Экраны смартфонов портят ментальное здоровье детей и нарушают развитие мозга. Но это не точно.

#здоровье

Nature опубликовало в свободный доступ фундаментальный труд - книгу о влиянии экранов, смартфонов и времени в сети на развитие мозга и психики детей.

Собраны тысячи исследований и в составлении книги участвовало более 400 специалистов. Мастрид, однозначно, по крайней мере для всех специалистов в смежных областях.

Здесь приведу короткую выжимку фактов из книжки. Это далеко не все, что есть в книге, а скорее тизер. Такой фундаментальный труд не уложить в формат поста.

1. Снижение плотности белого вещества у дошкольников

У детей в возрасте 3–5 лет, проводящих более одного часа в день перед экраном без участия родителей, наблюдается снижение плотности белого вещества мозга (это совокупность отростков нейронов мозга). А количество белого вещества связано с развитием языковых и когнитивных навыков.

2. Повышенный уровень кортизола и снижение обучаемости

У детей с высоким уровнем экранного времени наблюдается повышенный уровень кортизола. Это сопровождается снижением способностей к обучению и более низким развитием речи. Особенно заметны эти эффекты при превышении двух часов экранного времени в день.

3. Нарушение интеграции нейронных сетей

У младенцев (дети до 12 месяцев) проводивших в среднем 2 часа экранного времени в день, нарушается интеграция между нейронными сетями, отвечающими за обработку эмоций и когнитивный контроль. Это может привести к трудностям в эмоциональной регуляции и социальном взаимодействии в дальнейшем.

4. Задержка развития речи у малышей

Систематический обзор 12 исследований показал, что увеличение экранного времени и раннее начало использования смартфонов и планшетов негативно влияют на развитие речи у детей. Особенно это касается детей младше двух лет. Совместный просмотр с родителями и качественный контент могут смягчить эти эффекты, но не полностью их устранить.

5. Нарушение сна у детей дошкольного возраста

Чрезмерное использование экранов у детей дошкольного возраста связано с ухудшением качества сна. Это, в свою очередь, может привести к проблемам с вниманием, гиперактивности и нестабильному настроению.

Важно заметить, что не все так однозначно плохо. Само качество контента и наличие сопровождения родителей может приводить и к позитивным результатам, особенно в старшем возрасте. Об этом напишу отдельно, в будущих постах.

Так что читаем только качественный контент, экранное время стоит дорого! ;)

Посмотрите в глаза крабового паука или станьте свидетелем брутальной работы иммунных клеток

#Подборка красоты!

1. Активированный нейтрофил поедает бациллу сибирской язвы;

2. Превращение стволовых клеток костного мозга в жировые;

3. Пронзительные глаза крабового паука; (!)

4. Пьянящие трихомы на листе каннабиса.

Приобщаемся к красоте микромира.

“Темная материя” метаболизма наших клеток. Ключ к борьбе с опухолями?

Тот случай, когда “ничего не понятно, но очень интересно” даже специалистам. Тысячи пептидов с неизвестной функцией считываются с участков ДНК, которые раньше считались некодирующими. О них известно очень немного, но уже понятно, что это не просто мусор и ученые наткнулись на новый, неисследованный кусок биологии.

#новое

Белки и пептиды - основные “рабочие лошадки” нашего метаболизма. Они выполняют функции и пищеварительных ферментов и сократительного аппарата мышц и транспортеров веществ и даже антитела - это тоже белки.

Процесс, производства белка в клетке устроен так: на основе
последовательности нуклеотидов в гене по матричному принципу строится молекула информационной РНК. иРНК выходит из ядра, в цитоплазму и подхватывается рибосомой - специальной органеллой которая синтезируется белки.

Рибосома, используя отдельные аминокислоты и руководствуясь правилами генетического кода, выстраивает пептидные цепочки, которые затем сворачиваются в белки. Эта цепочка передачи информации в клетке, от генов - к белку, настолько мощна и фундаментальна, что получила имя “Центральная Догма Молекулярной Биологии”.

А потом, ученые научились “рибосомному профилированию” - анализу всех белков, которые производятся в клетке - и оказалось, что постоянно производятся тысячи пептидов, которые не соответствуют известным генам в ДНК. И функции этих пептидов неизвестны.

Откуда же они берутся и какие могут быть функции у таких пептидов?

1. Около трети “темных белков” являются продуктами считывания длинных некодирующих РНК. Ранее считалось, что с них белки не считываются, поэтому и назвали “некодирующие”, оказалось - иногда считываются! Возможно, просто по ошибке.

2. Другие - считываются с регионов вокруг работающих генов, частично перекрываясь с ними. Есть гипотеза, что они специально производятся, чтобы “загрузить” рибосомы бессмысленной работой и таким образом контролировать активность генов. На мой взгляд звучит слабовато, но всякое бывает.

Чтобы ответить на вопрос, нужны ли вообще клетке эти “темные белки” ученые нарушили их синтез в линиях стволовых клеток и в изолированных раковых клетках при помощи генетического редактирования.

Оказалось, многие из “темных белков” вовлечены в регуляцию клеточного цикла и работу митохондрий. В клетках с выключенными “темными белками” наблюдалось множество дефектов и проблемы с делением.

Увеличенный уровень “темных белков” был обнаружен в клетках рака груди, некоторые отдельные “темные белки” стимулируют рост опухолей. Pfizer и другие фарм. корпорации уже заявляют, что готовят перспективные противоопухолевые препараты нацеленные на “темные белки” и даже препараты от ожирения.

И все-таки, очень вероятно, что большАя часть “темных белков” просто ошибки рибосом.

Поэтому, не будем поддаваться хайпу. Будем наблюдать и вспоминать Сократа.

Хороших выходных!
Ссылки в комментариях.

“Темная материя” метаболизма наших клеток. Ключ к борьбе с опухолями?

Тот случай, когда “ничего не понятно, но очень интересно” даже
специалистам. Тысячи пептидов с неизвестной функцией считываются с участков ДНК, которые раньше считались некодирующими. О них известно очень немного, но уже понятно, что это не просто мусор и ученые наткнулись на новый, неисследованный кусок биологии.

#новое

Белки и пептиды - основные “рабочие лошадки” нашего метаболизма. Они выполняют функции и пищеварительных ферментов и сократительного аппарата мышц и транспортеров веществ и даже антитела - это тоже белки.

Процесс, производства белка в клетке устроен так: на основе последовательности нуклеотидов в ДНК (гене) по матричному принципу строится молекула информационной РНК. иРНК выходит из ядра, в цитоплазму и подхватывается рибосомой - специальной органеллой которая синтезируется белки.

Рибосома, используя отдельные аминокислоты и руководствуясь правилами генетического кода, выстраивает пептидные цепочки, которые затем сворачиваются в белки. Эта цепочка передачи информации в клетке, от генов - к белку, настолько мощна и фундаментальна, что получила имя “Центральная Догма Молекулярной Биологии”.

А потом, ученые научились “рибосомному профилированию” - анализу всех белков, которые производятся в клетке - и оказалось, что постоянно производятся тысячи пептидов, которые не соответствуют известным генам в ДНК. И функции этих пептидов неизвестны.

Откуда же они берутся и какие могут быть функции у таких пептидов?
1. Около трети “темных белков” являются продуктами считывания длинных некодирующих РНК. Ранее считалось, что с них белки не считываются, поэтому и назвали “некодирующие”, оказалось - иногда считываются! Возможно, просто по ошибке.

2. Другие - считываются с регионов вокруг работающих генов, частично перекрываясь с ними. Есть гипотеза, что они специально производятся, чтобы “загрузить” рибосомы бессмысленной работой и таким образом контролировать активность генов. На мой взгляд, звучит слабовато, но всякое бывает.

Чтобы ответить на вопрос, нужны ли вообще клетке эти “темные белки” ученые нарушили их синтез в линиях стволовых клеток и в изолированных раковых клетках при помощи генетического редактирования.

Оказалось, многие из “темных белков” вовлечены в регуляцию клеточного цикла и работу митохондрий. В клетках с выключенными “темными белками” наблюдалось множество дефектов и проблемы с делением.

Увеличенный уровень “темных белков” был обнаружен в клетках рака груди, некоторые отдельные “темные белки” стимулируют рост опухолей. Pfizer и другие фарм. корпорации уже заявляют, что готовят перспективные противоопухолевые препараты нацеленные на “темные белки” и даже препараты от ожирения.


И все-таки, очень вероятно, что большАя часть “темных белков” просто ошибки рибосом.
Поэтому не будем поддаваться хайпу. Будем наблюдать и вспоминать Сократа.
Хороших выходных! Ссылки в комментариях.

Слепое пятно на сетчатке глаза грызуна. Фото с конфокального микроскопа, х20.

#красота

Желтым - окрашены астроциты, поддерживающие клетки нервной системы.

Красным - сократительные белки, как я понял, они маркируют кровеносные сосуды.

Это место, где зрительный нерв проходит сквозь сетчатку, чтобы доставить сигналы в от нейронов сетчатки в мозг.

В этом месте образуется "слепое пятно", так как там не могут поместиться палочки и колбочки, улавливающие свет.

Фото завораживающе-красивое, но всем биологам оно напоминает о глупости устройства нашего организма :)

Сетчатка человека и всех наземных позвоночных - инвертированная, у нас зрительные рецепторы (те самые палочки и колбочки) расположены на самом дне глаза, а нейроны, обрабатывающие и передающие в мозг зрительный сигнал - над ними в несколько слоев.

Получается свет, должен пройти через несколько слоев клеток (где он будет рассеиваться) и только потом попасть на фоторецептор, а отростки нейронов, чтобы попасть в мозг должны пробить сетчатку в каком-то месте, где и образуется слепое пятно.

Как будто наш глаз проектировал студент: и слои нейронов перепутал и кабель-менеджмент хромает.

А у осьминогов, например, глаза устроены "по-человечески", то есть фоторецепторы - сверху, все четко, слепых пятен нет.

Такие дела.

Свободные митохондрии путешествуют по телу через кровь и переходят из клетки в клетку. Что это значит для нашего здоровья?

#здоровье

Первая по настоящему новая и впечатляющая история за долгое время! В учебниках биологии такого пока не написано. А между тем, исследователи обнаружили внеклеточные митохондрии, свободно плавающие в крови человека еще десять лет назад.

Сегодня описано три механизма перехода митохондрий из клетки в клетку:
- прямой обмен между клетками через “нанотрубочку”;
- передача митохондрии в специальных везикулах (в мембранных пузырьках, как в скафандрах);
- выход свободных митохондрий без дополнительных оболочек (а мы помним, что у митохондрий есть две свои мембраны для защиты).

Это совершенно новый механизм коммуникации между клетками в теле - обмен целыми органеллами, да еще и такими важными: митохондрии не только производят энергию (АТФ) в клетке, они во многом контролируют жизненный цикл клетки и являются фабриками по производству необходимых для метаболизма веществ.

При каких условиях проходит такой обмен и что это может дать? Пока изучены отдельные случаи переноса, но они уже вызывают огромный интерес:

1. При инсульте. Оказалось, что поддерживающие клетки нервной системы - астроциты - передают свои митохондрии поврежденным нейронам. Нервные клетки “усиленные” донорскими митохондриями лучше выживают и начинают образовывать новые отростки и связи, компенсирующие урон.

2. Острый респираторный дистресс-синдром. Это серьезное воспалительное повреждение легких. Показано, что стромальные клетки - мультипотентные клетки тканей, которые помогают восстановлению после повреждений - передают митохондрии страдающим клеткам в альвеолах легких, что приводит к увеличению в них концентрации АТФ и помогает выживать.

3. Заживление ран. В in vitro эксперименте было обнаружено, что тромбоциты из крови человека в пробирке передают свои митохондрии тканевым стволовым клеткам. После этого стволовые клетки начинают активнее выделять вещества, стимулирующие рост капилляров. Такие “заряженные” стволовые клетки способствовали более быстрому заживлению ран, по сравнению с обычными.

Информации очень много, буду еще писать об этом. Подытожу своим впечатлением об этом процессе:

На мой взгляд, трансфер митохондрий, как минимум, является экстренным тканевым ответом на повреждения. Поддерживающие клетки передают митохондрии соседям, как “энергетический заряд” для сохранения жизнеспособности и стимуляции метаболизма.

Как максимум, этот процесс может быть необходим для поддержания здоровья всего тела. Возможно, эффективность и частота “внешних поставок” митохондрий от поддерживающих и стволовых клеток к работягам в тканях (нейронам в мозге, эпителию кишечника, мышечным клеткам) это еще один фактор отличающий старые организмы от молодых…

В общем, захотелось массированную инъекцию митохондрий по всему телу, и в компот их, пожалуйста, добавьте!

Фото прямой передачи митохондрий от стволовой клетки к Т-лимфоциту в комментариях!

Не могу молчать!) какая же оголтелая жеребятина...

Обложка журнала Time: "Это - ужасный волк. Первый, что родился за последние 10000 лет".

Сейчас вы увидите сотни таких заголовков. Речь о новом эксперименте компании Colossal -- и опять без всякого рецензирования независимыми специалистами.

Но даже в самой комплиментарной заметке в NewYorker, научный директор этого проекта легендарная и выдающаяся Бет Шапиро признает: да, мы взяли просто яйцеклетку волка, и произвели в ней несколько замен. Да, мы хотели получить белую шерсть, какая была у ужасного волка. Но нет, мы не стали копировать ген белой окраски ужасного волка (который мы прочитали из ископаемого зуба ужасного волка) - мы просто знаем ген белой окраски у современного волка, вот его мы и задействуем. Это не совсем воскрешение? Ну почему, это функциональное воскрешение. Мы получили ФЕНОПТИП ужасного волка.

Это как если бы они хотели воскресить вымершую рыбу, прочитали бы ее геном, а потом плюнули бы на него. Просто взяли бы мышь, и сделали ей вместо лап - ласты как у тюленя, потому что они знают, как у тюленя получаются ласты. И все это назвали бы ФЕНОТИПОМ рыбы.

В прессе есть туманные указания на присутствие в геноме этих волчат все же нескольких прямых заимствований из генома ужасного волка. Но во-первых мы должны принять это на веру, во-вторых - нам также нужно верить, что эти замены привели действительно к воссозданию вымершего фенотипа, если только авторы в курсе что значит это слово.

Это идеальная иллюстрация мира пост-правды. Причем итог может быть неоднозначным: (1) они собирают большие инвестиции, в группе работает 140 ученых (2) они отрываются от контроля независимых экспертов, а значит обязательно врут себе и инвесторам и в мелочах и по-крупному (3) они попутно могут делать серьезные прорывы в технологиях, у которых будут медицинские применения.

Постправда как она есть.

