Заметки лабораторного кота

Команда исследователей из Университета Дьюка, Медицинского центра Техасского университета в Сан-Антонио и Университета Арканзаса обнаружили, что белок CD36 может играть ключевую роль в доставке крупных и сложных противораковых препаратов внутрь клеток. Это открытие нарушает прежние представления о том, что молекулы должны быть маленькими и жирорастворимыми для проникновения через мембрану.

CD36, ранее известный как рецептор, участвующий в транспорте жирных кислот, теперь рассматривается как потенциальный механизм для доставки лекарств, таких как PROTAC (инновационные молекулы, предназначенные для разрушения определённых белков внутри клетки), внутрь клеток посредством эндоцитоза.

Оказалось, что при удалении CD36 эффективность проникновения и разрушения белковых мишеней снижалась почти полностью, а при его восстановлении в клетки было доставлено в 7,7–22,3 раза больше препарата, что фактически увеличило эффективность лечения до 23 раз, не влияя на растворимость или стабильность соединений.

Помимо PROTAC, CD36 участвует в поглощении таких средств, как рапамицин, навитоклакс и доксорубицин. Это открывает путь к созданию новых методов лечения не только рака, но и других заболеваний, ранее считавшихся трудноизлечимыми.

Гликозилирование является одной из наиболее важных посттрансляционных модификаций белков, поскольку влияет на их пространственную ориентацию, фармакокинетику и функциональность. Например, N-связанные гликаны в Fc-домене моноклональных антител влияют на связывание антител с различными рецепторами и определяют таким образом их функции.

Гликозилирование является сложным процессом из-за большого количества участвующих ферментов. Однако структуры гликанов часто неоднородны, что затрудняет исследование их биологической роли. Профиль гликозилирования отличается для разных организмов, поэтому для наработки белков с профилем гликозилирования, максимально подходящим человеческому организму не могут быть использованы клетки бактерий, растений или насекомых. При разработке биопрепаратов получение нужного профиля гликозилирования является одной из ключевых задач.

Группа британских учёных разработала платформу для проведения последовательных реакций гликозилирования – последовательного присоединения выбранных сахаров, которая, как они полагают, позволяет проводит контролируемое гликозилирование белков in vitro и получать однородные гликоформы. Свои результаты они опубликовали в Nature Chemical Biology.

🧬 Ученые Сколтеха показали, как наночастицы могут менять свойства катализаторов

Сотрудники проектного центра по энергопереходу, профессор Александр Квашнин и старший научный сотрудник Илья Чепкасов, вместе с коллегами изучили, как наночастицы иридия и палладия могут изменять свои свойства при повышении температуры.

«У наночастиц температура плавления значительно ниже, чем у объемного материала палладия или иридия. Если каталитическая реакция проходит при высоких температурах, то частицы могут плавиться, то есть превращаться из кристаллической структуры в аморфную. Наша идея была в том, чтобы посмотреть, как изменятся свойства катализатора, если частица перейдет в аморфное состояние», — рассказал старший научный сотрудник Илья Чепкасов.

С днём русского космоса, друзья!

Помните — нет ничего невозможного. 64 года назад это доказал Юрий Гагарин, самый улыбчивый из русских.

Уверен, мы доживём до 12 апреля в качестве государственного праздника России, вместо  какой-нибудь никому не нужной даты.

Исследователи из Массачусетского технологического института создали бактерии, которые могут испускать уникальные молекулы, видимые с большого расстояния с помощью гиперспектральных камер. Эти молекулы генерируют свет в разных спектрах, что позволяет обнаруживать их на расстоянии до 90 метров.

Учёные использовали два вида бактерий: почвенные Pseudomonas putida (с пигментом биливердин) и водные Rubrivivax gelatinosus (с бактериохлорофиллом).

Технология универсальна — её можно адаптировать под любые сенсоры для выявления загрязнений или питательных веществ в почве с возможностью использования беспилотников и спутников для мониторинга.

