Новости медицины и здоровья

[Flanger]

Присутствующая во многих продуктах никотиновая кислота повысила риск инсульта и инфаркта

Витамин группы B3 — никотиновая кислота, содержащаяся во многих основных продуктах питания и которую медики часто назначают для снижения уровня «плохого» холестерина, может быть опасна для здоровья. К такому выводу пришли медики из США.

Сердечно-сосудистые заболевания и болезни сердца — наиболее распространенные причины смерти в мире. На их долю приходится треть всех смертей, в общей сложности от них умирают примерно 18 миллионов человек в год.

Хотя за последние несколько десятилетий ученые добились значительных успехов в поисках факторов, провоцирующих эти заболевания, многие из них все равно остаются неизвестны.

Команда американских медиков под руководством Стэнли Хейзена (Stanley Hazen) из Кливлендской клиники в Огайо попыталась восполнить этот пробел. Предыдущие исследования показали, что одним из таких факторов могут быть метаболиты — продукты метаболизма в клетках, тканях и органах.

Ученые собрали образцы крови у 2331 взрослого в США и 832 в Европе, которые решили пройти обследование органов сердечно-сосудистой системы. Затем авторы исследования проанализировали эти образцы на наличие метаболитов и на протяжении трех лет отслеживали у пациентов случаи сердечных заболеваний, таких как инфаркты и инсульты.

Медики выяснили, что люди с повышенным уровнем метаболита 4PY в среднем на 60 процентов чаще сталкиваются с инфарктами и инсультами, чем пациенты с его более низким уровнем. Соединение 4PY возникает только при расщеплении организмом избытка никотиновой кислоты, или ниацина, — витамина группы B3.

Дальнейшие эксперименты на грызунах показали, что чрезмерное количество 4PY может вызвать воспаление кровеносных сосудов, которое, в свою очередь, провоцирует развитие сердечно-сосудистых заболеваний.

У людей часто наблюдается повышенный уровень витамина B3 в организме. Поскольку он содержится во многих продуктах, в том числе семенах, фасоли, цельнозерновых крупах, зелени. На протяжении десятилетий в США, Великобритании и еще 50 странах витамином B3 обогащают основные продукты питания, такие как мука, крупы и овес. Это делают, чтобы предотвратить болезни, связанные с дефицитом питательных веществ.

Кроме того, в последнее время становятся популярными безрецептурные добавки на основе никотиновой кислоты, которые используют как «лекарство от старения». Считается, что витамин B3 улучшает когнитивные функции, увеличивает клеточную энергию и замедляет процессы старения.

Также никотиновую кислоту часто назначают для снижения уровня «плохого» холестерина в крови. Повышенный его уровень приводит к образованию атеросклеротических бляшек и развитию ишемической болезни сердца. Длительное воздействие повышенного содержания холестерина вызывает сужение артерий и кислородное голодание сердца, что проявляется стенокардией, а в тяжелых случаях ведет к инфаркту миокарда и инсульту.

«Главный вывод нашего исследования не в том, чтобы полностью исключить потребление никотиновой кислоты — это нереально, а чтобы показать: дальнейшее обогащение муки и круп ниацином в США и других странах к добру не приведет», — пояснил Хейзен.

Авторы уверены, что результаты их работы создадут основу для новой терапии, с помощью которой можно будет предотвращать или уменьшать воспаления кровеносных сосудов, а также помогут разработать новые методы диагностики сердечно-сосудистых заболеваний. Кроме того, они должны объяснить, почему никотиновая кислота больше не может рассматриваться как эффективное средство для снижения уровня «плохого» холестерина.

Исследование опубликовано в журнале Nature Medicine.

[Flanger]

Очередное доказательство неоценимого вклада глии в жизнь нейронов предоставили учёные из Швеции: исследование на зрительном нерве мыши показало, что олигодендроциты реагируют на электрическую активность нейронов, ускоряя потребление глюкозы.

А нарушение этого тесного взаимодействия приводит к повреждениям нервных волокон, подобным тем, что возникают при нейродегенеративных заболеваниях. Исследование опубликовано в Nature Neuroscience. 

Никого уже не удивишь рассказами о том, как важна роль олигодендроцитов в эффективном проведении электрических сигналов по нервным волокнам. Эти глиальные клетки усердно трудятся, образуя миелиновую оболочку вокруг аксонов в ЦНС, которая не только обеспечивает надёжную изоляцию, но и участвует в трофической регуляции нейронов. С появлением новых исследований в этой области мы начинаем всё лучше и отчетливее понимать, что функция олигодендроцитов гораздо сложнее и ответственнее, чем казалось на первый взгляд, и что помимо создания условий для «общения» нейронов, от них во многом зависит сохранение целостности каждой отдельной нервной клетки. Одним из таких исследований стала работа, опубликованная в Nature Neuroscience, говорящая о том, что олигодендроциты способствуют поддержанию аксонального энергетического метаболизма. 

Такими результатами поделились ученые из Института фармакологии и токсикологии Цюрихского университета: их работа на мышах явно показала, что олигодендроциты не просто улавливают сигналы от работающих нервных волокон, но и отвечают на них, тут же увеличивая и ускоряя потребление глюкозы. За счет этого нуждающиеся в энергии аксоны оперативно её получают, а их функциональная активность не снижается. 

Чтобы узнать, как нейроглия и аксоны обмениваются информацией друг с другом, исследователи поставили эксперимент на зрительном нерве мыши. Так они смогли активировать аксоны и определили, что важнейшим индикатором, сигнализирующим олигодендроцитам о возбужденном состоянии аксонов, выступает калий, высвобождаемый при передаче электрической активности. Когда нейроны находятся в возбужденном состоянии и с высокой частотой передают сигналы по своим аксонам, особые каналы Kir4.1 активируются и внеклеточного калия временно становится больше, что деполяризует мембрану олигодендроцитов и, судя по всему, инициирует между ними и аксонами быструю метаболическую связь. А для того, чтобы точно определить роль Kir4.1, был поставлен эксперимент на генетически модифицированных мышах, у которых семейство этих каналов в олигодендроцитах отсутствовало. Итог оказался однозначным: метаболизм глюкозы снизился, что зафиксировали по снижению уровня лактата — побочного продукта метаболизма глюкозы. Более того, без достаточного энергообеспечения аксонов, их выживаемость и сохранение целостности снизились, что в дальнейшем привело к повреждениям по мере старения мышей. 

Результаты исследования в очередной раз обращают наше внимание на особенности нейроглии и её принципиальную роль в регуляции метаболических процессов нейронов. А с пониманием, как регуляция обмена глюкозы олигодендроцитами влияет на конкретные функции нервных волокон, мы сможем научиться сохранять здоровье нервных клеток как можно дольше, что особенно важно в борьбе с нейродегенеративными заболеваниями.

Текст: Анастасия Буглинина

Oligodendrocyte-axon metabolic coupling is mediated by extracellular K+ and maintains axonal health by Zoe J. Looser, et. al. in Nature Neuroscience. 2024. https://doi.org/10.1038/s41593-023-01558-3

[Flanger]

Прорыв в борьбе с выпадением волос обнаружен в кератиновых микросферах

Было обнаружено, что гель из крошечных кератиновых сфер способствует росту волосяных фолликулов. Учитывая, что наш организм естественным образом вырабатывает кератин, исследование подчеркивает потенциальное применение использования кератиновых микросфер в качестве безопасного и эффективного средства против роста волос.

Кератин добавляют в шампуни и кондиционеры для укрепления и улучшения внешнего вида волос. Мы также производим белок, который делает то же самое – сохраняет волосы, кожу и ногти здоровыми и сильными. Учитывая их биосовместимость, наночастицы на основе кератина были исследованы в качестве носителей противораковых, противомикробных и ранозаживляющих препаратов.

Верхний слой кожи, или эпидермис, является барьером для проникновения, что одновременно хорошо и плохо. Хотя это барьер против патогенов и химических веществ, этот барьер может препятствовать проникновению терапевтических агентов. Однако волосяные фолликулы представляют собой потенциальный путь проникновения в более глубокие слои кожи. В новом исследовании исследователи из Университета Цукуба, Япония, создали гель, состоящий из крошечных сфер водорастворимого кератина, который проникает в волосяной фолликул и отращивает волосы у мышей.

Анатомия кожи. Клетки дермального сосочка, отвечающие за регуляцию роста волос, расположены у основания волосяного фолликула. Depositphotos

Микросферы, наноразмерные сферические частицы, полученные из органических или неорганических источников, продемонстрировали потенциал для доставки терапевтических средств в кожу через волосяной фолликул. В текущем исследовании ученые синтезировали 3D-микросферы водорастворимого кератина. При контакте с водой микросферы набухали, образуя гели.

