Исследователи из Висконсинского университета (США) определили возможный способ создания вакцин более длительного действия против респираторных вирусов, таких как грипп и коронавирус. Работа, опубликованная 25 марта в журнале Cell Reports, посвящена Т-клеткам, типу иммунных клеток, которые помогают контролировать инфекции, убивая инфицированные вирусом клетки. В отличие от антител — основы большинства современных вакцин, которые могут терять эффективность по мере мутации вирусов, — Т-клетки распознают более стабильные части вирусов, обеспечивая более широкую защиту. Однако проблема создания вакцин на основе Т-клеток заключается в их относительно коротком сроке службы. Новое исследование проливает свет на неожиданный потенциальный обходной путь. "Мы, по сути, открыли механизм, на который мы можем воздействовать, — новый ключ к созданию долгоживущих Т-клеток", - говорит М. Суреш, возглавлявший исследование.

   Большинство вакцин разработаны таким образом, чтобы стимулировать выработку антител, блокирующих инфекцию. Такой подход хорошо работает при многих инфекционных заболеваниях, но он может оказаться неэффективным в борьбе с быстро мутирующими вирусами. Для таких вирусов, как SARS-CoV-2 и сезонный грипп, предусматривается регулярное обновление вакцин для борьбы с новыми вариантами вируса и поощрение населения к ежегодному получению новейших прививок от гриппа и COVID. Но у этой стратегии есть свои подводные камни. "Из-за пандемии, которую мы пережили, люди просто устали от вакцинации", - говорит Суреш. Способность использовать Т-клетки может стать потенциально более эффективным путем. Вместо того, чтобы предотвращать инфекцию напрямую, Т-клетки помогают снизить тяжесть заболевания и способствуют скорейшему выздоровлению, выявляя и уничтожая инфицированные клетки.

   Поскольку Т-клетки распознают внутренние вирусные белки, которые со временем практически не меняются, они могут оставаться эффективными даже при мутации вирусов. Однако ключевой проблемой является надежность защиты, обеспечиваемой Т-клетками, особенно в легких, где часто возникают респираторные инфекции. Лаборатория Суреша изучает специализированную группу иммунных клеток, известных как Т-клетки тканевой памяти, которые остаются в легких и дыхательных путях в качестве первой линии защиты. Эти клетки могут быстро реагировать на инфекцию. "Но проблема в том, что они не сохраняются очень долго", - говорит Суреш. - Они исчезают, и мы до сих пор не знаем почему".

   В новом исследовании Суреш и его коллеги изучили, что происходит в первые часы после вакцинации, когда активируется врожденная иммунная система организма. Различные типы патогенов запускают различные ранние воспалительные сигналы, которые "программируют" Т-клетки памяти распознавать инфицированные клетки и преследовать их. Группа Суреша задалась вопросом, может ли изменение этих сигналов изменить процесс развития Т-клеток. Используя экспериментальный подход к вакцинации на мышах, исследователи сравнили два типа ранних иммунных сигналов: один, имитирующий вирусную инфекцию и другой, напоминающий бактериальную реакцию. Разница была поразительной. "Когда у нас было вирусоподобное воспаление, Т-клетки памяти ослабевали, и мы быстро теряли защиту", -рассказал Суреш. "Но когда мы создали бактериоподобное воспаление, у мышей развился другой тип Т-клеток памяти, которые на самом деле сохранялись и защищали дольше".

   По словам Суреша, более долговечные клетки обладали характеристиками, сходными со стволовыми клетками, включая способность к сохранению и регенерации. Что еще более удивительно, эти клетки смогли адаптироваться при столкновении с вирусом. Когда исследователи подвергли вакцинированных мышей воздействию инфекции, Т-клетки переключились на более типичный режим борьбы с вирусами. Такая гибкость предполагает, что Т-клетки могут сочетать долговечность со способностью эффективно бороться с вирусной инфекцией.

   Полученные данные открывают потенциальный путь к созданию вакцин, которые обеспечивают более широкую защиту от различных вариантов вирусов. "Продолжительность иммунитета очень важна", - говорит Суреш. "Можем ли мы проводить вакцинацию реже и могут ли прививки защитить от новых штаммов?". Исследование также подчеркивает важность обеспечения иммунитета в местах проникновения инфекции. В случае респираторных заболеваний это может означать разработку вакцин, которые действуют в носовой полости и легких. 

   Текущее исследование проводилось на мышах. Авторы работы планируют протестировать этот подход на приматах и на моделях, которые лучше отражают разнообразие иммунной системы человека. Также будут изучены способы направления иммунных клеток в легкие после традиционной вакцинации — стратегия, которая может улучшить защиту, не требуя новых методов доставки.

   Исследование, опубликованное в апрельском номере журнала Cell Host & Microbe, предполагает, что перепрограммирование иммунного метаболизма может стать новой стратегией борьбы с инфекцией, а не разработкой другого специфического противогрибкового препарата.

   Грибок Candida albicans вызывает инфекции, которые могут проявляться как поверхностно на коже и ногтях, так и проникать в органы и кровоток. В последние десятилетия распространенность системного кандидоза возросла из-за увеличения числа пациентов с ослабленным иммунитетом в результате болезни или лечения, длительного приема антибиотиков и некоторых заболеваний, таких как заболевания почек. Лечение системного кандидоза стало более трудным из-за устойчивости к противогрибковым препаратам, ограниченных средств ранней диагностики и отсутствия одобренных противогрибковых вакцин. По мнению Парты Бисвас, ведущего автора статьи из  Университета Стоуни Брук (США), эти проблемы стали препятствиями на пути лечения системного кандидоза и иллюстрируют необходимость в новых терапевтических стратегиях.

   Бисвас и его коллеги использовали мышиную модель кандидоза для изучения нейтрофилов, которые являются основными эффекторными клетками, ответственными за быстрое уничтожение грибков при кандидозе. Однако эта естественная противогрибковая активность в значительной степени зависит от внеклеточной глюкозы, которой становится недостаточно при этом инфекционном процессе, поскольку C. albicans конкурирует за питательные вещества. Обычно метаболическая конкуренция внутри организма-хозяина представляет собой враждебную среду, которая ограничивает выживание и функционирование нейтрофилов, особенно при наличии сопутствующих метаболических нарушений (заболеваний).

   Исследовательская группа продемонстрировала на модели, что нейтрофилы преодолевают недостаток глюкозы, активируя фермент гликогенфосфорилазу печени (PYGL). Этот фермент мобилизует внутриклеточные запасы гликогена, которые способствуют противогрибковой активности. Ученые также обнаружили, что после специфичной для нейтрофилов делеции PYGL в мышиной модели, животные имели повышенную восприимчивость к кандидозу. Но затем, благодаря использованию клинически одобренного активатора PYGL, агониста бета-2 адренергических рецепторов, защита организма от кандидоза была значительно улучшена за счет усиления противогрибковых функций. Кроме того, используя нейтрофилы из периферической крови здоровых добровольцев, авторы продемонстрировали, что человеческие нейтрофилы аналогичным образом усиливают функцию PYGL для борьбы с грибковыми инфекциями.

   Агонисты бета-2-адренорецепторов, такие как альбутерол, в настоящее время используются для лечения астмы и других респираторных заболеваний, поскольку они расслабляют мышцы дыхательных путей и улучшают дыхание. "Наши результаты раскрывают ранее неизвестные метаболические пути, которые потенциально могут быть терапевтически направлены против кандидоза", - объясняет Бисвас. "Если мы сможем идентифицировать и использовать фермент PYGL для существенного перепрограммирования функции нейтрофилов у людей против C. albicans, вызывающих инфекцию, это может значительно изменить ход будущих методов лечения кандидоза и, возможно, других инвазивных грибковых инфекций".

   Однако в 5-10% случаев спящие микобактерии туберкулеза (Mtb) могут активироваться и развиться в опасное для жизни заболевание. Реактивация более вероятна, когда иммунная система ослаблена, в том числе у пожилых людей и людей с такими заболеваниями, как диабет или ВИЧ. Ученые из Университета Джеймса Кука (Австралия) получили новые знания о латентной туберкулезной инфекции, используя передовые методы, позволившие исследователям точно определить, где иммунные клетки и бактерии взаимодействуют внутри тканей. Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, позволило провести раннее тестирование новой вакцины против туберкулеза, которая поможет предотвратить повторную активацию заболевания.

   Руководитель исследования Андреас Купц говорит, что понимание того, почему это происходит, остается важной задачей. "Изучение латентных инфекций туберкулеза затруднено, потому что микобактерии туберкулеза поражают только людей, поэтому большинство моделей на животных на самом деле не демонстрируют этот тип латентной инфекции", - сказал он. Чтобы преодолеть это, Купц и коллеги разработали модель, которая имитирует инфекцию, распространяющуюся за пределы легких. "Есть доказательства того, что латентная инфекция у людей на самом деле локализуется не в легких, хотя первоначальная инфекция возникает именно там", - сказал Купц. "Вместо этого бактерии туберкулеза могут находиться в лимфатических органах, таких как лимфатические узлы или костный мозг. Этот тип лимфатической инфекции может быть смоделирован в изолированной модели туберкулеза".

   Центральное место в этом исследовании заняла технология, известная как пространственная транскриптомика, которая позволяет ученым изучать целые ткани, а не изолированные клетки. "Еще пять или шесть лет назад при изучении иммунной системы многое из того, что нам приходилось делать, основывалось на изолированных иммунных клетках", - поясняет Купц. "Теперь мы можем рассмотреть всю ткань в целом и определить, какие клетки соседствуют с другими клетками. Мы можем точно определить, где находятся латентные бактерии туберкулеза. Пространственная транскриптомика позволяет нам исследовать, что на самом деле происходит в этих лимфатических узлах, когда бактерии либо локализуются, либо когда они могут вырваться из-под контроля".

