из главных таких белков — капсидный p24, который собирается в конус, защищающий вирусный геном и помогающий ему добраться до ядра. Долгое время капсид считался слишком сложной и «капризной» мишенью для лекарств: слишком жёсткое вмешательство — разрушение вируса в пробирке, но отсутствие устойчивого клинического эффекта. Появление ленакапавира, первого в своём классе ингибитора капсида, стало одним из самых громких событий последних лет в ВИЧ‑фармакологии. Позже разберём, как именно используют этот подход.

У хорошего человека каждый день – это День России.

Что есть Россия? Россия – это удивительная страна. Никакая другая цивилизация не строила устойчивые государства и высокую культуру в зоне вечной мерзлоты и тайги, где ресурсы добываются с колоссальным напряжением. И вопреки суровому климату, отсутствию античного наследия Россия создала литературу, поэзию, живопись, музыку, философию и науку мирового уровня.

Русский не только долго запрягает и быстро едет, но несется до тех пор, пока не прорвет саму линию горизонта, во всем, от внутренней духовной жизни до революционной активности до научно-технических изысканий. Только с психологией вечно рвущегося за предел можно было построить такую огромную страну, как наша, создать такую мрачную и величественную литературу, как наша, изумить мир немыслимыми ужасами и немыслимыми геройствами.

Сейчас у нас мрачный период истории, но это временно, потому что русский по своей природе — жизнерадостный наглец, который не может долго грустить и переживать.

С праздником!

Ранее считалось, что митохондрии — энергетические станции клетки — вырабатывают энергию, которая затем просто свободно расходится по цитоплазме, пока не достигнет клеточного ядра. Однако масштабное исследование, опубликованное в Nature, опровергает эту старую модель. Группа исследователей под руководством Ивана Менендеса-Монтеса и Хешама Садека, показала, что митохондрии физически стыкуются с ядром, создавая для него собственный выделенный кабель энергоснабжения.

Оказалось, что клеточное ядро, являясь главным потребителем ресурсов, не полагается на случайную доставку молекул. Исследователи выяснили, что митохондрии прикрепляются непосредственно к ядерным порам. Это происходит благодаря прямому физическому контакту двух специфических белков: один из них (VDAC1) находится на поверхности митохондрии, а второй (RANBP2) — на самом ядерном шлюзе. Такая связка работает подобно зарядному устройству, вставленному в розетку, позволяя напрямую и без потерь закачивать молекулы энергии (АТФ) прямо в командный центр клетки.

Чтобы доказать критическую важность этого контакта, ученые провели изящный эксперимент. Они искусственно отодвинули митохондрии от ядра всего на 500 нанометров, что в тысячи раз тоньше человеческого волоса. В результате такого незначительного отдаления приток энергии к ядру упал практически до нуля. Это окончательно подтвердило, что свободного плавания молекул в пространстве клетки абсолютно недостаточно для обеспечения таких энергозатратных процессов, как чтение генов и клеточное деление. Ядро и митохондрии скоординировали свою работу настолько плотно, что эволюция буквально создала для ядра эксклюзивную службу доставки энергии.

Это открытие описывается авторами как новая парадигма в клеточной биологии, открывающая фундаментально новые пути для исследований по нескольким направлениям.

Во-первых, это изучение механизмов клеточного старения и того, как органы теряют свои функции с возрастом.

Во-вторых, это более глубокое понимание процессов развития онкологических заболеваний.

В-третьих, это регенеративная медицина и поиск новых методов лечения сердечно-сосудистых патологий.

В-четвёртых, это более глубокое понимание того, как формируются ткани организма в процессе эмбрионального развития.

Учёные на уровне человеческих нейронов показали молекулярный механизм, который помогает клеткам мозга избавляться от токсичного белка тау, одного из ключевых виновников болезни Альцгеймера и других форм деменции. Причём речь идёт не о наблюдении "в целом", а о чётко идентифицированном гене и пути утилизации белка.

Белок тау в норме стабилизирует микротрубочки внутри нейронов, но при патологиях он начинает слипаться в олигомеры и фибриллы. Именно олигомеры, состоящие из нескольких молекул тау, считаются ранней и наиболее токсичной формой. Интересно, что даже в мозге людей с тяжёлым Альцгеймером часть нейронов остаётся относительно здоровой. Это навело исследователей на мысль, что разные нейроны по-разному справляются с тау.

Команда из UCSF использовала человеческие нейроны, полученные из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток. Они сравнили клетки с мутацией MAPT V337M, связанной с наследственными тауопатиями, и генетически идентичные клетки без мутации. В мутантных нейронах уровень тау-олигомеров был повышен, а при подавлении самого гена MAPT сигнал снижался, что подтвердило точность модели.