Семинедельным мышам-самцам удалили часть волос на спине с помощью крема для депиляции. Они были разделены на группы, получавшие миноксидил (препарат, используемый для лечения выпадения волос), кератин, микросферический кератин или воду, наносимую местно на безволосую область в течение 20 дней. За мышами наблюдали ежедневно, а фотографии делали в нулевой, десятый и 20-й дни. Обработанную кожу всех групп собирали для анализа ее генетической экспрессии.

В группе, получавшей кератиновые микросферы, рост волос начался на второй день после лечения, причем скорость роста впоследствии увеличилась. Эффект был аналогичен тому, который наблюдался у мышей, получавших миноксидил. Возобновление роста волос было менее выраженным в группе, получавшей кератин, чем в группе, получавшей кератиновые микросферы.

Анализ показал, что активация генов в группе кератиновых микросфер связана с регулирующими функциями, в основном связанными с кожей, включая развитие волосяных фолликулов. Также увеличилась экспрессия генов, участвующих в реакции на стресс, развитии тканей и поддержании стабильности кожи. Лечение кератиновыми микросферами активирует гены, связанные со стволовыми клетками, активируя пути роста волос и развитие фолликулов. Это также значительно снизило экспрессию провоспалительных маркеров по сравнению с контрольной группой. Учитывая все это вместе, лечение кератиновыми микросферами продемонстрировало противовоспалительное действие, одновременно способствуя фазе роста волосяного фолликула.

Мыши из всех групп лечения Бежауи и др.

Затем исследователи протестировали микросферы на клетках волосяных фолликулов человека, клетках дермального сосочка, которые регулируют рост фолликулов. Было показано, что микросферы впитываются через эпидермис и достигают клеток дермального сосочка, активируя их и связанные с ними маркеры роста волос. Было обнаружено, что они нетоксичны для клеток.

«Мы заметили, что обработка микросферами успешно проникла в различные слои эпидермиса, достигнув дермального сосочка, и значительно активировала маркеры, связанные с ростом волос», — сказали исследователи. «Эти результаты показывают, что микросферический кератин стимулирует процесс роста волос и еще больше усиливает взаимодействие между различными слоями кожи».

Исследователи говорят, что их кератиновые микросферы потенциально могут улучшить методы доставки лекарств и найти применение в исследованиях и расстройствах, связанных с кожей и волосами. Дальнейшие исследования будут изучать конкретные способы использования микросферного кератина в качестве системы адресной доставки лекарств и системы-носителя для лечения заболеваний, связанных с фолликулами.

Исследование было опубликовано в журнале ACS Applied Bio Materials .

[Flanger]

Ученые впервые проследили эффект длительного голодания на организм человека

Во время голодания организм переключается с глюкозы на жир в качестве источника энергии, поэтому отказ от еды считается эффективным инструментом для борьбы с лишним весом. Благодаря новому эксперименту ученые впервые проследили и другие последствия голодания. Например, обнаружено системное воздействие на все внутренние органы.

В эксперименте приняли участие 12 здоровых добровольцев, которые в течение семи дней находились на полном голодании и могли пить только воду. Ученые регулярно оценивали показали трех тысяч белков в их крови, чтобы отследить влияние голодания на состояние здоровья. Выводы исследования опубликованы на сайте Лондонского университета королевы Марии.

Оказалось, что эффект от голодания проявляется только через три дня отказа от еды. Это намного позже, чем думали исследователи. Примерно каждый третий белок изменился в ответ на режим голодания. Ученые отметили системное воздействие на все основные внутренние органы. Например, зарегистрированы изменения в белках, поддерживающих структуру нейронов в головном мозге.

Примечательно, что все участники в среднем потеряли около 5,7 кг веса (жировой и мышечной массы). После прекращения голодания мышечная масса почти полностью восстановилась.

Благодаря полученным результатам ученые планируют разработать методы лечения, имитирующие эффекты голодания, для людей, которые по медицинским показаниям не могут придерживаться такого длительного отказа от пищи. Помимо прочего, они продолжат исследовать пользу голодания для лечения и профилактики конкретных заболеваний.

Ранее в другом исследовании ученые показали, что голодание снизило возраст людей на 2,5 года. В этом эксперименте использовался более щадящий режим питания, который могут повторить большинство людей.

[Flanger]

Хирургия без шрамов: ученые напечатали «живую» кожу прямо на рану

Восстановление потерянной кожи на голове и лице с помощью кожных трансплантатов — сложная задача. Эта операция может привести к образованию рубцов, необратимой потере волос и отторжению трансплантата. Исследователи из Университета штата Пенсильвания использовали комбинацию биочернил, содержащих внеклеточный матрикс, стволовые клетки и раствор для свертывания крови, и создали живую кожу с потенциалом роста волос. Ученые впервые напечатали на 3D-принтере эту «живую» кожу во всю толщину прямо на крысах, у которых была повреждена кожа черепа. Всего за две недели рана зажила.

Анатомически кожа состоит из трех слоев: самого внешнего (видимого) эпидермиса, средней дермы и самого глубокого слоя — гиподермы. Гиподерма, состоящая из соединительной ткани и жира, обеспечивает структуру и защитную поддержку черепа. Корни волосяных фолликулов проникают в гиподерму, где начинают расти волосы. Гиподерма напрямую участвует в процессе превращения стволовых клеток в жир. Этот процесс имеет решающее значение для нескольких жизненно важных процессов, включая заживление ран. Он также играет роль в циклическом развитии волосяных фолликулов, особенно в росте волос.

Ранее ученые использовали два вида биочернил для одновременной 3D-печати твердых и мягких тканей на черепе и коже грызунов. В текущем исследовании они пошли дальше. Ученые извлекли из жировой ткани пациентов, перенесших операцию, внеклеточный матрикс — сеть молекул и белков, которые придают ткани структуру и стабильность. Это сформировало один из компонентов биочернил. Вторым компонентом стали стволовые клетки, взятые из жировой ткани. Третьим звеном выступил раствор для свертывания крови, содержащий фибриноген, который помогал другим компонентам связываться с местом повреждения. Каждый компонент загружался в отдельные отсеки биопринтера.

Три отсека позволили одновременно печатать смесь матрицы и фибриногена вместе со стволовыми клетками, и этот процесс можно было контролировать. Ученые печатали непосредственно на месте травмы для формирования гиподермы, которая способствует заживлению ран, образованию волосяных фолликулов и регулированию температуры. Чтобы определить идеальную смесь, исследователи экспериментировали с тремя биочернилами, содержащими разное количество внеклеточного матрикса.

Команда провела три серии исследований на крысах, чтобы лучше понять роль жирового матрикса. Оказалось, что совместная доставка матрикса и стволовых клеток имеет решающее значение для формирования гиподермы. По отдельности эти компоненты не работают.

После биопечати слоев гиподермы и дермы внешний эпидермис сформировался сам по себе, в результате рана зажила за две недели. Гиподерма содержала «наросты» — начало развития волосяных фолликулов. Исследования показали, что стволовые клетки, полученные из жира, тесно связаны с волосяными фолликулами и могут стимулировать их рост.

Исследователи надеются, что их технология, особенно способность к росту волос, улучшит результат реконструктивных операций, сделав результат более естественным. Это окажет положительное влияние на психическое благополучие пациентов.

[Flanger]

Новый препарат лечит фиброз печени при стеатогепатите и предцирроз

Ученые представили новые данные второй фазы клинических исследований экспериментального препарата для лечения пациентов на различных стадиях неалкогольного стеатогепатита, включая предцирроз печени. Исследование позволило определить схему лечения и дозировки, при которых наблюдаются наиболее значимые улучшения в симптомах болезни, таких как фиброз ткани.

Последние десятилетия привели к росту заболеваемости неалкогольным стеатогепатитом (НАСГ), однако в настоящее время не существует одобренных целевых препаратов против этого диагноза. Возможно, ситуация изменится благодаря разработке ученых из Akero Therapeutics, которые создали препарат эфруксифермин для лечения НАСГ. Теперь они представили новые промежуточные результаты второй фазы клинических исследований экспериментального лекарства, пишет MedCityNews.

Вторая фаза продлится в течение 96 недель терапии и наблюдений, однако уже сейчас ученые готовы поделиться первыми результатами эффективности и безопасности.

Наиболее высокая дозировка эфруксифермина (50 мг) показала улучшения у 75% участников, а наиболее низкая (28 мг) — у 46%.

Ученые отметили улучшения симптомов фиброза ткани (первой и второй стадии) более чем в 10 раз по сравнению с плацебо.
Также известно, что эфруксифермин сокращает жир в печени, повышает чувствительность к инсулину и улучшает показатели липопротеинов.

Предыдущие предварительные результаты не показали значимых изменений у пациентов с предциррозом печени, однако сейчас ученые утверждают, что более длительный прием эфруксифермина может изменить ситуацию и для них. Дальнейшие наблюдения должны это подтвердить или опровергнуть.