   Используя мышиную модель локализованной лимфатической инфекции Mtb, ученые проанализировали факторы, приводящие к сдерживанию и реактивации. Они показали, что вызванное иммуносупрессией распространение лимфатическихо Mtb и последующее прогрессирование заболевания можно предотвратить с помощью вакцинации БЦЖ или рекомбинантной БЦЖ даже в отсутствие CD4+ Т-клеток. Многопараметрическая визуализация, пространственная транскриптомика и сетевой анализ показали, что иммуносупрессия, опосредованная анти-CD4, вызывает отчетливое перемещение иммунных клеток, не относящихся к CD4, по краям туберкулезных очагов в шейных лимфатических узлах. Хотя количество В-клеток увеличивается, они оказываются ненужными для сдерживания Mtb во время потери CD4+ Т-клеток. Используя мышей с дефицитом иммунокомпетентных клеток, истощением клеток и адоптивным переносом, авторы показали, что CD8+ Т-клетки опосредуют вызванную вакцинацией профилактику распространения Mtb в отсутствие CD4+ Т-клеток, что помогает вести лечение латентного туберкулеза у пациентов с ослабленным иммунитетом.

   "Благодаря нашим результатам, мы теперь знаем, что делают CD8+ Т-клетки в лимфатических узлах и как они это делают в пространстве. Но пока мы не знаем точно, убивают ли они бактерии, или же просто создают барьер. В течение следующих пяти лет мы хотим выяснить, как эти клетки на самом деле обеспечивают сдерживание, потому что это все еще недостающее звено — объяснить, как латентный туберкулез реактивируется", - сообщил Купц.

   В статье, опубликованной в журнале JAMA Otolaryngology—Head and Neck Surgery, описывается, как анализ крови на циркулирующую опухолевую ДНК ВПЧ (ctDNA) меняется до и после операции. В исследовании изучалось, как биология опухоли и факторы, влияющие на пациента, влияют на уровни ctDNA. Полученные результаты дают новое важное представление о том, как этот тест ctDNA можно использовать для улучшения оценки риска и персонализации планов лечения. "Мы знаем, что более 90% случаев рака горла вызвано ВПЧ", — говорит соавтор работы Кэтрин Харинг. "Хотя этот тип рака хорошо поддается лечению, лучевая и химиотерапия влияют на качество жизни пациентов. Усовершенствованные биомаркеры могут помочь нам лучше адаптировать лечение, чтобы уменьшить ненужные побочные эффекты и обеспечить получение пациентами необходимой терапии".

   В исследовании приняли участие 104 взрослых пациента, которые проходили лечение от рака горла, ассоциированного с ВПЧ, в период с сентября 2021 по апрель 2025 года. Двадцать пациентов были женщинами и 84 - мужчинами, и у большинства из них опухоли на ранних стадиях локализовались в миндалинах. Всем пациентам была проведена операция по удалению раковой опухоли, при этом дополнительная терапия (лучевая и/или химиотерапия) была рекомендована в зависимости от патологических факторов риска.

   ДНК циркулирующего опухолевого ВПЧ была протестирована перед операцией у всех пациентов и после операции (до облучения) у 74 пациентов. "Мы обнаружили, что уровни ctDNA до лечения зависят от биологии опухоли и функции почек", - рассказала Харинг. "Послеоперационная ctDNA отражает как остаточный уровень рака, так и исходный уровень ДНК опухоли. Это означает, что результаты теста необходимо интерпретировать в контексте. Положительный результат после операции может указывать на более высокий риск, но отрицательный результат не всегда означает, что у пациента все в порядке". На практике это означает, что анализ крови может дать дополнительную информацию после операции, помогая врачам лучше понять риск пациента.

   По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний США, ежегодно в США у более чем 22 000 человек диагностируется рак горла, связанный с ВПЧ. У мужчин заболеваемость выше, чем у женщин. После хирургического вмешательства и облучения пациенты могут испытывать длительные побочные эффекты, такие как затрудненное глотание, сухость во рту, изменение вкуса, апноэ во сне и гипотиреоз. Будущие исследования будут направлены на повышение чувствительности тестирования ctDNA и его интеграцию в многофакторные модели риска, которые объединяют данные биомаркеров с традиционными клиническими и патологическими факторами риска для лучшей персонализации медицинской помощи.

   Это состояние негативно сказывается на самочувствии матери как во время беременности, так и после родов, а также на развитии ребёнка. На психическое здоровье матери влияют многочисленные факторы и в последнее время появляются данные, указывающие на связь между приёмом антибиотиков и психическим здоровьем матери. Исследование, опубликованное в журнале BMC Public Health, было проведено Кентой Мацумурой и его коллегами из Университета Тояма (Япония). «Хотя бывают ситуации, когда антибиотики просто необходимы, появление бактерий, устойчивых к антибиотикам, из-за их ненадлежащего использования стало серьезной проблемой. Мы хотели понять, как использование антибиотиков связано с психологическим дистрессом у беременных женщин», — сказал Мацумура.

   Чтобы изучить связь между приемом антибиотиков и психологическим дистрессом, исследователи проанализировали данные 94 490 беременных женщин, участвующих в продолжающемся общенациональном японском когортном исследовании рождаемости, призванном изучить, как факторы окружающей среды связаны со здоровьем и развитием детей. Большинство женщин, включенных в исследование, находились на сроке около 12 недель беременности, а повторные оценки проводились, когда они были на сроке около 15 недель.

   Информация об использовании антибиотиков участницами собиралась за период от момента зачатия до подтверждения беременности и от подтверждения беременности до включения в исследование. Затем участниц разделили на три группы: те, кто не принимал антибиотики; те, кто принимал антибиотики в течение одного из двух периодов; и те, кто принимал антибиотики в течение обоих периодов.

   Исследователи оценили психологический дистресс участниц с помощью японской версии Шкалы психологического дистресса Кесслера (K6) —  анкетирования, в котором участницы отвечают на шесть вопросов о своем психическом состоянии. Затем исследователи использовали группу, не принимавшую антибиотики, в качестве контрольной группы для оценки связи между приемом антибиотиков и психологическим дистрессом в двух других группах. Они рассчитали скорректированное отношение шансов — статистический показатель, используемый для оценки силы связи между двумя переменными, в данном случае приемом антибиотиков и психологическим дистрессом. «Мы обнаружили, что прием антибиотиков до и во время беременности был связан с психологическим дистрессом в раннем и среднем сроках беременности», — рассказал Мацумура.

   После учета потенциальных факторов, которые могли повлиять как на прием антибиотиков, так и на психологический дистресс, таких как возраст матери, индекс массы тела до беременности, уровень образования, доход, курение, употребление алкоголя, семейное положение и психиатрический анамнез, анализ показал, что по сравнению с отсутствием приема антибиотиков скорректированные отношения шансов для умеренного психологического дистресса (оценка по шкале K6 от 5 до 12) составили 1,12 при приеме в любой из периодов и 1,22 при приеме в обоих периодах. Для тяжелого психологического дистресса (оценка по шкале K6 выше 13) скорректированные отношения шансов составили 1,07 и 1,50 соответственно. Более высокие отношения шансов, наблюдаемые при более длительном воздействии антибиотиков, указывают на то, что вероятность психологического дистресса в раннем и среднем сроках беременности была выше среди участниц, которые сообщали о приеме антибиотиков в течение большего числа периодов.

   Одно из возможных объяснений этих результатов связано с микробиомом кишечника, которая может изменяться под воздействием антибиотиков. Изменения в микробиоме кишечника наблюдались при различных состояниях, включая ожирение, диабет и воспаление, и такие изменения также изучались в связи с психиатрическими расстройствами. Исследователи подчеркивают, что эти результаты не предполагают отказа от антибиотиков, когда они необходимы по медицинским показаниям. Вместо этого, результаты могут внести вклад в продолжающиеся дискуссии о надлежащем использовании антибиотиков и в усилия по сокращению ненужных назначений.

   «Это исследование может побудить женщин, планирующих беременность или находящихся на ранних сроках беременности, более внимательно относиться к правильному применению антибиотиков. Антибиотики необходимы, когда это требуется по медицинским показаниям; однако повышение осведомленности о необходимости избегать ненужных назначений — например, при обычной простуде — также может быть актуально с точки зрения психического здоровья матери», — заключает Мацумура.

   Болезнь Альцгеймера является наиболее распространенной формой деменции; по состоянию на 2025 год, только в США ею страдают более 7 миллионов американцев в возрасте 65 лет и старше, что составляет примерно одного человека из девяти в этой возрастной группе. Ожидается, что к 2050 году это число увеличится более чем вдвое.

   Исследование 2022 года, проведенное под руководством Пола Шульца, профессора неврологии в Медицинском центре Университета Хьюстона, показало, что риск развития болезни Альцгеймера у людей в возрасте 65 лет и старше снижается, если они получают вакцину против гриппа. Недавно Шульц и его коллеги опубликовали еще одно исследование, показывающее, что риск развития болезни Альцгеймера значительно снижался у пожилых людей, получивших более высокую дозу вакцины против гриппа.

   «Департамент общественного здравоохранения ознакомился с нашими исследованиями по вакцинам и попросил меня приехать, чтобы поговорить об этом», — рассказал Шульц, который является старшим автором исследования. «Мы прошлись по результатам и они спросили, есть ли разница при разных дозировках, и честно говоря, я был в замешательстве». В возрасте 65 лет иммунная система становится менее эффективной в борьбе с инфекциями. CDC США рекомендует взрослым в возрасте 65 лет и старше получать вакцину от гриппа в высокой дозе, которая в четыре раза сильнее стандартной дозы, назначаемой общему населению. «Я был ошеломлен тем, что, будучи врачом, я не знал, что предлагается более высокая доза», — сказал Шульц.

   Вакцинация от гриппа рекомендуется для всех групп населения, но осложнения от гриппа могут быть особенно опасны для людей с болезнью Альцгеймера. До 2022 года CDC США не рекомендовал какой-либо конкретный тип внутримышечной вакцины от гриппа для взрослых в возрасте 65 лет и старше; рекомендация заключалась просто в том, что ежегодная вакцинация от гриппа должна проводиться независимо от состава препарата. Хотя предыдущие исследования показали, что инактивированные вакцины против гриппа связаны со снижением риска развития болезни Альцгеймера на 40%, не было исследований о том, насколько риск может быть снижен при введении более высокой дозы вакцины. Шульц также узнал, что из-за роста численности пожилого населения, которое в некоторых районах превышает запасы вакцин с высокой дозой, некоторые пожилые люди в итоге получают стандартную дозу. «Поэтому мы начали изучать этот вопрос и, как и ожидалось, смогли собрать данные о тысячах и тысячах людей старше 65 лет, которые получили вакцину в высокой или низкой дозе. Конечно они подвержены большему риску развития болезни Альцгеймера, чем кто-либо другой, поскольку это связано с возрастом, и мы могли сравнить высокую дозу с низкой и посмотреть, есть ли разница», — сказал Шульц.