Хотел сегодня написать пост о компании Colossal, которая "возрождает" вымерших животных при помощи генной инженерии. (спойлер - не возрождает совсем) Но идеальный пост об этом написал Илья Колмановский, тут все сказано.

Так что читаем только качественный контент и не верим броским заголовкам ;)
(моим броским заголовкам можно верить, но только моим)

Авто-флуоресценция трихом, защитных волосков на поверхности листа растения Elaeagnus angustifolia

#красота

Сходу даже непонятно, что это биологический объект, больше напоминает красочную абстрактную картину.

А это всего-навсего фото листа с десятикратным увеличением. Лист осветили ультрафиолетом и биологические молекулы в трихомах ("медузообразные" отростки на фото) начали светиться разными цветами.

Но настоящая красота фотографии в том, что растение по-русски называется Лох узколистный.

Так что здесь глубокая мораль:

Если приглядеться, то даже в семействе Лоховые можно найти красоту!

Хорошей недели!

В комментах - как выглядит настоящий Лох в природной среде обитания ;)

Стройный - пишем, толстый - в уме

Включение в диету джанк-фуда всего на 5 дней вызвало изменения в мозге, которые были ранее обнаружены у людей с ожирением. Изменения чувствительности к инсулину некоторых зон мозга сохранились в течение 7 дней после окончания эксперимента.

#питание

Важное напоминание в выходной и еще одна причина следить за питанием.

Когда мы едим, в поджелудочной железе выделяется инсулин и при этом часть инсулина попадает в мозг. Хотя известно, что снабжение нервных клеток настолько приоритетно, что они могут поглощать глюкозу из крови в любой момент, им для этого инсулин не нужен. Зачем же он проходит в мозг?

Инсулин в мозге работает как сигнальная молекула, которая снижает чувство голода. Это помогает контролировать аппетит, но у людей с ожирением обнаружена “инсулинорезистентность мозга” - то есть их нейроны по другому реагируют на поступающий инсулин и чувство голода не снижается так эффективно.

Чтобы увидеть, как диета влияет восприимчивость мозга к инсулину ученые взяли 29 здоровых добровольцев (все мужчины, на женщинах обещают доделать отдельно) и поделили на 2 группы: первая питалась как обычно, а второй в дополнение к привычной еде были выданы “мега-снеки” - набор из чипсов и сладостей на 1500 кКал. Добровольцам замеряли активность мозга в ответ на выброс инсулина и для более наглядных результатов, перед измерением они дополнительно принимали инсулин через нос.

Эксперимент шел всего 5 дней и за это время у добровольцев не произошло никаких изменений массы или строения тела. Толще они не стали. Но поменялась активность мозга.

В группе с джанкфудом обнаружена повышенная активность в трех регионах мозга, связанных с пищевым поведением и системой вознаграждения. Такие изменения ранее были описаны у людей с инсулинорезистентностью и ожирением, их связывают с повышенными рисками развития диабета 2го типа.

Но, что дополнительно неприятно, через неделю после окончания эксперимента, все еще наблюдались различия между группами. У мужчин из группы с джанкфудом в ответ на выброс инсулина была снижена активность в зонах мозга связанных с памятью и реакцией на изображения еды по сравнению с контрольной группой.

Мои выводы такие:

1. Буддисты правы, все начинается уме, даже ожирение.

2. Ситуация, воспроизведенная в исследовании, очень похожа на то, что происходит с нами в отпуске или на длинных праздниках. Кажется несколько дней ни на что не повлияют, но нет - и тут нельзя совсем уж отпускать контроль.

Хорошего воскресенья и аккуратно со сладостями ;)
Ссылки в комментах!

Это не картина кубиста-импрессиониста, а всего-навсего кристаллы кофеина в поляризованном свете.

#красота

Кристаллы работают как призмы, разлагая свет на радужный спектр. Это означает, что свет с разной длиной волны (то есть разных цветов) будет выходить из кристалла под разным углом, и некоторые из них попадают в объектив, а некоторые - нет.

Так и возникает этот волшебный калейдоскоп. Кайф.

Орто-Ванилин снижает боль в пояснице у мышей за счет влияния на сенесцентные клетки

#старение

Чудесный пример того, как важно проводить фундаментальные научные исследования, даже если кажется, что конечной цели достичь невозможно.

Речь идет об исследованиях механизмов старения человека. Один из них, открытый относительно недавно - образование сенесцентных клеток, их еще называют “клетки зомби”.

Такие клетки перестают выполнять свою функцию, но при этом не погибают (добропорядочные клетки нашего тела, которые больше не могут работать или повреждены обычно совершают сэппуку - ритуально самоуничтожаются - это называется апоптоз). При этом, сенесцентные клетки не только занимают место в организме не принося ему пользы, они также выделяют вокруг себя про-воспалительные вещества, мешая работать здоровым клеткам.

Можно сказать, что сенесцентные клетки это “рак наоборот”. Раковые клетки - активно делятся и передвигаются, а эти “зомби” - теряют способность к делению даже если раньше умели и просто занимают место. Накопление таких клеток в мышцах приводит к снижению силы, в нервной системе - росту нейровоспаления.

Исследования сенсцентных клеток получили популярность благодаря хайпу вокруг темы продления жизни и бад. А целевое уничтожение таких клеток заметно продлевает жизнь мышкам. Но такие исследования всегда вызывают критику из–за того, что результаты нельзя транслировать на людей (мы долго живем и сложно провести проверку)

Но вот боль в спине - задачка более доступная. Оказалось, что сенесцентные клетки образуются в межпозвоночных дисках и вызывают их деградацию.

Ученые вывели специальных мышей, у которых спина начинала болеть уже к 7 месяцам жизни за счет стирания межпозвоночных дисков. Этим мышкам давали экспериментальные лекарства, убивающие сенесцентные клетки (одним из этих веществ кстати был орто-ванилин, присутствует в еде) и увидели снижение воспаления межпозвоночных дисков, уменьшение деградации и снижение боли!

Очень хороший результат, учитывая, что вещества-сенолитики, убивающие клетки-зомби достаточно распространены в пищевых продуктах, например, физетин - содержится в клубнике.

Это дает надежду, что можно будет профилактировать подобные проблемы просто за счет хорошей диеты! Но не забываем, что результаты на специальных генетических линиях мышей - это только начало. Ждем исследований на людях.

Мозговой имплант позволяет озвучивать мысли молча, со скоростью до 90 слов в минуту

#мозг

Женщина по имени Анна потеряла способность к речи после инсульта в стволе мозга в 2003 году. 18 лет спустя ей хирургически установили имплант в форме тонкой салфетки прямо на кору головного мозга.

Имплант состоит из 253 электродов, которые способны одновременно считывать активность тысяч нейронов.

Алгоритмы на основе машинного обучения позволяют считывать и озвучивать целые предложения, когда Анна думает о них.
Делюсь видео, как женщина произносит фразы без использование ее настоящего голоса, буквально молча. По какой-то причине, это вызывает смешанные чувства, поэтому на всякий случай предупреждаю смотреть с осторожностью.

Каких успехов удалось добиться с этой технологией на сегодня?

1. Удалось обучить имплант распознавать различные комбинации из 1024 слов по паттернам активности нейронов коры головного мозга. Анна умеет молча произносить около 100 разных фраз;

2. Скорость речи от 47 до 90 слов в минуту, что достаточно медленно, нормальная речь течет со скорость около 160 слов в минуту;

3. Фразы вербализуются с задержкой в 500 миллисекунд. Это очень большая задержка. Если кто-то играет в онлайн игры, то на своем опыте знает, что задержки больше 100мс уже сильно нарушают процесс и не позволяют реагировать на события вовремя.

Но сам факт существования такой технологии - невозможно крут! Если решат проблемы с задержкой и широтой словарного запаса (а их решат рано или поздно) мы достигнем уровня реального телепатического общения. Не говоря уже о том, что говорить смогут люди с любыми травмами гортани, голосовых связок, рта и даже нервной системы.

Что отдельно меня занимает - а можно ли с помощью таких имплантов не только считывать но и передавать сигналы? Может ли прием информации происходить сразу на коре мозга минуя слух и другие органы чувств?

Если да, будущее превращение человека в мозги в банке - не за горами!

Ссылки в комментах.

Замороженный мозг 54-летнего мужчины порезали на 703 кубических “вокселя” чтобы проанализировать распределение митохондрий

#мозг

Биоэнергетика клеток мозга - не эзотерика, а реальная область исследований нейробиологов и биохимиков. Митохондрии не только вырабатывают АТФ - молекулы, являющиеся энергетическими эквивалентами внутри клетки - но и активно чувствуют контроле возбудимости нейронов и даже контролируют клеточную смерть.

А участие митохондрий в нейродегенеративных заболеваниях и их влияние на когнитивные функции - предмет перспективных исследований.

Вот только изучать связь работы митохондрий в нейронах с функциями разных участков мозга практически нереально. По двум причинам:

1. Проблема масштаба.
Самые детальные данные о работе мозга получают из фМРТ - сканеров, их разрешающая способность несколько миллиметров. А митохондрии - внутриклеточные структуры, с характерными размерами в пару микрометров. Это в тысячу раз мельче.

2. Проблема интерпретации.
Сегодня не существует неинвазивных методов изучения митохондрий у здоровых или больных людей. Это значит, что у нас нет данных для соотнесения определенных особенностей работы мозга или заболеваний с паттернами работы митохондрий.

Получается, что мозги с их когнитивной деятельностью существуют как бы на макроуровне, а митохондрии - на микроуровне. И связь между ними построить не получается.

Ученые из США подошли к этой проблеме, я бы сказал, брутально.

Для этого взяли замороженный кусок мозга 54-летнего мужчины (мужчина умер по независящим от эксперимента причинам, мозг завещан науке). При помощи высокоточного программируемого фрезерного станка кусок мозга разрезали на 703 “вокселя” - кубика размером 3х3х3мм.

Каждый воксель был буквально “разобран на молекулы”. В них подробно картировали количество митохондрий, активность ферментных систем и даже типировали сами митохондрии по возможностям производить АТФ. Сбор и анализ вокселей мозга производился вручную.

Из разобранных вокселей составили 3д-карту мозга, где теперь на каждом участке были известны все параметры митохондрий.

Основываясь на этом куске ученые обучили нейросеть, которая теперь может предсказывать параметры митохондрий в разных участках мозга по данным МРТ.

И вуаля! Эта уникальная и первая в своем роде компьютерная модель MitoBrainMap, если она успешно пройдет валидацию, может указывать “мостиком” между когнитивными функциями и микромиром митохондрий внутри нейронов.

Вероятно, это откроет дверь к изучению новых механизмов старения, нейронной активности и заболеваний мозга, а следовательно, к созданию новых лекарств!

Фото мозга, разобранного на воксели - в комментариях.

Хорошей недели!

Натуральный пептидный антибиотик из почвы способен убивать мультирезистентные супербактерии

Короткий пептид в форме лассо способен связываться с рибосомами бактерий и транспортными РНК, так, что нарушается генетический код, то есть рибосома неправильно считывает генетическую информацию и синтезирует белки с ошибками. Это приводит к гибели бактерии и работает на самых опасных штаммах.

#антибиотики

Мы давно слышим страшилки о “конце эры антибиотиков”. Дне, когда современные лекарства против инфекций перестанут работать и люди снова начнут массово погибать от бактериальных инфекций. И у этих опасений есть основания.

Бактерии эволюционируют чрезвычайно быстро и нужно понимать, что когда мы применяем антибиотик, мы по сути создаем для инфекции давление естественного отбора. Стимулируем эволюцию. И в результате - выживает самый приспособленный, та форма бактерии, которая приобрела устойчивость к лекарству.

На уровне болезни одного человека - эти риски невелики, так антибиотик работает в связке с нашим иммунитетом. Лекарство, убивая часть бактерий внутри тела, замедляет рост численности и распространение инфекции. Это дает время иммунным клеткам создать необходимые антитела, чтобы окончательно победить. Но вне тела человека ситуация другая.

Когда антибиотик попадает во внешнюю среду (в воду или в почву) - он разбавляется, то есть доза снижается. Это позволяет бактериям контактировать с лекарством длительное время. И вот, оказывается, что в луже с разбавленным антибиотиком часть бактерий естественным образом умеют медленно его разрушать или чуть хуже пропускают лекарство внутрь клетки. Такие бактерии получат преимущество и вскоре вытеснят своих собратьев, которым повезло меньше.

Теперь, заразившись инфекцией из этой лужи, человек будет плохо отвечать на лечение всеми антибиотиками, похожими по механизму действия или химической структуре на тот, к которому бактерии адаптировались изначально.

И таких “луж” в мире очень много. Например в Индии есть целые реки, где дозы антибиотиков выше, чем в крови у больного, который принимает их по назначению врача. Тревожно.

Но есть и позитив! Недавно открытый антибиотик лариоцидин даже без “доработки” фармакологов уже справляется с опаснейшими мультирезистентными инфекциями.

Это навело меня на мысль: ведь антибиотики придумали не люди. Люди открыли антибиотики, которые были созданы бактериями, для борьбы друг с другом.

Когда мы выбрасываем антибиотики в окружающую среду, в воде и почве будет появляться все больше устойчивых штаммов. Но “гонка вооружений” не останавливается. В ответ на это природа будет изобретать новые вещества, побеждающие устойчивость.

Логика такая:
больше антибиотиков у людей -> больше антибиотиков в природе -> больше устойчивых штаммов -> больше новых природных антибиотиков которые мы сможем открыть! Все-таки почва - лучший фарм.завод :)

Осталось надеяться, что скорость адаптации природных экосистем будет достаточно высокой, чтобы мы успели не потерять половину населения…

Ссылки в комментах!

Мозговые импланты способны смягчить тяжелейшие формы депрессии не модифицируя личность человека

#депрессия

Техника глубокой стимуляции мозга разрабатывается много лет для терапии не только депрессии, но и, например, эпилепсии. Для этого в черепе делается маленькое отверстие и в мозг вставляются тонкие проводки с электродами на концах (как на фото), через эти электроды подают электрические сигналы в глубокие зоны мозга, связанные с контролем настроения. Проводки пропускают под кожей головы, шеи и плеч, чтобы затем соединить с водителем ритма.

В сущности, технология похожа на кардиостимулятор, только сигналы подаются в мозг вместо сердца. При этом ряд клинических исследований демонстрирует , что такая стимуляция может быть эффективна при терапевтически резистентной депрессии, когда не помогают ни психотерапия, ни антидепрессанты, ни даже электроконвульсивная терапия.

Импланты для глубокой стимуляции мозга дают заметное улучшение состояния примерно в 60% случаев. И это для людей которым не помогли все остальные методы лечения. Очень высокий процент!