Эфруксифермин представляет белок-аналог фактора роста фибробластов (FGF21). Он вводится в организм в виде инъекций один раз в неделю. Текущие наблюдения показали хорошую переносимость препарата с некоторыми побочными эффектами на желудочно-кишечный тракт (диарея, тошнота и др.).

В настоящее время ученые проводят набор на финальную третью фазу клинических исследований. В следующем году можно будет более уверенно судить о потенциале эфруксифермина для рутинной медицинской практики.

Примечательно, что ранее другие ученые показали обратимость фиброза печени. Их работа доказывает, что можно полностью восстановить функцию печени и избежать тяжелых осложнений.

[Flanger]

Превращение клеток кожи в клетки конечностей – основа регенеративной терапии

В ходе совместного исследования ученые из Университета Кюсю и Гарвардской медицинской школы выявили белки, способные превращать или «перепрограммировать» фибробласты – наиболее распространенные клетки кожи и соединительной ткани – в клетки, сходные по свойствам с клетками-предшественниками конечностей. Результаты исследования, опубликованные в журнале Developmental Cell, расширили наши представления о развитии конечностей и заложили основу для регенеративной терапии в будущем.

Во всем мире около 60 миллионов человек живут с потерей конечностей. Ампутации могут быть следствием различных заболеваний, таких как опухоли, инфекции, врожденные дефекты, а также травм, полученных в результате несчастных случаев на производстве, дорожно-транспортных происшествий и стихийных бедствий, таких как землетрясения. Люди с травмами конечностей часто пользуются синтетическими материалами и металлическими протезами, но многие исследователи изучают процесс развития конечностей, чтобы еще на один шаг приблизить регенеративную терапию, или естественную замену тканей, к потенциальному методу лечения.

«Во время развития конечности у эмбриона клетки-предшественники в зародыше конечности дают начало большинству различных тканей конечности, таких как кость, мышца, хрящ и сухожилие. Поэтому важно создать простой и доступный способ получения этих клеток», – объясняет доктор Юдзи Ацута, ведущий исследователь.

В настоящее время общепринятый способ получения клеток-предшественников конечностей – непосредственно из эмбрионов, что в случае с человеческими эмбрионами вызывает этические проблемы. В качестве альтернативы их можно получить с помощью индуцированных плюрипотентных стволовых клеток – взрослых клеток, которые перепрограммируются в эмбриональное состояние и впоследствии могут быть превращены в определенные типы тканей.

Новый метод, разработанный Ацутой и коллегами, который напрямую перепрограммирует клетки фибробластов в клетки-предшественники конечностей, упрощает процесс и снижает затраты. Кроме того, он снимает опасения, что клетки могут стать раковыми, что часто происходит с индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками.

На начальном этапе работы ученые исследовали, какие гены экспрессируются в ранних зачатках конечностей у мышей и куриных эмбрионов. Почти все клетки организма, включая фибробласты и клетки-предшественники конечностей, содержат идентичную геномную ДНК, но различные свойства и функции каждого типа клеток появляются в процессе развития благодаря изменениям в экспрессии генов (другими словами, какие гены активны и какие белки производятся клеткой). Одним из способов контроля экспрессии генов в клетках являются специфические белки, называемые транскрипционными факторами.

Исследовательская группа выявила 18 генов, которые более активно экспрессируются в зачатке конечности по сравнению с другими тканями. Они культивировали фибробласты из эмбрионов мышей и ввели эти 18 генов в фибробласты с помощью вирусных векторов, чтобы клетки вырабатывали эти 18 белковых факторов. Было обнаружено, что модифицированные фибробласты приобрели свойства и экспрессию генов, схожие с естественными клетками-предшественниками конечностей.

Далее, в ходе серии экспериментов, исследователи сузили свой выбор и определили, что только 3 белковых фактора необходимы для перепрограммирования мышиных фибробластов в прогениторные клетки конечностей: Prdm16, Zbtb16 и Lin28a. Четвертый белок, Lin41, помогал культивируемым клеткам-предшественникам конечностей быстрее расти и размножаться.

«Перепрограммированные клетки – не только молекулярные имитаторы; мы подтвердили их потенциал для развития в специализированные ткани конечностей, как в лабораторной посуде (in vitro), так и в живых организмах (in vivo)», – говорит Ацута. Испытания in vivo были особенно сложными, поскольку пришлось пересаживать перепрограммированные мышиные клетки в зародыши конечностей куриных эмбрионов.

В этих экспериментах обычно ученые использовали лентивирусы, которые вставляют гены непосредственно в геном зараженных клеток, что повышает риск того, что клетки могут стать раковыми. Вместо этого команда рассматривает другие, более безопасные векторы, такие как адено-ассоциированные вирусы или плазмиды, которые доставляют гены в клетки, не вставляя их в геном.

Сейчас лабораторная группа Ацуты пытается применить этот метод к человеческим клеткам для будущего терапевтического применения, а также к змеям, чьи предки имели конечности, которые впоследствии были утрачены в ходе эволюции. Интересно, что перепрограммированные клетки-предшественники конечностей образовывали органоиды, похожие на зачатки конечностей, так что возможно генерировать ткани конечностей у видов, которые больше ими не обладают. Информация взята с портала «Научная Россия» .

[Flanger]

Найден способ омоложения стволовых клеток крови

Новый подход омоложения клеток способен предотвратить или замедлить развитие многих хронических заболеваний, а также рака крови. Кроветворные гемопоэтические стволовые клетки обычно теряют свои функции с возрастом, что приводит к болезням. Теперь появился способ противостоять этому и продлить молодость.

Работа исследователей из США показала, что снижение функций гемопоэтических стволовых клеток (ГСК) не является чем-то неизбежным: с помощью уже доступного препарата ученые обратили этот процесс вспять, пишет EurekAlert.

Оказалось, что снижение уровня железа в клетках восстанавливает функцию ГСК у старых мышей. В рамках экспериментов они использовали препарат дефероксамин. Лекарство удаляло избыток железа из клеток, которое, как оказалось, активирует воспаление и как бы «усыпляет» ГСК. Это излишне спокойное состояние снижает выработку новых клеток крови.

«Мы выяснили, что ограничение железа регулирует и защищает регенеративную функцию стволовых клеток — их способность делиться и дифференцироваться в клетки крови», — прокомментировал соавтор работы Юн-Руэй Као.

У старых грызунов применение дефероксамина обеспечивало улучшение функции ГСК.

При длительном приеме препарата в течение 13 месяцев регенеративная способность ГСК увеличилась в 10 раз.
В настоящее время ученые намерены подтвердить полученные результаты в рамках клинических исследований. Но даже если результаты окажутся аналогичными, не следует пренебрегать текущими рекомендациями врачей по приему добавок железа в пожилом возрасте, подчеркивают они. Дело в том, что метаболизм железа нарушается по мере старения, приводя к дефициту в одних органах или накапливая железо в других. Например, железо накапливается в костном мозге, где располагаются ГСК.

Дальнейшие исследования также должны показать, помогут ли аналогичные стратегии омолодить другие типы стволовых клеток для запуска регенерации различных внутренних органов.

Тем временем другие ученые использовали антиоксиданты для омоложения стволовых клеток. Их подход также обладает потенциалом для развития новых возможностей регенеративной медицины.

[Flanger]

Открытие конуса роста нейронов поможет восстановиться после травмы головного мозга

Структура и функции кончиков мигрирующих нейронов до сих пор оставались неясными. Исследовательская группа под руководством Казунобу Савамото, профессора Университета города Нагоя, обнаружила, что конус роста, экспрессирующий PTPσ, чувствует внеклеточный матрикс и управляет миграцией нейронов в травмированном мозге, что приводит к восстановлению его функций.

Нейронные стволовые клетки присутствуют в постнатальном мозге млекопитающих и производят новые нейроны, которые мигрируют в сторону поврежденных участков. Стимулирование миграции нейронов приводит к функциональному восстановлению после травмы мозга.

Тем не менее, существует ингибирующий эффект на миграцию нейронов в травмированных участках, механизмы которого необходимо выяснить, чтобы улучшить набор новых нейронов в травмированных участках и, таким образом, повысить эффективность восстановления после травмы мозга. Мигрирующие нейроны обладают структурой, напоминающей конус роста аксона, на своем кончике, но ее роль в миграции нейронов до конца не изучена.

Группа Савамото сосредоточилась на выяснении функции структуры, напоминающей конус роста, в мигрирующих нейронах мозга мыши. Исследователи использовали микроскопию сверхразрешения для изучения цитоскелетной динамики и молекулярных особенностей кончика нейрона. Они показали, что структура кончика имеет общие функции с конусами роста аксонов.

