Задача иммунной системы – защита организма от инфекций, опасных веществ, уничтожение больных клеток и утилизация молекулярно-клеточного мусора. Чтобы вовремя предотвращать угрозы, клетки иммунитета находятся в постоянном движении, и, в случае чего, посылают сигнал тревоги. Одни из самых энергичных путешественников – так называемые макрофаги, которые ползают внутри тканей, подобно амебам, постоянно пробуя «на вкус» окружающую среду: иногда они съедают какие-то безобидные клеточные обломки, но если им вдруг попадется бактерия, они немедленно позовут на помощь своих «коллег».
Черные пигментные клетки меланофоры в коже рыбы
Но иногда иммунитет занимается вещами, которые ему, казалось бы, совсем не свойственны. В статье в Science исследователи из Вашингтонского университета описывают, как пигментные клетки рыбы данио-рерио (Danio rerio) научились использовать в своих целях склонность иммунных макрофагов к странствиям. Тело взрослых данио-рерио раскрашено полосками трех цветов: желтого, серебристого и черного. Полоски эти появляются постепенно, по мере взросления мальков – пигментные клетки, отвечающие за тот или иной цвет, мигрируют в коже рыбы, пока не займут нужное место. Но для того, чтобы «нарисовать» правильные полосы, клетки должны координировать свои перемещения друг относительно друга – то есть они должны активно общаться друг с другом.
Выяснилось, что когда настает время формировать полосы, желтые клетки ксантофоры выпускают из себя множество нитевидных выростов, в которых содержатся специальные сигнальные белки – когда вырост достигает другой клетки, черного меланофора, то меланофор понимает, что пора двигаться. Все выглядит так, как будто одни пигментные клетки посылают другим своеобразное письмо на веревочке. Вопрос же в том, как это «письмо» достигает адресата.
Данио-рерио на разных этапах развития (слева) и увеличенный фрагмент полос на теле рыбы, сформированных пигментными клетками разных типов
И вот тут в дело вступают макрофаги – исследователи заметили, что иммунные клетки ловят выросты желтых пигментных клеток, причем один макрофаг может поймать сразу много, и начинают тащить их за собой. Сами по себе макрофаги блуждают тоже случайным образом, но при том довольно часто натыкаются на меланофоры. Встретившись с меланофором, макрофаг отдает ему посылку – кончик нити с сигнальным белком от желтой пигментной клетки. Важную роль макрофагов в формировании окраски данио-рерио удалось показать в эксперименте с рыбами, которые макрофагов были лишены: у таких особей пигментные клетки выбрасывали намного меньше нитей с молекулярными сигнальными письмами, и меланофоры мигрировали не так, как было нужно.
Ксантофор с сигнальными нитями
По словам авторов работы, нитевидные выросты ксантофоров содержат молекулы, которые побуждают иммунные клетки проглотить их; правда, пока непонятно, почему макрофаги не переваривают то, что проглотили, и что заставляет их отдать молекулярное письмо адресату. Вполне возможно, что есть и другие примеры того, как иммунитет «служит на посылках», и вполне возможно, что такую дополнительную нагрузку он чаще всего берет себе как раз во время эмбрионального и постэмбрионального развития, когда самым разным клеткам приходится активно общаться друг с другом по самым разным поводам.
Английские генетики обнаружили мутации в участках ДНК, ответственные за ряд генетических аутоиммунных заболеваний.
Аутоиммунные заболевания — это ряд различных патологий, связанных с тем, что организм начинает вырабатывать антитела против своих же здоровых тканей и клеток. Такие заболевания встречаются у 10% населения нашей планеты. Особенно распространены заболевания, связанные с воспалением слизистой оболочки пищеварительного тракта: язвенный колит, болезнь Крона и целиакия.
Английские ученые в своей новой работе обратили внимание на генетическую причину возникновения таких болезней. Для этого они применили полногеномный поиск ассоциаций (GWAS) к базе данных Национального института исследований человеческого генома. Суть этого метода — в сравнении геномов больных и здоровых людей с целью найти так называемые одиночные нуклеотидные полиморфизмы, то есть точечные мутации в участках ДНК, которые могут быть непосредственно связаны с аутоиммунными заболеваниями.
«Считается, что эти генетические варианты способствуют болезни путем изменения процесса связывания регуляторных белков и, таким образом, экспрессии генов», — говорится в статье.