Но, так же как было с антидепрессантами, у многих людей возникают серьезные страхи, что стимуляция мозга повлияет на их личность или вообще запретит им испытывать негативные эмоции. Происходит ли такое в действительности? Ведь известно, что при определенных повреждениях мозга личность реально меняется.

Короткий ответ - нет, все эмоции на месте, просто легче жить.

Длинно - об этом есть два классных подкаста, с людьми, которым такие импланты установили (на английском, если что там есть текстовая версия тоже), делюсь ссылками:

1. How deep brain stimulation is helping people with severe depression

2. Brain implants don’t change a person’s sense of self. Hear why.

Технология, конечно, впечатляющая, но все-таки хочется, чтобы в будущем мы научились обходиться менее инвазивными методами.

Всем хорошего настроения и устойчивости к дестабилизирующим стимулам! ;)

Парализованный из-за травмы позвоночника человек снова может стоять благодаря инъекции индуцированных плюрипотентных клеток

В Японии проведено первое в мире испытание индуцированных плюрипотентных клеток на полностью парализованных людях с повреждениями спинного мозга. Из четырех человек, получивших лечение, один - может стоять, другой - приобрел чувствительность в руках и ногах, может слегка шевелить ногами. Два оставшихся - без изменений.

#медицина

Про индуцированные плюрипотентные клетки вы, вероятно, слышали. Они создаются индивидуально, для этого берется образец клеток пациента и при помощи специальной обработки их “откатывают” к эмбриональному состоянию. Такие клетки потенциально могут превратиться практически в любую клетку организма, хоть в мышечную, хоть в нервную.

Затем, такие клетки направили по “нервному” пути развития и они стали предшественницами именно нервной ткани (нейронов и глии). В таком виде их подкалывали в травмированное место.

Считается, что эти клетки не просто превращаются в недостающие нейроны, но и выделяют вещества, способствующие восстановлению нервов и образованию новых связей. Точный механизм еще не изучен.

Все пациенты, вошедшие в исследование, имели самый серьезный тип поражения спинного мозга - класса А - при котором полностью отсутствует чувствительность в теле ниже места повреждения. После лечения один из пациентов перешел в группу С, у него появилась чувствительность и частичный контроль над мускулатурой в конечностях, но стоять он не может. Самый успешный пациент перешел в группу D (полностью здоровый человек маркируется группой E) - он может стоять без посторонней помощи и учится ходить.

Невозможно представить ощущения человека, смирившегося с неизлечимой травмой, который после одной операции заново учится ходить. Невероятно.

Будут проводиться дальнейшие исследования, чтобы уточнить для каких типов травм оно подходит (очевидно не для всех, 2 человека не среагировали на лечение). А также, какая часть пересаженных клеток там реально выживает, предполагается, что большинство клеток гибнут и в итоге не приживаются.

Но у меня от этой новости появилось четкое ощущение, что будущее уже здесь и скоро даже самые тяжелые повреждения перестанут быть приговором.

Это ведь не на крысах эксперименты. Реальный человек - реально ходит. Ух.

Ссылки в комментах.

мРНК вакцины могут стать эффективным методом иммунотерапии одной из самых смертоносных опухолей

#онкология

Диагноз - рак поджелудочной железы - до сих пор является практически приговором. Несмотря на развитие современной хирургии, достижений лучевой и химиотерапии, пятилетняя выживаемость для этой формы рака - 13%. Это означает, что в течение 5 лет с момента постановки диагноза из 100 человек умрут 87. В год от этого типа рака погибает в среднем 450 000 человек по всему миру.

Одна из причин такой тяжелой статистики - сложность диагностики рака поджелудочной железы. Она расположена в глубине тела и симптомы развития опухоли схожи со многими другими заболеваниями. Другая важная причина в том, что клетки рака поджелудочной недостаточно активируют иммунитет.

Вплоть до 2023 года консенсусом среди онкологов была позиция, что “нельзя научить иммунные клетки узнавать опухоль поджелудочной”. Однако, работа с мРНК вакцинами пошатнула эту позицию.

В чем особенность мРНК вакцин от рака? С точки зрения структуры они не отличаются от аналогичных вакцин против COVID19. Но есть пара существенных отличий:

Во-первых, обычные вакцины применяются заранее, чтобы предотвратить заражение вирусом, а вакцины от рака используются как элемент иммунотерапии, то есть их дают пациентам, которые уже болеют.

Во-вторых, мРНК вакцины от рака создаются индивидуально для каждого больного. Каждая опухоль уникальная с точки зрения генетики и для того, чтобы грамотно активировать иммунные клетки необходимо создавать персонализированную вакцину.

На днях опубликованы результаты небольшого клинического исследования, где экспериментальную вакцину получили 16 человек. Всем им была хирургически удалена опухоль и они получили необходимое традиционные лечение помимо вакцины.

Из них 8 человек развили иммунный ответ против опухоли, а 8 - нет. Дальнейшее наблюдение в течение 4х лет показало, что среди группы, которая дала иммунный ответ после вакцины, только у двоих произошел рецидив. В группе без иммунного ответа, 7 человек из 8 получили рецидив опухоли в течение года.

Эти результаты впечатляют, разница между группами - огромна, и что еще более интересно - иммунитет от вакцины по-видимому сохраняется на несколько лет!

Не спрашивайте, сколько будет стоить такая вакцина - очень дорого. Но, главное начать, компьютеры тоже когда-то занимали целые комнаты и стоили миллионы, а теперь - лежат у каждого в кармане.

Будем следить за новостями.
Хорошей недели!

Срез рахиса (черенка, на который крепятся листья) папоротника Орляк.

Сначала мне показалось, что он улыбается, а теперь уже не уверен. Пишите свои версии в комментах!

Рожицу составляют проводящие ткани листа, крупные пузыри это срез ксилемы, ткани проводящей воду и минералы, а мелкие - флоэмы, она проводит органику.

А целый папоротник выглядит вот так.

Трансгенная кишечная палочка с дизайнерскими ферментами впервые смогла произвести полимер похожий на нейлон

Человечество производит около 400 млн. тонн пластика в год, при этом в качестве исходного материала используется нефть. Такое производство создает множество токсичных отходов, а есть ли возможность перейти на биотехнологию?

#биотех

На самом деле даже не сразу понятно, почему это такая сложная задача - сделать пластик в бактериях? Ведь бактерии производят, даже человеческий инсулин, а ГМ-дрожжи способны из обычного сахара производить множество лекарств.

Но мы забываем, что обычно при помощи трансгенных бактерий производят именно биологические молекулы. То есть белки, жиры, углеводы, антибиотики и многие другие молекулы, которые встречаются в живой природе.


Нейлон - полностью искусственная молекула, химические связи, которые необходимо создать для синтеза нейлона не встречаются в живой природе. Это значит, что нет готовых ферментов и генов, которые подходят для биологического производства этого полимера.

Биомолекулярные инженеры из Южной Кореи модифицировали гены натуральных ферментов, чтобы добиться нужной активности и в результате получили несколько новых дизайнерских ферментов, которые могут синтезировать полимерный пластик, частично повторяющий структуру нейлона.

Фишка технологии в том, что бактерии не создают токсичных отходов и могут использовать в качестве исходных веществ простые сахара вместо нефти. Хотя производительность пока не высока и стоимость такого пластика на сегодня выше чем в классической химической промышленности.

Мой вывод:

Только пару лет назад стала широко известна альфа-фолд - нейросеть, расшифровывающая трехмерную структуру белков, а недавно я писал о нейросети позволяющей предсказывать влияние внесения правок в гены на их функцию.

И вот, мы видим новый уровень биотеха: дизайнерские ферменты, способные создавать химические связи не существующие в живой природе.

А ведь в теории эти гены потом могут утекать и в дикую природу. Ощущается буквально, как новый этап эволюции.

Ссылки в комментариях!

Лист Cannabis sp., световая микроскопия (х20)

#Красота

Отростки с пузырьками на концах называются трихомы и если присмотреться, то внутри пузырьков видно микрокапсулы, похожие мыльную пену. В них содержатся каннабиноиды - психоактивные компоненты растения.

Защитная слизь в сосудах мозга, инфламмэйджинг, эпигенетический возраст и омолаживающий эффект родов в воскресной подборке постов!

#подборка

1. О влиянии беременности и родов на биологический возраст;

2. Инфламмэйджинг. Воспалительная теория старения;

3. Кардашьян в шоке от своего эпигенетического возраста (они от всего подряд в шоке);

4. Слизистый слой в сосудах головного мозга предотвращает нейровоспаление.

Углубляем понимание механизмов старения человека.

Здоровые рыбы могут иметь бактерии в мозгу

#держувкурсе

В Science опубликовали новость, что в мозге здоровых лососевых рыб (имею ввиду рыб без болезней, а не просто больших) обнаружили бактерии.

Зачем они там? Никто не знает, в статье указано, что эти бактерии могут помогать рыбам воспринимать химические сигналы в воде и ориентироваться при далекой миграции (лососевые как раз мигрируют из морей в реки). Но, как я понял это просто предположение, без доказательств.

Ученые обнаружили в мозгу рыб минимум 54 вида бактерий. Стоит ли теперь вводить термин "микробиом мозга" и думать о его функциях?

Буду разбираться.

Следите за новостями и берегите мозг от бактерий, по крайней мере пока ;)

Фазированный пангеном поможет вырастить Безупречную Картошку

Вы не спрашивали, но я расскажу. Существует огромная проблема с ДНК современной картошки. Ученые пытаются решить ее уже 13 лет и наконец приблизились к разгадке. Для этого потребовалось сократить ее геном в 2 раза и переизобрести картофель, как сельскохозяйственную культуру.

#держувкурсе

Если кто-то из моих читателей сажал картошку (а я сажал её не раз), то вы наверное заметили, что в землю закапывают не семена, а клубни. Никогда не задумывались, почему? Помидоры, вот, семенами сажают. И болгарские перцы тоже семенами.

Причина в ДНК. Дело в том, что картошка, которую мы сегодня сажаем - тетраплоидный гибрид, у нее по 4 набора всех хромосом, а не по 2, как у нас или у диких предков картошки.

Объединение такого количества генов когда-то сделало картошку очень мощной и плодовитой, за счет того, что в одном геноме собралось много “хороших” вариантов генов. Но за этими выгодными вариантами скрыто также и множество вредных мутаций.

Поэтому, стало не очень выгодно размножать картошку через семена. При скрещивании растений и образовании семян происходят генетические перестановки и “вредные” варианты генов проявляются. Потомство получается неоднородным, часто слабым и неплодовитым, а выводить новые сорта очень сложно из-за большого багажа вредных мутаций в тетраплоидном наборе хромосом.

С другой стороны, если брать для рассады клубни, то получается фактически клонирование: новое растение вырастает из части старого и никаких генетических перестановок не происходит. Только со временем в такой картошке будут накапливаться вредные мутации и качество будет падать. Это тупиковый путь с точки зрения генетики.

Ученые потратили 13 лет, чтобы картировать вредные мутации и собрать модель идеального генома картошки, а затем вывести первые образцы диплоидного картофеля, нормально размножающегося семенами. В будущем, путем последовательных скрещиваний и селекции это поможет избавиться от вредных вариантов и создать “Безупречный Картофель” с чистейшей, как горный ручей, ДНК.

Что такое фазированный пангеном я расскажу в другой раз, а пока предлагаю впечатлиться тем фактом, что ваша бабушка на огороде все эти годы занималась клонированием, и в будущем это могло привести к генетической катастрофе картофеля.

Но, не переживайте, молекулярные биологи исправляют ситуацию ;)

Ссылки в комментариях! 

Алкоголь дозозависимо увеличивает риски 7 видов рака

Главное управление по хирургии США выпустило отчет влиянии употребления алкоголя на развитие онкологических заболеваний. Ученый, лидирующий составление отчета считает риски такими высокими, что предложил наносить на алкогольные напитки предупреждение, как на сигаретах.

#здоровье

Десятилетиями ученые и врачи собирали статистику о влиянии алкоголя на развитие разных видов рака и в общем не секрет что потребление больших доз алкоголя опасно, а первое упоминание алкоголя, как канцерогена было уже 35 лет назад и с тех пор доказательства только накапливались.

Но если всем понятно, что алкоголь так вреден, почему многие считают (и некоторые исследования показывают), что небольшие дозы алкоголя полезны? И почему в научном сообществе до сих пор нет единства по этому поводу?

Одна из причин в том, что сложно провести нормальные двойные слепые плацебо-контролируемые исследования для оценки влияния алкоголя на развитие болезней у людей. Вдумайтесь, для этого нужно найти такое плацебо, которое в точности как алкоголь по вкусу и ощущениям, но абсолютно безопасно, чтобы человек не понял, что он пьет не алкоголь. Такого нет. И с точки зрения этики, нельзя здоровых людей заставлять пить, пока у них не случится что-то со здоровьем.

Поэтому ученые проводят “когортные” исследования (вот здесь о том, что это такое), результаты которых интерпретировать значительно сложнее. В 2015 году вышел мета-анализ объединивший данные исследований от 485 000 человек, а еще за последние годы добавилось несколько новых работ. Ключевые выводы:

- Алкоголь увеличивает риск развития как минимум 7 типов рака: ротовой полости, горла, голосовой аппарат (гортань), пищевода, рака молочной железы у женщин, колоректального рака (кишечник) и рака печени;

- Два “американских дринка” в день, это 28г алкоголя (это 0,5л пива в котором 5,5 % алкоголя или 2 по 0,33 в которых 4%) дают риск получить один из 7 перечисленных раков в течение жизни (до 80 лет) в 22% для женщин и 13% для мужчин;

- Один американский дринк в день - то есть 0,33 пива, для большинства взрослых это даже не вызывает опьянения - дает риски в 19% для женщин и 11% для мужчин.

Разница связана с тем, что рак груди намного чаще бывает у женщин, а по “мужским” ракам и алкоголю - статистики недостаточно. Самая точная статистика по раку груди, на нем зарегистрировано значимое повышение риска даже при приеме 5г этанола в день (150мл пива).

Ученые даже пересчитали вред на сигаретный эквивалент: одна бутылка вина в неделю равносильна вреду от 5 сигарет в неделю для мужчин и 10 сигарет - для женщин.

В экспериментах на животных исследованы механизма этого вреда алкоголя. Один из главных - связан не с самим этанолом, а его производным, ацетальдегидом.

Ацетальдегид образуется в печени и является промежуточным продуктом разложения алкоголя у нас в теле. Альдегиды очень химически активны и, среди прочего, повреждают ДНК. А повреждения в ДНК могут накапливаться со временем и увеличивать вероятность онкологических заболеваний.

