Универсальная вакцина от гриппа и омолаживающее оливковое масло: главные открытия февраля

Раз в месяц Reminder рассказывает о новостях медицины, психологии и трансгуманизма, которые показались нам наиболее интересными. Вот что привлекло наше внимание в феврале.

Искусственный интеллект нашел генетические взаимосвязи

Возможность находить генетические варианты, которые повышают риски развития различных болезней — это ключ к персонализированной медицине будущего, а также, возможно, радикальному продлению жизни. Но генетических вариантов такое множество, что обработать всю доступную информацию и обнаружить причинно-следственные связи между мутациями в генах и болезнями «вручную» кажется практически невыполнимой задачей.

Но искусственный интеллект может помочь. В феврале в Nature опубликовали работу, которая впервые показала, как можно использовать технологии машинного обучения deep learning для поиска генетических вариантов, ассоциированных с разными заболеваниями.

Ученые использовали для своего анализа информацию об экспрессии порядка 20 000 генов у большого количества людей. Исследователи никак не сортировали данные, то есть не давали ИИ «подсказки» по поводу того, какие гены принадлежат здоровым людям, а какие — больным. Искусственный интеллект должен был самостоятельно выделить те мутации, которые наиболее вероятно приведут к развитию болезней.

ИИ удалось обнаружить такие паттерны — и они вполне соответствовали биологическим механизмам, происходящим в организме. То есть можно предполагать, что это не просто корреляции, а именно причинно-следственные связи. Были обнаружены генетические варианты, связанные с ожирением, астмой, воспалительными заболеваниями кишечника и рассеянным склероз — заболеваниями, в развитии которых, скорее всего, участвует огромное множество генов.

И бонус: благодаря тому, что данные изначально не были отсортированы, есть шанс, что ИИ нашел какие-то совершенно новые, до этому не известные науке генетические ассоциации. Следующий этап исследования — изучить эти новые находки и понять, релевантны ли они с точки зрения биологии. Если окажется, что это так, то подобная технология может открыть огромные возможности для поиска генов, ответственных и за другие комплексные заболевания — а значит, и приблизить нас к их более эффективной профилактике и лечению.

Новый способ борьбы со стойкостью к антибиотикам

Резистентность к антибиотикам — огромная проблема человечества. Уже существуют «супербактерии», на которые не действуют ни один из современных антибиотиков. В феврале канадско-американская группа исследователей предложила совершенно новый подход к уничтожению бактерий.

Традиционные антибиотики (например, пенициллин) не дают бактерии выстраивать свою клеточную стенку, что мешает размножению бактерий в организме и, соответственно, останавливает развитие инфекции. Но «супербактерии» уже адаптировались к такому механизму действия антибиотиков. Новый подход использует  противоположный механизм: обнаруженные учеными вещества, корбомицин и комплестатин, не дают клеточной стенке бактерий разрушаться, без чего клетки не могут продолжить деление.  

Ученые продемонстрировали, что найденные ими антибиотики могут останавливать инфекции, вызванные одной из «супербактерий» Staphylococcus aureus, у мышей. У человека этот патоген часто вызывает серьезные заболевания, в том числе вспышки внутрибольничных инфекций с высокой смертностью.

Надежда на универсальную вакцину от гриппа

Эпидемия гриппа повторяется ежегодно и уносит жизни до 650 тысяч человек. Достаточно эффективных лекарств от гриппа нет, и лучшая защита от него — это прививка. Но из-за того, что вирус гриппа постоянно мутирует, вакцину приходится каждый год создавать заново, пытаясь предугадать, какие штаммы будут активны в наступающем сезоне — а это не всегда удается сделать, что снижает защитные свойства прививки. Вакцина этого года, например, оказалась эффективной примерно на 45% — и это довольно неплохо, учитывая, что в сезоне 2018/2019 она защищала от гриппа лишь на 29%.

Как можно улучшить профилактику гриппа? Об одной из идей ученые рассказали в журнале Science.

Вакцины, которые используют сейчас, работают следующим образом. Вирус гриппа содержит два основных протеина, которые обеспечивают его проникновение в наши клетки и дальнейшее размножение: гемагглютинин (буква H в названии штамма) и нейраминидазу (N). Таким образом, штамм гриппа H1N1 включает гемагглютинин и нейраминидазу первого субтипа, H3N2 — гемагглютинин третьего и нейраминидазу второго субтипов. При подготовке вакцины ученые пытаются предсказать, какие типы гемагглютинина и нейраминидазы будут входить в штаммы следующего сезона — и затем добавляют их деактивированные фрагменты в прививку, чтобы в организме выработались антитела против данных протеинов. Не угадали с выбором нужных белков — и вы остаетесь беззащитными перед гриппом.