Ученым удалось обнаружить, что у больных язвенным колитом, болезнью Крона и целиакией участки ДНК, связанные с белком T-bet, как раз имеют одиночные нуклеотидные полиморфизмы.
В свою очередь, T-bet — это транскрипционный фактор. То есть он регулирует выработку иммунных Т-лимфоцитов. Из-за мутации они начинают вырабатываться более интенсивно, что и способствует появлению аутоиммунного заболевания. При этом ученые подчеркнули, что с такими аутоиммунными заболеваниями, как ревматоидный артрит или псориаз, данные мутации не связаны.
Также выяснилось, что полиморфизм под называнием rs1465321 блокирует связывание Т-bet с геном IL18RAP. И этот ген оказывается «отключен», что и подвергает его носителя риску целиакии.
Таким образом, генетикам впервые удалось обнаружить, что транскрипционный фактор T-bet непосредственно влияет на возникновение аутоиммунных заболеваний. Это открытие открывает большие перспективы в их лечении.
Исследование опубликовано в журнале PLoS Genetics.
«Перезагрузка» иммунной системы, смогла, как минимум, на 5 лет остановить прогрессирование рассеянного склероза у 60-68% больных, прошедших процедуру трансплантации стволовых клеток. Об этом сообщают авторы нового исследования, проведённого на базе Имперского колледжа Лондона (Imperial College London).
Рассеянный склероз — это хроническое аутоиммунное заболевание, при котором поражается миелиновая оболочка нервных волокон. Очаги заболевания — бляшки рассеянного склероза — могут быть обнаружены в белом веществе любого отдела спинного и головного мозга. Бляшки возникают в результате воздействия клеток иммунной системы пациента, по ошибке атакующих нервную систему.
Поражение нервных волокон при рассеянном склерозе приводит к нарушению работы различных органов и систем. Ухудшается координация движений, появляются мышечные боли и спазмы. Однако одной из самых серьёзных проблем пациентов является постепенное угасание функций скелетной мускулатуры. Больные рассеянным склерозом теряют мобильность и работоспособность, а нередко — и погибают в результате паралича дыхательных мышц.
Рассеянный склероз — довольно распространённое заболевание. В мире от него страдает около 2 млн человек, в России число пациентов с этим диагнозом — порядка 150 тыс. Методов, которые позволили бы полностью вылечить рассеянный склероз, в настоящее время не существует. Есть, однако, ряд препаратов, которые в той или иной степени влияют на симптомы болезни и снижают риск дальнейшего ухудшения состояния пациента.
В качестве экспериментального метода терапии группе больных, не ответивших на стандартное лечение, была проведена аутологичная трансплантация гемопоэтических стволовых клеток. То есть, пациентам были пересажены их собственные стволовые клетки, что привело к «перезагрузке» иммунной системы.
Само лечение проходило в несколько этапов. Сначала больным (все они находились на поздних стадиях заболевания) вводился препарат, стимулирующий выход стволовых клеток из костного мозга в кровяное русло. Оказывавшиеся в крови клетки извлекались из тела и сохранялись при низких температурах.
После этого все больные получили ударную дозу химиотерапевтических препаратов, фактически уничтоживших иммунную систему. В результате химиотерапии погибали, в том числе, и те клетки, которые по ошибке атаковали нервную систему пациента — и развитие рассеянного склероза останавливалось. Завершающим этапом терапии стал «возврат» сохранённых стволовых клеток пациентам.
Развитие заболевания удалось полностью остановить у 73% больных рецидивирующим рассеянным склерозом и приблизительно у 33% больных с прогрессирующей формой болезни (последняя считается более тяжёлой). Спустя пять лет после трансплантации признаков ухудшения у этих пациентов отмечено не было.
Доктор Пауло Мураро (Paolo Muraro), ведущий автор нового исследования, рассказывает: «Мы знали, что такая терапия помогает «перезагрузить» иммунную систему. Неизвестно было, сколько продлится эффект от лечения. В ходе работы — ставшей крупнейшим долговременным исследованием рассеянного склероза — мы продемонстрировали, что способны «заморозить» болезнь, как минимум, на пять лет».