   Исследователи проанализировали данные почти 200 000 участников в возрасте 65 лет и старше, как мужчин, так и женщин, и обнаружили, что вакцинация от гриппа в высокой дозе была связана со снижением риска развития болезни Альцгеймера по сравнению с вакцинацией в стандартной дозе. Результаты также показали, что защитный эффект высокой дозы был сильнее у женщин. Они обнаружили, что по сравнению со стандартной дозой вакцины против гриппа, которая снижала риск развития болезни Альцгеймера на 40%, у людей в возрасте 65 лет и старше, получивших вакцину против гриппа в высокой дозе, риск развития болезни Альцгеймера снижался почти на 55%.

   Только в 2024 году, по данным ВОЗ, более 10 миллионов человек во всем мире заболели активной формой ТБ, при этом было зарегистрировано 1,2 миллиона смертей. Это делает туберкулез ведущей причиной летальности вследствие одного инфекционного заболевания. В статье, опубликованной в журнале Journal of Clinical Investigation, исследовательская группа из Университете Джонса Хопкинса сообщает о разработке терапевтической интраназальной (вводимой через нос) ДНК-вакцины против туберкулеза, в которой объединены два гена с целью побудить иммунную систему бороться с лекарственно-устойчивыми бактериальными «персистерами», способными выживать после длительного курса антибиотикотерапии и способствующими рецидивам заболевания.

   В последние годы ВОЗ призывает к разработке терапевтических вакцин, которые можно было бы использовать наряду с лекарственной терапией для сокращения курсов лечения туберкулеза и улучшения результатов, в частности потому, что длительные курсы лечения многими лекарствами трудно завершить, а лекарственно-устойчивые штаммы туберкулеза продолжают появляться. Вакцина, описанная в новом исследовании, обещает удовлетворить эту потребность. «При введении одновременно с противотуберкулезной терапией первой линии наша интраназальная ДНК-вакцина помогла инфицированным мышам быстрее избавиться от туберкулезных бактерий, уменьшила воспаление легких и предотвратила рецидив после окончания лечения», — рассказывает ведущий автор исследования Стилиани Караника. «Вакцина также способствовала более эффективной работе мощной комбинации противотуберкулезных препаратов — бедаквилина, претоманида и линезолида, что позволяет предположить, что ее можно использовать в сочетании с лечением лекарственно-устойчивого туберкулеза, чтобы помочь организму бороться с болезнью даже в тех случаях, когда лечение затруднено».

   Новая вакцина объединяет два гена, relMtb и Mip3α, и вводится через нос, чтобы использовать три полезных биологических эффекта. «Во-первых, бактерии туберкулеза обладают геном relMtb, который производит белок RelMtb, помогающий микробам выживать в неблагоприятных условиях, таких как воздействие антибиотиков, низкий уровень кислорода и ограничение питательных веществ, переходя в устойчивое состояние, толерантное к лекарствам», — объясняет Караника. «Слияние relMtb с геном Mip3α генерирует сигнал, привлекающий незрелые дендритные клетки — ключевые клетки, которые захватывают белки возбудителя туберкулеза и «презентируют» их Т-клеткам, иммунным клеткам, помогающим координировать целенаправленную атаку на микобактерии туберкулеза. Наконец, интраназальное введение позволяет сфокусировать вакцинацию на слизистой оболочке дыхательных путей в легких, где развивается туберкулезная инфекция, что помогает сформировать длительный локальный иммунитет Т-клеток в дыхательных путях и легких наряду с системными иммунными реакциями».

   Объединяя эти стратегии, исследователи стремились усилить иммунную активность непосредственно в дыхательных путях. В исследованиях на мышах этот подход увеличил рекрутирование и активацию дендритных клеток, улучшил организацию взаимодействия дендритных и Т-клеток в легких и сгенерировал стойкие, стимулированные антигеном Т-клеточные реакции — как локально, так и системно — со стороны двух типов Т-клеток: CD4 Т-хелперов и CD8 Т-киллеров.

   У макак-резусов исследователи обнаружили, что введенная назально ДНК-вакцина вызвала значимые иммунные реакции, направленные против туберкулеза, в крови и дыхательных путях, аналогичные тем, которые привели к снижению количества бактерий в легких исследуемых мышей. Эти реакции сохранялись в течение как минимум шести месяцев, что свидетельствует о длительном действии вакцины. Однако, по утверждению Караники, в ходе этих исследований на приматах измерялась только иммунная активация, а не реакция на заражение туберкулезом.

   Караника отмечает, что прежде чем будут одобрены клинические испытания на людях, необходимы дополнительные исследования. «Данные, полученные на приматах, обнадеживают, поскольку показывают, что вакцина Mip3α/relMtb способна вызывать стойкие, стимулированные антигеном иммунные реакции в животной модели, иммунная система которой более близка к человеческой», — говорит она. «Это дает нам важный переходный мост между исследованиями эффективности на мышах и дополнительными доклиническими работами, необходимыми перед испытаниями на людях».

   Авторы утверждают, что их результаты подтверждают целесообразность более широкой стратегии, направленной на борьбу с персистирующими бактериями туберкулеза с помощью иммунотерапии, а не исключительно на использование антибиотиков для уничтожения активно размножающихся бактерий. Поскольку ДНК-вакцины относительно стабильны и могут производиться оперативно, они могут предложить практические преимущества, если этот подход в конечном итоге окажется эффективным у людей.

   Имея размеры 5 метров в квадрате и 3 метра в высоту, Ева занимает не менее половины площади лаборатории, которая теперь стала для неё домом. Эта роботизированная платформа, установленная в Технологическом университете Чалмерса в Гётеборге (Швеция), является детищем пионера в области самоуправляемых лабораторий Росса Кинга. По словам Кинга, она работает на базе искусственного интеллекта, оснащена системой автопилота и «работает довольно тихо». Но при этом она очень быстра. Работая на полной скорости, роборука Евы может перемещаться со скоростью несколько метров в секунду с точностью позиционирования в доли миллиметра. Обычно команда запускает Еву на более низкой скорости — иначе, по выражению Кинга, «это слишком страшно».

   Ева автоматизирует процесс раннего этапа разработки лекарственных препаратов. Одно из первых достижений Евы было сделано в 2018 году, примерно через три года после ее создания, когда она определила, что распространенное антимикробное соединение триклозан может воздействовать на фермент, который имеет решающее значение для выживания малярийных паразитов Plasmodium во время их фазы покоя в печени. Для этого Ева самостоятельно проверила около 1600 химических веществ и смоделировала, как их структура связана с их активностью, чтобы предсказать, какие из них стоит тестировать. Кинг и его группа вооружили робота базовыми знаниями и системой машинного обучения для разработки гипотез. Затем Ева использовала эти данные для разработки экспериментов по проверке гипотез и, что особенно важно, провела их самостоятельно. Это открытие показало исследователям потенциальный способ борьбы с малярией, устойчивой к лечению. «Это попытка воплотить научный метод с помощью машины» — говорит Кинг.

   В 2009 году Кинг использовал предшественника системы Ева для исследования примерно 10–15% генов дрожжей с неизвестными функциями . Он назвал эту систему Адам — в честь как библейского персонажа, так и экономиста XVIII века Адама Смита, который был ярым сторонником промышленной механизации. Кинг видит параллели в будущем науки. «Большая часть биологических исследований выполняется как ремесленная работа», — говорит Кинг: лаборатория с главным исследователем, аспирантами и студентами работает во многом так же, как ремесленник работает со своими учениками. Автономные лаборатории, напротив, больше похожи на производственную линию. В результате «наука будет осуществляться по-другому, как на фабрике», — добавляет он.

   Технология все еще находится в зачаточном состоянии и большинство достижений на данный момент носят поступательный характер. Но по мере того, как эта область вторгается в те части научного процесса, которые обычно выполняются людьми — изучение литературы, планирование экспериментов, анализ данных и принятие решений о том, какую гипотезу проверять дальше — исследователям придется решать, что эти разработки означают для будущего лаборатории. Многие секторы, от сельского хозяйства до хирургии, начинают использовать возможности робототехники на базе ИИ. Например, корейский автопроизводитель Hyundai объявил в январе, что разместит десятки тысяч автономных гуманоидных роботов на своих производственных предприятиях, и что к 2030 году они будут выполнять сложные работы по сборке автомобилей.

   Промышленные лаборатории и централизованные лабораторные комплексы используют роботов для ускорения работы с жидкостями и анализа проб с середины 1980-х годов. Но лаборатории с автономным управлением могут пойти гораздо дальше. Сочетая ИИ, робототехнику и автоматизированное оборудование, эти платформы могут разрабатывать и проводить эксперименты с минимальным участием человека. Адам оснащен морозильной камерой, заполненной штаммами мутантных дрожжей, а также химикатами, необходимыми для измерения роста клеток в различных условиях. Кроме того, он оснащен тремя инкубаторами, центрифугой, двумя считывателями штрих-кодов, семью камерами и 20 датчиками окружающей среды. Получив от своих операторов общую задачу, он самостоятельно формулирует гипотезы, а затем проверяет их, проводя эксперименты гораздо быстрее, чем это мог бы сделать человек.

   Кинг признает, что нанять студентов для этой работы, вероятно, было бы дешевле. Но его новейший робот, Genesis, сможет провести достаточно экспериментов, чтобы сделать этот процесс экономически целесообразным. По оценкам Кинга, создание Genesis обойдется в 1 миллион фунтов стерлингов (1,3 миллиона долларов США) — столько же, сколько стоил бы каждый из роботов Адам или Ева по отдельности, — но он считает, что в конечном итоге это будет как минимум на порядок дешевле, чем человеческий труд. Кинг планирует использовать эту систему — занимающую в пять раз меньше площади, чем Ева — для моделирования взаимодействия генов, белков и малых молекул в клетках. Часть этой работы будет заключаться в проведении около 10 000 масс-спектрометрических измерений ежедневно.