В работе был использован нетканый материал из желатиновых волокон, содержащий HS, – биоматериал, который обеспечивает структурные каркасы для клеток, таких как мигрирующие нейроны. Ученые показали, что примененные HS-содержащие волокна способствовали расширению конусов роста и миграции нейронов в травмированном мозге. Кроме того, имплантация обогащенной HS-желатиновой ткани способствовала регенерации зрелых нейронов и восстановлению неврологических функций.

Результаты работы, опубликованные в журнале Nature Communications, свидетельствуют о том, что выяснение молекулярных механизмов взаимодействия конусов роста с местной внеклеточной средой может позволить разработать новые технологии регенерации, основанные на стимулировании миграции нейронов.

«Учитывая, что конус роста мигрирующих нейронов служит праймером для миграции нейронов в ингибирующих внеклеточных условиях, необходимо продолжить изучение вопроса о том, применимо ли лечение, опосредованное конусом роста, для привлечения новых нейронов из эндогенного источника в поврежденные участки и к стареющему мозгу», – прокомментировал Накаджима. Информация взята с портала «Научная Россия» (https://scientificrussia.ru/)

[Flanger]

Найден аналог популярного препарата для похудения

Производство популярного препарата для лечения диабета и снижения веса семаглутид — Ozempic, Wegovy — сложный и медленный процесс. Наблюдается продолжающийся глобальный дефицит вещества.

Исследователи из Института Флори в Мельбурне, Австралия, разработали метод производства аналога лекарства, у которого те же терапевтические эффекты, что и у семаглутида. Их новый метод производства не только экономически эффективен и прост, но и позволяет производить гораздо больше препарата.

Семаглутид — часть семейства препаратов глюкагоноподобного пептида-1 (GLP-1), которые имитируют природный гормон, снижая уровень глюкозы в крови и способствуя снижению веса. Однако химическая структура препарата сдерживает его производство. Один из его компонентов трудно растворяется в воде, что затрудняет обработку, крупномасштабную очистку и производство семаглутида. Это объясняет, почему поставщики препарата не могут удовлетворить растущий спрос.

Семаглутид создают путем первоначальной модификации дрожжевых клеток для создания пептидов, цепочек аминокислот, которые образуют «основу» препарата. Модификация производится путем добавления цепочки жирных кислот для улучшения периода полураспада препарата в крови (процесс, называемый липидированием). Но именно добавленная жирная кислота является проблемным гидрофобным компонентом.

Вместо использования липидирования исследователи использовали процесс гликозилирования, то есть прикрепление молекул углеводов (гликанов) к поверхности пептида. Используя этот подход, ученые получили новый водопритягивающий гидрофильный аналог GLP-1 в гораздо больших количествах. В итоге, гликозилирование привело к десятикратному увеличению выхода по сравнению с семаглутидом.Аналог GLP-1 оказывал тот же терапевтический эффект, что и семаглутид.

Краткосрочные эксперименты на животных моделях показали, что потенциальный препарат действует так же, как семаглутид. Это снизило уровень глюкозы в крови и улучшило ее утилизацию.

Исследование опубликовано в Journal of Medicinal Chemistry.

[Flanger]

Ожирение связали с сокращением «длины ресничек» нейронов головного мозга

Ожирение в среднем возрасте вызвано возрастными изменениями формы нейронов в гипоталамусе — области мозга, которая контролирует обмен веществ и аппетит.

Японские ученые в исследовании на грызунах установили, что форма нейронов и то, как они изменяются с возрастом, могут быть связаны с ожирением. Анализ показал, что возрастные изменения в нейронах гипоталамуса способствуют набору избыточного веса.

Исследователи изучили изменения в работе меланокортина-4 (MC4R) — белка, который служит химическим посланником в мозге и подавляет потребление пищи, когда организм получает слишком много калорий. Ученые обнаружили, что MC4R накапливается в структурах, напоминающих антенны, в нескольких группах нейронов в области гипоталамуса.

Дальнейший анализ показал, что реснички MC4R были немного короче у крыс среднего возраста (в возрасте шести месяцев), чем у их младших собратьев (в возрасте девяти недель). Это соответствовало более вялому метаболизму и ограниченной способности сжигать жир у старых грызунов.

Иллюстрация изменения длины ресничек в нейронах гиппоталамуса с возрастом. Изображение: Kazuhiro Nakamura

Исследователи посадили одну группу крыс на стандартную диету, чтобы установить базовый уровень сокращения ресничек с возрастом. Две другие группы получали либо избыточное, либо недостаточное количество жиров. В результате у крыс, получавших слишком много жиров, реснички MC4R с возрастом сокращались быстрее, а у «постящихся» — медленнее.

Потребуются дополнительные исследования, чтобы увидеть, применимы ли результаты к людям. Но ученые считают, что должен существовать аналогичный механизм и с его помощью можно будет бороться с ожирением. Пока исследователи дают простой совет: контролировать то, что вы едите.

Умеренные привычки в еде могут поддерживать реснички MC4R достаточно долго, чтобы поддерживать систему мозга по борьбе с ожирением в хорошей форме даже с возрастом. Кадзухиро Накамура, соавтор исследования из Высшей школы медицины Университета Нагои,

[Flanger]

[Flanger]

Стероиды оказались эффективны против супербактерий

Ученые показали, что стероидные препараты успешно справляются с устойчивой к антибиотикам кишечной палочкой и стафилококком. Теперь их рассматривают в качестве альтернативы антибактериальной терапии, эффективность которой снижается на фоне роста побочных эффектов.

Устойчивость бактерий к антибиотикам остается серьезной угрозой для системы здравоохранения по всему миру. Эта проблема связана с высоким уровнем смертности, которая уже опередила смертность от СПИДа. В поисках решения ученые из Школы биологических наук Кента изучали стероидные препараты и обнаружили у некоторых эффективность против супербактерий.

Исследователи тестировали стероидные препараты, которые сегодня используются в заместительной гормональной терапии: этинилэстрадиол, квинэстрол и хинестрол. Эти препараты связываются с белком комплексом цитохромом bd, который важен для роста и выживания ряда патогенных бактерий.

С разной степенью эффективности препараты подавляли рост резистентной кишечной палочки, а также золотистого стафилококка.

«Это захватывающие результаты, которые могут предложить основу для создания новых препаратов взамен антибиотикам», — заявили авторы. Разумеется, впереди еще большой этап исследований. Необходимо подтвердить, что в долгосрочной перспективе такое лечение в организме человека не только эффективно, но и безопасно.

Недавно в другом исследовании ученые выяснили, что на распространенность супербактерий влияет не только частота приема антибиотиков, но и тип препарата. Эти данные позволяют лучше понимать механизмы развития резистентности, чтобы, в конечном итоге, обеспечивать оптимальную профилактику.

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

Ученые нашли 2 растительные альтернативы таблеткам для похудения

Европейская ассоциация по изучению ожирения идентифицировала два растительных экстракта, которые работают как агонисты ГПП-1: контролируют сахар в крови, уменьшают аппетит и помогают снизить вес. Плюс в том, что они лишены неприятных побочных эффектов, а выпускать их могут в виде таблеток, а не инъекций. Сделать открытие помог искусственный интеллект.

Препараты-агонисты ГПП-1 (глюканоподобный пептид-1) хорошо зарекомендовали себя в лечении ожирения и диабета. К этой группе относятся такие лекарства, как семаглутид и эксенатид. Они уменьшают аппетит, притупляют чувство голода, замедляют освобождение и продлевают чувство насыщения. Кроме того, риск гипогликемии во время их приёма совсем незначительный — они мягко регулируют уровень сахара в крови и безопасны для диабетиков.

«Если ИИ — это мозг робота, то RPA — его руки». Что умеют программные роботы
Научное сообщество возлагает большие надежды на этот класс препаратов: больные ожирением довольно быстро снижают вес благодаря им. Однако медики активно ищут их аналоги из-за ряда неприятных побочных эффектов. Агонисты ГПП-1 могут вызывать рвоту, тошноту, диарею, а также беспокойство и раздражительность.

Кроме того, такие препараты — пептиды, то есть короткие цепочки аминокислот, которые легко разорвать. Желудочные ферменты повреждают их прежде, чем они смогут принести пользу. Поэтому выпускают их в виде инъекций, а не таблеток, что тоже довольно неудобно. Делать уколы сложнее и больнее, чем принять пилюлю.

Поэтому учёные из Европы использовали ИИ, чтобы выявить непептидные природные соединения, которые активируют рецептор ГПП-1. Исследование возглавила Елена Мурсия из Испании. Команда провела скриниг более 10 000 соединений и проанализировала, какие связи возникают между ними и рецептором ГПП-1. ИИ помог выбрать 100 самых перспективных веществ. Затем учёные определили, какие из них взаимодействуют с аминокислотами на рецепторе. ИИ также составил диаграмму Венна, чтобы показать, какие соединения лучше всего годятся на роль агонистов ГПП-1.

