Искусственный интеллект для предсказания структуры белков, этническое разнообразие, экспериментальное подтверждение общей теории относительности, важность физической активности и диабет 1 типа — все это в новом обзоре научных журналов от InScience.News.
Nature
Обложка выпуска — метафорическая иллюстрация нового способа лечения гепатоцеллюлярной карциномы, или рака печени: комбинация двух препаратов поможет убить раковые клетки. Эта агрессивная злокачественная опухоль ежегодно диагностируется у по крайней мере 600 тысяч человек. При этом заболевание с трудом поддается лечению. Один из препаратов для таргетной терапии — Ленватиниб, но его эффективность все еще невысока, кроме того, он имеет ограниченное применение. Коллектив ученых из Китая и Нидерландов выяснил, что белок EGFR, рецептор эпидермального фактора роста, подавляет действие препарата. Биологи использовали препарат Гефитиниб и ингибировали этот белок сначала у животных, а затем и у 12 пациентов на поздних стадиях развития карциномы. Они уже проходили терапию Ленватинибом, но не имели улучшений. В сочетании же с Гефитинибом их ответ на терапию стал значимо лучше: у четверых пациентов болезнь продолжила прогрессировать, у четверых наблюдался частичный ответ на терапию и еще у четверых замедлился рост опухолей.
В редакционной рубрике — размышления о роли искусственного интеллекта в структурной биологии и о необходимости этнического разнообразия в изображении ученых. Появляются все новые инструменты на основе ИИ для сложнейшей задачи предсказания структуры белков. Недавно были опубликованы в открытом доступе результаты моделирования для более чем 20 организмов, в том числе и человека. Всего было предсказано около 365 тысяч структур. ИИ позволяет делать прогноз структуры белка за считанные минуты, тогда как ранее эта задача могла занимать месяцы и годы. Так у ученых открываются новые возможности в создании искусственных белков, которые, например, будут перерабатывать микропластик. Авторы заметки подчеркивают важность открытого доступа к данным о предсказанных структурах и пользу «научных гонок». Сотрудничество и конкуренция — вот главные двигатели научного прогресса, по мнению Nature. Вторая редакторская статья рассказывает о недостатке качественных фотографий ученых африканского происхождения XIX и начала XX века. Для одной из статей редакторам понадобилось фото Элмера Аймса, известного афроамериканского ученого. Его работы по измерению спектров двухатомных молекул стали доказательством квантования вращательной энергии молекул, а также использовались для вычисления длин химических связей. Открытия Аймса вывели квантовую физику на совершенно новый уровень. Из ограниченно полезной области физики она превратилась в дисциплину, нашедшую применение и в химии, и в медицине, и в астрофизике. Но, несмотря на это, качественной фотографии Аймса не нашлось ни в одном из источников, откуда авторы обычно брали портреты современных ему белых ученых. Редакторы Nature считают, что университеты, библиотеки и издательства должны уделить больше внимания этой проблеме и репрезентации научного сообщества прошлого.
Рубрика World View посвящена статье, сравнивающей пандемию Эболы и SARS-CoV-2. Наиболее уязвимые страны страдают от нехватки вакцин и кислорода для реанимаций. Автор считает, что развитые страны медлят с оказанием помощи сейчас, как и в 2014 году во время эпидемии Эболы, когда люди умирали на улицах. Чтобы предотвратить гуманитарную катастрофу и развитие новых мутаций, ВОЗ должна срочно принять меры по обеспечению бедных стран вакцинами.
И, конечно, исследовательские статьи:
Эксперименты на мышах позволили найти один из механизмов «очистки» мозга от белков, ассоциированных с болезнью Альцгеймера.
Новый метод синтеза борсодержащих азинов может упростить синтез многих лекарственных средств.
Впервые обнаружен свет, вышедший из-за сверхмассивной черной дыры. Это означает, что она искривляет пространство, изменяя путь света. Это может стать первым экспериментальным подтверждением общей теории относительности Эйнштейна.
Обогащенная электронами вода при взаимодействии с щелочным металлом под давлением стала проявлять металлические свойства.
Криоэлектронная и флуоресцентная микроскопия позволили увидеть процессы, происходящие на бактериальной рибосоме.
Антитела IgM против коронавируса, введенные интраназально, показали профилактическую и терапевтическую эффективность на мышах. В том числе и для вариантов вируса, устойчивых к терапии на основе антител IgG.