Новый подход открывает возможности для масштабного дистанционного контроля состояния окружающей среды и сельскохозяйственных угодий.

Научный коллектив исследователей из российских университетов вместе с коллегами из Германии разработал композитный смарт-материал для магнитоуправляемого высвобождения лекарств, состоящий из железо-родиевого сплава и термочувствительного поли(N-изопропилакриламидного) покрытия.

Под действием магнитного поля, создаваемого стандартными МРТ (1,8–3 Тесла), сплав охлаждается с 37°С до 32°С, что приводит к переходу полимера из нерастворимого в гелеобразное состояние и высвобождению препарата (доксорубицина), внесённого в микролунки сплава.

Исследования подтвердили работоспособность системы и высокую биосовместимость материала. Такой подход может найти применение в тканевой инженерии, регенеративной медицине и целенаправленной доставке лекарств.

Но по сути они получили просто генетически модифицированного волка. Ужасные волки и серые волки – это два разных биологических вида, которые не были даже способны скрещиваться друг с другом. От того, что серому волку вставили 20 генов ужасного волка, он ужасным волком не станет, к сожалению.

Геном эноциона (ужасного волка) не извлекали, не пересаживали, и не планируется. Геном A. dirus расшифровали, взяли несколько генов, а остальные сделали, "чтоб было похоже", из C. Lupus, который с эноционом только в одну подсемью входит, они разошлись несколько миллионов лет назад.

В общем, что из себя этот эксперимент (если он действительно состоялся) представляет? Старый анекдот:

- Господа гусары, выкупаемте коня в шампанском!
- Ржевский, у нас ни шампанского, ни коня, все пропили.
- Ну тогда кошку пивом обольем.

И всё же, это значимое событие, даже если генно-отредактированные волки страшно далеки от своего древнего прототипа.

Возрождение вымерших видов — тема интригующая и противоречивая. Стоит ли игра свеч, когда на планете на наших глазах постоянно вымирает все больше видов? Даже если предположить, что вымершее животное (а в таких разговорах речь идет о животных, преимущественно представителей мегафауны) каким-то чудом удастся воскресить, то как его вписать в современные экосистемы? Как особи возрожденных видов появятся на свет, ведь далеко не для всех из них можно найти современные виды, самки которых могут родить гигантского детеныша или отложить огромные яйца? Но многие, в том числе весьма уважаемые ученые, не занудствуют и всерьез строят планы воскрешения вымерших видов. Конечно, речь идет не о каких-нибудь динозаврах (простите, Майкл Крайтон), а об относительно недавно вымерших видах, в том числе не без участия человека. Но как в принципе можно воскресить вымерший вид? Очевидный ответ — запихнуть ДНК вымершего вида в яйцеклетку его ныне живущего родственника, скажем, ДНК мамонта в яйцеклетку слона. Но надежда найти пригодную для такой трансплантации ДНК в останках вымерших видов тает с каждым годом. Гораздо перспективнее кажется выявить гены, мутации в которых лежат в основе различий древнего и современного видов, и внести соответствующие изменения в геном современного вида с помощью того же CRISPR-Cas9. Но как выбрать именно те гены, различия в которых делают мамонта мамонтом, а слона — слоном? Вот уж истинное поле для бесконечных споров. Но пока многие ученые заняты дебатами, некоторые переходят к делу.

Так, совсем недавно компания Colossal, которая три года маялась с редактированием генома современного волка, заявила о возрождении ужасных волков (Aenocyon dirus). Этот вид вымер примерно 10 тысяч лет назад. Правда, почему-то статей в рецензируемых журналах о своем прорыве компания не опубликовала, ограничившись заявлениями в прессе. По уверениям компании, они смогли получить трех детенышей ужасного волка, которые были рождены современными волчицами. Более того, Colossal намерена к 2028 году воскресить мамонта! Заявления компании вызывают массу вопросов, в том числе о пресловутых ужасных волках: в частности, Colossal уверяет, что для удивительного превращения оказалось достаточно изменений всего лишь в 20 генах, что само по себе вызывает сомнения. Мне кажется, что представление с апломбом своих прорывных результатов без какой-либо рецензии не есть наука. Даже если результаты выглядят поистине потрясающими.