Так из 65 веществ были отобраны 2, которые авторы исследования пока что называют «Соединение А» и «Соединение Б». Оба получены из растительного сырья. Учёные не раскрывают детали до того, как получат патент. Однако они сообщили, что новые лекарства получены из распространённых растений, экстракты которых хорошо воздействуют на метаболизм человека. Есть надежда, что препараты можно будет выпускать в виде таблеток. Сейчас они проходят клинические испытания.

[Flanger]

Найден новый контроллер голода в мозге

Исследователи из Абердинского и Кембриджского университетов выяснили еще одну деталь, которую включает в себя система контроля голода в мозге. Как оказалось, в стволе мозга есть скопление нейронов, которые с помощью «главной тормозной жидкости нервной системы» (ГАМК) посылают в центр голода тормозные импульсы. Подробности можно узнать из статьи, опубликованной в журнале Current Biology. 

Графическое описание статьи. Credit: Pablo B. Martinez de Morentin et al / Current Biology 2024

Многие специалисты считают ожирение одной из эпидемий современности. Помимо того что оно осложняет жизнь человека, оно еще ее и сокращает, представляя собой мощный фактор риска сердечно-сосудистых заболеваний. Кроме того, ожирение негативно влияет на мозг, вызывая истончение коры и приводя к повреждениям внутренней структуры.

Несмотря на то что нейробиологические механизмы контроля пищевого поведения изучаются давно, еще пока хватает белых пятен, которые требуют внимания исследователей. Например, не так давно исследователи установили, что один из нейрональных центров гипоталамуса, который раньше считался одним из ведущих в регулировке приема пищи, не исполняет эту функцию. Хотя информация уже даже успела войти в учебники. Также были вопросы насчет одного из нейрональных центров, обнаруженных в стволе мозга – нейронов дорсального вагусного комплекса (dorsal vagal complex, DVC).

Один из методов борьбы с ожирением – это контроль голода, избыточное ощущение которого обычно становится проблемой похудения. Проведя серию экспериментов с мышами и используя разные методики для оценки активности клеток и их отключения, ученые выяснили, что нейроны DVC имеют связь с аркуатным ядром гипоталамуса – одним из пока еще «действующих» центров голода. 

Нейроны DVC тормозят клетки, которые вырабатывают нейропептид Y – «молекулу голода». При этом аппетит подавляется без выработки отвращения к еде и сопутствующей тошноты. А этим часто «грешат» препараты, которые назначаются при ожирении.

Ученые считают, что это открытие в дальнейшем позволит разработать более прицельные и физиологичные, в том числе фармацевтические, способы борьбы с лишней массой тела.

[Flanger]

Вечерняя физическая активность оказалась наиболее эффективной при ожирении

Ученые представили результаты крупного исследования, изучавшего ежедневную физическую активность разных людей в течение восьми лет. Вечернее время показало наибольшую пользу для людей с избыточной массой тела — эти нагрузки обеспечивали профилактику преждевременной смертности.

В исследовании приняли участие почти 30 тыс. человек с ожирением в возрасте старше 40 лет, которые делились данными своих носимых устройств, отслеживающих физическую активность в течение суток, пишет EurekAlert. Примерно у трех тысяч человек был сахарный диабет второго типа. За 8 лет наблюдений зарегистрировано 1,5 тысячи смертей, четыре тысячи сердечно-сосудистых событий и около двух тысяч случаев микрососудистой дисфункции. Для наибольшей объективности ученые учитывали возраст и пол участников, рацион, потребление алкоголя, уровень образования, продолжительность сна и прием препаратов.

Цифровой прорыв: как искусственный интеллект меняет медийную рекламу
Оказалось, что аэробные нагрузки в период с шести вечера до полуночи были наиболее эффективными для снижения рисков преждевременной смертности, а также летальных исходов от сердечно-сосудистых заболеваний.

Ученые предполагают, что такие нагрузки помогают диабетикам и людям с избыточным весом компенсировать вечерние скачки глюкозы, тем самым снижая риски осложнений. Между тем необходимы дальнейшие исследования, чтобы прояснить этот механизм.

На данный момент авторы считают, что вечерняя физическая активность должна рассматриваться пациентами с ожирением и диабетом для общей профилактики осложнений. С другой стороны, они подчеркивают, что спорт не может быть единственной мерой для борьбы с избыточным весом.

Ранее в другом исследовании ученые обнаружили, что риски ожирения повышает курение. При этом табак способствует отложению наиболее опасного висцерального жира.

[Flanger]

Как альдегиды влияют на старение

Группа исследователей из Университета Нагоя (Япония) обнаружила, что альдегиды являются побочными продуктами метаболизма, связанными с преждевременным старением. Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Cell Biology, раскрывают суть болезней преждевременного старения и потенциальные стратегии борьбы с ними у здоровых людей, такие как контроль над воздействием веществ, выделяющих альдегиды, включая алкоголь, загрязнение окружающей среды и дым.

Альдегиды могут нанести вред здоровью человека. Однако результаты исследования группы ученых свидетельствуют о том, что негативные эффекты включают в себя и старение. «Повреждения ДНК связаны с фенотипами старения. Однако впервые мы предполагаем связь между повреждениями ДНК, вызванными альдегидами, и преждевременным старением», – говорит Ока, автор работы.

Ученые предположили, что связь между альдегидами и старением может существовать, поскольку у людей с нарушениями преждевременного старения, такими как синдром AMeD, наблюдается недостаточная активность ферментов, таких как ALDH2, которые расщепляют альдегиды. 

У здоровых людей ALDH2 играет важную роль в реакции на алкоголь. Когда человек пьет вино или пиво, печень преобразует алкоголь в альдегиды, чтобы он мог быть выведен из организма. Активность ALDH2 важна для преобразования альдегидов в нетоксичные вещества.

Альдегиды вредны, потому что они вступают в реакцию с ДНК и белками. В организме они образуют ДНК-белковые сшивки (ДБС), которые блокируют важные ферменты, участвующие в процессах деления и поддержания клеток, что приводит к сбоям и старению. 

В работе ученые использовали метод, называемый DPC-seq, чтобы исследовать связь между накоплением альдегидов и повреждением ДНК у пациентов с преждевременным старением. Профессор Оги с надеждой смотрит на последствия своих выводов, заявляя: «Выяснив механизм, с помощью которого повреждения ДНК быстро заживают, мы раскрыли часть причины генетического преждевременного старения». 

Исследование открывает новые возможности для понимания механизмов, лежащих в основе болезней преждевременного старения, и предлагает потенциальные мишени для терапевтического вмешательства. Выяснив роль альдегидов в повреждении ДНК и старении, мы прокладываем путь для будущих исследований.

«Разработка терапевтических препаратов не продвигалась, потому что мы не до конца понимали причины синдрома AMeD и синдрома Кокейна. Данное исследование позволяет предположить, что патологическое состояние пациента связано с ДБС, образующимся из альдегидов, генерируемых внутри клеток. Ожидается, что результаты помогут в поиске соединений, удаляющих альдегиды, что способствует созданию терапевтических лекарственных препаратов», – заключили ученые.

Это исследование имеет последствия, выходящие за рамки генетических заболеваний, поскольку его результаты позволяют предположить, что повреждение ДНК, вызванное альдегидами, может играть роль в процессе старения и у здоровых людей. Определив альдегиды как вещества, способствующие старению, исследование проливает свет на запутанную связь между факторами окружающей среды и клеточным старением. Это может иметь значительные последствия для здоровья и продолжительности жизни человека. Информация взята с портала «Научная Россия»

[Flanger]

Ученые успешно испытали компонент крови, способный стать «сывороткой молодости»

Крошечные внеклеточные пузырьки из плазмы крови молодых способны значительно продлить жизнь и обратить вспять возрастные дегенеративные изменения у старых. В опытах на лабораторных мышах это показали китайские ученые, тем самым приблизившись к созданию универсального способа для борьбы со старением и улучшения здоровья людей.

Исследователи давно экспериментируют с переливанием крови, ее составляющих и других физиологических жидкостей от молодых мышей старым в поиске методов омоложения организма и повышения продолжительность жизни. В одном из таких опытов ученые из США хирургически соединили кровеносные системы молодых и пожилых грызунов, что позволило замедлить старение последних. С целью омоложения мышам также вводили тромбоциты, делали инъекции спинномозговой жидкости и пересаживали фекальную микробиоту кишечника.

В свежем исследовании, вышедшем в журнале Nature Aging, крупная команда специалистов из Нанкинского университета (КНР) опробовала еще одну методику с использованием малых внеклеточных везикул, или пузырьков (small extracellular vesicles, sEVs) — частиц размером менее 200 нанометров из плазмы крови. По словам ученых, этот компонент крови имеет ряд важных преимуществ по сравнению с другими, что делает возможным более быстрый переход к клиническому применению метода.