Я даже где-то читал, что алкоголь обладает “радиомиметическим” эффектом, то есть эффектом похожим на радиацию, по-моему, в контексте влияния на качество сперматозоидов у мужчин.

Моя позиция по поводу этих данных:

1. Приросты в рисках показаны четко и имеют дозозависимый эффект, но абсолютные цифры небольшие, базовый риск риск для женщин по опубликованным данным - 17%, а с одним пивом в день - 19%;

2.С другой стороны, мы видим что риск рака и так достаточно высок и алкоголь является одним из немногих управляемых факторов, на другие риски, связанные со старением, экологией, естественной радиацией и ошибками в работе организма - повлиять намного сложнее.

3. Поэтому, для меня вывод такой: да - вредно, да - чем меньше, тем лучше. Но все-таки вред алкоголя не в риске онкологии, а в вероятности развития зависимости и снижении качества жизни.

Хорошего вечера!
Ссылки, как всегда, в комментариях.

Дизайнерские каннабиноиды могут стать первыми обезболивающими не вызывающих толерантности и серьезных побочных эффектов

На основе синтетической марихуаны (spice), ученые создали новую молекулу VIP36, способную давать длительное обезболивание без побочных эффектов в терапевтических дозировках. Пока только на мышах.

—наркотики это плохо, никому не рекомендую ни при каких обстоятельствах, кроме назначения врача —

#боль

Сегодня будет немножко сложно.

Есть два вида рецепторов, контролирующих боль у нас в теле: опиоидные - на которые действуют героин и морфин - и каннабиноидные - на которые действует марихуана. И те и другие относятся к семейству “G-protein coupled рецепторов” (пожалуйста, не заставляйте меня говорить по-русски “Ж-белок спаренные рецепторы”). Вместе, они составляют естественную обезболивающую систему нашего организма.

Рецепторы такого типа работают по одной и той же схеме. Они расположены внутри мембраны клетки, так что один край рецептора торчит наружу, а другой - внутрь клетки. При связывании с веществом-активатором, пришедшим снаружи, рецептор меняет свою форму и запускает нужный сигнальный каскад, влияющий на метаболизм клетки. Например, происходит торможение болевых импульсов в нервах, где произошла активация этих рецепторов.

Известно, что G-protein coupled рецепторы при активации на самом деле запускают два параллельных сигнальных каскада:
- первый, отвечает за основную функцию этого рецептора, например подавляет болевой сигнал
- второй, выключает рецептор и делает его нечувствительным на время, чтобы контролировать уровень сигнала.

Вот здесь и лежит молекулярная основа развития “толерантности”, то есть потребностьи во всё более высокой дозе для достижения эффекта у людей злоупотребяющих веществами. Этот минус обезболивающих существенно ограничивает их применение и эффективность.

А работает это так: при частой активации G-protein coupled рецептора, либо при воздействии определенными мощными молекулами, его структура меняется так, что он передает сигнал по второму, “выключающему”, пути сильнее, чем по основному. Теперь для достижения того же уровня эффекта потребуется более сильный сигнал, то есть больше вещества-активатора.

Исследуя мю-опиоидные рецепторы (на которые действует морфин) ученые обнаружили, что в нем есть специальное место - “переключатель”, воздействие на этот участок может сдвинуть сигнал в сторону активации первого, основного пути и снизить толерантность.

Оказалось, такой же участок есть и на рецепторах к марихуане! Только он спрятан в глубине рецептора, поэтому обычно не активируется. Чтобы добраться до спрятанного переключателя ученые синтезировали несколько десятков новых каннабиноидов на основе существующего дизайнерского наркотика - MDMB-Fubinaca (встречается в spice, смертельно опасен, но очень крепко связывает рецепторы, что удобно для исследований).

Один из образцов, с роскошным названием VIP36, показал результат. В экспериментах на мышах его опасный предшественник вызывал толерантность и требовал повышения дозировки уже на третий день применения, в то время как VIP36 продолжал давать стабильное обезболивание без побочек на 9й день эксперимента! Больше того, VIP36 из-за особенностей структуры не проникал в мозг и не давал никаких психоактивных эффектов, что является дополнительным плюсом.

Это действительно впечатляющие результаты, надеемся на успешные испытания на людях в будущем! Боль - очень сложная тема и многие люди десятилетиями страдают от хронических болей, когда достигнута максимальная доза опиоидных обезболивающих и ничего уже не помогает.

В заключение рекомендация: контакт с любимым человеком доказанно облегчает боль, даже сильную.

P.S. Кто дочитал до конца - герои! В награду - в комментариях крутейшая анимация про то, как работают G-protein coupled receptors на молекулярном уровне ;)

Прозрачные микроорганизмы будто "светятся изнутри" благодаря новой разработке Российских гидробиологов

В газете "Известия" вышел текст с моим участием о новой, и совершенно замечательной, разработке биологов из института биологии внутренних вод РАН (им. И.Д. Папанина).

Очень коротко: коллеги создали хитрую систему подсветки живых организмов в жидких средах, так что прозрачные и обычно незаметные микроорганизмы становятся контрастными и четкими. Без сложной оптики и электроники.

Вероятно, это не только улучшит качество научной работы но и спасет зрение поколений ученых и студентов-биологов. ;) Напряжение глаз, возникающее от работы с не очень качественным микроскопом, когда подсчитываешь щетинки на нижней губе у прозрачной дафнии - невероятное (обратите внимание на фото к посту, ощутите).

Полный текст в Известиях по ссылке тут.
А еще есть короткая версия на канале автора - Андрея Коршунова тут.

В комментариях больше волшебных фото!

Хорошего дня ;)

Инфламмэйджинг. Воспалительная теория старения возможно позволит определять биологический возраст быстрее, чем эпигенетика.

Ученые проанализировали иммунологические биомаркеры от 1001 человека возрастом от 8 до 96 лет, и при помощи методов глубокого машинного обучения создали модель “iAge”, которая определяет биологический возраст на основе уровня хронического воспаления в крови.

#старение

Воспаление является важнейшей частью клеточной сигнализации в нашем теле. При помощи воспалительных сигналов клетки коммуницируют между собой с “стрессовых” ситуациях, регулируя иммунный ответ, способствуя своевременной защите от инфекций и заживлению ран.

Однако, с возрастом, выработка провоспалительных веществ может нарушаться, в силу повреждений отдельных клеток или нарушения функционирования целых тканей организма.

Например, в теле со временем образуются “сенесцентные” клетки - это отдельные клетки внутри тканей (например, мышц), которые перестают нормально выполнять свою функцию, но и умирать отказываются. Такие клетки не просто сидят без дела, часть из них активно вырабатывает вокруг себя провоспалительные вещества, нарушая работу окружающих клеток.

Другой пример - избыточная масса жировой ткани. Оказалось, жировая ткань выделяет целый набор провоспалительных веществ и избыток жира часто сопровождается повышением системного воспаления в организме. С этим связывают риски диабета 1го типа, а также нарушения памяти в старшем возрасте у полных людей.

В недавнем исследовании ученые при помощи нейросетей выявили, какие из десятков известных провоспалительных веществ вносят наибольший вклад в старение и риски развития заболеваний. Определился главный кандидат - хемокин CXCL9. Это вещество связывают с нарушениями работы сердечно-сосудистой системы.

Накопление CXCL9 приводит к потере функции клеток эндотелия (внутренней выстилки кровеносных сосудов), появлению сенесцентных клеток и снижению эластичности артерий. Количество этого хемокина сильный предиктор "смертности от всех причин".

Это вещество может стать значимым биомаркером состояния здоровья и хронического воспаления, который определяется простым анализом крови, намного дешевле и проще, чем эпигенетический возраст!

И, что самое важное, - влияние CXCL9 обратимо. Выключение гена CXCL9 приводило к частичному возврату уровня воспаления и параметров клеток сосудов к норме.

Пара важных выводов:

1. Это исследование еще раз подсвечивает важность иммунной системы и иммунных процессов в старении не только как маркера но и как сам механизм старения на уровне тканей!

2. Толстеть все-таки вредно в долгосрочной перспективе.

Поэтому аккуратно с ужином и хорошей недели! ;)

На Forbes Young вышла статья о влиянии шортсов на мозг с моим комментарием

Тема актуальная и -спойлер- влияние достаточно серьезное, даже на органическом уровне в мозге замечены изменения.

Предлагаю ознакомиться! (Короткие тексты, кстати, не только безопасны, но и полезны;)

Полный текст тут:

https://www.forbes.ru/young/532108-kak-korotkie-videoroliki-razrusaut-mozg-v-cem-opasnost-bystrogo-kontenta

Нейросети пишут геномы живых существ

Обучение нейронных сетей на огромном количестве геномных данных, которые накопило человечество, подводит нас к порогу создания полностью искусственных работающих геномов, на основе которых смогут появиться “синтетические” живые организмы.

#нейросети

В конце Февраля опубликовала модель “Evo 2”. Эта нейросеть, обучена на 128 тысячах геномов различных существ: от одноклеточных бактерий и архей, до человека и может создавать целые хромосомы по запросу ученого.

Но дело даже не в этом. Напомню, что генетическая информация это текст, состоящий из 4х букв, несущий информацию о клеточных структурах и метаболизме. И как и всякий текст структура ДНК нуждается интерпретации. И у ученых, работающих с ДНК классическими методами молекулярной биологии и биохимии - большие сложности с интерпретацией данных.

Геномы эукариот (например людей, грибов и медуз) - устроены очень мутно. Внутри генов - значащие последовательности ДНК разбавлены некодирующими участками, которые в процессе чтения гена - вырезаются, гены между собой окружены последовательностями “мусорной ДНК”, в наших хромосомах миллионы “ничего не значащих” на первый взгляд повторов, обломки длинных вирусов и сломанных, выключенных генов.

И это я еще не говорю про эпигенетику - “пометки” на ДНК, влияющие на активность генов и распределение гистонов (и пометки на них!), что определяет итоговый метаболизм клетки и ее жизнеспособность

Так вот, нейросеть которая умеет писать геномы - умеет также интерпретировать ДНК и делает это лучше, чем ученые. Нейросеть может понимать, что значит тот или иной участок, какую функцию он может выполнять и что будет, если внести туда мутацию.

Модель Evo 2 уже проверили на известных мутациях - она предсказала онкогенный эффект для рака груди от мутации в гене BRCA1.

На мой взгляд, развитие технологии несет революцию в понимание смысла человеческих (и не только) геномов. И если сегодня - сделать полный анализ своей ДНК это скорее развлечение, реальной информации там обычно немного (о склонности к тяжелым наследственным заболеваниям большинство людей знают и так из своей семейной истории), то с применением таких нейронок - это может стать реальной картой индивидуального метаболизма и прогнозом на продолжительность жизни, вкусы, сильные стороны..

Если совсем фантазировать, потенциально можно будет создавать дизайнерские микроорганизмы, которые будут выполнять специальные функции, которых в природе нет, например: “напиши геном бактерии, которая эффективно перерабатывает пластик” или “напиши геном бактерии безопасной для человека, но разрушающей атеросклеротические бляшки в сосудах человека”.

Первый биолог, который сделает подобный эксперимент, сможет с чистой совестью написать в резюме:

Профессия - Молекулярный биолог, Уровень - БОГ.

А я буду держать вас в курсе последних новостей. Надеюсь, новые опасные вирусы при помощи этой нейросети создавать не будут…

Хороших выходных! ;)

Шерстяная мышь с мутациями мамонта вызвала сомнения в научном сообществе

Американская компания Colossal планирует вернуть к жизни шерстистых мамонтов. Пока получилась шерстяная мышь.

#держувкурсе

Идея возвращать вымерших животных к жизни кажется мне великолепной во всех смыслах: это не нужно людям, у этих животных нет местообитаний на современной земле, современные инфекции и климат скорее всего не позволят им жить комфортно на свободе. Не говоря уже о том, что для поддержания популяции и независимого воспроизведения нам потребуется сделать тысячи “лабораторных” животных с разными геномами.

Но раз человечество научилось геномному редактированию - значит нужно им пользоваться!

Дело в том, что за прошедшие пару десятков лет было найдено несколько хорошо сохранившихся мамонтов (и даже мамонтенков) во льдах. Это позволило проанализировать из ДНК и оказалось, что они ооочень похожи на современных слонов.

При этом известно, что вымирание мамонтов, вероятно связано с деятельностью древнего человека: они были источником мяса и их относительно легко было загонять в групповой охоте.

Такая несправедливость не могла уйти от внимания американских стартаперов. Необходимо вернуть их к жизни. Для этого предлагается взять геном современного слона и вручную внести в него необходимые модификации, отличающие именно мамонта. Затем подсадить оплодотворенную яйцеклетку с отредактированной ДНК слонихе и у нее родится первый искусственно воссозданный мамантенок!

Одним из самых заметных отличий слона от мамонта является внешний вид. Мамонты были шерстяные. Поэтому ученые начали с малого: внесли мутации обуславливающие шерстяной покров мамонта в мышь, и еще несколько мутаций связанных с метаболизмом.

Научное сообщество сомневается в ценности этого эксперимента, так как ДНК мыши - совсем не то же самое, что ДНК слона, и одни и те же изменения могут проявляться в них по разному. Но я считаю эстетическая ценность - тоже ценность.

Мышки получились милейшие, шерстистые и рыжие!

Глаза зеленого "крабового" паука Diaea dorsata

13th Place 2024 Photomicrography Competition "Nikon small world"

#красота

Зеленый крабовый паук известен тем, что не ядовит и не плетет паутину. Для охоты они бросаются а жертву.

Зеленый цвет маскирует их на фоне листвы и они даже могут слегка менять оттенок, подстраиваясь под окружение.

Их глаза изучают не просто так, для пауков у них сверхострое зрение. Они видят добычу издалека, что помогает им не оставаться голодными без ловчих сетей паутины.

Сегодня минимум комментариев. Только красота.

Целый паук - в комментариях!

Слизь в сосудах головного мозга защищает нейроны от старения и нейровоспаления. По крайней мере у мышей.

Слизистый барьер, выстилающий сосуды мозга, постепенно разрушается с возрастом. Вероятно, это приводит к проникновению в мозг нежелательных молекул и вспышкам нейровоспаления. Генетическая модификация мышей, восстанавливающая слизистый барьер, уменьшила нейровоспаление и улучшила рабочую память у возрастных мышей.

#мозг

Гемато-энцефалический барьер - специальный слой клеток в сосудах мозга, который контролирует и ограничивает попадание в мозг молекул и крови. Это крайне важно, так как в кровь попадает почти все, что мы съедаем, а химический состав мозга должен строго контролироваться.

