Новости

Самый популярный репозиторий для обмена данными о последовательности SARS-CoV-2 становится объектом все более пристального внимания. Ученые и финансирующие организации во всем мире теперь должны задуматься о том, что ждет открытый обмен геномными данными.    Во время пандемии COVID-19 в качестве основного хранилища данных о вирусных геномах появилась онлайн-платформа GISAID, инициатива, начатая в 2008 году с целью улучшения глобального обмена данными о гриппе. Платформа завоевала доверие ученых и сейчас в ней хранится более 15 миллионов геномных последовательностей SARS-CoV-2, что больше, чем в любой другой существующей базе данных, а также около 2 миллионов последовательностей вирусов гриппа.    Однако ряд ученых выразили обеспокоенность по поводу отсутствия прозрачности платформы и того как она применяет санкции к ученым, которые якобы нарушили ее правила. Учитывая важность геномных данных патогенов для отслеживания появления вирусных вариантов и разработки стратегий и вакцин для борьбы с ними, крайне важно обсудить, как исследователи могут продолжать делиться этими последовательностями в будущем. Издание Nature поговорило с учеными из восьми стран о том, каким они видят будущее обмена геномами патогенов и GISAID.    Исследователи признали ключевую роль, которую сыграл GISAID во время пандемии COVID-19, и подчеркнули необходимость сохранения платформы. Однако многие из них заявили, что необходимы радикальные изменения, особенно в свете апрельского расследования журнала Science в отношении основателя GISAID Питера Богнера, который играет большую роль в работе платформы. "За последние недели GISAID потеряла доверие к себе в огромной степени и, похоже, в нынешнем виде с нынешним руководством несостоятельна", - считает Эдвард Холмс, вирусолог из Сиднейского университета. Ученые также обсудили ограничения других моделей обмена геномными данными и то, как эти ограничения в основном влияют на специалистов в странах с низким уровнем дохода. В заявлении, направленном в Nature, GISAID сообщает, что организация признает необходимость преобразований. "В ближайшие недели и месяцы мы объявим о дополнительных шагах, которые инициатива предпримет в отношении нашей работы по совершенствованию управления и соответствующих практик", - говорится в заявлении.    Существует множество платформ обмена данными, которые позволяют ученым быстро распространять данные геномных последовательностей среди исследовательского сообщества. Некоторые из них являются базами данных с открытым доменом, предоставляющими неограниченный доступ к данным. Самые крупные из них - GenBank в США, Европейский архив нуклеотидов (ENA) и Японский банк данных ДНК, входящие в Международное сотрудничество по базам данных последовательностей нуклеотидов.    Как только геном становится доступным на одном из этих сайтов, практически любой ученый может получить доступ и проанализировать данные. Хотя отсутствие ограничений может быть полезно для науки, оно отбивает у некоторых исследователей желание делиться своими данными, пока у них не будет достаточно возможностей для публикации собственных результатов. Андерсон Брито, вирусолог из All for Health Institute в Сан-Паулу, Бразилия, говорит, что исследователи из стран с низким уровнем дохода особенно уязвимы. "Когда исследовательские группы из этих стран предоставляют свои данные в полностью открытые базы данных, группы с большими ресурсами могут быстро провести анализ и присвоить себе большую часть заслуг", - объясняет он.    GISAID была задумана во время глобального распространения птичьего гриппа в 2006 году как еще одна модель обмена геномными данными, обеспечивающая должную оценку. Первоначально аббревиатура расшифровывалась как Глобальная инициатива по обмену данными о птичьем гриппе, но ее миссия расширилась и стала охватывать все вирусы гриппа и, в конечном итоге, другие патогены. В отличие от полностью открытых платформ, данные, размещенные на GISAID, доступны зарегистрированным пользователям, которые согласны не переиздавать последовательности без разрешения. А те, кто хочет опубликовать анализ данных, размещенных в GISAID, должны сотрудничать с учеными, которые получили эти последовательности.    