   Химик и компьютерный ученый Алан Аспуру-Гузик из Университета Торонто в Канаде курирует парк из 50 автономных роботов, работающих в нескольких лабораториях и университетах. Этот проект, известный как Acceleration Consortium, финансируется грантом на сумму 200 млн канадских долларов (146 млн долларов США). Один из его бывших аспирантов, химик Гейб Гомес, впоследствии открыл собственную автономную лабораторию в Университете Карнеги-Меллон (CMU) (США), которую он назвал Coscientist. По словам Гомеса, она входит в число систем нового поколения, которые «позволяют пользователям давать инструкции или [оформлять] запросы простым английским языком». Coscientist работает на основе большой языковой модели (LLM) GPT-4 и может интерпретировать научные задачи, собирать релевантную информацию из поиска в интернете и документах, планировать эксперименты и взаимодействовать с робототехническим лабораторным оборудованием для их проведения. Это осуществляется либо на внешних платформах автоматизации, либо с помощью CMU Cloud Lab — дистанционно управляемого, полностью автоматизированного исследовательского комплекса, построенного CMU и Emerald Cloud Lab, биотехнологической компанией из США. Coscientist разработал и провел органические реакции, катализируемые палладием, чтобы найти лучшие реагенты и условия. Но, по утверждению Гомеса, у него есть применение в широком спектре областей. «Он действительно не зависит от конкретной области. И по мере совершенствования моделей [ИИ] круг проблем, которые мы можем решать, значительно расширяется».

   Один из исследователей, надеющихся использовать эту технологию, — Джон Грегуар, директор по автономной науке в Lila Sciences, стартапе из США. Имея около 22 000 квадратных метров автоматизированных лабораторных площадей в своей AI Science Factory (AISF), компания планирует предоставлять услуги в области исследований и разработок фармацевтическим компаниям, предприятиям в сфере материаловедения и другим наукоемким организациям. В этом году она получила около 500 000 фунтов стерлингов от Агентства по передовым исследованиям и инновациям правительства Великобритании на тестирование способности своего автономного робота — AI NanoScientist — синтезировать коллоидные наночастицы (крошечные частицы, взвешенные в жидкой среде) и повышать их стабильность.

   Аналогичный проект под названием Periodic Labs был запущен в 2025 году. Его соучредителями стали Лиам Федус, создатель ChatGPT в американской технологической компании OpenAI, и Экин Догус Кубук, ранее возглавлявший исследования в области материалов и химии в Google DeepMind. Periodic Labs разработала автоматизированную лабораторию по синтезу материалов, способную смешивать порошки, нагревать их в печи и определять характеристики полученных продуктов. Компания ставит целью проводить 1000 экспериментов в день, но Кубук отмечает, что успех будет зависеть не от производительности, а от того, насколько хорошо LLM сможет анализировать результаты для перехода к дальнейшим экспериментам. Подобные проекты появляются по всему миру, в том числе LabGenius в Лондоне. Их исследовательская платформа под названием EVA сочетает искусственный интеллект и роботизированную автоматизацию для разработки сложных терапевтических антител. Фармацевтическая компания Novartis (Швейцария), разработала платформу под названием MicroCycle, которая может автономно синтезировать, очищать и тестировать соединения, анализировать данные и выбирать новые соединения для синтеза. А роботизированный химик на базе ИИ под названием ChemAgents, разработанный исследователями из Китайского университета науки и технологий, помог своим создателям открыть функциональные материалы и оптимизировать светоактивируемые органические реакции.

   Появляется все больше доказательств того, что автоматизированные лаборатории могут быть более экономически эффективными, чем традиционные подходы. Например, ученые из OpenAI и Ginkgo Bioworks, американской биотехнологической компании, протестировали более 30 000 экспериментальных условий в течение шести месяцев. Они продемонстрировали, что сочетание облачной лаборатории Reconfigurable Automation Cart от Ginkgo с LLM GPT-5 снижает стоимость производства одного грамма белка на 40% по сравнению с новейшими методами. Эксперимент позволил повысить выход белка на 27%. Это не значит, что роботы могут делать все, что могут люди. «Например, нельзя поместить роботизированную руку в клетку и поймать мышь в углу. Ловкость человека потрясающая даже по сравнению с современными роботами», — говорит Кинг. Грегуар поддерживает эту точку зрения, отмечая, что некоторые процессы на данный момент просто слишком дороги для автоматизации.

   Однако роботы на базе искусственного интеллекта начинают выполнять более сложные эксперименты, чем те, с которыми справляются стандартные автоматизированные системы, которые, как правило, ограничиваются одноэтапным синтезом. Например, один из роботов в консорциуме Acceleration Consortium Аспуру-Гузика работает над многоэтапными методами, которые в противном случае было бы сложно автоматизировать, поскольку на каждом этапе необходимо очищать получаемые соединения — сложная и деликатная задача, требующая тщательного анализа. Решите эту проблему, и «мир будет вашим», — говорит Аспуру-Гузик, — «потому что тогда вы сможете, в принципе, автоматизировать любую химическую реакцию». Используя автоматизированную лабораторию «scale-up» SDL7 консорциума в Университете Британской Колумбии (Канада), его группа работает с фармацевтическим гигантом Bristol Myers Squibb (США), над платформой, способной разделять смеси жидкостей. Она может работать автономно, готовя образцы, измеряя pH и анализируя различные слои жидкости.

   Некоторые из этих систем даже имеют «глаза». В декабре 2025 года группа Аспуру-Гузика опубликовала руководство по использованию простой веб-камеры, позволяющей автоматизированным лабораториям наблюдать за ходом экспериментов и реагировать на происходящее — в данном случае на высокопроизводительный синтез легко настраиваемых пористых решетчатых структур, известных как металлоорганические каркасы. «Благодаря компьютерным глазам [робот] мог фактически видеть, что происходит в ходе реакции, и затем действовать в соответствии с этим», — объясняет он. Он мог идентифицировать чашки, на которых кристаллизовались продукты, и выбирать для анализа только их, повышая эффективность.

   На данный момент исследователи из Lila Sciences стремятся к полностью автономной работе AISF для разработки препаратов на основе матричной РНК и катализаторов, однако система по-прежнему зависит от участия человека для проверки прогнозов ИИ. Федус и Кубук отмечают, что Periodic Labs также постепенно внедряет этот процесс, автоматизируя отдельные его этапы, чтобы гарантировать обоснованность предлагаемых ИИ вариантов синтеза. «Это очень поэтапный процесс» — говорит Федус.

   Действительно, типы гипотез, которые самоуправляемые лаборатории могут проверять на данный момент, «относительно ограничены», говорит Кинг, и сосредоточены в основном на постепенных улучшениях. «Они оптимизируют соединения в тесте на лекарственные препараты или оптимизируют некоторые материалы для батарей или солнечных панелей». Обычно это достигается с помощью байесовской оптимизации — метода, использующего вероятностное моделирование для выбора экспериментов и условий, которые с наибольшей вероятностью улучшат текущие результаты. «Байесовская оптимизация — это потрясающий и мощный инструмент», — говорит Гомес. Но метод оптимизации Coscientist, основанный на LLM, может сделать все еще лучше. Система предварительно обучена химическим знаниям, что дает ей преимущество перед традиционным байесовским подходом, объясняет Гомес.

   В препринте, опубликованном на сервере arXiv в августе прошлого года, Гомес и его коллеги продемонстрировали, что Coscientist может оптимизировать синтез примерно за 20 повторяющихся экспериментальных циклов. «Даже если вы очень опытный химик-фармацевт или химик-технолог, это было бы весьма замечательным результатом». Грегуар отмечает, что система AISF также быстро развивается. «Год назад приходилось довольно часто помогать ей, задавать небольшие задачи и [осуществлять] контроль со стороны человека». Теперь ему нужно проверять систему гораздо реже. По словам Грегуара, система Lila добилась впечатляющих успехов в поиске альтернатив дорогостоящим катализаторам на основе драгоценных металлов. Получив свободу в разработке собственных экспериментов, AISF все чаще выходит за рамки того, что сделал бы Грегуар, и предлагает «совершенно новые» решения, включающие новые комбинации материалов. По его словам, система уже улучшила характеристики некоторых катализаторов из недрагоценных металлов, которые теперь могут соперничать с существующими аналогами из драгоценных металлов. «Было прекрасно наблюдать, как система отошла от человекоподобного дизайна экспериментов, характерного для экспериментов годичной давности, к тому, что, как я считаю, на данный момент можно назвать сверхчеловеческим».

   Действительно, Грегуар представляет себе автономные лаборатории как поколение «суперученых», воплощающих знания нескольких исследователей по всем вопросам — от синтеза до моделирования. «Теперь мы можем заменить еженедельные групповые встречи и совместные сессии людей и сократить их продолжительность с многих часов до нескольких секунд», — говорит он. Однако угроза того, что эксперименты, проводимые автономной лабораторией, могут выйти из-под контроля и привести к аварии, вызывает серьезную озабоченность. Кубук говорит, что Periodic Labs использует данные об опасных материалах и реакциях, уже доступные в литературе, а также общие правила надлежащей практики, чтобы обучить свой LLM пониманию вопросов безопасности. Аспуру-Гузик сотрудничает с химиком-вычислителем Варинией Берналес, содиректором Matter Lab в Университете Торонто, чтобы усилить контроль над автономными лабораториями Acceleration Consortium. «Многое упущено, особенно в плане безопасности», — считает Берналес.

   Решением Аспуру-Гузика и Берналес стал специально разработанный ИИ-агент, способный генерировать рекомендации по безопасности для любого эксперимента. В его основе лежит автономный агент, который использует квантово-химическое моделирование для прогнозирования проблем безопасности в экспериментах, где реакционная способность реагентов неизвестна. «Теперь мы можем смоделировать что угодно», — говорит Берналес. Следующим шагом, по ее словам, станет внедрение этого в существующие самоуправляемые лаборатории команды. Matter Lab также использует компьютерное зрение, чтобы его самоуправляемые роботы могли обнаруживать проблемы в реальном времени и адаптироваться к ним.