Когда я учился на химфаке, одна пожилая профессор варила странную, ярко голубую жидкость, которую она называла "вавилоном". Что интересно, на всех мероприятиях только она сама её и пила, все остальные профессора от неё шарахались и говорили, что больше ни капли не попробуют.

Российские ученые из Института биоорганической химии РАН сообщили, что сделали значимое открытие в области онкологии.

Исследователи выяснили, что метастазы (вторичные опухоли) распространяются по организму циклично, а не хаотично, как считалось ранее.

Учёные выяснили, что опухолевые клетки могут «переключаться» в специальное состояние, в котором они становятся менее активными и могут долгое время находиться в организме без развития болезни. Когда условия становятся благоприятными, клетки «просыпаются» и начинают размножаться, образуя новые очаги метастазов.

По словам учёных, это даёт новые возможности для разработки препаратов, которые могут блокировать этот цикл.

Например, если удастся «переключить» клетки в состояние покоя или блокировать их активацию, можно замедлить или вовсе остановить процесс метастазирования. Это откроет новые горизонты в лечении рака, особенно на поздних стадиях, когда болезнь уже распространилась на другие органы.

Исследователи из НИЦ «Курчатовский институт» и НИУ ВШЭ разработали систему искусственного интеллекта для поиска генетических факторов риска заболеваний и обнаружили два ранее неизвестных гена, связанных с ишемическим инсультом — ACOT11 и UBQLN1.

Анализ геномов 5500 человек старше 55 лет (пациентов здоровых добровольцев) с использованием метода ранжирования на основе машинного обучения установил связь инсульта с 131 геном, большинство из которых уже ассоциировались с этим заболеванием.

Ген ACOT11, участвующий в метаболизме жирных кислот, может влиять на воспалительные процессы и уровень липидов, а UBQLN1 защищает клетки от окислительного стресса. Эти процессы могут способствовать сосудистым нарушениям и инсульту.

Открытие поможет создавать мультигенные модели для оценки индивидуального риска инсульта и разрабатывать целевые препараты. Методологию можно применять и для других заболеваний.

Учёные Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии РАН (Черноголовка) изучили механизмы работы гибридных наноносителей, состоящих из бычьего сывороточного альбумина (БСА) и амфифильных полимеров, для улучшения доставки лекарств, включая фотосенсибилизаторы фотодинамической терапии.

Эксперименты с использованием УФ/видовой спектроскопии и динамического рассеяния света показали, что БСА адсорбируется на поверхности полимерных наночастиц, образуя гибридные структуры, способные контролировать высвобождение активного вещества.

Квантово-химические расчёты и молекулярный докинг выявили ключевые зоны связывания, что позволяет предложить механизм переноса метилфеофорбида с наночастиц к белку и оптимизировать системы доставки для повышения их биодоступности и эффективности в терапии рака и других заболеваний.

Т.о., наши учёные сделали большой шаг в нанофармакологии: гибридные системы значительно улучшают доставку лекарств.

Исследования, авторы которых предлагают новые антибиотики, эффективные против разных антибиотикорезистентных бактерий, в том числе самых опасных, публикуются довольно часто. Но источники новых антибиотиков могут быть совершенно разными.

Некоторые антибиотики были разработаны с использованием искусственного интеллекта, а вот новый антибиотик с уникальным механизмом действия, статья о котором была опубликована в Nature, был найден... в саду лаборанта! Точнее откопан. Продуцируют этот антибиотик, получивший название лариоцидин, бактерии из рода Paenibacillus.

#историческое

В день столетнего юбилея великого Иннокентия Смоктуновского вспоминаем любимые цитаты его героя из "Девяти дней одного года".

Для юной части нашей аудитории фильм искренне рекомендуется к просмотру по трем причинам.