Многие ученые рассматривали платформу как способ создания справедливого доступа к более широким результатам исследований генома. Сторонники GISAID утверждали, что если ученые из стран с низким или средним уровнем дохода предоставят данные о последовательностях гриппа, которые позволят, например, разработать улучшенную вакцину, то они должны получить компенсацию; или, по крайней мере, их страны должны иметь гарантированный доступ к полученной вакцине. GISAID так и не предложила механизм, позволяющий это сделать, но аргументы были важны для многих стран. Индонезия, например, прекратила обмен образцами вирусов в 2007 году во время смертельной вспышки птичьего гриппа в знак протеста против ограниченного доступа к вакцинам, с которым сталкиваются многие страны. Она изменила эту позицию в 2008 году, когда, по имеющимся данным, начала обмениваться данными о гриппе с GISAID.    В первые дни пандемии COVID-19 GISAID стремился стать основным хранилищем данных по SARS-CoV-2. Команда GISAID активно обращалась к политикам по всему миру, чтобы заручиться поддержкой, и к исследователям, чтобы обеспечить обучение и ресурсы. Проект быстро завоевал популярность. Изначально GISAID предполагал вводить ограничения на обмен данными лишь временно. Богнер, предприниматель из Калифорнии, и ученые, которые впервые представили эту идею, заявили, что последовательности, представленные в GISAID, будут депонированы в полностью открытых хранилищах данных, таких как GenBank, "с максимальной задержкой в шесть месяцев".    Однако это обещание так и не было выполнено. В GISAID отсутствует механизм переноса данных в базы данных с открытым доступом и это, по мнению критиков, один из его главных недостатков. В своем ответе журналу Nature GISAID заявил, что он уже доступен для общественности и поэтому не планирует предоставлять механизм для передачи данных. Теоретически исследователи могут загрузить свои последовательности в открытую базу данных после депонирования их в GISAID, но это означает двойную работу. На практике данные оказываются в ловушке жестких ограничений на неопределенный срок. Это побудило группу ученых в 2021 году написать открытое письмо, призывающее других ученых публиковать свои данные о геноме SARS-CoV-2 на платформах с полностью открытым доступом.    Многие ученые также говорят, что способ, которым GISAID контролирует доступ для разных пользователей, кажется произвольным. Винод Скария и Бани Джолли, биологи из Института геномики и интегративной биологии CSIR в Нью-Дели, говорят, что даже в их собственной лаборатории пользователи имеют разные уровни доступа к данным. GISAID утверждает, что "все, кто имеет действительные права доступа, имеют доступ ко всем данным, распространяемым через GISAID", но "существуют дополнительные услуги, которые GISAID может предоставить лицам, связанным с организациями, имеющими опыт использования данных в соответствии с надлежащими и согласованными правилами".    Некоторые отмечают, что GISAID иногда несправедливо применяет санкции к пользователям. Тео Сандерсон, исследователь генома патогенов в Институте Фрэнсиса Крика в Лондоне, говорит, что до сих пор были "серьезные провалы, когда доступ к данным, похоже, был отозван, чтобы наказать пользователей за предполагаемую критику в адрес GISAID". К такой критике можно отнести публичную критику или непризнание вклада GISAID. По данным организации, "в подавляющем большинстве случаев, когда доступ пользователя к GISAID был временно приостановлен, пользователь существенно нарушал условия пользования GISAID".    В марте GISAID временно лишил доступа к платформе группу ученых, которые пытались выяснить происхождение пандемии COVID-19. Они опубликовали онлайн отчет с описанием геномных данных из мазков, взятых на рынке морепродуктов в Ухани, Китай, где была зафиксирована одна из первых крупных вспышек заболевания. Платформа заявила, что публикация нарушает условия ее использования. Авторы оспаривают это, заявляя, что они поставили в заслугу ученых, предоставивших данные, и обратились к ним с предложением о сотрудничестве. "Политика соблюдения правил GISAID, похоже, имеет серые зоны, которые в конечном итоге вызывают еще больше вопросов и сомнений", - написали Скария и Джолли в совместном заявлении в Nature.    В статье в Science описываются случаи, когда ученые теряли доступ к GISAID явно в отместку за публичную критику платформы, и эти утверждения GISAID опровергает. В статье также обсуждается неординарная биография Богнера и финансовые споры с поставщиком, предоставляющим услуги GISAID. "Откровения в статье довольно шокирующие. И я думаю, что они подчеркивают некоторые реальные опасения по поводу GISAID и, в частности, управления GISAID", - считает Эмма Ходкрофт, молекулярный эпидемиолог из Бернского университета.    