   По мере того как практическая работа становится все более автоматизированной, возникает вопрос, изменят ли автономные лаборатории коренным образом структуру научных групп? Это конец карьеры аспирантов? «Я просто не знаю», — признает Гомес. Федус допускает, что автоматизация может привести к изменению структуры научных коллективов, но это не обязательно означает сокращение числа сотрудников, говорит он. Напротив, он видит в этом возможность повысить значимость работы людей. «[Это] освобождает ученых, позволяя им думать о химии и новых методах синтеза, а не просто заниматься измерениями» — говорит он. Аспуру-Гузик также уверен, что роботизированные лаборатории не заменят людей, а станут скорее помощниками, способными ускорить темпы развития науки. «Все дело в адаптации», — говорит он. Одной из его автономных лабораторий является научный помощник под названием ORGANA, который может планировать и проводить серию экспериментов после обсуждения с ученым. В одном из видео на YouTube робот помогает исследователю измерить электрохимические характеристики химического раствора. Пользователь описывает, какие реагенты и оборудование у него есть, цель эксперимента и метод, и система возвращает результаты чуть более чем через два часа, после менее чем пяти минут взаимодействия с пользователем.

   Кинг предвидит смену парадигмы, при которой повседневные эксперименты будут проводиться на больших автоматизированных фабриках, где ИИ будет думать, а люди будут направлять внимание ИИ. Современные «самоуправляемые лаборатории» «не понимают общей картины», считает Кинг. И даже если эти лаборатории способны провести тысячи хорошо спланированных экспериментов, он не может представить, чтобы ИИ, управляющий такой лабораторией, как Genesis, смог сделать подлинный концептуальный прорыв — по крайней мере, пока. «Ни одна машина даже близко не подходит к тому, чтобы задаваться такими глубокими вопросами», — утверждает он.

   Тем не менее, многие исследователи относятся к лабораториям с автономным управлением со скептицизмом, враждебностью и вполне понятным беспокойством за свои рабочие места. «Это было проблемой в моей лаборатории», — говорит Кинг, столкнувшийся с сопротивлением в своем отделе. «Есть много биологов, которые хотят, чтобы все оставалось так, как было». Гомес также сталкивается с сопротивлением. По его словам, в его собственной области — органической химии — бытует представление, что «моя лаборатория — это мое королевство, и тебе не следует в него вторгаться. Изменить всю культуру и менталитет будет очень сложно».

   В целом основная структура учетной формы осталась такой же, как и в приказе от 1980 года. Шаблон также предполагает внесение даты, диагноза, персональной информации о пациенте и заполняющем, данных о медорганизации. Из нововведений – указание причины экстренного информирования, сведений о месте нахождения пациента за последние 30 дней до появления клинических симптомов, контактах с инфекционным больным или сырьем животного происхождения, а также заполнение данных о телефонном информировании Роспотребнадзора. В документе Минздрава СССР установленных норм о телефонном информировании не было.

   Проектом документа также устанавливается 12 правил ведения учетной формы. В приказе от 1980 года порядок содержал в себе четыре наименования. Так, извещение будет формироваться медицинским работником в форме электронного или бумажного документа. Документ должен быть погружен в ЕГИСЗ или региональную ГИС с последующей передачей в единую. При выявлении случая заболевания специалист должен проинформировать Роспотребнадзор по телефону в течение двух часов и с помощью извещения в течение 12 часов.

   Остальные пункты проекта порядка содержат детальную информацию по заполнению формы. Например, в строке «Дополнительные сведения» указываются сведения о проведенных первичных противоэпидемических мероприятиях и иные сведения.

   Как прописано в сводном отчете, инициатива необходима, так как сейчас обязанность медиков производить экстренное информирование при выявлении подобных случаев закреплена в п. 24 СанПиН 3.3686-21 «Санитарно-эпидемиологические требования по профилактике инфекционных болезней», утвержденном главным государственным врачом РФ в 2021 году. Однако эти нормы носят лишь общий характер и не детализируют процесс и объем данных, необходимые при информировании. По оценке Минздрава, если документ утвердят, то за шесть лет региональные затраты на соблюдение норм составят 2,7 млрд рублей. Ожидаемый срок достижения цели (укрепление здоровья населения) – 2030 год.

   По данным Роспотребнадзора, в 2024 году в России было зарегистрировано более 36 млн случаев инфекционных и паразитарных заболеваний. Экономический ущерб только от 30 инфекционных болезней составил около 1 трлн рублей.

   Сальмонеллез — инфекция, вызываемая вариантами бактерий рода Salmonella. Основными источниками являются сельскохозяйственные животные и птицы. Наибольшую опасность представляет для детей раннего возраста, пожилых людей и лиц с ослабленным иммунитетом.

   Диагностировать заболевание должны врач-инфекционист и врач общей практики. В списке инструментальных методов лечения есть комплексное УЗИ органов брюшной полости и электрокардиограмма. За больным ребенком будет вести суточное наблюдение врач анестезиолог-реаниматолог. Также контроль осуществляют врач-инфекционист и педиатр.

   Для диагностики доступны следующие методы исследования: микроскопическое исследование кала, выявление в нем антигенов ротавирусов и норовирусов; общий анализ крови и мочи; комплексный анализ кала; молекулярно-биологические исследования; иммунохроматографическое экспресс-исследование кала на ротавирус.

   Также в приказе приводится список зарегистрированных в России лекарств для лечения сальмонеллеза. В перечне есть в том числе кишечные противомикробные препараты (нифуроксазид), кишечные абсорбенты (кремния диоксид коллоидный, смектит диоктаэдрический), противодиарейные (лактобактерии, «Линекс Форте»).

   Сотрудники Волгоградского государственного медицинского университета сообщили, что на поверхности мобильных устройств присутствуют патогенные микроорганизмы, включая золотистый стафилококк и синегнойную палочку. Об этом говорится в сообщении в телеграм-канале вуза.

   В ходе эксперимента специалисты кафедры микробиологии ВолгГМУ зафиксировали на телефонах не только обычную микрофлору человека, но и клинически значимые штаммы бактерий. Среди них — золотистый стафилококк и синегнойная палочка, способная вызывать тяжёлые инфекционные заболевания. Заведующая кафедрой микробиологии ВолгГМУ Ирина Степаненко уточнила, что синегнойная палочка отличается высокой устойчивостью. Она может размножаться даже на поверхностях вроде туалетного мыла и провоцировать инфекции, включая пневмонию с летальным исходом. По словам специалиста, микроорганизмы переносятся на устройства через повседневные контакты. Их передают рукопожатия, прикосновения к различным поверхностям, а также воздушно-капельный путь. Попав на гаджет, бактерии способны сохраняться на нём несколько суток. Наибольшее скопление фиксируют в труднодоступных местах — например, между корпусом телефона и чехлом, где стандартная чистка не даёт полного эффекта.

   В ВолгГМУ рекомендуют учитывать риск накопления микроорганизмов на мобильных устройствах и регулярно очищать их поверхности. 

   Предыдущие исследования слюны клещей в основном были сосредоточены на выявлении её роли в подавлении иммунной системы хозяина и содействии передаче патогенов. Открытым оставался один вопрос: как клещ регулирует процесс выделения слюны? Чтобы ответить на этот вопрос, международная исследовательская группа изучила, как Ixodes ricinus — наиболее распостраненный вид клещей в Европе, ответственный за передачу болезни Лайма и клещевого энцефалита — регулирует активность своих слюнных желез. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.

   Используя компьютерные модели и методы микроскопии, исследовательская группа обнаружила, что нервная система клеща может точно регулировать активность своих слюнных желез во время питания кровью. Этот контроль осуществляется через два различных, но взаимодополняющих сигнальных пути, в которых участвуют рецепторы, чувствительные к нейромедиатору ацетилхолину. Чтобы изучить роль этих путей, исследователи протестировали 37 веществ, включая пилокарпин и атропин (которые являются алкалоидами), выявив соединения, которые либо активировали, либо блокировали один или оба рецептора.

   Результаты исследования показали, что один из механизмов регулирует непрерывную секрецию слюны, в то время как оба механизма должны работать совместно для образования полноценного «коктейля» слюны, включающего ключевые белки, необходимые для питания кровью. Такой двойной контроль позволяет клещу точно регулировать количество и состав своей слюны во время прикрепления к хозяину.

   Ключевым вкладом данного исследования является предоставление доказательств того, что ацетилхолин, соединение, естественно присутствующее в клещах, является мощным природным стимулятором слюноотделения у самок клещей. Более того, авторы обнаружили, что один из идентифицированных рецепторов специфичен для беспозвоночных и отсутствует у млекопитающих, включая человека, что указывает на потенциал для разработки целенаправленных стратегий по прерыванию питания клещей без нанесения вреда хозяину.

   Подавление слюноотделения является важнейшим шагом в предотвращении как кровососания, так и передачи патогенов. Воздействие на нервную систему клеща и ее связь со слюнными железами представляет собой особенно многообещающую стратегию для будущих мер по борьбе с клещами. Это фундаментальное исследование основано на простом принципе: понимание врага позволяет применять более эффективные и целенаправленные меры борьбы. Более глубокое понимание этих механизмов, которые, вероятно, являются общими для различных видов клещей по всему миру, может привести к разработке более универсальных и эффективных стратегий борьбы.

   Состояние кишечника может незаметно запустить цикл хронического системного воспаления, которое подталкивает мозг к когнитивному ухудшению. Но как патогенез заболевания, которое, казалось бы, затрагивает исключительно мозг, может начинаться в кишечнике — органе, который в основном занят перевариванием пищи? Оказывается, эти две системы связаны между собой «осью кишечник-мозг» — двусторонней «магистралью» коммуникации, которая постоянно передает сигналы между пищеварительным трактом и центральной нервной системой. Она работает на основе химических посредников, таких как нейротрансмиттеры и жирные кислоты, обмениваясь информацией, которая формирует нашу память, настроение и факторы, вызывающие воспаление.