В частности, очень важно разделить гормоны в крови и нейромедиаторы в мозге: часто это одни и те же вещества, ну функции в теле и в мозге у них совершенно разные.

Например, серотонин в мозге - связывают с эмоциональными реакциями и настроением, а в кишечнике серотонин контролирует перистальтику (движение мускулатуры кишечника). Хорошо бы эти функции не путать.

Клетки гематоэнцефалического барьера в сосудах мозга выделяют на поверхность специальные белки - муцины.
При связывании с водой муцины образуют гелеобразную текстуру. Вероятно, этот слизистый барьер дополнительно задерживает молекулы из из крови не давая им проникать в мозг.

Обнаружено, что у старых мышей этот слизистый слой истончается и нарушается в некоторых местах. Предполагается, что это приводит к “протеканию” барьера и вызывает повреждения нервных клеток.

Это совершенно новое направление изучения гемато-энцефалического барьера и - что в первую очередь привлекло мое внимание - направление связанное с профилактикой возрастных изменений, которое по идее поддается восстановлению.

Я сразу подумал про микропластик. Недавно я писал о том, что иммунные клетки, наполненные микропластиком, иногда застревают в сосудах головного мозга мышей и нарушают кровоток. Но это работало не у всех мышей… Почему?

А может, целостный слизистый барьер “смазывает” сосуды и предотвращает “застревание” иммунных клеток...? Интересно!

Желаю всем крепкого гематоэнцефалического барьера и ясного сознания.

Хорошей недели! ;) Ссылки в комментариях.

Скарабеи в варежках реже забираются на навозный шарик

Календарная зима закончилась, но снег будет лежать еще какие-то время, поэтому делюсь с вами фотографией скарабея в зеленых «варежках» и историей о том, зачем ученые надели их на жука.

Ученые заметили, что скарабеи, катая навозные шарики по пустыне, периодически останавливаются, забираются на шарик, потирают «лицо» и, через некоторое время, продолжают движение.

Зачем они это делают? Отдыхают? Это можно было бы делать и рядом с шариком, не тратя силы, чтобы на него забраться. Больше того, на шарике жук более заметен для птиц и грызунов - дополнительная опасность!

Оказалось, все дело в жаре.

На ногах у скарабея находятся температурные рецепторы, когда лапки достигают определенной температуры, скарабей забирается на шарик навоза. Навоз влажный, его поверхность охлаждается за счет испарения воды и температура навозного шарика намного ниже, чем у сухого песка в пустыне.

Чтобы подтвердить гипотезу, ученые надели на жуков «варежки» из силикона, так нагрев лапок происходил медленнее и скарабеи в варежках значительно реже забирались на свой шарик в жару.

Фотографии получились замечательные:)

А еще ученые надевали на жуков кепки с козырьками (фото в комментах) и выяснили, что скарабеи ориентируются по звездам, прокладывая маршрут!

Вот так, даже жуки по звездам ориентируются, а в Москве, если навигация плохо работает - люди до работы доехать не могут.

Наверное дело в повышенной облачности! ;)

Память жировых клеток, колонизация опухолей бифидобактериями и переодевание в свинью при помощи вируса птиц, как способ иммунотерапии рака - все это в субботней подборке постов!

#подборка

1. Жировые клетки помнят, что ты ела прошлым летом;

2. Много соли - вредно, но может помочь бифидобактериям кишечника активировать противоопухолевый иммунитет;

3. Клетки опухоли “переодели” в свиные, чтобы заставить иммунитет работать.

Читаем, впечатляемся, лайкаем!
Хороших выходных ;)

Образование жировых клеток в костном мозге

Одна миссий моего канала: показывать спрятанную красоту наших тел и природы, которую человек обычно не видит, без доступа к специальному оборудованию и знаниям о том, что и где искать.
Enjoy!

#красота

Микрофотография сделана на флуоресцентном микроскопе по технике сверхвысокого разрешения с окрашиванием микроструктур внутри клетки.

- Красным и желтым - окрашены элементы клеточного скелета;
- Сине-фиолетовым - ДНК в ядре;
- Зеленым - жировые капли.

На снимке запечатлено, как часть стволовых клеток костного мозга постепенно накапливает жир и превращается в жировую ткань.

С одной стороны, жировая ткань - нормальная часть костного мозга, однако более интенсивное образование жира в костном мозге связано со стрессами, экстремальными диетами и некоторыми заболеваниями. Частичное замещение костного мозга жировыми клетками происходит также при полетах в космос и связано со снижением прочности костей.

Действительно, выглядит космически!

Больше красивых микрофотографий я публиковал в посте о микроскопии, который писал для канала своей подруги, художницы Полины Парыгиной. Заходите тоже почитать!

Хороших выходных и аккуратнее с балансом жировой ткани ;)

Беременность увеличивает эпигенетический возраст. Роды возвращают его назад, но не у всех.

Исследования на мышах и небольшой выборке людей показали, что во время беременности усиливается метилирование ДНК, подобно тому, как это происходит при старении организма. Уже через несколько месяцев после родов биологический возраст "откатывается назад". Но не у всех в равной степени.

#женскоездоровье

В продолжение темы эпигенетики и определения биологического возраста приведу еще один аргумент в пользу того, почему, на мой взгляд, этот подход пока следует использовать и интерпретировать с большой осторожностью.

Сам факт того, что беременность может приводить метаболическим изменениям напоминающим старение - понятен. Вынашивание ребенка является серьезной нагрузкой и организм женщины меняется соответственно.

Удивление ученых вызвал “откат” биологического возраста. А точнее, возврат к предыдущему состоянию, как до беременности. Но есть нюансы.

Замечено, что возвращение организма иногда происходит не полностью. Было выявлено два фактора влияющих на восстановление:

- Лишний вес до беременности.
Женщины “близкие к ожирению” на момент зачатия не возвращались после родов к исходному эпигенетическому возрасту. К сожалению, в статье не указаны конкретные показатели, но скорее всего имеется в виду индекс массы тела между 25-30. Такой вес не считается ожирением, но превышает нормы, считающиеся “здоровыми”;

- Полный или частичный отказ от грудного вскармливания.
Если женщина кормила исключительно грудью - восстановление было более полным, чем если в кормлении (даже частично) использовалась детская смесь. Опять же, не нашел данные о конкретном количестве искусственной смеси, пока фиксируем эффект только качественно.

Интересно, что у некоторых женщин эпигенетический возраст после родов был ниже, чем на ранних стадиях беременности, однако данных недостаточно, чтобы заявлять об “омоложении”.

Выводы:

1. Само понятие “возраст” в языке подразумевает необратимость. В то же время “эпигенетический возраст” - как видно - величина очень гибкая. Поэтому, на мой взгляд, к эпигенетическим тестам не следует применять термин возраст. Хотя этот показатель и является качественным маркером текущего состояния организма, он мало говорит о возможностях к восстановлению;

2. Прочитав этот материал, не следует считать беременность “периодом ускоренного старения”. Я привел этот кейс специально, чтобы проиллюстрировать, что эпигенетический тест показывает не возраст, а отражает локальное состояние организма, нагрузку на него.

От себя добавлю, что все-таки было бы здорово, если бы ученые подтвердили на уровне ДНК, что правильный подход к беременности и родам - дает реальное омоложение женщине. Но пока о таких эффектах говорить рано.

Ссылки в комментариях!

Семья Кардашьян сделала тесты эпигенетического возраста. Криков было много, а был ли повод?

#старение

Наиболее популярной версией определения биологического возраста является “эпигенетический” анализ. Этот тест определяет количество и распределение метильных групп (CH3-) на ДНК.

Было замечено, что с возрастом их число увеличивается, а плотность распределения меток по различным генам - меняется. Эти изменения можно соотнести с паспортным возрастом человека либо со склонностью к развитию возраст-зависимых заболеваний. Это и называется “эпигенетический возраст”, хотя чаще говорят просто биологический возраст, что не совсем корректно на мой взгляд.

Важно понимать, что в норме метилирование является механизмом регуляции активности генов и является обратимой меткой. То есть, организмы обладают инструментами для очистки от лишних метильных групп там, где они больше не нужны. С этим связан мой (и не только мой) скептицизм в отношении эпигенетического возраста.

По работе я много общался с создателями подобных тестов в Швейцарии и они честно признаются, что погрешность +/- 5 лет обычное дело в определении биологического возраста этим методом. Ваш сон, питание, привычки или стресс вблизи тестирования - влияют на рисунок метилирования и смещают результат.

5 лет погрешности - очень много для такого теста, ведь мы боремся за каждый “год” омоложения. Чтобы увидеть результат люди серьезно меняют жизнь, привычки, питание, вкладывают ресурсы в процедуры. При этом сама индустрия велнеса и биохакинга наполнена непроверенными подходами, а эффекты могут сильно зависеть от индивидуальных реакций. Требуются точные и воспроизводимые методы оценки биологического возраста и реальных рисков, связанных с возрастными изменениями тела.

Разумеется, такие подходы разрабатываются.

Например, метаболомный анализ. То есть оценка содержания и динамики физиологических биомаркеров, конкретных веществ, работающих в органах и тканях. Такой подход значительно сложнее в реализации, зато дает прямую информацию о работе организма и результат можно интерпретировать более точно, превращая в персонализированные рекомендации.

И это не единственный подход.
Чтобы углубить свое понимание механизмов старения и путей профилактики возраст-зависимых изменений человеческого тела я поступил на курс “Введение в биохакинг” от SKillBox, проводимый на базе Сеченовского Университета.

Поглубже разберусь в том, что доказательная медицина сегодня знает о старении и его преодолении, а также вспомним физиологию, рациональное питание и фармакологию. По итогам даже смогу консультировать! В общем, курс обещает быть увлекательным, буду делиться с вами инсайтами.

Для тех, кто дочитал, в комментариях ссылка на видео с Кардашьян и классная статья в Nature о положении дел в измерении биологического возраста ;)

Держу в курсе.

Фаза цикла на которую попадает первая доза химиотерапии определяет эффективность лечения рака груди

Исследования на мышах и небольшой выборке людей показали, что клетки рака груди наиболее чувствительны к химиотерапии перед овуляцией, когда прогестерон на минимуме.

#женскоездоровье

Начало поста, уже ставшее классическим:
Я всегда скептически относился к мнениям о “сложности” женского организма и метаболизма по сравнению с мужчинами, но видимо пора менять позицию..

Идея о том, что менструальный цикл может влиять на развитие рака груди и его чувствительность к лечению не нова, но данных в этом направлении было не много из-за сложности исследований: рак груди более распространен у женщин в пременопаузе, где регулярность менструаций может нарушаться, а также сам стресс от такого диагноза влияет на цикл.

Больше того, химиотерапия обладает токсическим эффектом и во время лечения цикл обычно останавливается - что дополнительно затрудняет исследования. Но в этом ученые и нашли зацепку!

Если цикл останавливается после первой дозы химиотерапии, значит и “гормональное окружение” женского организма, в котором будет проходить лечение “замораживается” в этом моменте. А уровни гормонов могут значительно влиять на раковые клетки.

Эксперименты на мышах показали, что если начать лечение после менструации, но до овуляции, когда прогестерон на минимуме, то максимизируется вероятность полного исчезновения опухоли. Самое удивительное, что такой эффект наблюдался даже у типов рака груди, не зависимых от половых гормонов.

Механизмы пока не известны, но у исследователей есть интересные предположения:

Фаза цикла перед овуляцией, когда прогестерон низкий, ассоциируется с более активным делением раковых клеток, при этом кровеносные сосуды, подходящие к опухоли расширены. Это позволяет более эффективно доносить лекарство до опухоли и улучшает его эффективность.

Пока опубликовано только концептуальное исследование и у нас нет цифр по улучшению эффективности лечения на людях. Но сам подход - очень красивый и потенциально позволит множеству женщин избежать травматичной операции.

Ждем результатов расширенных исследований, а я буду держать вас в курсе последних новостей!

Впервые, редкое генетическое заболевание вылечено до рождения ребенка, внутриутробно

#медицина

Спинальная мышечная атрофия (СМА) развивается из-за недостатка в нервной системе специального белка, под названием “фактор выживания двигательных нейронов” от английского “survival motor neuron” или SMN. Этот белок кодируется геном под названием SMN1 и он необходим для нормальной работы и выживания двигательных нейронов в спинном мозге. А без них - тело не может управлять мускулатурой.

В среднем, каждый 50й человек несет в себе мутацию гена SMN1, но эти люди не болеют, потому что у нас в организме 2 копии каждого гена. Вторая копия - замещает функции и нервная система работает нормально. Кроме того, в нервной системе есть еще “запасной” ген SMN2, он кодирует тот же белок, но значительно менее активен.

Если заводят ребенка 2 здоровых человека, несущих мутацию SMN1, то есть шанс, что ребенок получит обе “испорченные” копии гена, одну - от отца, другую - от матери. В этом случае у ребенка развивается болезнь и ее тяжесть зависит от активности “запасных” генов SMN2 - они могут частично компенсировать недостаток нужного белка.

На этом принципе основана работа одного из одобренных в США препаратов для лечения болезни: препарат активирует работу гена SMN2 и тем самым компенсирует дефицит фактора выживания нейронов. Обычно его назначают ребенку после рождения.

Но примерно в половине случаев, вдобавок к мутациям в обеих копиях SMN1 у ребенка практически не работают гены SMN2. Тогда болезнь начинает развиваться уже внутриутробно, это самый тяжелый вариант течения болезни и ребенок рождается уже с симптомами.

В случае, о котором пишет Nature родители, осознав диагноз (у их нерожденной на тот момент дочери был самый тяжелый тип) сами предложили новый подход - мать начала принимать лекарство на 32 неделе, чтобы вещество подействовала на ребенка in uterus, внутриутробно. Ребенок начал принимать лекарство через неделю после рождения.

И вот уже почти 3 года - все в порядке! Мышцы сформированы нормально и двигательная активность не пострадала. При этом лекарство не было одобрено для такого использования, врачи пошли на эксперимент (он был одобрен FDA специально для одной этой семьи).

Личный вывод: думать своей головой полезно всегда, даже если вы не врач, ответственность за медицинские решения - все равно на вас.

Общий вывод: эта история показывает эффективность подхода и возможно станет основой для новых протоколов применения многих лекарств!

Хорошей недели!

Привет, друзья! Кто победит микропластик?

Пластика производится 400 млн т в год. К середине века это количество удвоится. Уже сейчас в окружающую среду выброшено порядка 5 млрд т пластика.

Тем не менее микропластик — не первый вид «неразлагаемых» отходов, которые угрожают планете. Как прежде природа справлялась с такими проблемами? Об этом на лекции проекта Курилка Гуттенберга рассказал молекулярный биолог Сергей Харитонов.