Авторы работы, однако, отмечают, что само лечение связано с определёнными рисками. Оно включает в себя агрессивную химиотерапию, делающую организм беззащитным перед инфекциями. В рамках эксперимента аутологичная трансплантация стволовых клеток была проведена 281 пациенту. 8 больных скончались в течение первых 100 дней после процедуры.
Метаанализ десятков исследований, выполненный канадскими учеными, показал, что основным способом профилактики рецидива рака груди служат физические упражнения. Результаты работы опубликованы в Canadian Medical Association Journal.
Рак груди — самое распространенное онкологическое заболевание у женщин, составляющее у них около четверти всех злокачественных опухолей. Благодаря современным методам скрининга, в первую очередь маммографии, до 90 процентов случаев рака груди в развитых странах выявляют на ранней стадии и успешно оперируют, однако до четверти пациенток позже умирают от метастазов и рецидивов. Многочисленные исследования показали, что некоторые аспекты образа жизни могут влиять на риск рецидивов, однако интегральное крупномасштабное сопоставление их эффектов до сих пор не проводилось.
Чтобы выяснить роль различных факторов на риск повторного рака груди, две сотрудницы Центра наук о здоровье Саннибрук в Торонто провели метаанализ 67 качественных крупных исследований (в том числе обзоров и предыдущих метаанализов) на эту тему.
Выяснилось, что наибольшее влияние на риск рецидива оказывают регулярные физические упражнения: 150 минут умеренных нагрузок, равномерно распределенных в течение недели, или 75 минут интенсивных нагрузок в неделю, включая две-три силовых тренировки, задействующие все основные группы мышц. Такая физическая активность связана со снижением смертности от рака груди после лечения на 41 процент.
Вторым по важности фактором оказалась нормализация массы тела — избыточный вес повышал риск смерти от рака после проведенного лечения на 11 процентов, а ожирение — на 35 процентов. Различные компоненты диеты на смертность значимо не влияли.
Как именно реализуется полезный эффект упражнений, сказать сложно. По словам одной из авторов работы Эллен Уорнер (Ellen Warner), одним из возможных объяснений может быть уменьшение воспаления, повреждающего клетки и повышающего риск распространения рака.
Энни Мактирнан (Anne McTiernan) из Центра исследования рака имени Фреда Хатчинсона, не принимавшая участия в работе, отметила, что к полученным результатам надо относиться осторожно. Участницы исследований сами выбирали режим упражнений, и женщины с невыявленным рецидивом рака груди могли меньше тренироваться из-за повышенной утомляемости. Для уточнения возможной роли этого фактора необходимо проведение рандомизированных контролируемых исследований, считает Мактирнан.
Недавно благотворительная организация Cancer Research UK выделила многомиллионные гранты двум лабораториям на фундаментальные исследования рака груди. Кембриджский университет должен будет провести микросъемку срезов опухолей для построения их VR-моделей, которые должны облегчить обучение врачей и проведение исследований. Нидерландский институт рака займется анализом гистологических и клинических данных тысяч пациентов и созданием на их основе алгоритма, позволяющего предсказать, когда ранняя форма рака груди — протоковая карцинома in situ, хорошо поддающаяся лечению, — преобразуется в инвазивную злокачественную опухоль.
Как сообщает пресс-служба Томского политехнического университета (ТПУ), коллектив кафедры экспериментальной физики ФТИ ТПУ под руководством Сергея Твердохлебова разработал гибридные костные имплантаты на основе биорезорбируемых материалов, в месте установки которых со временем образуется новая костная ткань. Первые образцы имплантатов уже успешно проходят стадию доклинических испытаний.
С помощью подобных костных имплантов врачи будут способны проводить сложнейшие операции пациентам с травмами черепа, костей лица, а также больным онкологического профиля. В своей основе имплантаты имеют металлическую сетку-арматуру и полностью растворяющийся в организме полимер. Некоторые разработки ученых из ТПУ уже сегодня используются в ветеринарии, а в Центре Илизарова, одном из ведущих ортопедических центров России, проведена клиническая апробация и доказана эффективность внутрикостных имплантатов с пьезоэлектрическими полимерными скаффолдами (от англ. scaffold — строительные леса, балки) для регенерации костной ткани. Результаты проделанной специалистами ТПУ работы опубликованы в журнале Materials Science and Engineering, а руководитель проекта доцент кафедры экспериментальной физики ФТИ ТПУ Сергей Твердохлебов рассказывает следующее:
«По показаниям в некоторых случаях врачи уже могут применять новые имплантаты для лечения пациентов. Например, когда у ребенка кости не держат его собственного веса, метод лечения с использованием интрамедуллярных имплантатов с биоактивными покрытиями, которые помогают формированию кости, является самым оптимальным. Кроме этого, в НИИ онкологии Томска закончены испытания экспериментальных образцов имплантатов для реконструктивно-восстановительной хирургии черепно-лицевой области. Исследования медико-биологических свойств имплантатов показали их эффективность и онкобезопасность. Мы получили рекомендацию о продолжении испытаний наших разработок уже на клиническом уровне, наш индустриальный партнер ООО «КОНМЕТ» (г. Москва) подтвердил готовность проекта к переходу в стадию опытно-конструкторских работ».