GISAID утверждает, что организация "никогда не принимала никаких ответных мер и не приостанавливала работу" по какой-либо причине, кроме нарушения условий и положений. Организация добавляет, что ее процессы могут быть оптимизированы: "В рамках наших шагов по совершенствованию управления и операционной структуры мы считаем главным приоритетом обеспечение справедливого процесса подачи апелляций и решение проблем наших пользователей, связанных с приостановкой работы".    На странице управления GISAID указан научно-консультативный совет из 12 человек, но неясно, как он работает. На практике, по словам источников, близких к платформе, большинство решений принимает Богнер. "Если у вас есть массивы важных данных, которые имеют непрозрачные структуры управления, допускающие непредсказуемые ответные меры и нестабильное поведение, это просто не тот способ, которым должны работать равные условия", - считает биолог Эмбер Хартман Шольц, руководитель отдела научной политики в Лейбницком институте DSMZ, коллекции микроорганизмов и клеточных культур, в Брунсвике, Германия.    Если некоторые исследователи недовольны управлением GISAID, почему бы им просто не начать загружать свои вирусные последовательности в другие существующие базы данных? Одна из причин заключается в том, что загружать данные в GISAID проще. "Те, кто предоставляет данные, часто хвалят его систему предоставления данных, которая является более интуитивной и гибкой, чем та, которую предлагают другие базы данных", - поясняет Брито. "GISAID также инвестирует в экспертов-кураторов данных, которые - в тесном взаимодействии с поставщиками данных - помогают обеспечить качество данных".    Другая причина заключается в том, что ученые хотят, чтобы их данные были там же, где и последовательности всех остальных. "Мои последовательности наиболее полезны, когда они могут быть объединены с последовательностями, полученными откуда-то из другой страны или мира", - комментирует Ходкрофт. Кроме того, страх загрузить данные в базы данных с открытым доступом и быть обманутым - когда другие ученые первыми опубликуют исследования с использованием этих последовательностей - вполне реален. "Нравится нам это или нет, - говорит Ходкрофт, - но валютой науки является публикация".    Несмотря на проблемы, ученые согласны с тем, что GISAID, скорее всего, останется важным хранилищем вирусных геномов. "В интересах общественного здравоохранения, чтобы GISAID и инновации, которые он продвигал в течение последних лет, выжили", - считает Брито. Джереми Камил, вирусолог из LSU Health Shreveport в Луизиане, согласен с ним. "Потерять GISAID было бы однозначно трагедией".     Но для того, чтобы у GISAID было будущее, ему необходимы радикальные реформы и новое руководство, говорят его критики. "Необходима новая и прозрачная структура управления, которая не должна зависеть от прихоти одного человека, - утверждает Холмс. Это подразумевает наличие четких критериев того, кто получает доступ к платформе и какие действия могут привести к санкциям.Платформа также должна обеспечивать механизмы, позволяющие ученым, представляющим последовательности, передавать свои данные в архивы с открытым доменом, если они хотят это сделать. Кроме того, ученые призывают GISAID указывать, когда платформа собирает данные из открытых массивов данных, и четко идентифицировать эти последовательности. В настоящее время ученые, загружающие данные с нескольких платформ, не могут проверить, работают ли они с дублирующими последовательностями.    Для реализации этих изменений GISAID в идеале придется привлечь внешних экспертов по этике и управлению, считает Камил. Это потребует от Богнера "передать ключи и отойти". В своем заявлении GISAID говорит, что организация признает необходимость оценки аспектов своего управления, но не предоставила подробностей о возможных изменениях. "Я ожидаю, что финансирующие организации окажут давление, чтобы значительно улучшить управление таким важным учреждением", - говорит Густаво Паласиос, вирусолог из Медицинской школы Икан при Маунт Синай в Нью-Йорке.    На сайте GISAID указан единственный действующий спонсор - Фонд Рокфеллера. Хотя его представители не ответили непосредственно на вопросы Nature, они прислали заявление Брюса Геллина, руководителя глобальной стратегии общественного здравоохранения, базирующегося в Вашингтоне, в котором отмечается, что GISAID был одной из немногих платформ, сделавших возможным быстрый обмен геномными данными в первые дни пандемии. "Фонд Рокфеллера считает, что глобальные платформы обмена данными должны быть основаны на принципах доверия, сотрудничества и обсуждения", - говорится в заявлении. "Чтобы поддержать это, производители данных, пользователи, платформы и экспертные группы должны быть подотчетными и прозрачными".    