Во-первых, сюжет, частично основанный на реальных событиях, посвящён работе советских физиков-ядерщиков. Снимали, кстати, в Дубне.

Во-вторых, этот последний художественный фильм в карьере режиссера Михаила Ромма не просто так признан одной из наиболее значимых советских картин 1960-х годов, вобравшей всю уникальность атмосферы и эстетики того времени.

В-третьих, консультантами фильма были видные учёные-физики, в том числе — академики Игорь Тамм и Лев Ландау. Кстати, исторический факт, что очень многие молодые люди именно под впечатлением от этого фильма решали связать свою жизнь с физикой и это вам точно не университеты с Бузовой.

Смотреть фильм в хорошем качестве можно тут: https://www.culture.ru/live/movies/702/devyat-dnei-odnogo-goda

Исследователи из Университета Пенсильвании создали новый антибиотик, модифицировав антимикробный пептид из желез лягушки Андерсона. Он оказался эффективным против грамотрицательных бактерий, таких как Escherichia coli и Pseudomonas aeruginosa, и не вызывал резистентности у бактерий в течение месяца.

Пептид был нетоксичен для человеческих клеток и не оказывал воздействия на полезные бактерии кишечника. Модификация пептида, включающая изменения в его структуре, повысила биодоступность и антимикробную активность.

Исследования показали, что этот пептид может стать эффективной альтернативой традиционным антибиотикам, с меньшим риском развития резистентности. Учёные продолжат испытания для получения разрешения на клинические исследования.

Учёные МГУ и других российских институтов выявили, что коронавирус существенно повреждает клетки крови, особенно эритроциты и тромбоциты.

У эритроцитов тяжёлых пациентов нарушается способность проходить через капилляры, что связано с риском осложнений. Тромбоциты могут напрямую взаимодействовать с вирусом, это вызывает их активацию, увеличивает риск тромбозов и нарушает их функции.

Воздействие на эритроциты связано скорее с воспалением, а не прямым действием вируса. Терапия гепарином помогает восстанавливать нормальное состояние тромбоцитов.

👁 Исследователи из совместной Лаборатории искусственного интеллекта для биомедицины (BIMAI-Lab) Сколтеха и Университета Шарджи и их коллеги из Института AIRI автоматизировали анализ снимков сетчатки глаза для диагностики диабетической ретинопатии — повреждения сетчатки при сахарном диабете, которое может приводить к слепоте.

Для того чтобы выявить у пациента диабетическую ретинопатию и другие глазные или сердечно-сосудистые заболевания, включая атеросклероз, офтальмологи делают снимки глазного дна. Полученный снимок с сетчаткой и сетью кровеносных сосудов в ней врач изучает и сегментирует вручную в специальной программе, что занимает много времени и увеличивает риск ошибок. Решение, представленное в журнале Pattern Recognition Letters, выдаёт ответ мгновенно, после чего врачу остаётся лишь проверить и подтвердить результат.

«В этой работе мы предлагаем иную архитектуру нейросети, чем в более ранних решениях, которые упускали микрососуды сетчатки, — рассказал первый автор исследования Мелаку Гетахун, аспирант программы «Инженерные системы» Сколтеха. — Мы также ввели алгоритм, который настраивает выдачу модели за счёт понимания сути данных на снимке сосудов сетчатки. Тем самым мы избегаем случаев, когда относящиеся к сосудам пиксели ошибочно распознаются как фон».

Учёные отметили, что возможность обнаруживать крошечные нездоровые сосуды ценна с клинической точки зрения. Создатели системы надеются, что она будет развиваться и станет стандартным инструментом для скрининга глазных заболеваний.

«Это будет способствовать ранней диагностике и предотвращению трудноизлечимых глазных заболеваний, таких как диабетическая ретинопатия, распространённая среди больных диабетом, а также других патологий микрососудов глаза», — добавил соавтор исследования, профессор Университета Шарджи Рифат Хамуди.