   Анализ 15 исследований, опубликованный в журнале Nutrition Research, с участием более 4 200 человек показал, что ось кишечник-мозг можно использовать в качестве немедикаментозного способа поддержки когнитивного здоровья. Регулирование микробиоты кишечника с помощью диеты, пищевых добавок или медицинских вмешательств, таких как трансплантация фекальной микробиоты (ТФМ - (перенос здоровых кишечных бактерий от донора)), может помочь улучшить память, исполнительные функции и общие когнитивные способности, особенно на ранних стадиях или при легких формах когнитивных нарушений. Этот защитный эффект объясняется увеличением количества полезных кишечных бактерий, которые производят соединения, способные замедлять когнитивный спад и уменьшать воспаление. 

   Кишечник — это, по сути, анаэробная экосистема, изобилующая огромным разнообразием микроорганизмов, включая бактерии, грибы и простейшие, которые в совокупности называются микробиотой. Эти организмы заселяют различные участки слизистой оболочки кишечника и вместе составляют основную часть человеческого микробиома, насчитывающего более 1000 видов микроорганизмов. Ряд исследований показал, что микробиота кишечника играет ключевую роль в развитии мозга и когнитивных функций. С возрастом или при неправильном питании состав бактерий в кишечнике может измениться с полезного на вредный, что называется дисбактериозом. Такой дисбаланс кишечной микрофлоры может незаметно способствовать ухудшению работы мозга, вызывая воспалительные процессы, ослабляя защитный барьер мозга и способствуя накоплению вредных белков, ассоциированных с болезнью Альцгеймера.

   В большинстве ранних исследований рассматривались методы лечения, направленные на микробиоту кишечника, причем изучался, как правило, только один метод. В данном исследовании ученые стремились получить более широкое представление о том, как специальные диеты, пробиотики и трансплантация улучшают микробиоту кишечника и как эти методы соотносятся друг с другом. Ученые сосредоточили внимание на исследованиях с участием взрослых старше 45 лет, страдающих проблемами с памятью, а также на методах лечения, которые прямо или косвенно воздействуют на кишечные бактерии, и на когнитивных результатах, измеренных с помощью валидированных тестов на функции мозга.

   Проанализировав тысячи исследований из пяти крупнейших медицинских баз данных, они сузили список до 15 наиболее релевантных клинических испытаний из Европы, Азии, Северной Америки и Ближнего Востока. Всего в анализ были включены 4 275 человек: изучалось воздействие различных подходов, включая средиземноморскую диету (богатую растительной пищей и полезными жирами), кетогенную диету (с низким содержанием углеводов и высоким содержанием жиров), добавки, такие как пробиотики, омега-3 и синбиотики, а также медицинские вмешательства, такие как ТФМ.

   Авторы обнаружили, что средиземноморская и кетогенная диеты улучшают когнитивные показатели за счет изменения состава кишечной микробиоты и увеличения уровня нейропротективных веществ, таких как гамма-аминомасляная кислота. Улучшение состояния кишечника с помощью пробиотиков и, в особенности, за счет ТФМ также приводило к улучшению когнитивных функций, причем ТФМ вызывала более быстрые и выраженные изменения в здоровье кишечника. Эти вмешательства также вызвали положительные биологические изменения, включая большее микробиологическое разнообразие, более высокую продукцию короткоцепочечных жирных кислот и уменьшение воспаления мозга — все эти факторы способствуют улучшению здоровья мозга.

   Исследователи также отметили, что диеты и вмешательства, направленные на кишечник, продемонстрировали явные преимущества при ранних или легких когнитивных нарушениях, но оказали ограниченное влияние на пациентов с прогрессирующей болезнью Альцгеймера. Таким образом, исследователи подчеркивают, что хотя полученные данные подтверждают эффективность вмешательств, направленных на кишечник, как мощного инструмента для замедления когнитивного спада, время имеет решающее значение — чем раньше начать лечение, тем лучше оно работает.

   Когда вирус попадает в легкие, иммунная система должна реагировать быстро. В легких существует собственное сообщество иммунных клеток, способных мгновенно организовать местную защиту. Исследователи из Базельского университета описывают роль специализированной группы клеток, которая управляет этим локальным ответом, заставляя соседние иммунные клетки работать сообща. Полученные результаты, опубликованные в журнале Immunity, могут проложить путь к созданию новых ингаляционных вакцин против респираторных вирусов, таких как грипп.

   "Если вы хотите остановить вирус, вы должны закрыть ему дверь", - говорит руководитель исследования Кэролин Кинг. Ее исследовательская группа изучала грипп в мышиной модели инфекции. Ученые сообщают о ранее недооцененном подтипе вспомогательных Т-клеток, иммунных клетках, которые обычно находятся в лимфатических узлах, но мигрируют в легкие во время инфекции. Оказавшись там, эти Т-клетки начинают вырабатывать белок под названием HIF-1α, который ранее был известен как клеточный датчик стресса, но который также может включаться с помощью сигналов иммунной активации.

   Исследователи использовали передовые методы визуализации, чтобы определить расположение различных иммунных клеток в легких. Во время инфекции в легких образуются небольшие временные иммунные узлы — структуры, которые функционируют как миниатюрные лимфатические узлы, объединяя иммунные клетки в одном месте для организации ответной реакции. Ученые обнаружили, что Т-клетки, продуцирующие HIF-1α, стратегически расположены на внешних краях этих центров, где они высвобождают сигнальные молекулы интерлейкина-21 (IL-21). Этот белок-мессенджер активирует соседние иммунные клетки: макрофаги, В-клетки, продуцирующие антитела, и естественные клетки-киллеры, позволяя им организовывать скоординированную местную защиту.

   Чтобы лучше понять роль HIF-1α, исследователи использовали мышиную модель, которая позволила им отключить эту молекулу в определенный момент после заражения гриппом. "Это позволило нам понять, что на самом деле делает HIF-1α в легких, а не во время первоначального иммунного ответа в других частях организма", - объясняет Кинг. Когда исследователи отключили HIF-1α в этих Т-клетках, местная иммунная система разрушилась. Т-клетки вырабатывали меньше IL-21, что приводило к снижению количества макрофагов, других Т-клеток, естественных клеток-киллеров и В-клеток, продуцирующих антитела, в легких. В результате легкие оказались недостаточно подготовлены для борьбы со второй инфекцией, вызванной другим штаммом гриппа, - проблемой, с которой здоровая иммунная система обычно справляется с легкостью.

   Интересно, что этот скоординированный ответ, по-видимому, имеет место не только при вирусных инфекциях. Исследователи также обнаружили эти Т-клетки, управляемые HIF-1α, в мышиной модели рака легких. В этом контексте эти клетки поддерживали борьбу иммунной системы с опухолевыми клетками, что указывает на их более широкую роль в защите организма хозяина. 

   Таким образом, исследование дает более четкое представление о роли, которую играют эти миниатюрные иммунные центры в легких. Подобные структуры формируются в тканях по всему организму при инфекциях, раке и хроническом воспалении, но их функция остается загадкой. Эти данные свидетельствуют о том, что они представляют собой нечто большее, чем просто локальные фабрики по производству антител, — они являются командными центрами для широкой и скоординированной иммунной защиты. Это открытие может послужить руководством при разработке ингаляционных вакцин для создания иммунной защиты в месте проникновения вируса и открыть новые перспективы для целенаправленной иммунотерапии тканей.

   БВ сопровождается выделениями, болью и повышенным риском преждевременных родов, рака шейки матки и инфекций, передаваемых половым путем, включая ВИЧ. Стандартное лечение антибиотиками на основе метронидазола часто позволяет избавиться от БВ на начальном этапе, однако у более чем половины женщин заболевание рецидивирует в течение года.

   Новое исследование ученых из Институте Рагона (США), опубликованное в журнале Cell Host & Microbe, дает наиболее подробное на сегодняшний день представление о том, как действует перспективная бактериальная терапия для профилактики рецидивирующего БВ и почему она оказывается более эффективной для одних женщин, чем для других. Одной из причин рецидива БВ является то, что после приема антибиотиков микробиом влагалища часто не преобразуется в бактериальное сообщество, в котором доминирует полезные бактерии Lactobacillus crispatus, ассоциируемые с долгосрочным здоровьем влагалища.

   LACTIN-V — это живой биотерапевтический препарат, содержащий L. crispatus. В рандомизированном плацебо-контролируемом исследовании 2020 года, опубликованном в New England Journal of Medicine, он значительно снижал частоту рецидивов БВ при назначении после метронидазола. Однако польза от лечения была неполной: БВ рецидивировала у 30% женщин, получавших LACTIN-V. Чтобы понять, как лечение LACTIN-V повлияло на вагинальный микробиом женщин в том исследовании, и оценить, почему одни получили пользу, а другие — нет, ученые проанализировали более 1100 образцов от 213 участниц исследования с помощью секвенирования микробиома, анализа штаммов L. crispatus, иммунного профилирования и клинических данных.

   Результаты показали, что через 12 недель после начала лечения у 30% женщин, получавших LACTIN-V, сформировался здоровый вагинальный микробиом с преобладанием L. crispatus, по сравнению с всего 9% женщин, получавших плацебо, что в значительной степени объясняет преимущества лечения. Колонизация L. crispatus в основном происходила за счет бактериального штамма, содержащегося в LACTIN-V, хотя в некоторых случаях преобладание получали собственные естественные штаммы L. crispatus у женщин.

   Исследование также показало, что состояние вагинального микробиома женщины до лечения позволяло предсказать, насколько хорошо она отреагирует на LACTIN-V. Наибольшую пользу получили пациентки, в микробиоме которых преобладали виды Prevotella или Gardnerella, в то время как у тех, в микробиоме которых преобладали Candidatus Lachnocurva vaginae (также известный как BVAB1) — бактерии, тесно связанные с бактериальным вагинозом, — улучшение было незначительным или отсутствовало вовсе. Другие факторы, связанные с успешной колонизацией L. crispatus, включали более низкий уровень бактерий и вагинальный pH после лечения метронидазолом, а также определенные иммунные профили до лечения.