Ключевой технологией стал полно­геномный CRISPRi-скрининг. Вместо того чтобы по очереди проверять около 20 000 генов, нейроны обрабатывали смесью вирусных векторов, каждый из которых "приглушал" один конкретный ген. Большинство клеток получало максимум один такой вектор. Затем нейроны окрашивали антителом T22, которое распознаёт именно олигомерный тау, и с помощью проточной цитометрии разделяли клетки с высоким и низким уровнем тау-олигомеров. После этого секвенировали направляющие РНК, чтобы понять, какие гены были выключены в каждой группе.

В результате получился рейтинг генов, влияющих на накопление тау. Самым стабильным и сильным кандидатом оказался CUL5. Этот ген кодирует компонент E3-убиквитин-лигазы, ферментного комплекса, который помечает белки для разрушения в протеасоме. Когда CUL5 или его ключевой партнёр RNF7 подавляли, уровень тау в нейронах возрастал.

Эффект был посттрансляционным. Тау не начинал синтезироваться быстрее, он просто хуже разрушался. Когда исследователи блокировали протеасому, различия между нормальными и CUL5-подавленными клетками исчезали, что напрямую связало CUL5 с системой утилизации белков. Также удалось локализовать участок тау, по которому он распознаётся этим комплексом, примерно между аминокислотами 80 и 130.

Анализ данных одиночных клеток из человеческих мозгов показал, что нейроны с более высоким уровнем CUL5 и связанных компонентов чаще оказываются устойчивыми к дегенерации при Альцгеймере и других тауопатиях. Это указывает на то, что усиленная способность к "очистке" тау может быть одним из факторов нейронной выживаемости.

Второй важный результат связан с митохондриями. Тот же CRISPR-скрининг показал, что гены, отвечающие за окислительное фосфорилирование и электронно-транспортную цепь, сильно влияют на накопление тау-олигомеров. Когда исследователи фармакологически подавляли работу митохондрий с помощью ротенона или антимицина A, уровень тау возрастал, а нейроны начинали вырабатывать формы тау, похожие на те, которые измеряются в клинических биомаркерах Альцгеймера.

Ключевым фактором оказался не дефицит энергии, а окислительный стресс. Рост активных форм кислорода сопровождался фрагментацией тау, добавление перекиси водорода воспроизводило эффект, а антиоксиданты его ослабляли. Это даёт более точное понимание того, как митохондриальная дисфункция может ускорять нейродегенерацию.

Если кто не знает, дараксонрасиб — это нгибитор RAS(ON), разработанный для лечения метастатического рака поджелудочной железы. RAS – это семейство белков-переключателей. Мутации в семействе генов, их кодирующих, встречаются примерно у 20% пациентов, причём в 90% речь идёт об одном конкретном гене. Раньше эта мишень считалась бесперспективной. Но в клиническом исследовании компании RASolute 302 было показано, что если при второй линии химиотерапии медиана общей выживаемости обычно держится на уровне 6-7 месяцев, то у дараксонрасиба она как минимум в два раза длиннее. Это реально очень хорошие новости, поскольку разработки в этом направлении ведутся безуспешно уже 15 лет.

Чтобы понять градус прорыва, который сделал дараксонрасиб (см пост) в раке поджелудочной железы, вот вам видео с главной конференции по клинической онкологии в мире, ASCO

Ведущие онкологи мира встречают данные клинического испытания бурными аплодисментами стоя, будто это премьера оскароносного фильма. Биотех уверенно входит в свою праймовую эру😎

Источник - Samuel Hume в X

💊 Препарат Takeda от псориаза, разработанный с помощью ИИ, превзошёл терапию Bristol Myers

🔜 Takeda сообщила об успешных результатах III фазы исследования экспериментального препарата zasocitinib (засоцитиниб) для лечения умеренного и тяжёлого бляшечного псориаза.

❣ По данным Reuters, препарат, разработанный с применением искусственного интеллекта, превзошёл Sotyktu от Bristol Myers Squibb в прямом сравнительном исследовании.

❣ Zasocitinib принимается один раз в день. Через 16 недель терапии он обеспечил более выраженное очищение кожи, чем уже одобренный препарат Sotyktu.

➡️ Ключевой результат: полное очищение кожи было достигнуто у 35% пациентов. В Takeda отмечают, что это более чем в 2,5 раза выше показателя в группе Sotyktu. Профиль безопасности, по заявлению компании, соответствовал данным более ранних исследований, новых сигналов безопасности выявлено не было.