— 300–400 млн лет назад растения научились синтезировать лигнин — сложный полимер, который придает им жесткость и прочность.

Это стало эволюционным преимуществом и позволило растениям вырастать выше и эффективнее конкурировать за свет. Поэтому лигнин сыграл ключевую роль в развитии деревьев и древесных растений.

Причем, в этот период не было организмов, которые могли бы перерабатывать лигнин (как и сейчас пластик). В результате древесина накапливалась. Это способствовало образованию залежей каменного угля.

Однако 300 млн лет назад появились грибы, которые научились разлагать лигнин с помощью ферментов (например, пероксидаз). Это привело к тому, что древесина стала разлагаться быстрее, и накопление угля прекратилось.

Возможно та же участь ждет микропластик, поделился ученый. Появятся бактерии, или насекомые, или другие организмы, кто будет эффективно разлагать его на простые и безвредные отходы.

Между прочим, с этой задачей хорошо справляются коровы! Микрофлора их желудков оказалась натренирована на схожих с пластиками восках, которые в большом количестве содержатся в растениях.

По мотивам прошедшей недавно лекции о микропластике, коллега по телеграмму и журналист Известий, Андрей Коршунов, написал пост.
Кто пропустил событие - ознакомьтесь!

Мигрень - больше, чем головная боль

Тысячелетиями мигрень считалась болезнью без лечения. Древнеегипетские врачи привязывали к головам пациентов с мигренью глиняные статуэтки крокодилов и врачи по всему миру вплоть до 17го века сверлили отверстия в черепах пациентов для облегчения боли. Что изменилось сегодня?

#мозг

Иллюстрацию к посту создала художница Aleksandra Cruzdak, мне кажется очень точно передает суть проблемы.

Долгое время мигрень считалась патологией сосудов мозга, но этот подход не привел к хорошим результатам. Сканирование головы людей с мигренью показало гиперактивацию определенных зон мозга и стало ясно, что это намного шире чем сосудистая патология. Требуется создать совершенно новую концепцию для описания этого заболевания.

Во-первых нужно учесть, что мигрень - это не только боль. Она включает симптомы от изменения настроения и раздражительности до полноценных визуальных галлюцинаций. Причем набор симптомов индивидуален, некоторые пациенты вообще не испытывают острую боль, вместо нее у них теряется концентрация и начинается головокружение.

Симптомы возникают постепенно и проходят по циклу в 3 стадии: предварительная фаза - пик (по научному “иктус”) - посдромная фаза (ослабление симптомов). Этот цикл запуская ”триггерными” событиями и длится несколько дней.

Боль возникает из-за того, что болевые рецепторы в оболочках мозга становятся сверхчувствительными и начинают “сообщать” мозгу о повреждениях, которых на самом деле нет. Изучение механизмов этой чувствительности привело к прорыву в разработке лекарств от мигрени - созданию специализированных моноклональных антител.

Дело в том, что механизм по которому развивается гиперчувствительность болевых рецепторов включает выделение пептида под названием CGRP.

При помощи антител можно заблокировать работу этого пептида и остановить развитие боли. Отличное решение! Оно оказалось буквально “магическим” для множества пациентов, проживших десятилетия в постоянных болях.

Один момент. Блокаторы CGRP помогают примерно 1 из 5 людей с мигренью..

Для полноценного решения вопроса, исследователям требуется перестать думать о мигрени, как о разновидности головной боли.

Что из этого вышло - читайте в следующем посте! ;)

Прерывистое голодание все-таки работает, но когда вы делаете перерыв, видимо, не очень важно

Исследование, опубликованное в Nature Medicine, показало, что 8-часовые окна приема пищи эффективны для снижения веса, независимо от времени суток.

#питание

Я всегда был скептиком касательно разнообразных протоколов диет и их особенных свойств, ведь в конце концов, для условно здорового человека без гормональных нарушений, важно сколько калорий поступило и сколько потрачено, если есть избыток - отложится. Но есть нюансы.

В исследовании, приняли участие 197 человек. Участники были разделены на три группы, практикующие разные временные окна приема пищи: раннее (с 9:00 до 17:00), позднее (с 14:00 до 22:00) и третьи сами выбирали когда делать паузу в питании, также была контрольная группа без ограничений. Все участники питались по “Средиземноморской диете” в ходе исследования.

Результаты показали, что раннее ограничение времени приема пищи, при котором последний прием пищи происходит до 17:00, четь более эффективно для улучшения регуляции уровня глюкозы и уменьшения подкожного жира в области живота. Хотя все опытные группы похудели за 12 недель исследования и различия в потере веса между группами были несущественными.

Выводы:

- Делать перерыв в питании на 16 часов в сутки и есть в течение только 8 часов помогает снизить вес.

- Ранний ужин немного лучше, чем поздний завтрак для контроля глюкозы в крови, но статистически разница не значимая. Можно выбирать окно питания по собственному удобству.

От меня: такие результаты скорее всего обусловлены тем, что ограничение времени питание помогает лучше контролировать количество еды и поддерживать оптимальный калории в течение дня

Добавлю также, что излишний стресс, беспокойство о питании, расстройства пищевого поведения, развитые на фоне сложностей с диетами - сами являются факторами ухудшающими здоровье не менее значительно (а иногда и более), чем плохая диета.

Как и во всем, в строгости к себе следует соблюдать баланс и умеренность!

Ученые усилили иммунные клетки мутациями, взятыми из раковых опухолей. Это позволило сделать “суперсолдат” для клеточной иммунотерапии.

#онкология

Крутейшая история, как из кино.
Но сначала, предыстория.

Как мы знаем, клетки раковых опухолей очень живучи, быстро размножаются и имеют множество защитных дзютсу техник, так что наша иммунная система не всегда способна противостоять развитию болезни.

Поэтому, еще в начале 2000х была придумана клеточная терапия раковых заболеваний, когда ученые генетически модифицировали иммунные клетки пациента, создавая персонализированные живые препараты для уничтожения раковых опухолей.

Эта терапия получила название CAR-T (от англ. Chimeric Antigen Receptor). Идея очень простая: у пациента забирается кровь, из нее отфильтровываются иммунные клетки. В эти клетки вставляется заранее подготовленный, искусственно созданный ген, кодирующий Т-клеточный рецептор, нацеленный опухоль пациента. Этот рецептор сделан так, чтобы связываться с поверхностью раковых клеток и активировать иммунный ответ. Модифицированные CAR-клетки размножаются в лаборатории и вводятся обратно пациенту. Внутри тела они сами находят и уничтожают рак. PROFIT!

Но есть проблема: такие клетки хорошо справляются только с раками крови, а “солидные” или твердые опухоли - уничтожают плохо. Солидные опухоли создают вокруг себя особую микросреду, подавляющую активность клеток иммунитета и терапия не работает как задумано, иммунные клетки в ней становятся вялыми, неактивными.

Ученые подошли к вопросу, на мой взгляд, гениально:

Вопрос: “Кто способен эффективно выживать и активно действовать внутри солидных опухолей?”
Ответ: “Клетки самой опухоли.”

Очевидно, клетки опухоли приобретают приспособления к микросреде, которую сами создают. И эти приспособления можно найти у них в ДНК.

Ученые взяли 72 известных мутации раковых клеток и поочередно, по одной, вставляли эти мутации в человеческие иммунные клетки, пока не вывели “суперсолдат”.

Эти иммунные клетки, имеют “раковую” мутацию, благодаря которой их не подавляет микросреда солидных опухолей. Если вы любите аниме, этот сюжет там является классическим: монстры убивают монстров (Hellsing, Naruto, Claymore, Attack on Titan), ну и в кино конечно тоже (в моем детстве был чудесный фильм - Blade)

То есть буквально, в современной иммунотерапии в бой пойдут полураковые-полуиммунные клетки. Причем, если обычных CAR-T клеток для успеха нужны были миллионы, то для модифицированных - достаточно 20 тысяч! Одна такая клетка выходит по силе, как 50 обычных. И они буквально "расплавили" твердые опухоли у мышей.

Осталось разобраться со следующей проблемой: что если эти новые клетки решат сами стать опухолью..?

Как всегда, в комментариях дополнительное чтение и волшебные фотографии иммунных клеток в атаке!

Рак поджелудочной железы возможно получится определять простым тестом крови.

#онкология

Как охотники-собиратели в древности знали наизусть все повадки своей добычи, так и ученые-онкологи сегодня неустанно собирают данные о поведении раковых клеток внутри нашего тела, в стремлении найти точные критерии обнаружения вредоносных опухолей как можно раньше, до распространения метастазов по органам и тканям. Одной из важных зацепок стало понимание самого механизма образования метастазов.

Скорее всего, вы не задумывались об этом под таким углом: для того, чтобы раковая клетка дала начало метастазам, она должна физически протиснуться в какой-то орган или ткань и начать размножаться на новом месте. А свободного места или каких-то пустот у нас в тканях вообще-то нет.

Клетки лежат плотно соприкасаясь друг с другом, либо скреплены “межклеточным матриксом” - это трехмерная сеть из длинных молекул белков (коллагена, эластина), которые удерживают клетки на месте. Новые клетки, чтобы расположиться в ткани должны “подрастворить” или разрезать матрикс вокруг себя, втиснуться и затем будет построена новая скрепляющая сеть.

Для этого клетки нашего тела, и в особенности раковые клетки, выделяют вокруг себя специальные ферменты - матриксные металлопротеиназы. Очень грубо их можно сравнить с пищеварительными ферментами, которые переваривают белки, только металлопротеиназы работают внутри наших тканей, чтобы разрушать и перестраивать межклеточный матрикс. С их активностью в том числе связана гладкость и текстура кожи.

И, конечно, раковые клетки, нацеленные на распространение по телу - активно выделяют металлопротеиназы, чтобы облегчить свое распространение.

Ученым удалось создать систему, которая определяет "раковые" металлопротеиназы в крови и протестировать ее на смешанной выборке здоровых людей, пациентов с раком поджелудочной железы и пациентов с не-раковыми заболеваниями поджелудочной. Этот вид опухолей очень сложен в терапии, в том числе потому, что часто обнаруживается на поздних стадиях, уже с метастазами.

Тест смог выявить 98% здоровых людей и 73% больных раком поджелудочной. Для лабораторной разработки это отличный результат, ученые работают над увеличением показателей. Но тот факт, что это обычный анализ крови, себестоимостью буквально 1 цент - уже очень впечатляет. Такие тесты, в случае успеха технологии, смогут привнести эффективную диагностику некоторых опухолей в самые сложные и бедные регионы мира. Будем ждать развития технологии!

А пока почитайте мой пост о том, как Лабрадоры совместно с искусственным интеллектом унюхали 4 типа рака по дыханию пациентов.

Крутейшие микрофотографии клеток рака и ссылки - в комментариях!

Лекция о микропластике внутри нашего тела

Друзья, привет!

В этот четверг я дам небольшую лекцию о том, как наше тело справляется с микропластиком, что он делает в мозге и насколько по современным данным это вообще опасно?

Я стартую в 20 часов, а в 19 будет лекция о первом полете в космос от Павла Гайдука.

Приходите! 🤕
Отличный повод увидеться лично и поговорить об интересных вещах на базе РХТУ им. Менделеева. 💊

Место: Миусская Площадь 9 стр. 2

Время: 20 Февраля, 19-21:00.

Регистрация, чтобы пропустил охранник:
https://kurilka-gutenberga-events.timepad.ru/event/3243617/

Ставьте 👍, если собираетесь прийти и до встречи в Четверг!

Это споры белого трюфеля (как семена но не совсем), сфотографированные на конфокальный микроскоп. Этот микроскоп делает съемку "по слоям" и затем собирается полная картинка объекта, я в магистратуре 2 года работал на таком микроскопе, красота!

А вот набор самых ярких постов за недавнее время, для воскресного чтения:

1. Оземпик спасает еще и от сердечных приступов;

2. Самое интересное происходит в носу;

3. Как интернет меняет людям память (или не меняет?)

4. Почему чесаться - такой кайф?

5. Поучительная история о том, как безобидные бактерии в кишечнике могут вызвать повреждение мозга

Интересного воскресенья!

Новые нейроны рождаются в мозге людей в течение практически всей жизни

Процессы нейрогенеза - появления новых нейронов мозга - сохраняются до старости и играют важную роль в обучении, памяти и ментальном здоровье человека. Стимуляция этих процессов не просто возможна теоретически, а достижима за счет изменений образа жизни и доступна практически каждому.

#мозг

На фоне тревожных новостей, что вот уже буквально всё вокруг проникает в мозг и повреждает его (и микропластик, и ковид, и иногда даже метаболиты бактерий в кишечнике) хочу поделиться историей о том, что не все так беспросветно. Нейроны мозга все-таки восстанавливаются, даже во взрослом возрасте, пишет Nature, по крайней мере в гиппокампе.

Появление новых нейронов уже было описано у певчих птиц несколько десятилетий назад, в связи с обучением правильному пению и разучиванию новых “музыкальных” ходов. Но для получения подтверждений подобного у млекопитающих и человека - пришлось попотеть.

Поворотным моментом стало изобретение системы мечения активно делящихся клеток, веществом под названием бромдезоксиуридин (BrdU). Эта молекула способна встраиваться в цепочку ДНК (клетка путает ее с другим нуклеотидом, Тимидином, и вставляет на его место). Затем можно специальным образом окрасить нужные нам клетки и увидеть, если где-то светится BrdU - эта клетка недавно поделилась, свежая.

Этот метод позволил увидеть регионы мозга в которых идет активное образование новых нейронов у грызунов. Оказалось обновляется не весь мозг равномерно, а отдельные регионы внутри гиппокампа - части мозга, связанной с памятью, вниманием и обработкой эмоций.

Но не нужно забывать, что грызуны - не люди и у нас все может работать иначе. При этом исследование мозгов живых и здоровых людей под микроскопом - преследуется по закону в большинстве стран мира. Как же быть?

Нужно исследовать нездоровых.

BrdU использовался в онкологии, его давали больным для отслеживания размножения клеток опухоли. Получив доступ к образцам мозга людей умерших от онкологических заболеваний ученые смогли описать нейрогенез у человека.

Что нового узнали?

1. В гиппокампе человека появляется примерно 700 новых нейронов в день. Это дает скорость обновления примерно 1,75% в год;

2. “Созревание” новых нейронов у человека - более длительный процесс, чем у грызунов (напрашивается аналогия с длинным детством у человека по сравнению с другими животными);

3. Стимуляция или подавление образования новых нейронов у грызунов влияли на их способность к пространственной памяти и эмоциональную устойчивость. Нормальный нейрогенез оказался необходим для контроля эмоций и работы памяти;

4. Физические упражнения, например бег, способствуют размножению клеток-предшественников в гиппокампе, грубо говоря, “стволовых” клеток мозга;

5. Обогащенная окружающая среда (enriched environments) - способствует специализации и выживанию новообразованных нервных клеток.