   «Результаты этого исследования дают ключевые сведения о здоровье влагалища», — говорит соавтор статьи Сет Блум. «Наши результаты предлагают дорожную карту для разработки и использования LACTIN-V и аналогичных живых биотерапевтических продуктов с целью улучшения здоровья миллионов женщин по всему миру, страдающих бактериальным вагинозом». Исследователи также изучают потенциальную пользу вагинальных живых биотерапевтических продуктов в различных контекстах, включая недавнее испытание фазы 2 в Южной Африке, показавшее, что лечение может помочь снизить риск заражения ВИЧ у молодых женщин.

   «Наша работа дает наиболее подробное на сегодняшний день представление о том, как живой биотерапевтический препарат может изменить микробиом влагалища, способствуя долгосрочному здоровью влагалища. Определив микробиальные и факторы организма-хозяина, которые определяют успешную колонизацию Lactobacillus crispatus, мы можем приступить к разработке более точных и эффективных методов лечения для улучшения здоровья женщин», — отметил Блум.

   В недавнем исследовании, опубликованном в журнале PLOS One, ученые из Университета Томаса Джефферсона (США) разработали устройство, которое, как они надеются, поможет предотвратить это тяжелое осложнение.

   Современная практика включает в себя нанесение антибиотиков на раневые участки в конце ортопедической операции, объясняет руководитель исследования Флемминг Форсберг. Проблема заключается в том, что защитный эффект ослабевает в течение нескольких часов и выжившие бактерии все равно могут нанести серьезный ущерб тканям. Форсберг и коллеги разработали крошечный резервуар с антибиотиками, который можно поместить в область операции и активировать с помощью ультразвука через два-три дня — когда действие профилактических препаратов иссякнет. Такое устройство поможет врачам нанести двойной удар по проблемным бактериям.

   Сначала коллектив исследовал материалы, которые были бы достаточно стабильными, чтобы удерживать резервуар с препаратами в течение нескольких дней, и в то же время достаточно хрупкими, чтобы разорваться под воздействием ультразвука. Ушли годы на тестирование материалов и форм резервуаров, однако при испытаниях на свободно двигающихся лабораторных животных резервуар разрывался слишком рано, но наконец была найдена оптимальная форма, которая обещает быть перспективной для клинического применения в хирургии.

   Подобный резервуар для антибиотиков был протестирован во время операции на коленном суставе и в дальнейшем планируется провести многоцентровое клиническое испытание. Цикл повторных испытаний является обычной практикой в лаборатории Форсберга, в которую входят инженеры, ученые и врачи. «Мы тестируем новые инженерные идеи, получаем отзывы от клиницистов, а затем пытаемся их реализовать», — говорит он. В духе трансляционной науки целью всегда является внедрение хороших идей его команды в клиническую практику. «Я могу наладить диалог между двумя сторонами, поэтому мы сосредоточены на внедрении решений реальных проблем в клиническую практику», - добавил Фросберг.

   Исследователи из Детского медицинского центра Цинциннати (США) выяснили, как определенные иммунные клетки на молекулярном уровне запрограммированы на более быструю реакцию, когда организм сталкивается с уже известной угрозой, что позволяет понять природу иммунной памяти и ее связь с такими заболеваниями, как астма, рассеянный склероз и воспалительные заболевания кишечника. В исследовании, опубликованном в журнале Cell Reports, было установлено, что ДНК «памяти» CD4⁺ Т-клеток — иммунных клеток, образующихся после перенесенной инфекции или вакцинации, — запрограммирована на активацию ключевых генов защиты в течение нескольких часов. В отличие от них, наивным Т-клеткам, впервые сталкивающимся с патогеном, может потребоваться несколько дней, чтобы организовать ответ. Разница заключается в эпигеноме клеток — химических и структурных особенностях, которые определяют, насколько легко гены могут включаться.

   «Хотя феномен быстрого восстановления иммунной памяти хорошо известен, лежащие в его основе механизмы изучены недостаточно», — объясняет старший автор исследования Эмили Миральди. «В данном исследовании мы использовали геномику единичных клеток и моделирование сетей регуляции генов, чтобы точно определить факторы транскрипции, которые связываются с ДНК, чтобы поддерживать клетки памяти в готовности к быстрой и мощной иммунной защите».

   Используя передовые методы анализа единичных клеток, исследователи изучили десятки тысяч человеческих CD4⁺ Т-клеток от четырех доноров, отслеживая активность генов и доступность хроматина — показатель того, насколько открытыми являются регуляторные участки ДНК — до и после активации. Авторы обнаружили, что многие регуляторные области, контролирующие гены иммунного ответа, уже доступны в покоящихся Т-клетках памяти, что дает им преимущество при повторном появлении известного патогена. «Клетки памяти не начинают с одной и той же отправной точки», — пояснила Миральди. «Многие из регуляторных областей, контролирующих быстрые иммунные реакции, уже открыты в покоящихся клетках памяти».

   В ходе исследования было выявлено пять факторов транскрипции — белков, контролирующих активность генов, — которые последовательно отличают Т-клетки памяти от наивных клеток. К ним относятся факторы KLF6, MAF, PRDM1, RUNX2 и SMAD3. Вместе эти регуляторы образуют основную сеть, которая поддерживает готовность иммунной системы в течение длительных периодов покоя и стимулирует быструю активацию во время реакций восстановления памяти. «Эта работа выводит нас за пределы изучения отдельных генов», — отметила Миральди. «Она показывает, как сети регуляторов взаимодействуют для управления иммунной памятью».

   Исследователи построили математическую модель этих регуляторных сетей и проверили ее с помощью данных более 100 дополнительных участников, а также образцов от людей, проходящих пероральную иммунотерапию против аллергии на арахис. Затем они сопоставили модель с данными крупных генетических исследований и обнаружили, что многие варианты ДНК, связанные с астмой, аллергическими и аутоиммунными заболеваниями, находятся в регуляторных областях, специфичных для иммунной памяти. Эти варианты не изменяют сами белки. Вместо этого они, по-видимому, влияют на то, насколько быстро или сильно активируются гены иммунного ответа, что потенциально может способствовать гиперактивным или плохо контролируемым иммунным реакциям.

   Полученные результаты могут помочь в будущих усилиях по разработке вакцин, обеспечивающих более быструю или сильную иммунную защиту, например, для пожилых людей, которые часто не реагируют достаточно активно на стандартные вакцины. Между тем, эти результаты могут помочь ученым разработать методы лечения, которые более точно нацелены на вредные иммунные реакции, не подавляя иммунитет в целом. «Это дает нам системную карту того, как поддерживается иммунная память, — сказала Миральди. — Эта основа может помочь нам лучше понять — и в конечном итоге лучше контролировать — иммунные реакции в норме и при заболеваниях».

   Исследовательская группа обнаружила, что крошечные водоросли, обитающие в суровых условиях полярных океанов, возможно обязаны своим выживанием сотням генов, заимствованных у так называемых гигантских вирусов. Как сообщает группа в недавней публикации в журнале Current Biology, этот вирусный вклад составляет примерно 5% всего генома водорослей, что на сегодняшний день является максимальным показателем среди всех видов, поражаемых гигантскими вирусами. Более того, группа обнаружила, что гены, заимствованные у вирусов, позволяют одноклеточным фотосинтезирующим организмам выживать при минусовых температурах, под воздействием сильного ультрафиолетового излучения и при колебаниях солености. «Количество описанной здесь ДНК вирусного происхождения впечатляет, и уже одно это делает статью весьма примечательной», — отмечает Жонатас Сантос Абрахао, вирусолог из Федерального университета Минас-Жерайс (Бразилия), не участвовавший в исследовании. «Исследование действительно подкрепляет мнение о том, что гигантские вирусы могут оставлять сильный и длительный след».

   Гигантские вирусы, необычайно крупные и сложные, часто с необычными отростками, были впервые обнаружены в 2003 году. Чаще всего они заражают водоросли или амеб, но могут проникать и в более сложные многоклеточные организмы; они встречаются по всему миру, в том числе в морских, водных и наземных средах обитания. С момента своего открытия гигантские вирусы перевернули многие традиционные представления о том, как действуют вирусы. У них есть «липкие пальчики» в том смысле, что они часто захватывают и ассимилируют фрагменты чужеродной ДНК из клеток-хозяев или бактерий, и в то же время с такой же вероятностью оставляют генетический материал после инфицирования.

   Мохаммад Монируззаман, вирусолог из Университета Майами и соавтор новой работы, отмечает, что в геномах целой трети одноклеточных организмов, исследованных его группой, обнаружено некоторое количество встроенной ДНК гигантских вирусов. По его словам, это свидетельствует о том, что взаимодействия между вирусами и их хозяевами «вероятно, чрезвычайно распространены и довольно многогранны». Однако об экологических связях между гигантскими вирусами и водорослями в экстремальных условиях известно мало, поэтому Монируззаман и его коллеги искали доказательства в образцах живых организмов, собранных другими исследователями во время экспедиций к полюсам планеты. Ученые проанализировали геномы девяти видов полярных водорослей, зарегистрированных в онлайн-базах данных, и обнаружили повсеместные свидетельства интеграции гигантских вирусов во всех из них.

   Геном одной группы — одноклеточных зеленых водорослей Chlamydomonas sp., обитающих во льдах Арктики и Антарктики, — содержал особенно высокий уровень вирусной ДНК, включая более 400 участков, происходящих от гигантских вирусов, которые в совокупности кодируют более 25 000 генов. Среди наиболее значимых вкладов в Chlamydomonas были гены, связанные с вирусной репликацией, реакциями на стресс и производством белков, связывающих лед, которые помогают водорослям не замерзать в водах, температура которых может опускаться до –2 °C. (Уже было известно, что полярные микробы производят эти белки, но не то, что гены водорослей, отвечающие за них, происходят от вирусов.)