Если GISAID не изменится, некоторые ученые считают, что, возможно, придется создавать новую организацию с нуля, но такая база данных не должна сильно отличаться от нынешней. "С точки зрения платформы, она действительно проделала неплохую работу по поиску баланса между быстрым и открытым обменом данными и сохранением права собственности на них в той или иной форме", - считает Ричард Вебби, ученый по инфекционным заболеваниям из Детской исследовательской больницы Святого Иуды в Мемфисе, штат Теннесси, и бывший член научно-консультативного совета GISAID.    Юэн Бирни, исполнительный директор Европейского института биоинформатики Европейской лаборатории молекулярной биологии в Кембридже (Великобритания), который управляет платформой открытых данных ENA, говорит, что база данных патогенов, одобренная ВОЗ, является "важной частью будущего". По его словам, такая платформа "даст странам с низким и средним уровнем дохода уверенность в том, что они могут обмениваться данными контролируемым образом в интересах общественного здравоохранения, имея при этом гарантии того, что правила будут соблюдаться". "А затем должно наступить время, когда такие данные общественного здравоохранения будут переведены в полностью открытые данные, чтобы исследователи могли посмотреть на данные в целом".    Возможность того, что полностью доступные платформы данных полностью перейдут в руки ученых, кажется маловероятной в ближайшем будущем из-за опасений ученых по поводу авторства. Бирни говорит, что открытые платформы, такие как ENA, могут рекомендовать и поощрять корректное цитирование, но у них нет механизмов для обеспечения этого. "Скорее, мы считаем, что это лучше делать с помощью патентного права, международного права, где доступ и преимущества контролируются". В конечном итоге, считает Холмс, цель должна заключаться в том, чтобы сделать все возможное, чтобы побудить людей делиться своими данными.  "Главный урок пандемии COVID-19 заключается в том, что обмен данными - это самое важное, что мы можем сделать для предотвращения и контроля пандемий".

Учитывая огромное разнообразие флоры и экосистем в мире, растения, вероятно, представляют собой важные источники биоактивных соединений и они широко изучаются для открытия новых лекарств.     Среди их биоактивных свойств, растительные метаболиты, которые являются наиболее мощными и перспективными элементами растений, как было показано, обладают антимикробным потенциалом. Хорошо известно, что растительные экстракты действуют как антибактериальные и противогрибковые агенты, но они также являются ценным источником антивирулентных соединений с уникальным механизмом действия, направленным на патогенность или вирулентность. Кроме того, некоторые фитохимические вещества, несмотря на то, что сами по себе не являются непосредственными ингибиторами микроорганизмов, обладают антибиотической адъювантной или биоусиливающей активностью для достижения бактерицидного синергизма; более того, они служат восстановителями и стабилизаторами для эффективного синтеза металлических наночастиц на растительной основе, улучшая антибактериальные свойства этих наноматериалов.    Все эти свойства делают растения и полученные из них соединения желательной альтернативой современным антибиотикам, которые становятся все менее эффективными в лечении бактериальных инфекций из-за постоянного роста числа патогенов с множественной лекарственной резистентностью (MDR). Основной целью данного обзора было раскрытие роли растительных экстрактов и их селективных фитохимических веществ как потенциальных кандидатов в антивирулентные агенты для профилактики и лечения бактериальных инфекций.     В рамках данной тематики Wang et al. охарактеризовали общее антибактериальное действие хлорогеновой кислоты (ХК), природного фенольного соединения, содержащегося во фруктах и овощах, на клинические изоляты гипервирулентной карбапенем-резистентной K. pneumoniae (hv-CRKP). Эти штаммы, будучи резистентными к различным антибактериальным препаратам и обладая генами вирулентности различной степени, представляют собой чрезвычайную угрозу для общественного здравоохранения. Эти вирулентные изоляты имеют высокую адгезию, уровень протеаз и капсульных полисахаридов, используют тактику кворум сенсинга (QS) для активации генов резистентности, формирования биопленки и сопутствующих факторов вирулентности. ХК доказала свою эффективность в ингибировании производства внеклеточного полисахаридного матрикса, адгезии клеток и снижении факторов вирулентности путем прерывания системы QS. Таким образом, ее можно рассматривать как ценное фитохимическое вещество с антибактериальным потенциалом для снижения инфекционного процесса у отдельных бактерий с MDR.    