На первом фото представлены заготовки для имплантатов, напечатанные на 3D-принтере, а на втором — титановые имплантаты с биоактивным покрытием
Стоит также отметить, что научный коллектив под руководством Сергея Твердохлебова представляет собой большую международную группу, состоящую из около 30 ученых из Томска, Кургана, Кемерова, Санкт-Петербурга, а также из Австралии, Германии, Великобритании и ряда других стран. После завершения работ в дальнейшие планы ученых входит разработка внутрикостных имплантатов для крепления биоэлектрических экзопротезов. Эти протезы дадут человеку возможность практически без ограничений выполнять прежние действия, в то время как «умные» имплантаты будут принимать участие в регенерации костной ткани.
Основано на материалах службы новостей Томского политехнического университета
Авторы: Antoine Roux, Chunlian Zhang, Jonathan Paw, José Zavala-Solorio, Twaritha Vijay, Ganesh Kolumam, Cynthia Kenyon, Jacob C. Kimmel
Аннотация
Сообщалось, что временная индукция...
Авторы: Александр Трапп, Чаба Керепеси, Вадим Николаевич Гладышев
Аннотация
Метилирование ДНК определенного набора динуклеотидов CpG стало критическим и точным биомаркером процесса старения. Многовариантные модели машинного обучения, известные как...
Краткое содержание
Старение - это постепенное снижение физической формы организма, которое со временем приводит к дисфункции тканей и заболеваниям. На клеточном...
Новые результаты
Старение часто воспринимается как дегенеративный процесс, вызванный случайным накоплением клеточных повреждений с течением времени. Несмотря на это, возраст можно...
Гемопоэтические стволовые клетки (HSC) с возрастом обнаруживают функциональные изменения, такие как снижение регенеративной способности и миелоидно-зависимая дифференцировка. Ниша HSC, которая...
Наше недавнее исследование установило, что факторы молодой крови не являются причиной и не являются необходимостью для системного омоложения тканей млекопитающих...
Аннотация
Гетерохронный обмен крови омолаживает старые ткани, и большинство исследований о том, как это работает, фокусируется на молодой плазме, ее фракциях...
Аннотация
Известно, что молодая плазма крови оказывает благотворное влияние на различные органы у мышей. Однако не было известно, омолаживает ли молодая...
Если вы избегаете громких заявлений и в течении длительного времени соблюдаете дисциплину недосказывания посреди яркого неонового мира, то возможно вы...
Краткое содержание
Коронавирус (HCoV-19) вызвал новую вспышку коронавирусной болезни (COVID-19) в Ухане, Китай. Профилактика и реверсия...
Читать далее
Основные моменты
Смертность от возрастных заболеваний U-образная с надиром ниже репродуктивного возраста
Количественные биомаркеры старения постоянно меняются на протяжении всей жизни
Бремя мутаций...
Клеточное старение - это состояние клетки, вовлеченное в различные физиологические процессы и широкий спектр возрастных заболеваний. В последнее время быстро растет...
Лекторий МГУ: Вадим Николаевич Гладышев, 28 мая 2019 г. 17.00Тема лектория: «Суть старения и путь к долголетию».
Профессор Факультета биоинженерии и...
Ученые давно проводят эксперименты по выведению различных гибридных видов животных. Как правило, это относится к лабораторным животным, опыты над которыми...
Возможно, в будущем люди смогут восстанавливать потерянные конечности — на это, во всяком случае, намекают медицинские эксперименты. Ученым уже известно...
