Ученые Киотского университета и Университета Фукуи в Японии нашли генетический механизм, который может помочь регенерации новых коренных зубов взамен утерянных. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Science Advances. Кратко о научной работе рассказывается в пресс-релизе на MedicalXpress.
Исследователи показали, что антитела к гену USAG-1 (ген, связанный с сенсибилизацией матки, — прим. «Ленты.ру») могут стимулировать рост зубов у мышей, страдающих врожденным агенезом зубов.
Известно, что морфогенез отдельных зубов зависит от взаимодействий нескольких молекул, включая костный морфогенетический белок (BMP) и элементы сигнального пути Wnt.BMP и Wnt, регулирующие развитие человеческого зародыша, поэтому препараты, влияющие на их активность, могут нарушить важные процессы в организме. Поэтому ученые нацелились на те молекулы, которые подавляют сигнальные факторы, что, как предполагается, более безопасно.
USAG-1 взаимодействует как с BMP, так и с Wnt. Воздействие различных антител на USAG-1 привело к низким показателям рождаемости и выживаемости мышей. Однако одно из антител нарушило взаимодействие гена только с BMP, что позволило вырастить полноценный зуб без вреда для здоровья.
Новое исследование, опубликованное в журнале Sleep Health Journal, осветило возможности смарт-часов Samsung Galaxy Watch4, связанные с измерением обструктивного апноэ во сне. Оказалось, что гаджет южнокорейского бренда не уступает в точности диагностики современному медицинскому оборудованию.
Согласно результатам, Galaxy Watch4 соответствует стандартам FDA и ISO. При исследовании смарт-часы имели общую среднеквадратичную ошибку (RMSE) 2,3% и незначительное смещение -0,2%, а график плотности Бланда-Альтмана показал хорошее соответствие между смарт-часами Samsung и эталонным пульсоксиметром. Более того, устройство южнокорейского бренда повысило точность измерений SpO2 за счёт плотного прилегания к запястью.
В сравнении приняли участие 97 взрослых с нарушениями сна, а весь эксперимент курировали семь медицинских работников. Исследование проводилось в медицинском центре Samsung. И хотя точностью датчиков для пульсоксиметрии в современных носимых устройствах сейчас мало кого можно удивить, это не отменяет того факта, что отслеживание апноэ во сне — труднопроводимая диагностика, которую необходимо проводить в течение множества ночей в больнице, а смарт-часы позволят это сделать с комфортом в собственной кровати.
Ученые обнаружили вещество, которое может стать первым в мире противоядием при отравлении бледной поганкой, являющейся одним из самых смертоносных грибов. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.
Исследователи выяснили, что широко используемый медицинский краситель, одобренный Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA), снижает токсичное действие бледной поганки Amanita phalloides на мышей.
По оценкам, бледные поганки являются причиной более 90 процентов всех смертей от отравления грибами во всем мире, вызывая необратимую острую недостаточность печени и почек. Основным токсином является α-аманитин, который стал целью для нового исследования. Несмотря на его летальный эффект, точные механизмы того, как α-аманитин отравляет людей, остаются неясными, что приводит к отсутствию специфического антидота для лечения.
Ученые использовали полногеномный скрининг с помощью метода CRISPR, чтобы определить гены, ответственные за отравление. Оказалось, что белок STT3B был ключевым виновником токсических эффектов при отравлении аманитином. Его ингибитор, индоцианин зеленый (ICG), можно использовать в качестве специфического антидота. ICG эффективно блокировал токсическое действие α-аманитина на клетки, органоиды печени и самцов мышей, что способствовало общему увеличению выживаемости животных.
В клинических исследованиях в числе первых лекарство испытывал один из авторов методики — известный биохимик, ректор РНИМУ им. Пирогова, академик Сергей Лукьянов. Он более 30 лет лечился от анкилозирующего спондилоартрита консервативными методами, которые с разной степенью эффективности снимали суставные боли за счет подавления механизма воспаления, но не останавливали прогресс болезни. Введение антиTRBV-9 практически сразу подействовало на клетки-мишени: целевая популяция клеток стала истощаться, что сопровождалось улучшением состояния пациента в течение трех месяцев.
— Мы используем заместительную генную терапию на основе аденоассоциированных вирусов, которая позволяет доставить здоровую копию гена с помощью одноцепочечной ДНК и восстановить нормальные функции синтеза белка. Экспериментируем также с доставкой мРНК-транскриптов с помощью наночастиц, которые существенно сокращают путь синтеза белка, поскольку мРНК не нужно проникать в ядро клетки, а сразу можно начинать трансляцию и получать намного больше белкового продукта.