В опытах использовали лабораторных мышей линии C57BL/6J. Раз в неделю пожилым особям — самцам в возрасте 20 месяцев — внутривенно вводили по 200 микролитров чистого фосфатно-солевого буферного раствора (контрольная группа) либо такой же объем раствора с «молодыми» внеклеточными везикулами в концентрации 1,80 микрограмма общего белка на микролитр. Экспериментальный препарат предварительно изготовили из очищенной плазмы крови молодых мышей двухмесячного возраста, доведя до нужной концентрации, имитирующей естественное содержание внеклеточных везикул в крови.

Кровь молодых мышей продлила жизнь старым

Ученые хирургически соединили кровеносные системы старых и молодых мышей в одну, что позволило замедлить процесс старения у первых грызунов, а также увеличить продолжительность их жизни на 6-9%.

За подопытными наблюдали вплоть до их смерти. Анализ выживаемости показал, что получавшие препарат грызуны в среднем прожили почти на 13% дольше, чем животные из контрольной группы. Средняя продолжительность жизни первых составила 1031 день. Это на 22,7% больше типичного срока жизни самцов мышей линии C57BL/6J в 840 дней. Самая долгоживущая мышь в экспериментальной группе умерла спустя 1266 дней с момента рождения, что в переводе на человеческий возраст равно 120-130 годам.

Грызуны, которым вводили «сыворотку молодости», в целом сохранили более здоровый вид, чем контрольные мыши. Препарат, в частности, помог предотвратить выпадение шерсти, противодействовал старению на молекулярном, митохондриальном, клеточном и физиологическом уровнях, а также смягчил связанный с возрастом функциональный спад в разных тканях, включая гиппокамп, мышцы, сердце, семенники, кости и другие.

A) Кривые выживания Каплана — Мейера в каждой группе подопытных мышей. B) Животные из каждой группы после семи месяцев эксперимента. C) Средние показатели индекса хрупкости в каждой группе после четырех месяцев эксперимента. D, E) Количество и подвижность сперматозоидов у мышей в каждой группе. F, G) Имплантация эмбрионов у самок мышей, которые спаривались с подопытными самцами из каждой группы (красные стрелки указывают места имплантации в матке самок и количественные данные. H) Количество потомства от самцов мышей в каждой группе. / © Nature Aging (2024), Chen, X., Luo, Y., Zhu, Q. et al.

В пресс-релизе авторы подчеркнули, что новый метод оказался одним из самых эффективных в плане омоложения и продления жизни мышей. В предыдущих исследованиях терапия с ограничением калорийности помогала довести среднюю продолжительность жизни подопытных до 978 дней (+16,4%), а прием метформина и никотинамида увеличивал ее до 889 (+5,8%) и 875 дней (+4,2%) соответственно.

Кроме того, малые внеклеточные везикулы — это естественные наночастицы, циркулирующие в кровотоке, а значит, они не вызывают токсической или иммунологической реакции. Поэтому их введение может стать универсальным инструментом для борьбы со старением, лечения возрастных заболеваний и улучшения здоровья людей.

Несмотря на многообещающие результаты эксперимента, исследователи признали, что прежде чем говорить о применении нового метода на людях, необходимо подтвердить эффективность и безопасность подобных инъекций в клинических испытаниях.

[Flanger]

В Корее успешно испытали «супербактерию» для похудения.

Некоторые пробиотики благоприятно воздействуют на организм при ряде заболеваний, в том числе метаболических. В Южной Корее ученые не первый год тестируют полезные свойства молочнокислых бактерий под названием Lactiplantibacillus plantarum SKO-001. Новое клиническое испытание на людях подтвердило, что прием добавки с такой бактерией позволяет снизить содержание жира у склонных к лишнему весу.

Ранее корейские медики сообщали об успешном эксперименте с Lactiplantibacillus plantarum SKO-001 на мышах. Этот штамм выделяют с помощью корней местного растения дудник гигантский (Angelica gigas Nakai), которые используют в традиционной китайской и корейской медицине.

Подопытных месяц держали на рационе с высоким содержанием жиров, а затем в течение 12 недель давали им эти молочнокислые бактерии. В результате у животных нормализовался вес, а также уровень липидов, холестерина и других показателей крови, которые были повышены после нездоровой диеты.

Для нового рандомизированного двойного слепого плацебо-контролируемого исследования ученые набрали 100 добровольцев от 19 до 60 лет с индексом массы тела от 25 до 30 единиц. Такой уровень считается избыточным и указывает на склонность к ожирению. Среди критериев исключения были наличие аллергических реакций, серьезных заболеваний, прием препаратов или добавок, назначаемых при ожирении, и ряд других.

Участников случайным образом разделили на две группы: первые на протяжении 12 недель принимали добавку с Lactiplantibacillus plantarum SKO-001 (по одной капсуле в день, с содержанием 2 × 10¹⁰ колониеобразующих единиц), а вторые — плацебо в виде аналогичной капсулы.

По результатам исследования оказалось, что в группе, принимавшей пробиотик, процент и масса жира в организме, а также уровень холестерина липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) были заметно ниже, чем среди испытуемых из плацебо-группы. Уровень гормона адипонектина, который участвует в регуляции уровня глюкозы и расщепления жирных кислот, напротив, после курса молочнокислых бактерий повысился. В целом пробиотик хорошо переносился и не вызвал побочных эффектов у участников.

Авторы отметили, что полученные данные согласуются с прошлыми исследованиями о преимуществах Lactiplantibacillus plantarum SKO-001. Одно из них показало повышение уровня адипонектина в сыворотке крови, снижение уровня ЛПНП и уменьшение жировой массы у крыс после приема пробиотика. Также он снижал накопление липидов в печени, уменьшал уровни мРНК липогенных генов, α-гладкомышечного актина и коллагена типа 1 альфа

Медики выяснили, кому мало 10 тысяч шагов в день для снижения риска ожирения
По данным ВОЗ, сегодня более миллиарда человек в мире страдают ожирением. Исследования не раз показывали, что это сложное заболевание, связанное у некоторых с генетикой. Теперь ученые выяснили, что...
naked-science.ru
Полученные результаты важны, учитывая, что сегодня более миллиарда человек во всем мире страдают ожирением. Корейские ученые видят большой потенциал в применении этого штамма бактерий для снижения уровня жира и похудения, но отметили необходимость дальнейших исследований. В новых экспериментах медики хотят глубже понять эффект и механизм действия Lactiplantibacillus plantarum SKO-001, в том числе с помощью анализа микробиома.

Добавим, что эту работу, опубликованную в журнале Nutrients, как и предыдущие такого рода исследования, спонсировал корейский производитель пробиотика Kolmar BNH.

[Flanger]

Первая карта мышц человека показывает, что наше тело не хочет стареть

Ученые из Института Уэлкома Сэнгера и Университета Сунь Ятсена сделали важный шаг к пониманию старения мышц. Исследователи создали первый в истории атлас стареющих мышц человека, который поможет ученым по всему миру разработать новые методы борьбы с саркопенией — возрастной потерей мышечной массы и силы. В ходе исследования были обнаружены новые популяции клеток, которые объясняют, почему некоторые мышечные волокна стареют быстрее других. Кроме того, подход ученых к изучению мышечного старения, сочетающий различные типы секвенирования, выявил ранее неизвестные клеточные механизмы борьбы со старением.

Благодаря методам анализа отдельных клеток и ядер, а также использованию продвинутой визуализации ученые смогли детально изучить образцы скелетных мышц человека. Скелетные мышцы, прикрепленные к костям, выполняют много функций: обеспечивают движение, поддерживают осанку, регулируют температуру тела, запасают питательные вещества и помогают выражать эмоции на лице. Одним из заболеваний, поражающих скелетные мышцы, является саркопения. Это возрастное снижение мышечной массы и силы. Саркопения имеет множество причин и затрагивает более 20% пожилых людей. Пока не существует одобренных лекарств для лечения этого заболевания.

В ходе исследования команда взяла образцы у 17 человек в возрасте от 20 до 75 лет. Затем ученые сравнили результаты и обнаружили многочисленные процессы, которые лежат в основе возрастных изменений мышц.

Выяснилось, что у мышечных стволовых клеток из образцов пожилых людей гены, контролирующие рибосомы, менее активны. Рибосомы — это «фабрики» по производству белка в клетке. Их низкая активность снижает способность клеток к восстановлению и регенерации. Кроме того, популяция немышечных клеток в образцах содержала повышенное количество молекулы CCL2, которая способствует воспалению. CCL2 привлекает иммунные клетки к мышцам, что приводит к дальнейшему повреждению мышечной ткани, связанному с возрастом.