❣ Для рынка это важный сигнал сразу по двум причинам. Во-первых, сегмент терапии псориаза во многом остаётся занят инъекционными препаратами, тогда как zasocitinib может стать удобной пероральной альтернативой. Во-вторых, разработка препарата с применением ИИ отражает более широкий тренд фарминдустрии, использование таких технологий для ускорения разработки лекарств и оптимизации клинических исследований.

Для Takeda препарат имеет и стратегическое значение. Компания рассчитывает, что в случае одобрения zasocitinib сможет частично компенсировать будущую потерю выручки после истечения ключевых патентов на Entyvio — препарат для лечения воспалительных заболеваний кишечника.

Ранее Takeda оценивала потенциальные пиковые годовые продажи zasocitinib в $3–6 млрд. Подать заявку в FDA по показанию бляшечного псориаза компания планирует в текущем финансовом году.

➖ Подписывайтесь на «Право на здоровье» в MAX и Тelegram

Ещё один интересный пример того, как фундаментальные исследования структуры белка решают проблему, которую не могли решить двадцать лет.

Группа исследователей из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе опубликовала в журнале Nature Chemical Biology работу, в которой они описали структуру теломеразы человека в комплексе с ингибитором BIBR1532.

Уже два десятилетия учёные пытались улучшить ингибитор BIBR1532, руководствуясь ошибочной моделью фермента. Дело в том, что на основе единственной в базах данных структуры предполагалось, что BIBR1532 связывается в СТЕ-домене. Все попытки сконструировать на основе этой модели более эффективные молекулы проваливались.

Авторы решили проблему радикально: они просто взяли криоэлектронную микроскопию сверхвысокого разрешения и внимательно исследовали структуру комплекса. Метод внимательного вглядывания творит чудеса!

Результат оказался неожиданным. Было показано, что ингибитор связывается в совершенно новом, ранее неизвестном кармане между двумя доменами обратной транскриптазы далеко от активного центра фермента. BIBR1532 не блокирует активный центр напрямую. Он работает как аллостерический ингибитор: связывается в другом месте и нарушает динамику белка, а не его статическую структуру.

Авторы показали, что из-за специфической жёсткости определённых участков теломеразы, фермент работает медленно и с ошибками — он не может совершать те конформационные переходы, которые характерны для других ДНК-полимераз. BIBR1532, связываясь с ферментом, не мешает связываться субстрату, но нарушает скоординированные движения фрагментов фермента, позволяющие тому связываться с ДНК и выполнять свои функции. Именно это объясняет, почему предыдущие двадцать лет разработки были неудачными — учёные искали не там.

Это идеальный пример того, что «скучная» физико-химия белка остаётся краеугольным камнем биотехнологий. Никакой ИИ не предсказал бы этот карман и этот механизм, без экспериментальных структур. AlphaFold и другие нейросети обучаются на том, что уже есть в Банке белковых структур (PDB), а нового кармана там не было. Именно эксперимент дал ответ.

Работа также показывает ограничения подходов, основанных только на гомологии. Двадцать лет исследователи пытались улучшить BIBR1532, исходя из существовавшего на тот момент представления о структуре теломеразы, и двадцать лет терпели неудачу. Т.ч. поиск гомологов — это полезный, но ненадёжный инструмент.

Интересно, что BIBR1532 — аллостерический ингибитор. Он не блокирует активный центр, а нарушает динамику белка. Это та область, где ИИ пока бессилен. Помните работу Чапута, где 39 мутаций, расположенных далеко от активного центра, изменили динамику фермента и ускорили его работу в пять раз? Здесь та же история, но наоборот: малая молекула, севшая в карман вдали от активного центра, нарушает динамику и замедляет работу. AlphaFold показывает только конформацию, но в реальности белок — это динамическая структура.

Теперь у учёных понимание механизма ингибирования теломер, который может быть использован для разработки нового поколения лекарственных препаратов.

Американская биотехнологическая компания Life Biosciences впервые в истории ввела человеку генную терапию, направленную на частичное клеточное омоложение. Препарат под названием ER-100 сейчас проходит первую фазу клинических испытаний. Главная цель лечения — восстановить зрение у пациентов с открытоугольной глаукомой и ишемической нейропатией зрительного нерва путем обращения вспять процессов старения в клетках.

Суть метода заключается в эпигенетическом перепрограммировании. Механизм действия состоит из следующих этапов:
• С помощью специального вируса в клетки сетчатки глаза доставляются три гена, известных как факторы Яманаки.
• Эти гены работают как клеточная "кнопка сброса", убирая накопившиеся химические возрастные изменения в ДНК и возвращая старым нейронам способность к восстановлению.
• Терапия имеет встроенный переключатель безопасности: процесс омоложения запускается только тогда, когда пациент принимает таблетки с антибиотиком доксициклином.