Новый подход, описанный в Science, может решить эту проблему. Традиционная прививка направлена на выработку В-лимфоцитов, которые и производят антитела против конкретных белков в составе вируса. Тогда как при естественном заражении гриппом у человека вырабатываются вирус-специфические Т-лимфоциты — и если сделать вакцину, направленную на их активацию, то можно создать защиту от широкого спектра штаммов гриппа.

Ученые намерены сделать это, добавив в обычную прививку специальный адъювант — вещество, усиливающее действие вакцины. В качестве адъюванта выступает компонент под названием PS-GAMP — в него входят сигнальные молекулы, которые вырабатываются в организме во время естественного иммунного ответа на заражение вирусом. Таким образом, исследователи намерены получить выработку Т-лимфоцитов в качестве реакции на прививку — так, как будто вы действительно переболели гриппом.

Первые результаты обнадеживают. Подопытным мышам и хорькам вводили инактивированную вакцину от гриппа H1N1, усиленную PS-GAMP — и у животных выработалась достаточно надежная защита также от штаммов H3N2, H5N1, H7N9 гриппа типа А, а также от гриппа типа В. Причем иммунитет развивался быстрее, чем после традиционной прививки — в течение всего двух дней, и держался он до полугода, чего достаточно, чтобы пережить сезонную эпидемию.

Если вакцина окажется столь же эффективной при тестировании на людях, это может значительно облегчить профилактику гриппа и снизить количество жертв болезни. А возможно, ученые найдут способ продлить эффект прививки — и тогда ее даже не придется делать каждый год.

Оливковое масло для долгой жизни

Ученые уже довольно давно пришли к консенсусу, что так называемая «средиземноморская диета» — один из самых здоровых способов питаться. Научные работы с завидным постоянством показывают, что следование такой диете уменьшает смертность от всех причин, вероятность инфаркта, инсульта и инвалидности. Но что именно в этом режиме питания так хорошо влияет на здоровье?

На днях в Cell вышло исследование, в котором объясняется, как оливковое масло в составе средиземноморской диеты может продлевать жизнь и защищать от возрастных болезней.

Ученые рассказывают, что мононенасыщенные жирные кислоты, содержащиеся в оливковом масле, активируют особый сигнальный путь в клетках — он регулирует клеточный цикл (от создания клетки до ее деления), метаболизм и продолжительность здоровой жизни.

Но есть один подвох: недостаточно просто есть оливковое масло, чтобы запустить этот сигнальный путь. Мононенасыщенные жирные кислоты из оливкового масла хранятся в клетках в виде жировых капель. И только когда капли разрушаются, высвобождая жирные кислоты — а происходит это во время физических упражнений или голодания, — активируется сигнальный путь.

Исследователи планируют дальше изучать открытый ими механизм — чтобы в будущем создать лекарства, продлевающие молодость. А пока, мы получили очередное подтверждение того, что здоровая диета и спорт дают хороший шанс продлить молодость. 

Шансы подхватить коронавирус

22 февраля представители ВОЗ сделали заявление о том, что «окно возможности» для сдерживания коронавируса (SARS-CoV-2) закрывается. Скорее всего, он придет в большинство стран. По оценке эпидемиолога из Гарварда Марка Липшица, в течение ближайшего года 40-70% людей по всему миру заразится новым коронавирусом. 

Но это не повод для паники. Смертность у SARS-CoV-2 достаточно низкая, всего около 2%. Большинство людей, вероятно, перенесут инфицирование в легкой форме или даже вовсе без симптомов. Но есть шанс, что SARS-CoV-2 с нами надолго — и станет таким же обычным сезонным заболеванием, как грипп и простуда.

Вакцина от вируса в процессе разработки: в апреле ее начнут тестировать на людях, а летом будут первые результаты по ее эффективности. Это вряд ли поможет сдержать текущую эпидемию, но может быть неплохим заделом на будущее. Правда, SARS-CoV-2 похож по своей структуре на вирус гриппа, поэтому он может быстро мутировать — так что, возможно, придется теперь каждый год делать по две новые сезонные вакцины. Если, конечно, для коронавируса — как и для гриппа — не изобретут «универсальную» прививку.

А пока вакцины нет, наиболее эффективная профилактика сводится к нескольким пунктам.

• Мойте руки после транспорта, контакта с другими людьми и перед едой. Не касайтесь руками лица, рта, носа, глаз.

• Проветривайте помещения.

• Избегайте мест массового скопления людей.

• Используйте дома увлажнитель воздуха. Зимой из-за отопления воздух в квартире становится более сухим, что может вести к пересыханию слизистых — а такие слизистые менее устойчивы перед вирусом.

• Поддерживайте здоровый образ жизни.

Фото на обложке: Nazar Hrabovyi / Unsplash