Ученые получили и обнадеживающие результаты. Впервые были обнаружены компенсаторные механизмы в мышцах, которые, по-видимому, помогают противостоять потере мышечной массы.
Например, ученые наблюдали усиленную регенерацию сохранившихся подтипов мышечных волокон. Кроме того, была идентифицирована специализированная популяция ядер внутри мышечных волокон. Эти ядра способствуют восстановлению ослабленных с возрастом нервно-мышечных связей. Эксперименты на выращенных в лаборатории клетках человеческих мышц подтвердили роль этих ядер в поддержании мышечной функции.

Исследование возглавлял профессор Хунбо Чжан, который отмечает, что старение населения — серьезная проблема во многих странах. «Наши знания о самом процессе старения ограничены. Теперь мы получили подробное представление о том, как мышцы пытаются сохранить свои функции как можно дольше, несмотря на возрастные изменения», — говорит он.

Благодаря «Атласу клеток человека» ученые получают все больше информации о самых ранних стадиях человеческого развития. Эти данные, в том числе о здоровом старении скелетных мышц, могут помочь исследователям по всему миру найти новые методы борьбы с воспалением и другими проблемами, связанными со старением.

[Flanger]

Бактерии кишечника приблизили ученых к созданию универсальной группы крови

Над созданием универсальной группы крови ученые работают уже не одно десятилетие, однако полностью очистить ее от специфических антигенов, определяющих группу крови, до сих пор не удается. Изучая бактерии кишечника, исследователи обнаружили ключ к решению этой проблемы. В перспективе кровь любого донора можно будет преобразовать в универсальный биоматериал для переливания.

Существует четыре группы крови: I (0), II (A), III (B) и IV (AB). Каждая группа идентифицируется по наличию антигенов А и В, прикрепленным к цепям олигосахаридов на поверхности эритроцитов. При переливании крови группа донора должна совпадать с группой реципиента, иначе иммунная система начнет уничтожать чужеродные донорские клетки крови, что потенциально может привести к летальному исходу.

Уже более сорока лет ученые стараются использовать ферменты для получения универсальной донорской крови. На данный момент открыты ферменты для эффективного удаления антигенов А и В, но до сих пор не получается отменить все нежелательные иммунные реакции. Ученые из Дании решили искать ферменты, которые бы не только удаляли антигены, но и олигосахариды. Результаты исследования опубликованы на сайте Технического университета Дании.

Эта стратегия привела их к кишечной бактерии Akkermansia muciniphila, которая питается за счет расщепления слизи на поверхности стенок кишечника. Эксперименты показали ее потенциал для создания универсальной группы крови, поскольку сложные сахара на поверхности слизистой кишечника имеют сходство с сахарами на поверхности клеток крови.

«Особенность слизистой оболочки заключается в том, что способные жить на этом материале бактерии часто имеют специальные ферменты для разрушения сахарных структур слизистой оболочки, в том числе антигенов группы крови AB0. В результате наша гипотеза оказалась верной», — пояснил автор работы Махер Абу Хашем.

Первые эксперименты показали, что новый подход обеспечивает эффективное преобразование групп А и В в универсальную донорскую кровь. На данный момент наибольшая точность достигается для группы В — «очистка» истощала антигены В до уровней отрицательного контроля.

В настоящее время ученые совершенствуют свой подход. В ближайшие 3-4 года они намерены протестировать донорскую кровь в пилотных клинических исследованиях, чтобы подтвердить ее универсальность и безопасность для человека. В перспективе кровь любого донора можно будет преобразовать в универсальный биоматериал для переливания, благодаря чему снизится острая потребность в свежем биоматериале. Сегодня донорская кровь хранится чуть больше месяца, после чего ее утилизируют.

Тем временем другие ученые работают над созданием искусственной крови — недавно они добились больших успехов в этом направлении.

[Flanger]

«Первое в мире «лекарство для роста зубов» будет испытано в Японии с сентября 2024 года»: Больше никаких коронок и имплантов — ученые научились выращивать зубы у взрослых людей.

«Клинические испытания должны начаться в сентябре в Университетской больнице Киото. Как только безопасность препарата будет подтверждена, он будет предоставлен пациентам, у которых нет полного набора зубов, чтобы подтвердить эффективность. Исследователи надеются начать продажу лекарства в 2030 году. Считается, что врожденный дефицит зубов поражает около 1% населения. Первый этап клинических испытаний пройдет с сентября этого года по август 2025 года. Лекарство будет вводиться внутривенно, у участников должен отсутствовать хотя бы один задний зуб. 
На сегодняшний день испытания на животных не выявили никаких серьезных побочных эффектов. На следующем этапе лекарство будет введено пациентам с врожденной нехваткой зубов. Лекарство деактивирует белок, который подавляет рост зубов. Команда считает, что в будущем можно будет вырастить зубы не только у людей с врожденными заболеваниями, но и у тех, кто потерял зубы из-за кариеса или травм».

[Flanger]

Ученые разработали гель для защиты организма от повреждений алкоголем

Новый гель расщепляет алкоголь в желудочно-кишечном тракте, благодаря чему удается избежать негативного воздействия спиртного на организм, а также предупредить чрезмерное опьянение. Планируется, что его нужно будет употреблять до или во время употребления алкоголя.

Гель на протеиновой основе разработали ученые из Швейцарской высшей технической школы Цюриха. Гель использует атомы железы в качестве катализатора для преобразования алкоголя в желудочно-кишечном тракте в уксусную кислоту еще до попадания в кровоток. Как известно, большая часть алкоголя попадает в кровь через слизистую желудка и кишечника.

Помимо железа двумя другими катализаторами стали золото и глюкоза. В результате многоступенчатого каскада ферментативных реакций спирт в конечном итоге становится уксусной кислотой.

Первые эксперименты провели на моделях мышей. Гель снижал уровень алкоголя в крови на 56%, а также защищал организм грызунов от повреждений.

«Гель переносит распад алкоголя из печени в пищеварительный тракт. Благодаря этому не образуется токсичный промежуточный продукт — ацетальдегид», — прокомментировал соавтор работы Рафаэлле Меззенга.

У мышей накапливалось меньше ацетальдегида и наблюдалось меньше повреждений печени. Положительный терапевтический эффект отмечен как после краткосрочного приема алкоголя, так и после длительного воздействия спиртного. В долгосрочной перспективе также зарегистрировано снижение уровня повреждений селезенки, кишечника и других внутренних органов.

В настоящее время ученые планируют проведение пилотных клинических исследований. Они уже подали заявку на патент технологии.

Ранее другие исследователи обнаружили защитный эффект против алкоголя у женьшеня. Оказалось, что растение положительно действует на ткань мозга на фоне приема спиртного.

[Flanger]

В России создали гель для восстановления костей со 100% идентичностью

С его помощью можно восстановить ткани, в том числе, после крупных осколочных и пулевых ранений

Первый в мире биоассемилирумый гель для регенерации, который позволяет восстановить костную ткань с идентичностью в 100% и лечить, в том числе крупные пулевые и осколочные повреждения костей, разработали специалисты Волгоградского государственного медицинского университета (ВолгГМУ). Об этом сообщил ТАСС доктор фармацевтических наук, заведующий кафедрой технологии лекарств пятигорского филиала вуза (ПМФИ) Дмитрий Компанцев.

"Наш препарат представляет собой сложную питательно-строительную смесь, усиленную активаторами регенерации. Такой подход позволяет организму запустить собственный механизм восстановления костной ткани. Уровень идентичности восстановленной костной ткани составляет 100%, так как она синтезирована собственными клетками остеофитами (наростами из костной ткани - прим. ТАСС). Зарегистрированных аналогов по составу продукта на рынке изделий медицинского назначения на сегодня нет", - рассказал собеседник агентства.

Компанцев уточнил, что материал в отличие от имеющихся на рынке биоинертных костнозаместительных материалов представляет собой смарт-систему, активизирующую процессы заживления. Он представлен в виде геля для заполнения костных дефектов, а не традиционного порошка. Это не только создает удобство для работы хирурга, но также обеспечивает более полное заполнение межкостного дефекта - глубокое проникновение в скрытые полости, плотный контакт с поврежденными тканями.

Материал может использоваться при оперативных вмешательствах на костных тканях челюстно-лицевой области, для заполнения дефектов костной и хрящевой тканей в стоматологии и хирургии, в том числе для лечения пулевых и осколочных ранений. Препарат обеспечивает повышенную способность к остеоинтеграции - процессу прирастания живых костных клеток к поверхности импланта, а также стимулирует заживляющие и регенерирующие процессы образования костей с восстановлением костной ткани.

По данным разработчиков, в настоящее время методика была апробирована на животных с наличием больших дефектов кости, которые не могли самостоятельно регенерировать. Исследование показало: костные дефекты полностью восстановились за счет собственной полноценной костной ткани, с восстановлением первоначальной толщины и образованием новых кровеносных сосудов.