Изучение механизмов образования нейронов дает нам возможности для изобретения методов восстановления мозга после травм, лечения депрессии и даже радикального продления жизни. Но это пока в будущем.

А сегодня, забавно, что после десятилетий исследований на десятках видов животных с применением новейших методов визуализации клеток, тончайшей микроскопии, вирусных векторов и оптогенетики, мы приходим к рекомендации: делайте физические упражнения и живите полной социальной жизнью. Хех.

Видимо, не врут лайф-коучи!
Всем на пробежку - и жизнь наладится ;)

Для тех, кто дочитал до конца, в подарок, невероятные микрофотографии срезов мозга в комментариях!

Микробиота кишечника вызывает повреждения мозга у людей с циррозом печени

Сегодня будет сложно.
Бактерия Ruminococcus gnavus в кишечнике синтезирует моноамины, которые в норме разрушаются в печени. Из-за цирроза, когда функция печени ослаблена, моноамины проходят в кровь и накапливаются в мозгу. Это вызывает нейровоспаление, раннее старение и повреждение нервной ткани, вплоть до развития печеночной энцефалопатии.

#КишечникМозг

Моноамины и их предшественники содержатся в еде (например в шоколаде) и синтезируются бактериями кишечника. В тоже время моноамины являются биологически активными субстанциями и нейромедиаторами, к ним относятся серотонин, дофамин, адреналин, фенилэтиламин и др. Вот про последний и пойдет речь дальше.

Фенилэтиламин (PEA) похож по действию на амфетамин: поднимает настроение, стимулирует, улучшает внимание и концентрацию, при этом не имея многих побочных эффектов амфетаминов. Но принимать его внутрь - бесполезно, он разрушается моноамин-оксидазами в желудке и печени. Бактерия Ruminococcus gnavus, обитающая у нас в кишечнике, постоянно синтезирует PEA, что в норме безопасно, но при циррозе печени - он проскакивает в кровь и доходит до мозга.

Казалось бы - чудесно! Улучшает внимание и настроение. К сожалению, не только: при накоплении в мозге, PEA стимулирует набухание астроцитов (это клетки регулирующие и поддерживающие работу нейронов мозга), нейровоспаление и нарушения работы мозга. Если ситуация хроническая - в итоге это приводит к смерти.

Открытие этого механизма, во первых, подтверждает значимость оси кишечник-мозг для ментального здоровья, а во вторых - дает ученым новые мишени для лечения печеночной энцефалопатии! Получается, такому пациенту можно просто дать антибиотик, убивающий бактерии и все пройдет (не медицинская рекомендация, не пейте антибиотики без рецепта врача).

Но самое интересное, на мой взгляд, вот что:

При вскрытии тел умерших пациентов с циррозом печени в их мозге были обнаружены повышенные уровни моноаминоксидаз (А и В). Это ферменты, которые удаляют моноамины из синаптических щелей в мозге (такие как фенилэтиламин, дофамин, серотонин и другие). Нормальная работа этих ферментов необходима для регуляции эмоций, внимания и много чего еще. По предположению ученых - это адаптация к повышенным уровням фенилэтиламина в мозгу, из-за дисфункции печени (пока печень нормально работала - он разрушался в ней).

Избыток MAO в мозге является фактором развития Альцгеймера и Паркинсона, при работе ферментов - выделяются активные формы кислорода и если их слишком много - будут повреждаться нейроны.

Мы видим здесь прямой и конкретный механизм взаимосвязи между здоровьем печени и мозга! Не из разряда инста-нутрициолога “печень делает детокс и если она не работает, токсины убивают мозг” или “Китайская народная медицина говорит, что печень - основа контроля эмоций”, а по факту:

1. Фенилэтиламин из продуктов питания и производимый бактериями Ruminococcus gnavus в кишечнике проходит через поврежденную печень и накапливается в мозгу;

2. В ответ мозг усиливает свои системы по удалению моноаминов, а побочными эффектами является выработка активных форм кислорода и набухание астроцитов;

3. Получаем накопительное повреждение клеток и раннее старение мозга. Четко, ясно, красота!

Сразу напрашиваются пути решения и профилактики, но их обсудим отдельном посте.

В комментариях фото Астроцита и дополнительное чтение!

Если дочитали до этого места - мой личный респект:)

Найден человек презревший старость преодолевший семейную генетическую предрасположенность к болезни Альцгеймера

Это третий человек за всю историю наблюдений, который носит мутацию в гене PSEN2, но не имеет никаких симптомов болезни Альцгеймера в возрасте более 70 лет.

#мозг

Думаю, все примерно понимают, что такое болезнь Альцгеймера - разновидность деменции, заболевание при котором человек теряет сначала кратковременную, а затем и долговременную память. Механизмы развития болезни до сих пор изучаются и лекарства от этой болезни не существует. Сегодня доступны препараты, позволяющие замедлять развитие и контролировать симптомы.

Обычно болезнь развивается не раньше 65 лет, однако у людей с мутацией в гене PSEN2, белок под названием бета-амилоид (очень распространенный в нервной системе), склонен к слипанию и “комкованию”, что приводит к деградации нервных волокон и раннему развитию болезни. Люди с этой мутацией неотвратимо заболевают Альцгеймером в возрасте около 50 лет. Но не все...

Ученые уже больше 10 лет исследуют мужчину, носителя мутации PSEN2, которому сейчас 70 с лишним лет. Его мать и еще 11 членов семьи, также носители мутации - все заболели “Альцгеймером” в возрасте 50 лет. Однако, мужчина не только не потерял за время исследований своих когнитивных способностей, к 70 он стал проходить тесты лучше! Он запомнил устройство тестов и научился решать быстрее.

Разумеется, ученые разобрали его мозг на молекулы (прижизненно, не вынимая из головы, просто сделали много лабораторных исследований). Например, на сканировании его мозг не отличим от больного Альцгеймером, он содержит огромное число амилоидных бляшек и повреждений. Почему же он не болеет?

Ранее, ученые обнаружили две другие мутации, наличие которых “защищает” от развития Альцгеймера. У мужчины нет ни одной из них.

Особенностью его мозга является то, что в нем практически не обнаружено скоплений тау-белка (он тоже связан с развитием болезни) и уровень нейровоспаления ниже, чем обычно у больных Альцгеймером.

Ученые выявили у этого мужчины 6 новых генетических вариантов, которые могут быть связаны с такой устойчивостью к деменции и уже разрабатывается лекарство, нацеленное на тау-белок. Но, по-честному, пока ничего не понятно.

Ключевыми факторами сопротивляемости болезни названы: удачный набор дополнительных мутаций, хороший образ жизни и окружающая среда.

Далеко идущие выводы:
1. Судя по всему, мы действительно еще очень плохо понимаем болезнь Альцгеймера и разработка препарата для полного излечения не случится в ближайшем будущем;

2. Никогда не теряем надежду. Этот невероятный случай возрождает оптимизм. Вся семья в нескольких поколениях заболевала до 50 лет. Иногда что-то хорошее случается, даже если кажется, что шансов нет;

3. В очередной раз впечатляюсь адаптивности мозга. Наличие органических повреждений не обязательно означает наличие симптомов. Но для реализации адаптивного потенциала важны активный образ жизни и тренировка мозга (это моя позиция, а не научный консенсус, но такие данные есть).

В комментариях фото нейрона с бляшками бета-амилоида и ссылки на дополнительное чтение. Stay tuned! ;)

Активированный нейтрофил - желтый - поедает бациллу сибирской язвы

#Красота!

А причем здесь чесотка читайте в посте выше!

https://t.me/kharitonovsci/94

Почему чесаться - такой кайф?

Ученые распылили синтетический аллерген на уши мышам, чтобы разобраться в вопросе: есть ли какая-то польза о почесываний? Исследование в Science.

#держувкурсе

Я всегда любил эволюционную психологию - раздел психологии, который изучает особенности и склонности поведения свойственные именно людям в силу нашей эволюции. Например, всегда интересно порассуждать, о том, как альтруизм (поведение в пользу других, в ущерб своим интересам) - является эволюционно полезным и поэтому закрепился в популяции.

Кстати, социальный паразитизм - тоже, вероятно, полезное явление, он встречается даже у очень примитивных организмов и доказано (по крайней мере на водорослях), что популяция в которой есть немножечко “тунеядцев” оказывается более жизнеспособной, чем популяция, где все - трудяги! (Про это классно рассказано в книге Александра Маркова “Рождение сложности”)

И вот, наконец, ученые добрались до чесотки. Тут ведь на самом деле неочевидно: само чесание повреждает кожный покров и обычно, если что-то хочется почесать - то чесать как раз не нужно. С другой стороны - приятные ощущения от почесывания укусов - это эволюционно закрепленная реакция и поведение. А значит, скорее всего есть какая-то польза. Какая? И можно ли в итоге чесаться или нужно терпеть?

Итак, ученые натерли аллергеном уши мышам, чтобы вызвать чесотку. При этом, некоторым на голову надели пластиковый фартук, чтобы почесаться они не могли, а другим - разрешали чесаться свободно. Также в эксперименте участвовали генетически модифицированные мыши, у которых был отключен рецептор чесотки, так что раздражение у них было, а чесаться не хотелось.

В итоге, у тех мышей, которые не чесались - уши опухли меньше. Почему? Оказалось, что при чесании в коже активируются болевые нейроны и выделяют особую молекулу - вещество P (Пэ) - это нейопептид, связанный с чувством боли. Вещество P активирует особый тип иммунных клеток - тучные клетки - которые запускают воспалительную реакцию и привлекают к месту чесотки другие клетки иммунитета - нейтрофилы. Это даже называется “роение нейтрофилов”, они слетаются к месту чесания, как пчелы, вызывают реакции опухания и воспаления. Зачем же это нужно?

А какие другие функции нейтрофилов мы знаем? - это защита от бактерий. И действительно, у мышей которые чесались - на коже потом реже встречались потенциально патогенные бактерии! (проверяли на золотистый стафилококк)

Выводы такие:

1. Чесаться - кайф не просто так, а потому, что это привлекает иммунные клетки в к месту чесотки и потенциально защищает от бактериальной инфекции, если чесать без фанатизма;

2. Это относится только к эпизодической чесотке, в случае хронических зудов - вероятность инфекции увеличивается из-за повреждений кожи;

3. Короче, чесаться можно, но чуть-чуть.

Наслаждаемся и хорошей недели!

P.S. В комментариях - полезные ссылки на дополнительные материалы!

Бактерии в носу доставят лекарства прямо в мозг. Пока только мышей.

Похудение за пару вдохов: ученые модифицировали безопасные лактобактерии, в норме живущие в носу и на коже, чтобы доставлять подавляющие аппетит препараты прямо к клеткам мозга толстых мышей.

#биотех

Недавно, в посте про ковид, мы обсуждали, что нос - ворота в мозг, и что иммунологи обращали на него незаслуженно мало внимания. Оказалось, не только они. Бактериальное “население” носа по сравнению с кишечником изучено достаточно слабо и микробиологи обнаружили в носу новые возможности!

Современные лекарства обычно точно нацелены на определенную группу клеток нашего тела, например, на конкретный отдел мозга. И добраться до мозга - непростая задача.

Когда мы глотаем таблетку, она растворяется, и постепенно проходя по ЖКТ, всасывается в кровь. Вся кровь от желудка и кишечника устремляется сначала в печень, где происходит “детокс” и часть лекарства разрушается, а остатки уже выходят в общий кровоток. Дальше - хуже.

🫥Мозг - отделен от кровотока барьером из специальных клеток, которые осуществляют строгий контроль молекул проходящих в нервную систему. А еще часть лекарства просто разойдется по телу и будет долго добираться до мозга или выведется раньше времени почками. Короче - проблем масса. Если добираться до сердца через желудок - неплохо работает (по крайней мере со мной), то с мозгом - неудобно и страдает печень.

А вот через нос - другое дело!😏

Оказалось, что некоторые лактобактерии (обычный Lactobacillus plantarum), живут у нас в носу и умеют прикрепляться к клеточной стенке “обонятельного эпителия”. Сами бактерии проникать в мозг не могут (и слава богу😅), но за счет плотного контакта с обонятельными клетками - вещества, которые выделяет бактерия могут попасть внутрь. Обонятельный нерв идет от носа прямо в мозг, без всяких барьеров. Если проникнуть в него - считай уже на месте.

🍩Бактерий генетически модифицировали, так чтобы они выделяли несколько подавляющих аппетит гормонов подселили их в нос к лабораторным мышам с ожирением. В течение 8 недель - мыши ели меньше и сбросили вес!

Вы спросите: "а почему просто спрей с этими гормонами не сделать?"
Можно, но пшикать придется каждый день по нескольку раз. А так - один пшик, бактерии прижились и дальше работают за вас. С лекарствами для похудения такой подход может и не нужен, но можно сделать, другие молекулы - например защищающие мозг от старения, или поддерживающие жизнь нейронов у людей с неизлечимыми заболеваниями.

⚡️Мое предложение: давайте сделаем такие бактерии с окситоцином и разбрызгаем по улице. Будет Мир, Любовь и социальный комфорт (но это не точно)⚡️

Хороших выходных! Обнимайтесь с приятными людьми - вырабатывайте окситоцин - полезно.

Интернет и GPS отключают людям память. Но это не точно

#мозг

Раньше трава накрывала помощнее была зеленее. Это распространенная установка среди взрослых людей и кажется, она была всегда. Я где-то слышал, что когда расшифровали древние египетские иероглифы, там уже были тексты в духе того, что “молодежь нынче пошла уже не та…” (Но это неточно, если найду подтверждения - добавлю в комментарии)

С распространением цифровых технологий растет и число скептиков, утверждающих, что постоянное использование гаджетов, бесперебойный доступ к информации и навигации в интернете ведут снижению когнитивных и интеллектуальных способностей. Ведь, если меньше нужно запоминать, все есть в интернете, то и память тренироваться не будет, так ведь? Не уверен, но есть данные:

Недавно в Nature опубликовали работу о там как интернет поисковики и доступ к AI влияют на нашу память. Главное:

✅ По результатам 2011 года люди, поставленные перед сложными вопросами инстинктивно хотели искать ответ, как в поисковике, а не размышляли. C этим было связано первичное беспокойство ученых;

🖥 В другом тесте, люди хуже запоминали факты, которые сами напечатали на компьютере, если испытуемым перед этим сказали, что компьютер сохранит записи. С этим связана популяризация термина “Google effect”, гипотезы, что гугл создает ложное ощущение обладания знаниями, а память не работает;

🔬 Две попытки повторить эти результаты в независимых лабораториях не были успешны. Результаты не воспроизводились (Ссылка 1) (Ссылка 2);

🗺 Использование GPS заметно снижает качество запоминания дороги. Особенно если компьютер подсказывает голосом куда поворачивать.