Такой строгий контроль необходим из-за сохраняющихся вопросов безопасности. Ученые стремятся лишь частично омолодить клетки, сохранив их текущую специализацию, так как полный откат до состояния стволовых клеток может спровоцировать бесконтрольный рост и образование опухолей. В рамках текущего протокола пациенты будут принимать таблетки-активаторы в течение восьми недель.

Как сообщает научно-популярный журнал Gizmodo, это первый случай, когда подобная технология клеточного омоложения дошла до стадии тестирования на людях, что делает данное событие историческим рубежом для всей сферы исследований долголетия. Ранее Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) официально одобрило проведение этих клинических испытаний.

Надо понимать, что фаза I – это это проверка безопасности, а не эффективности.

​ИИ-агенты ошибались при сборе вирусных геномов из портала NCBI Virus: один запрос дал 106, 15 и 5 последовательностей вместо 266

8 июня Anthropic опубликовала Science Blog к препринту о VirBench, проверке научных агентов на задачах из вирусной геномики. Авторы просили Claude, GPT, Biomni и Edison Analysis достать из NCBI Virus наборы последовательностей по заданным фильтрам. После добавления инструмента gget virus точность всех агентов поднялась как минимум до 90%.

NCBI Virus — это публичный портал с вирусными последовательностями из GenBank, RefSeq и международных баз ДНК. Вирусологи используют такие данные, когда следят за вспышками, проверяют диагностические тесты и собирают обучающие наборы для моделей белков.

Задача выглядит простой: найти все последовательности вируса Эбола у людей из Африки, собранные в нужный период, достаточной длины и без лишних неопределённых букв в геноме. Для человека это несколько фильтров в веб-интерфейсе. Для агента это цепочка программных запросов, страниц выдачи, сверки идентификаторов и локальной фильтрации.

В разборе Anthropic один и тот же запрос к Claude Sonnet 4 дал три разных ответа: 106, 15 и 5 последовательностей при ручной проверке в 266. Bo Wang пересказал эту сцену жёстче:

Anthropic дала передовым моделям одну задачу: достать вирусные последовательности из NCBI. Один и тот же запрос, три запуска. Claude Sonnet 4 вернул 106, 15, затем 5 последовательностей. Ручной ответ: 266.

Ошибка здесь начинается до «мышления о биологии». Агент может понять формулировку запроса, но потерять часть выдачи на страницах результатов, применить фильтр к неправильному полю или смешать записи, где страна лежит в названии вируса вместо отдельной колонки. Получается набор данных, который выглядит научно, но уже испорчен. Ричард Саттон описывал ту же операцию на уровне метода: генератор даёт варианты, а научной машине нужен внешний способ проверить и отобрать правильный результат.

Авторы показали это на дереве вируса Эбола. Ручной набор последовательностей дал корень вспышки, то есть оценку общего предка образцов, около января 2014-го, как в прежних работах. Один из наборов, собранных Sonnet 4, сдвинул оценку к 1922 году. Другой выглядел правдоподобно, но пропустил последовательности из Гвинеи и перенёс корень к апрелю 2014-го.

Тот же сбой менял картину по антительным препаратам maftivimab и MBP134. Если агент пропускает часть вирусных геномов, исследователь видит другой набор мутаций в участках, куда должны садиться антитела. В таком месте ошибка извлечения данных превращается в биологический вывод.

Для проверки авторы сделали VirBench: 120 запросов по 40 патогенам, каждый с ручным ответом. У агентов были веб-поиск и выполнение кода: они могли искать документацию, ставить пакеты и вызывать сервисы NCBI. Без специального слоя доступа средняя точность шла от 16,9% у Claude Sonnet 4 до 91,3% у GPT-5.5. С gget virus, инструментом для повторяемых запросов к NCBI Virus, все системы поднялись до 90% и выше, а GPT-5.5 дошёл до 99,7%.

gget virus делает скучную работу: выбирает нужный маршрут между сервисами NCBI, забирает лёгкие метаданные до скачивания последовательностей, разбивает большие выдачи на партии, повторяет запросы при сбоях и пишет лог, по которому можно восстановить путь к ответу. В одном примере с SARS-CoV-2 за 2025 год обычный подход «скачай всё и отфильтруй» тянул 284 ГБ данных; gget virus оставил 3,83 ГБ.

Ограничение остаётся: такой инструмент чинит маршрут к данным; качество самих записей остаётся на стороне базы. Если в базе неверная страна, неполная дата или криво названный белок, агент получит повторяемый набор с ошибкой источника. С таким слоем научный агент начинает работу с проверяемого запроса. Браузерный квест, где каждый клик может тихо изменить результат, уходит в код и логи.