Небольшая группа израильских учёных считает, что они нашли первое универсальное лечение против рака.
«Мы считаем, что через год мы предложим универсальное...
Самое первое человеческое испытание сенолитических лекарств, было объявлено ещё в июне, и большая часть мира практически не обратила внимания на него...
Данная статья собрана из нескольких моих ранних заметок о влиянии внеклеточного матрикса на процесс старения. Текст статьи будет обновляться — я планирую...
2018-й принес обнадеживающие результаты в борьбе со старением и стал годом взрывного роста бизнеса на бессмертии. Начались испытания сенолитика — препарата, убивающего стареющие клетки, ключевого...
Китайский ученый Цзянькуй Хэ заявил о рождении первых в мире детей из генетически отредактированных эмбрионов. По словам ученого, родились близняшки, у которых он попытался создать устойчивость к заражению...
Исследователи и ученые из Калифорнийского университета в Дейвисе со своими китайскими коллегами из компании United Imaging Healthcare (UIH) создали аппарат...
Технологии из научно-фантастической вселенной «Стартрек» продолжают проникать в нашу реальную жизнь. Мы уже читали о медицинском трикодере, слышали о разработках...
В дальнейшем ученый намерен распространить исследования на людей.
Генетик, молекулярный инженер и химик Джордж Черч из Гарварда основал стартап Rejuvenate Bio...
Остановись, старенье!
Ведущие ученые из 17 стран приехали в Россию, чтобы решить проблему старения. Именно теперь, по их мнению, накоплен критический...
Восстановление сердечной мышцы после месяца терапии внеклеточными везикулами. Иммунные метки: агглютинин (красный), тропонин (зеленый) и DAPI (голубой)
Исследователи Колумбийского университета, работающие...
Старение сопровождается развитием метаболических нарушений и дряхлением. Недавние исследования продемонстрировали, что снижение уровня никотинамидадениндинуклеотида (НАД+) – ключевой фактор замедления обменных процессов, связанного...
Время напрямую людей не убивает, старение – это биологический процесс. Есть группа заболеваний, которые называют возраст-ассоциированными, или старческими. Основным фактором риска...
Ученые из Медицинского института Говарда Хьюза усовершенствовали метод флюоресцентной микроскопии таким образом, что теперь с ее помощью можно снимать в...
Ученые из австралийского Института медицинских исследований Гарвана сообщили об открытии в клетках человеческого организма необычных структур ДНК – i-мотивов (intercalated-motif...
Самое распространенное среди мужчин онкологическое заболевание, рак простаты, которым страдает примерно четверть пациентов урологических стационаров, до недавнего времени лечили хирургически — удаляли...
Врачам из больницы Джона Хопкинса (штат Мэриленд) удалось провести успешную комплексную трансплантацию пениса и мошонки. Операция длилась 14 часов, в...
Результаты, полученные исследователями университета Колорадо в Боулдере, работающими под руководством профессора Дага Силса (Doug Seals), еще раз подтвердили, что применение...
Американские исследователи провели проверку имплантата-электростимулятора, призванного усилить память. В среднем способность к запоминанию слов удалось улучшить на 15%.
Если технология пройдет...
Лечение стволовыми клетками находит все большее применение в медицинской практике. Так, например, группа китайских ученых из Университета Тунцзи не так...
В 2012 году благодаря ученым нашего университета была осуществлена первая в России успешная операция по имплантации «искусственного сердца» человеку. К...
Исследователи лондонского университета королевы Марии, работающие под руководством доктора Леонардо Гуасти (Leonardo Guasti), использовали репрограммированные клетки для создания первого прототипа...
На основе данной статьи будет определяться разработчик искусственного интеллекта для данной системы управления возрастом.
×
ВАШ ЛИЧНЫЙ ВКЛАД В БОРЬБУ СО СТАРЕНИЕМ
Скооперируйтесь с тысячами других участников и создайте любой проект в области антистарения, проведите научные исспедования
Площадка для создания и финансирования проектов. Официальная страница сайта Сверхчеловечество.рф для сбора средств на ускорение прогресса в области омоложения:
Макрофаг
Черные пигментные клетки меланофоры в коже рыбы
Данио-рерио на разных этапах развития (слева) и увеличенный фрагмент полос на теле рыбы, сформированных пигментными клетками разных типов
Ксантофор с сигнальными нитями
