Стволовые клетки в качестве вакцины от артрита
Брунгер Дж. М. и др. Геномная инженерия стволовых клеток для самостоятельной автоматически регулируемой доставки биологических препаратов. Отчеты о стволовых клетках, апрель 2017 года.
Артрит – это древняя болезнь, ассоциирующаяся с воспалением суставов и сопровождающаяся отеком и припухлостью. Артрит часто приводит к скованности, болям и ограничению движений. В большинстве случаев возможности лечения артрита очень ограничены, а обычное медикаментозное лечение просто облегчает симптомы. Однако новое исследование, использующее технологию стволовых клеток, может привести к разработке вакцины против артрита, которая в первую очередь нацелена на снятие воспаления суставов и прекращение боли еще до того, как она начнется. Исследователи использовали революционный инструмент для редактирования генов – технологию CRISPR (кластерные короткие палиндромные повторы, разделенные регулярными промежутками) для перепрограммирования стволовых клеток мыши на борьбу с вызванным артритом воспалением. Эти новосозданные стволовые клетки называются SMART (стволовые клетки, модифицированные для автономной регенеративной терапии). Они предназначены для превращения в хондроциты, которые борются с воспалением. Они также в конечном итоге замещают поврежденный хрящ, уменьшая хроническое воспаление, связанное с артритом. Исследователи надеются представить эти перепрограммированные стволовые клетки в качестве вакцины от артрита, которая будет доставлять противовоспалительный препарат в артритный сустав, но только тогда, когда это необходимо. Имеющиеся на сегодняшний день медицинские препараты от артрита принимаются системно, то есть они потенциально влияют и на другие органы. Поскольку клетки SMART доставляют лекарство только в намеченное место, то это значительно уменьшит системное действие препаратов на весь организм. Вопрос в том, будут ли эти клетки эффективны? Согласно наблюдениям, во время испытаний SMART-клетки перерастали в хрящевую ткань и при использовании на мышах даже защищали от воспаления в течение нескольких дней. Дальнейшее тестирование все еще находится на начальной стадии испытания на модели мышей. Эти стволовые клетки были разработаны для борьбы с ревматоидным артритом.
Гусеницы, поглощающие пластик
Бомбелли П. и др. Биоразложение полиэтилена с помощью гусениц восковой моли Galleria mellonella. Современная биология, апрель 2017 г.
Изделия из пластика производят из синтетических материалов, состоящих из полимеров – длинномерных нитей молекул, полученных из горючих полезных ископаемых. Так как их период полураспада составляет около 450 лет, то любой кусочек пластика, который когда-либо был произведен, сейчас находится где-то рядом с нами, за исключением очень небольшого количества, которое мы сожгли. Полиэтилен, из которого производят полиэтиленовые пакеты, является одним из наиболее устойчивых к распаду типов. Поскольку магазины выдают покупателям более одного триллиона полиэтиленовых пакетов в год, этот неразлагаемый синтетический материал накапливается во всем мире и создает серьезную экологическую проблему. Ученые уже давно ищут эффективные и экологически чистые решения для устранения пластиковых отходов. Один из подходов состоит в том, чтобы использовать низшие организмы, которые способны использовать необычные источники питания. После большого количества проб и ошибок исследователи обнаружили, что личинки обычного насекомого Galleria mellonella способны осуществлять биоразложение полиэтилена. Было обнаружено, что Galleria mellonella, чьи личинки также называют восковыми червями, способны уничтожить значительную часть пластикового пакета менее чем за час. Последующие испытания выявили наличие в кишечнике восковых червей основного структурного элемента полиэтилена – этиленгликоля, продемонстрировав тем самым, что восковые черви действительно переваривают полиэтилен, а не просто пережевывают его на мелкие кусочки, которые проходят по кишечнику без изменений. Полученные результаты сначала озадачили ученых, они не могли понять, как восковые черви могут переваривать вещество, которое начало производиться только в прошлом веке. Ответ подсказала среда обитания воскового червя. Восковые черви – это известные среди пчеловодов вредители, поскольку они растут и питаются воском и медом. Поскольку воск представляет собой полимер с очень схожей с полиэтиленом химической структурой, то восковые черви, похоже, уже заранее знали, как переваривать такие полимерные структуры, как пластик. Ученые до сих пор не знают, переваривают ли полиэтилен сами восковые черви, или он разлагается в микрофлоре их кишечника. По мере получения большей информации о механизмах пищеварения ученые надеются разработать практические и эффективные биотехнологические решения для переработки пластиковых отходов, которые в конечном итоге защитят наши океаны, реки и окружающую среду.
Таблетки для физических упражнений?
Ф. Вэйвэй и др. PPAR-дельта, удерживая глюкозу, способствует повышению выносливости при беге. Клеточный метаболизм, май 2017.
Польза физических упражнений хорошо известна. К сожалению, есть люди, которые страдают ожирением, находятся в престарелом возрасте или ограничены в возможности двигаться, в связи с чем не могут делать физические упражнения. Для того чтобы предложить им решение проблемы, ученые разработали препарат под названием GW1516, который имитирует положительный эффект от упражнений, включая повышенную выносливость и высокую скорость сжигания жиров. В то время как обычные мыши из контрольной группы могли пробежать только 160 минут на беговой дорожке, мыши под воздействием экспериментального препарата бежали 270 минут, что приблизительно на 70 процентов дольше. Разработка GW1516 основана на знании учеными генетики. Ученые уже знали, что генетическая активация гена, называемого PPAR-дельта, позволяет мышам бежать значительно дольше обычных мышей, не испытывая при этом усталости. Более того, эти мыши гораздо менее склонны к тому, чтобы набирать вес или страдать от диабета. Ученые, по сути, разработали химическое соединение, которое активирует PPAR-дельта. Исследовательская группа также проанализировала широкий спектр физиологических воздействий GW1516. В то время как гены, которые расщепляют жиры для получения энергии, работали у мышей с GW1516 больше, гены, которые расщепляют для получения энергии углеводы, работали меньше. Это вполне ожидаемо, так как организм людей, находящихся в хорошей физической форме, обычно сжигает для получения энергии жиры, а не углеводы. Несмотря на это отличие, GW1516 не увеличивает мышечную массу. Единственное преимущество, похоже, связано с изменением того, как организм получает энергию. Хотя первоначальные исследования были проведены на мышах, ученые стремятся как можно скорее разработать клинические испытания для людей.