Science
Новый спецвыпуск Science посвящен диабету первого типа. Это заболевание вызывается аутоиммунным разрушением инсулин-продуцирующих β-клеток в поджелудочной железе. Сто лет назад диагноз диабета 1 типа всегда приводил к летальному исходу. Однако открытие инсулина Бантингом и Бестом в 1921 году превратило его в хроническое заболевание, которое требует ежедневного введения инсулина. Каков же прогресс спустя столетие? Генетическое тестирование и профилирование аутоантител теперь позволяют идентифицировать некоторых людей, подверженных риску развития диабета 1 типа, и отсрочить начало заболевания с помощью иммуномодулирующей терапии. Донорские или искусственно созданные островки поджелудочной железы, пересаженные больным, могут помочь в сдерживании симптомов, как и иммуносупрессия. Технические решения, например инсулиновая помпа с обратной связью, делают проще ежедневный контроль инсулина. И все же остается множество проблем: необходимость контроля питания, зависимость от инсулина, иногда — пожизненная иммуносупрессия. Мы вступаем во второе столетие борьбы с этим заболеванием с целью найти либо способ лечения, либо предотвращения. Четыре обзорных статьи спецвыпуска посвящены иммунотерапии диабета 1 типа, профилактике его с детства, замене β-клеток и девайсам, позволяющим облегчить контроль инсулина и глюкозы для пациентов.
Редакционная статья — предупреждение для ученых и медиков о близости пандемии супербактерий, устойчивых ко всем антибиотикам. Если прогресс останется столь же медленным, любое хирургическое вмешательство станет смертельно опасным из-за риска инфекции. По прогнозам, к 2050 году супербактерии могут стать причиной смертей для 50 миллионов людей (сейчас в США из-за этого ежегодно умирают около 3 миллионов). Разработка новых антибиотиков — инвестиционно не привлекательная сфера. Авторы статьи считают, что ученые, индустрия и политики должны объединить усилия. COVID-19 показал, что это возможно.
В рубрике In Depth среди прочего рассказано о других инфекциях, прионных. Пять государственных исследовательских институтов Франции ввели трехмесячный запрет на их исследование после выявления болезни Крейтцфельдта — Якоба у сотрудника лаборатории, уже вышедшего на пенсию. Ранее, в 2019 году, умерла сотрудница лаборатории, десять лет назад уколовшая палец во время эксперимента с зараженной прионами мышью.
Из исследовательских статей отметим:
Т-клетки могут приводить к аномально интенсивной секреции себума кожи, что может вызывать даже потерю подкожно-жировой клетчатки.
Противодействие возраст-ассоциированному ухудшению работы рецепторов VEGF предотвратило снижение функции кровеносных сосудов у мышей и продлило их жизнь и период активности.
Горизонтальный перенос вирусного белка защищает насекомых от ос-паразитов (наездников).
Кристаллы SnSe позволят конвертировать тепло в энергию, одновременно охлаждая и вырабатывая электричество.
The Lancet
Обложка выпуска посвящена исследованию, в котором оценили влияние Олимпийских игр на уровень популяционной физической активности. Обобщение имеющихся данных показывает, что не было никаких изменений в распространенности физической активности или занятий спортом, за исключением летних Олимпийских игр 2008 года в Пекине и зимних Олимпийских игр 1998 года в Нагано. Хотя часто предполагается, что увеличение интереса к спорту и физической нагрузки — обязательный, целевой эффект Олимпиад.
Редакторская рубрика — также о физической активности. Обзорная статья, посвященная мировому уровню активности, рассказывает о пользе спорта для профилактики множества заболеваний, среди них: инсульты и инфаркты, хронические болезни легких, диабет и рак. Для распространения этой информации необходимы усилия со стороны политиков, особенно в странах с низким доходом, где физическая активность по-прежнему ниже, чем в богатых странах. Ограничения во время пандемии в целом скорее снизили общий уровень активности. Тем не менее первичные исследования показывают, что постоянное соблюдение рекомендаций по физической активности связано со снижением риска тяжелых исходов COVID-19. Сама пандемия стала мощным катализатором для пропаганды физической активности. Сообщества, занимающиеся вопросами климата и общественного здравоохранения, годами призывали к изменениям в дизайне городов. Во время пандемии же ситуация во многом улучшилась в отношении пешеходной инфраструктуры и велосипедных дорожек. Пандемия и здесь показала, что быстрое принятие решений и действия возможны, когда есть такая необходимость.
Традиционно три исследовательские статьи:
Исследователи оценили уровень влияния пандемии на проблему сиротства. Ученые построили модель на основе данных о рождаемости и смертности, связанной с COVID-19, среди лиц, осуществляющих уход за детьми младше 18 лет. Использовались данные для 21 страны. Согласно модели, более полутора миллионов детей в этих странах столкнулись со смертью хотя бы одного опекуна (родителя или бабушек и дедушек). При этом отцы умирали в 2–5 раз чаще матерей.
Ученые сравнили риски осложнений, стоимость и эффективность трех различных центральных венозных катетеров для ввода антираковых препаратов. Наиболее эффективны и безопасны оказались порт-системы, полностью скрытые под кожей.
Медики оценили эффективность наиболее распространенных методов лечения болезней вращательной манжеты плеча. Местные инъекции кортикостеоидов не показали значимой эффективности. Прогрессивная программа упражнений также не показала большей эффективности, ее сравнивали с единичным сеансом физиотерапевтической консультации. Комбинация методов тоже не привела к долгосрочному улучшению функции и уменьшению боли.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