Общий вывод исследователей: вся совокупность современных данных не подтверждает снижения памяти. Только ухудшение в отдельных конкретных задачах, например, запоминания маршрута. Но из-за перегруза информацией создается “ощущение ухудшения памяти”. То есть сама память в порядке, просто информации столько - что запомнить сложно.

На мой взгляд, ситуация похожа на другие последствия прогресса, про которые любят ворчать взрослые люди.

Например, говорят: “раньше онкологией болели реже” - а на деле просто диагностика хуже работала, или “раньше люди писали грамотнее, а сейчас отупели” - а на деле раньше неграмотные люди не писали вообще, а сейчас со смартфонами переписываются все. Общая грамотность и количество производимых текстов - скорее выросли.

Так и с памятью - просто раньше было меньше информации, вот и казалось, что память хорошая, а сегодня перегруз. Хотя, судя по всему, в отдельных задачах мы все-таки просели.

Вывод: фильтруем информацию, читаем только качественный контент.
Stay tuned! ;)

Уроки о работе иммунной системы, которые ученые извлекли из пандемии COVID-19. Часть 2

Если пропустили первый пост - об антителах и клеточном иммунитете - рекомендую начать с него. А мы продолжаем.

#здоровье

Самое интересное происходит в носу.

Иммунологи, до столкновения с Ковидом, уделяли носу мало внимания. Нос воспринимался как трубка, согревающая и увлажняющая воздух, как проводник для инфекций. А все самое важное - происходит ниже, в легких. Но не будем забывать, что нос - орган обоняния, там сидят обонятельные рецепторы, которые являются частью нервной системы, это буквально отростки нейронов мозга, вынесенные к поверхности тела.

Оказалось, что Ковид (и многие другие респираторные вирусы) может заражать в том числе нейроны, проникать в них и размножаться. Есть данные о том, что по отросткам обонятельных нейронов вирус может беспрепятственно, в обход крови и следовательно - иммунитета - проникать в мозг. Предполагается, что с этим были связаны случаи долгосрочного нарушения чувствительности к запахам.

В то же время нос является первым слизистым барьером, с которым входящая с воздухом инфекция сталкивается в нашем теле. Эта слизистая - уникальная иммунная микросреда, обогащенная отдельными типами антител и клеток иммунитета. Этот барьер обеспечивает первичную защиту и его целостность является важной составляющей иммунитета, поэтому, например, важно поддерживать нормальную влажность в помещениях зимой - сухость воздуха вредит функции слизистой.

Низкая эффективность некоторых вакцин от Ковида в итоге объяснялась тем, что у ученые не учли иммунную роль носа. Внутримышечные вакцины давали системный иммунитет, но эти антитела плохо проникали на слизистую носа и не усиливали барьер. Для наилучшей защиты предлагается совмещать - назальное решение, усиливающее барьер слизистой и внутримышечную вакцину.

Бережем нос & Stay tuned for updates. Тема иммунитета и Ковида - огромна, буду еще рассказывать об этом, ставьте реакции на пост, если интересно!

А пока почитайте мой пост о том, как яйцеклетки выбирают тот самый сперматозоид для оплодотворения

или мой любимый пост

про Майонез и термоядерный синтез!

Дополнительный прием Омега-3 замедляет эпигенетическое старение на 3,5 месяца за 3 года у людей старшего возраста

Прием 1000мг Омега-3 в сочетании 2000 МЕ витамина D и упражнениями дает видимый на уровне химической структуры ДНК выигрыш в “биологическим возрасте”. В течение трех лет наблюдений, прием добавок помог замедлить биологическое старение на 3-4 месяца у людей 70+.

— Не является индивидуальной рекомендацией по питанию, проконсультируйтесь со специалистом —

#здоровье

В сообществе ученых и врачей не прекращаются дискуссии о необходимости или вреде приема БАД. Пример интересного и корректного разговора на эту тему можно посмотреть тут. Опытный ученый, биохимик, сторонник БАД - Владимир Дадали дебатирует с молодым ученым нейробиологом и врачом - Владимиром Алиповым (он против). Разговор познавательный и профессиональный - рекомендую.

На мой взгляд, с накоплением научных данных становится все более очевидно, что “полноценность” диеты, это не только Белки, Жирки, Углеводы и Витамины. Есть и другие вещества, такие как клетчатка, минералы, полиненасыщенные жирные кислоты, полифенолы, креатин и еще много-много всего, что составляет действительно “полноценную” диету. И добыть эти вещества только из обычных продуктов - задача практически нерешаемая для жителя крупного города.

В исследовании опубликованном Nature Aging рассмотрены данные от 700 человек, возрастом 70+ лет. Часть и из них принимали плацебо (пустышку), а часть - Омега-3, как в сочетании с витамином Д и упражнениями, так и индивидуально. Причем более половины испытуемых были здоровы, без серьезных хронических заболеваний или иных нарушений.

Образцы крови от испытуемых прошли анализ по четырем разным “биологическим часам” - методам оценки биологического возраста по распределению метильных групп на ДНК - это химические метки на нашем генетическим материале, от расстановки которых во многом зависит активность генов и упаковка ДНК в клетке. Распределение метильных групп меняется с возрастом, что приводит к изменениям метаболизма и видимому старению клеток. Этот процесс можно измерить и определить “биологический возраст человека”.

Результаты, на мой взгляд, убедительные: 1 грамм Омега-3 в сочетании с 2000 МЕ витамина Д и 30 минутами упражнений 3 раза в неделю (всего 1,5 часа в неделю!) дали улучшение показателей, эквивалентное снижению биологического возраста на 2,9 - 3,8 месяца в течение трех лет.

Важное замечание. Снижение биологического возраста не означает, что человек проживет дольше. Таких исследований нет, они должны занять примерно 100 лет. Но это означает улучшение качества жизни в старшем возрасте и снижение рисков возраст-зависимых заболеваний (заболеваний сердца, нервной системы, онкологии, снижения иммунитета, потери мышечной силы и т.д). В 75 можно быть немощным стариком, а можно - активным членом общества.

От себя добавлю, что рекомендовал бы питаться но только полноценно и умеренно, но и вкусно. Это поможет бороться со стрессом, а контроль ментального состояния - не менее важен для качества и длительности жизни! ;)

Хорошей недели!

Оземпик спасает еще и от сердечных приступов.

--- не является индивидуальной медицинской рекомендацией, проконсультируйтесь с врачом ---

Клинические исследования показали, что Семаглутид - известный под именем Оземпик - сверхэффективно снижает риски сердечного приступа и других сердечно-сосудистых болезней.

#здоровье

Обычно, когда фарм-корпорация изобретает “лекарство от ожирения” - ждешь подвоха. Нельзя же полжизни предаваться гедонизму, а потом принять волшебную таблетку, похудеть без мучений и вернуть былое здоровье..?

Вот, начинает казаться, что можно.

Компания Novo Nordisk опубликовала часть данных от пятилетнего клинического испытания Семаглутида (торг. название Wegovy) на людях без диабета, но сердечными проблемами, пишет Nature. Эти результаты называют революцией в превентивной кардиологии, Марта Гулати (Marta Gulati) - директор центра превентивной кардиологии в Cedars-Sinai Medical Center в Калифорнии - комментирует: “сложно представить, что какое-либо лекарство, кроме статинов дает такой значительный эффект”.

В исследовании приняло участие 17 тысяч человек, уже имеющих заболевания сердца. Часть из которых принимала Семаглутид, а другая - плацебо. В течение 5 лет наблюдения риски неблагоприятных сердечно-сосудистых событий (приступов, недостаточности и других) снизились на 20 процентов в группе получавшей препарат по сравнению с плацебо.

Для меня выглядит не очень впечатляюще, но кардиологическое сообщество, писает кипятком как пишет Nature, в восторге. Результаты называют “самыми значимыми в превентивной кардиологии за последние 10 лет”. Дело, вероятно, в том, что препарат является достаточно безопасным и его потенциально можно будет назначать широким группам населения с рисками сердечно-сосудистых болезней. Так что суммарно это даст огромный вклад в здоровье человечества.

Механизм его “кардиопротективного” эффекта пока не изучен, но он был для ученых ожидаем. Есть данные о том, что подобные лекарства способствуют снижению хронических воспалительных процессов и нормализуют метаболизм жирных кислот.

В любом случае - полные данные пока не опубликованы, ждем их в течение этого года. А пока - стараемся не набрать к лету слишком много. Оземпик все-таки недешевый.

Хороших выходных!
И помним, что ни один препарат не спасет от дурных привычек ;)

Заплатки на сердце помогут ожидающим пересадки дожить до своей очереди

На основе технологии индуцированных плюрипотентных клеток ученые создали мышечные заплатки, которые можно буквально пришить на сердце, чтобы поддержать его работу, пока пациент ожидает получения подходящего донорского сердца для трансплантации.

#медицина

Скажу очевидную вещь - сердце у нас в теле присутствует в единственном экземпляре и без него невозможно жить. Это определяет сложное положение вещей в кардиотранспланталогии: в отличие от почки или даже печени, сердце нельзя пересадить так, чтобы и донор и больной остались живы. Поэтому доступных сердец для пересадки очень мало и только около 1% больных - получают донорские сердца.

Это означает также, что на пересадку всегда длинная очередь и ожидать приходится месяцами, что оказывается приговором для многих людей, которые не могут продержаться так долго на фоне сердечной недостаточности.

Nature опубликовало новость о том, что 46-летняя женщина с серьезной сердечной недостаточностью за одну операцию получила 10 “заплаток” на поверхность сердца, размером 4х9 см. Это поддержало его работу на 3 месяца, и женщина смогла дождаться своей пересадки.

После пересадки на извлеченном сердце было видно, что "заплаточные" клетки прижились и в них проросли кровеносные сосуды. Кардиохирурги называют эту технологию настоящим прорывом и сейчас идут исследования еще на 15 пациентах в похожей ситуации.

Приятно читать хорошие новости!
Что такое индуцированные плюрипотентные клетки расскажу в отдельном посте. Stay tuned!

Уроки о работе иммунной системы, которые ученые извлекли из пандемии COVID-19. Часть 1.

#здоровье

5 лет назад человечество столкнулось с абсолютно новым для себя вирусом, в отношении которого ни у кого не было сформировано иммунитета. Не будем вдаваться в спекуляции, был ли вирус искусственно модифицирован (создан) или эволюционировал “натурально”. По этому поводу выходят противоречивые материалы и кажется, что это не научный вопрос, а политическое противостояние между Китаем и США (хотя я думаю, вирус натуральный, без ГМО).

Тем не менее, из этих неприятных (мягко говоря) событий, ученые смогли извлечь пользу, получив в свое распоряжение огромное количество данных о том как работают подобные вирусы и, что самое главное - наш иммунитет. В будущем эти знания помогут нам действовать эффективнее и может даже не закрывать пол мира в локдаун на несколько лет.

Что же мы узнали?

Антитела - это еще не всё.

Представление о работе приобретенного иммунитета, распространенное среди неспециалистов можно коротко передать примерно так:

В организм попадает вирус или другая инфекция - иммунные клетки узнают его - вырабатываются антитела, особые молекулы, которые связываются с патогеном и помогают от него избавиться. - PROFIT!

В таком описании от нашего внимания ускользает, что есть другие ветви защиты, например, клеточный иммунитет. Здесь с инфекцией борются не антитела, а специальные клетки. Они несут на своей поверхности рецепторы, немного напоминающие антитела и “ощупывают” клетки нашего организма на предмет инфекции. При обнаружении - зараженная клетка убивается, что останавливает размножение вируса.

Оказалось, что клеточный иммунитет играет значительно большую роль в механизмах эффективности вакцин и защите от ковида в целом, чем предполагали изначально. Поэтому неверно оценивать уровень защищенности от инфекции, только по антителам в крови. Антитела в крови могут исчезнуть, но Т-клеточный иммунитет остается достаточно сильным и будет давать защиту от вируса. Именно этот сценарий часто наблюдался у людей, вакцинированных от COVID-19.

О других уроках - читайте в следующих постах!

А пока я их пишу, почитайте о том, как переедание сгущает мозг
или
как в лаборатории подсадили бактерию внутрь клетки гриба и она прижилась.

Хорошей недели!

Иммунные клетки, наполненные микроплаcтиком, устроили затор в коре головного мозга мышей.

#здоровье

Я всегда был скептиком в разговорах о вреде микропластика, но, похоже, и тут пора поменять позицию. О новых открытиях в этой области пишет Nature.

Ученые вмонтировали прозрачное “окно” в черепную коробку мыши и дали им воду с растворенными микрочастицами полистерена для того, чтобы отследить возможное проникновение микропластика в мозг.

Полистерен широко используется в промышленности при производстве пластиковых упаковок и даже детских игрушек. Он был выбран потому, что является флуоресцентным, то есть начинает светиться, если на него самого посветить лазером с длинной волны 291 нм. Так ученым удалось пронаблюдать за поведением частиц микропластика в сосудах мозга в реальном времени через двухфотонный микроскоп.

Оказалось, при попадании в организм с водой микрочастицы пластика захватываются иммунными клетками - макрофагами и нейтрофилами, которые обычно съедают наши поврежденные клетки либо клетки болезнетворных микроорганизмов. “Набитые” микроплатиком иммунные клетки затем не могут его переварить или утилизировать как-то еще. Путешествуя по кровотоку, они рано или поздно оказываются в мелких сосудах, где и застревают, тем самым затрудняя кровоток.

Ученые, наблюдавшие за ситуацией в микроскоп сравнивают это с “автомобильной аварией в кровеносном сосуде”. В течение 4 недель наблюдений часть поврежденных клеток - успешно выводились и сосуды очищались, но часть - так и оставались там.

Выводы такие:

1. Пока рано говорить о подтвержденных негативных эффектах миркоплатика на человеке. Серьезных двигательных или иных нарушений у накормленных полистереном мышей ученые не обнаружили.

2. Даже если вред есть, он по-видимому накапливается медленно и поэтому столько лет был не очевиден для ученых.

3. На мой взгляд, человечество продолжит использовать пластик, слишком он хорош как материал. Поэтому ждем очистительных процедур, удаляющих микроплатик из крови.

Я пока знаю только одно место в природе, где микропластик исчезает - это желудок коровы или другого жвачного. Оказалось, микробиота жвачных может медленно его переваривать. Так что не все потеряно! ;)

Всех с понедельником!