Плюсом этих методик является безопасность и минимальное количество побочных эффектов со стороны иммунной системы. Надо учитывать, что доставка ДНК происходит локализованно в клетки конкретного органа и остается только в клетках, получивших вирус. При этом популяция клеток, получивших препарат, может вытесняться популяцией обычных клеток, и эффект со временем может утратиться — если мы имеем дело с клетками крови или печени, которые постоянно делятся и обновляются в организме.
Поэтому большая часть исследований в области генной терапии с помощью ААВ находит свое применение в терапии наследственных ретинопатий (патологические изменения сосудов сетчатки глаза) и нейродегенеративных заболеваний, поскольку клетки нейронов практически не делятся, а клетки сетчатки делятся максимально медленно. Дополнением служит большое разнообразие генетических причин в виде мутаций в 140 генах, которые обусловливают разные формы наследственной слепоты. Таким образом, глаз как многослойная медленно делящаяся система клеток, изолированных от общего иммунитета, является удобной моделью для разработки сотни разных препаратов генной терапии.
Расчет дозы лекарств в генной терапии всегда индивидуален — не зря же ее называют персонифицированной. В случае мышечной дистрофии или спинальной мышечной атрофии, которые, как правило, проявляются уже в детском возрасте, расчет производится на каждый килограмм пациента (1Е14 вирусных частиц на килограмм), что со временем кратно увеличивает стоимость терапии, так как с каждым годом вес ребенка увеличивается минимум на два килограмма из-за общего роста организма. Если для терапии ребенка потребуется 15 литров клеточной жидкости, в каждом миллилитре которой содержится один миллион клеток, то для взрослого эта цифра возрастает в четыре-пять раз. Следовательно, для терапии взрослого нам потребуется биореактор емкостью 100 литров, что равно примерно одному триллиону клеток
В случае офтальмологических заболеваний — амаврозы Лебера, атрофии сетчатки — доза на один глаз фиксирована (1Е13 вирусных частиц на глаз) и также зависит от времени проявления симптомов.
Одна доза — миллион долларов
— Сколько в итоге составляет себестоимость генотерапевтических препаратов и за счет чего она может быть снижена?
— Стоимость генотерапевтических препаратов варьируется от 500 тысяч до двух миллионов долларов за одну дозу (офтальмологические препараты), в наших условиях цена одной наработки биореактора объемом 100 литров составляет один миллион рублей, но стоимость одной дозы варьируется от заболевания. В основном цена формируется исходя из количества используемых расходных материалов для культивирования клеток, систем очистки и выделения ААВ и характеризации препарата.
Так дорого это потому, что сборка вируса — процесс случайный. Только два процента от полученной популяции генетического материала является активной и пригодной для терапии. От этого количества еще 20 процентов теряется на очистке, поэтому в реальности мы получаем всего полтора процента от начального количества генетического материала для сборки. Снижение стоимости возможно при использовании платформы наночастиц, но там намного хуже специфичность доставки в ткани. В апреле этого года мы начали работы по исследованию эффективности доставки разными методами, результаты представим в 2027 году.
— Есть ли побочные эффектны у генной терапии и можно ли их контролировать?
— Основное побочное действие препаратов генной терапии, которое наблюдали на заре развития этого направления, — это гепатотоксичность и выраженный иммунный ответ, но стоит отметить, что данный эффект наблюдали на аденовирусах, которые в шесть раз больше ААВ. Аденоассоциированный вирус обладает размером в 20 нанометров и не распознается иммунной системой при первом введении, однако при повторных возможна выработка нейтрализующих антител. Гепатотоксичность также была значительно снижена, но не исключена полностью, но этот вопрос также проявляется, когда речь идет о системном введении препарата внутривенно в больших дозах.
В итоге суммарный срок разработки нового препарата занимает пять лет в лаборатории и еще пять лет в клинике. Основной проблемой клинических испытаний является небольшая когорта пациентов (в лучшем случае десять тысяч человек, в худшем — пять тысяч человек на всю нашу страну) и сложности реализации третьей фазы клинических испытаний. Поэтому общая тенденция разработки подобных препаратов в мире указывает на то, что после всех стадий клинических испытаний из сотни препаратов одобряется только один или два. Поэтому мы видим такой медленный темп появления новых препаратов — раз в два года.