   Влияние вирусных генов было неожиданным, говорит Монируззаман, поскольку хозяева обычно пытаются удалить или иным образом заглушить ДНК-последовательности проникших патогенов. Однако многие из генов гигантских вирусов, выявленных в ходе анализа генома, активно транскрибировались и, по-видимому, скоординированно реагировали на изменения температуры, солености и воздействия УФ-излучения, как обнаружила группа после анализа данных, собранных другими исследователями, которые подвергали водоросли изменяющимся условиям в лаборатории. Например, при воздействии высоких уровней УФ-излучения водоросли усиливали экспрессию белка, который гигантские вирусы обычно используют для репликации своей ДНК — возможно, с целью каким-то образом поддержать собственные процессы репарации, запускаемые стрессом.

   Исследователи также обнаружили, что ДНК вирусного происхождения содержит множество транспозонов — фрагментов генома, способных к самовоспроизведению или перемещению, что приводит к появлению новых генетических вариаций. По мнению Монируззамана, такие перемены могут «ускорить» эволюцию в условиях экологического стресса, позволяя организмам быстрее адаптироваться к меняющимся условиям. «Это исследование подчеркивает, что вирусная интеграция — это не просто пережиток прошлых инфекций, а активный, непрерывный диалог между вирусами и их хозяевами, формирующий эволюцию генома в режиме реального времени», — отмечает Шанталь Абержель, вирусолог из CNRS, французского национального научно-исследовательского агентства, которая не участвовала в работе.

   Монируззаман хотел бы глубже изучить вопрос о том, почему именно водоросли могут нуждаться в активации вирусных генов, и приобретают ли ДНК-последовательности новую функцию после интеграции в хозяина. «Мне нравится исследовать то, что вызывает у меня наибольшее любопытство, и здесь было много интересного», — говорит он.

   Шаровые (королевские) питоны получили своё название благодаря классическому защитному приёму: они сворачиваются в шар и прячут голову. Однако их чешуйки скрывают ещё одну, гораздо более тонкую форму защиты: микроскопические шипы, препятствующие размножению бактерий. Это открытие, о котором 11 марта сообщил журнал ACS Omega, может послужить источником вдохновения для создания антимикробных материалов, действующих не химическим, а механическим образом. «Мы могли бы использовать механику и антибиотики в тандеме», — говорит Эндрю Парнелл, физик-полимерщик из Университета Шеффилда, не участвовавший в исследовании. «Возможно, мы могли бы перепрофилировать некоторые старые антибиотики в рамках такого двустороннего подхода».

   Микроструктуры встречаются повсюду в природе. На перьях птиц они придают яркие оттенки. Крошечные волнистости на луке-порее, листьях лотоса и лепестках роз помогают растениям отводить воду. Микроскопические рифления на чешуе акулы уменьшают сопротивление. Исследователи также изучали, как волосоподобные структуры на коже геккона и крыльях цикады могут препятствовать размножению бактерий. Но хотя микроархитектура змеиной кожи изучалась с точки зрения ее влияния на цвет и движение, ее потенциальное воздействие на бактерии оставалось без внимания.

   Чтобы выяснить это, исследователи под руководством Вацлава Пероутки из Пражского химико-технологического университета тщательно изучили чешуйки королевского питона (Python regius), на которых расположены плотные ряды микроскопических шипов. Длина каждого шипа составляет примерно 9 микрометров, что приблизительно соответствует размеру одной клетки. Исследователи выдвинули гипотезу, что шипы могут препятствовать образованию биопленок, которые формируются, когда микробные сообщества выделяют защитный слизистый слой, помогающий им прилипать к поверхностям. Биопленки удерживают питательные вещества внутри и не пропускают антибактериальные вещества, а также позволяют микробам передавать друг другу гены, в том числе гены устойчивости к антибиотикам. Бактерии, связанные с биопленками, могут быть в 1000 раз более резистентными, чем свободноживущие.

   Используя змеиную кожу, сброшенную животными в Пльзенском зоопарке, исследователи закрепили отдельные чешуйки на иголках и инкубировали их в бульонах, богатых питательными веществами и одним из двух видов бактерий: Escherichia coli или Staphylococcus aureus. Через 48 часов контрольные образцы из полистирола были покрыты толстыми зрелыми биопленками. Однако чешуйки змей оказались гораздо более устойчивыми к микробам: E. coli и S. aureus прилипали к ним соответственно на 88% и 78% меньше. Под микроскопом поверхности чешуек были лишь редко заселены бактериями, нашедшими убежище между шипами.

   Исследователи предлагают несколько гипотетических механизмов того, как шипы могут предотвращать образование биопленок. Выступы могут ограничивать площадь поверхности, с которой бактерии могут контактировать, или заставлять их принимать геометрически нестабильные формы. Ученые также предполагают, что острые концы физически повреждают мембраны бактериальных клеток или каким-то образом ограничивают их способность выделять гели, образующие биопленку.

   Парнелл хотел бы увидеть больше данных, чтобы определить конкретный механизм действия. «Они помещают бактерии на эти поверхности, а затем видят, что те не прилипают», — говорит он. «Но здесь пропадает важная деталь — что происходит между этими этапами?» Понимание конкретных механизмов имеет ключевое значение, когда речь идет об адаптации и оптимизации биоинспирированных конструкций для использования в практических продуктах. «Мы можем еще больше усовершенствовать такие вещи», — считает Парнелл. «Химия может создать многое из того, что природа не способна придумать».

   Если микроструктурные антимикробные продукты когда-нибудь станут популярными, это также потребует от общества принятия концептуального сдвига, отмечает Парнелл. «Если мы перейдем к системе, в которой не используем химикаты, нам придется принять, что эффективность уничтожения микроорганизмов будет гораздо ниже», — говорит он. «[Но] с этим приходит дополнительное преимущество: мы сможем использовать эти продукты в большем количестве мест».

   Группа ученых из Гарвардской медицинской школы недавно в журнале Nature опубликовала результаты крупнейшего на сегодняшний день анализа ДНК вирома человека — совокупности вирусов в организме, генетическим материалом которых является ДНК. Исследователи отслеживали вирусную нагрузку — количество вирусной ДНК — нескольких распространенных вирусов в крови и слюне более 900 000 человек. Они обнаружили значительные различия в вирусной нагрузке у разных людей в зависимости от возраста, пола, образа жизни и других факторов, а также выявили десятки генетических факторов, тесно связанных с вирусной нагрузкой. Авторы пришли к выводу, что генетика играет роль в том, распространяются ли последствия воздействия этих вирусов далеко за пределы первоначальной инфекции. 

   «Сейчас мы подошли к тому моменту, когда можем использовать генетику человека, чтобы попытаться ответить на фундаментальные вопросы о патологии, вызванной вирусами, в том числе о том, может ли вирус сыграть роль в возникновении рака или других заболеваний в более позднем возрасте, — сказал первый автор статьи Нолан Камитаки, занимающийся информацией, которую можно извлечь из доступных исследователям баз данных о последовательностях ДНК на популяционном уровне. Постепенно проясняется, что эти базы данных содержат информацию о геномном материале, который люди наследуют, — сообщил он, — а также о составе их микробиома полости рта, вирусах, скрывающихся в их организмах, и приобретенных мутациях в их ДНК. Иногда ученые могут связать эту информацию с последующими последствиями для здоровья. Например, недавно Камитаки и коллеги проанализировали полные геномные последовательности из образцов слюны, взятых у более чем 12 500 человек, чтобы изучить, как генетика формирует микробиом полости рта.

   В своем новом исследовании ученые проанализировали данные полного секвенирования генома людей из трех биобанков и провели тестирование образцов крови и слюны на вирусную нагрузку вируса Эпштейна-Барр, двух других человеческих герпесвирусов (HHV-6 и HHV-7), полиомавируса клеток Меркеля, а также трех распространенных анелловирусов, которые присутствуют у около 90% людей на протяжении всей жизни, не вызывая заболевания. Они обнаружили, что каждый вирус имел заметно различную динамику на протяжении жизни. Вирусы появлялись наиболее быстро в течение первых нескольких лет жизни, вероятно, после первичной инфекции. Однако вирус Эпштейна-Барр становился более распространенным с возрастом, в то время как HHV-6 становился менее распространенным после детства, что, возможно, указывает на усиление контроля со стороны иммунной системы с течением времени. Распространенность HHV-7 аналогичным образом резко снижалась в среднем возрасте.

   Исследователи также обнаружили, что вирусная нагрузка Эпштейна-Барр повышалась зимой и снижалась летом, в то время как вирусная нагрузка HHV-7 демонстрировала обратную картину. Курение было тесно связано с более высокой вирусной нагрузкой вируса Эпштейна-Барр — почти вдвое выше у заядлых курильщиков по сравнению с некурящими, тогда как курение было связано с более низкой вирусной нагрузкой HHV-7. Примечательно, что у мужчин вирусная нагрузка в крови и слюне была стабильно выше, чем у женщин, по всем семи вирусам.

   Исследователи установили, что многие из генетических факторов, наиболее тесно связанных с вирусной нагрузкой, касались того, как иммунная система реагирует на вирусы и как инфицированные клетки уклоняются от иммунных атак. Таким образом, полученные результаты подчеркивают роль иммунной системы в контроле вирусной нагрузки в организме, демонстрируя, насколько иммунные реакции могут варьироваться со временем и у разных людей. «Удивительно, как много ДНК может рассказать нам о динамических биологических процессах и о том, как наши привычки, гены и биология формируют эти процессы», — отметил Камитаки.

   Исследователи выявили наибольшее количество генетических ассоциаций с вирусом Эпштейна-Барр — который, как считается, является одной из основных причин рассеянного склероза и фактором риска развития некоторых видов рака — поэтому они решили изучить этот вопрос более глубоко. Их анализ показал, что вирусная нагрузка Эпштейна-Барр на протяжении жизни не влияет на риск развития рассеянного склероза. Вместо этого, вероятно, именно иммунный ответ организма на вирус Эпштейна-Барр повышает риск развития этого заболевания. Авторы работы обнаружили доказательства того, что высокая вирусная нагрузка Эпштейн-Барр является фактором риска развития лимфомы Ходжкина; по их словам, этот вывод требует дальнейшего изучения на клеточных и животных моделях в лабораторных условиях. «Этот вывод является примером того, почему исследования вирусов в крупных генетических биобанках имеют большое значение», — сказал Камитаки.