 

[Flanger]

Ученые успешно протестировали препарат, омолаживающий ткани и органы

Более десяти лет исследователи из США стремились создать лечение, уничтожающее стареющие клетки организма — важный фактор риска многих тяжелых хронических заболеваний. Теперь они представили экспериментальный препарат, который показал высокую эффективность на моделях старых мышей — лечение приводило к омоложению внутренних органов и повышало выносливость лабораторных животных. Есть и первые результаты тестирования препарата у людей и они не менее впечатляющие. Препарат может стать доступен примерно через 5 лет.

Впервые стареющие клетки были описаны около 70 лет назад американскими биологами. Тогда ученые выяснили, что клетки человека делятся не более 50 раз прежде, чем гибнут или переходят в состояние зомби. За последние годы установлено, что накопление стареющих клеток связно с развитием таких заболеваний, как остеопороз, диабет, деменции, болезными сердца, почек и другими.

Для борьбы с зомби-клетками исследователи разработали препарат под названием фоселутоклакс, который блокирует действие белка BCL-xL, доминирующего в стареющих клетках, пишет Nature. Тестирование фоселутоклакса на моделях мышей показало, что он уничтожал только стареющие клетки без вреда для здоровых. Например, у грызунов с сахарным диабетом проницаемость кровеносных сосудов снизилась на 50%. Одновременно с этим улучшились показатели функции зрения.

Первые тесты фоселутоклакса у 30 пациентов с диабетом подтвердили эффективность и безопасность терапии у человека. Подробные результаты клинического исследования будут представлены в конце этого года. Авторы рассчитывают получить одобрение для фоселутоклакса для клинической практики в ближайшие пять лет.

Тем временем ученые из Японии ранее рассказали о вакцине против зомби-клеток. Вакцина действует иначе чем фоселутоклакс, стимулируя выработку антител для активизации иммунной системы по «очистке» от клеточных отходов.

[Flanger]

Sony продемонстрировала возможности своего нового робота-хирурга, который сумел зашить крошечный разрез в зернышке кукурузы.

Новинка способна в автоматическом режиме переключаться между нужными инструментами и уже протестирована на животных. Заявлено, что с помощью этого робота можно проводить операции на нервах и сосудах диаметром меньше 1 миллиметра.

В этой разработке, имеющей статус действующего прототипа, Sony использует свой богатый опыт в области создания телевизоров и камер. Фактически, робот является устройством для дистанционных хирургических операций с невероятно низкой задержкой. Хирург управляет процессом через чувствительные контроллеры, наблюдая за его ходом через стереоскопические 4K 3D-камеры. Изображение выводится на два OLED-экрана, формирующих картинку в виртуальной реальности.

Хирурги, опробовавшие робота в Медицинском университете Ачи в феврале этого года, были впечатлены возможностями устройства. Так, по словам доктора Макото Михара, «робот движется, подобно кончикам моих пальцев». Он находит возможности прототипа весьма значительными, а его использование может привлечь в микрохирургию не только талантливых от природы сверхлюдей, умеющих контролировать свои мельчайшие движения, но и квалифицированных хирургов без опыта работы в этой специализации.

 

[Flanger]

Старые клетки накапливаются на кетодиете

Повышенное содержание «жирных» калорий в еде усиливает сенилизацию тканей – по крайней мере, у мышей.

Со временем в клетках накапливаются дефекты: белковые и липидные молекулы выходят из строя, мутации в ДНК остаются неисправленными. Клетка не просто перестаёт выполнять свои функции, она может стать угрозой для окружающих. Обычно в ответ на дефекты и повреждения должна включаться программа клеточного суицида: клетка уничтожает сама себя, и делает это так, чтобы не доставлять соседям большого беспокойства. Но часто случается иначе: программа суицида не срабатывает, и клетка продолжает стареть. Делиться она уже не делится, то есть превратиться в злокачественную ей не светит. Но зато она активно выделяет в окружающую среду целый набор молекул, среди которых воспалительные сигналы, ферменты, расщепляющие другие белки и пр.

Такие клетки называют не просто старыми, а одряхлевшими, сенильными. Они плохо влияют на окружающую ткань: мы как-то писали о том, что старые клетки мешают работать стволовым, вредят мозгу и вообще укорачивают жизнь. Организм от них, конечно, тоже старается избавиться: истребление сенильных клеток – одна из задач иммунитета. Но бывает, что они начинают накапливаться и накапливаться, причём не только из-за возраста, но и по другим причинам, например, из-за стрессов и травм.

В статье в Science Advances Сун-Жэнь Вэй (Sung-Jen Wei) и его коллеги из Техасского университета в Сан-Антонио пишут об ещё одном факторе, который может способствовать накоплению сенильных клеток – это питание, точнее, кетогенная диета. В кетогенной диете (кетодиете) мало углеводов, умеренное количество белков и много жиров. Она составлена так, чтобы побудить клетки использовать в качестве источника энергии не углеводы, а жиры; как следствие, в крови повышается уровень молекул, называемых кетоновыми телами, откуда и название диеты. Кетогенная диета помогает сбросить вес, кроме того, считается, что она снижает риск диабета, болезни Альцгеймера.

Изначально исследователи хотели выяснить, влияет ли кетодиета на активность белка р53 – он следит за накоплением дефектов в ДНК, предотвращая появление опухолей. Эксперименты ставили на мышах, которых одну или три недели держали на кетодиете – 90% калорий мыши получали из жиров. Их сердце, почки, печень и мозг сравнивали с органами мышей, питавшихся кормом, в котором на жирные калории приходилось только 17%. На кетогенной диете уровень белка р53 резко возрастал, и одновременно возрастало количество молекул, указывающих на сенильные клетки. Если мышей после этого переводили на обычную еду, признаки сенильности слабели, органы возвращались в нормальное состояние. Более того, даже с кетогенной диетой сенилизации можно было избежать, если несколько дней жирных калорий чередовать с несколькими днями обычного корма.

Можно сделать вывод, что кетодиета провоцирует сенилизацию тканей, и, вероятно, главную роль тут играет белок р53. Когда в клетке накапливается много дефектов и она рискует превратиться в злокачественную, р53 в первую очередь подавляет смену фаз клеточного цикла – то есть, проще говоря, запрещает клетке делиться. Затем в ней должна включиться уже пресловутая программа самоуничтожения, но в этот момент, видимо, что-то идёт не так – клетки не умирают, а продолжают жить, выделяя сенильный молекулярный коктейль. Пока неясно, что происходит, когда мыши переключаются с кетодиеты обратно на обычную: то ли клетки омолаживаются, то ли их быстро истребляют. Вообще сенильность обратить вспять нельзя, и авторы работы полагают, что это не настоящее одряхление, а какое-то особое состояние, близкое к нему по некоторым молекулярно-клеточным параметрам.

Также пока неясно, как кетогенная сенилизация тканей сказывается на здоровье. То, что у мышей увидели накопление соответствующих молекулярных маркеров в разных органах, ещё не значит, что эти органы успели ощутить какой-то вред. С другой стороны, тут всё может зависеть от продолжительности сидения на кетодиете и от конкретного её варианта – всё-таки жиры и белки можно получать из разных источников. Очевидно, как и с любой диетой, здесь нужно чётко понимать, кому её рекомендовать и зачем: кетодиета помогает сбросить вес, помогает при некоторых неврологических болезнях, стимулирует противовирусные свойства иммунитета – но, например, есть данные, что она опасна для беременных, а также для людей, у которых не очень здоровые почки.

[Flanger]

Успешно протестирован новый метод лечения панкреатита

Новое лечение базируется на понимании связи между панкреатитом и аутофагией — процессом очищения организма от клеточных отходов. Теперь ученые определили ключевые терапевтические мишени процесса аутофагии и разработали терапию для поддержки и восстановления клеток поджелудочной железы.

Ученые знали, что аутофагия играет ключевую роль для функции ацинарных клеток поджелудочной железы. Когда аутофагия нарушена, поврежденные органеллы накапливаются в клетках, создавая условия для развития воспаления. При панкреатите — воспалении поджелудочной железы — наблюдается повреждение митохондрий и нарушение функции лизосом.

Изучая молекулярные пути аутофагии при панкреатите, ученые определили несколько белков, включая VMP1, TFEB и LC3-II, которые повышаются или снижаются на фоне развития заболевания, пишет EurekAlert.

Первые эксперименты на моделях мышей показали, что манипулирование этими белками может влиять на тяжесть панкреатита и защищать от заболевания за счет усиления аутофагии.

Пока ученые продолжают изучать экспериментальное лечение в доклинических моделях. Кроме того, они планируют оценить роль определенных рецепторов аутофагии, чтобы выяснить влияние на функцию целевых органелл. После этого можно будет судить об эффективности и безопасности нового подхода для человека.

Ранее другое экспериментальное лечение протестировали в лечении сахарного диабета. Ученые рассказали о первом случае излечения с помощью клеточной терапии после 25 лет хронических симптомов.