Сегодня нет абсолютно никаких сомнений в том, что микробные клетки внутри биопленок обладают повышенной толерантностью к антибиотикам и вирулентностью, и что почти более 75% инфекций человека связаны с биопленками. Поскольку бактериальные клетки могут прилипать практически ко всем биотическим и абиотическим поверхностям, биопленки ассоциируются с различными патологическими состояниями у человека, такими как муковисцидоз, колонизацией имплантируемых медицинских устройств и образованием зубного налета при кариесе и пародонтите.    Касательно инфекций полости рта, ассоциированных с биопленками, в исследовании Idir et al. оценивались антимикробные и антибиопленочные свойства этанольных и водных экстрактов различных алжирских лекарственных растений. Среди протестированных этаноловых экстрактов Origanum vulgare показал сильную антибиопленочную активность; экстракт предотвратил образование биопленки in vitro на библиотеке изолятов зубного налета, и, что примечательно, он смог уменьшить адгезию штаммов к поверхности с гидроксиапатитовым покрытием, имитирующей ротовую нишу. Фракционирование экстракта и последующий GS-MS анализ выявили тимол как важное активное соединение, а также другие неидентифицированные фитохимические вещества, которые синергетически способствовали активности экстракта.    Среди природных молекул растительного происхождения эфирные масла (ЭМ) тысячелетиями использовались в качестве лекарственных средств благодаря широкому спектру биологической активности, такой как противомикробная, противоопухолевая, антиоксидантная, противовоспалительная и антидиабетическая. Помимо этих положительных характеристик, некоторые ЭМ имеют ограниченное применение в фармацевтической промышленности из-за ряда недостатков, включая плохую растворимость, чрезвычайную летучесть и чувствительность к воздействию света и повышенной температуры.     Нанотехнологии являются решением для сохранения терапевтической эффективности ЭМ при минимизации их физико-химических недостатков. В частности, эмульсии привлекают особое внимание, поскольку они недороги и масштабируемы. В этом контексте Ganić et al. исследовали антибиопленочный потенциал эмульсии ЭМ корицы и сравнили данные с коммерчески доступным ЭМ корицы (Cinnamomun zeylanicum L.). Авторы выбрали Acinetobacter baumanni в качестве патогена ESKAPE для своих исследований. Штаммы ESKAPE - это шесть нозокомиальных патогенов (Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, K. pneumoniae, A. baumannii, Pseudomonas aeruginosa и виды Enterobacter), которые демонстрируют множественную лекарственную резистентность и высокую вирулентность. В частности, инфекции, связанные с A. baumannii, представляют собой серьезную проблему в отделениях интенсивной терапии из-за сложности их лечения вследствие образования биопленок. Эмульсия ЭМ проявила значительную активность против планктонных клеток, а также бактериальных клеток, встроенных во внеклеточный матрикс. Сильная антибиопленочная активность была также продемонстрирована против зрелой биопленки, однако при цитотоксических концентрациях, что указывает на необходимость совершенствования методики синтеза эмульсии корицы.    Резистентность к противомикробным препаратам (AMR) является глобальным многоликим феноменом, не ограничивающимся только людьми, поскольку ее воздействие также связано с заболеваниями рыб и животных. Например, Aeromonas hydrophila рассматривается как значительный фактор риска в пресноводных системах аквакультуры, который может привести к кишечным и внекишечным заболеваниям человека.     Chen et al. исследовали влияние глицирретиновой кислоты ß (GA), тритерпена олеананового типа, полученного из Glycyrrhiza glabra, на A. hydrophila, выделенную из больных рыб. Даже если этот фитохимикат не уменьшал рост бактерий, он снижал экспрессию мРНК генов, участвующих в гемолитической активности A. hydrophila. Разработка лекарственных средств, нацеленных на борьбу с вирусами, крайне необходима в войне против патогенов с MDR и в профилактике инфекций, вызываемых биопленками. Терапевтические подходы, использующие патоблокаторы и антивирулентные агенты, с меньшей вероятностью вызовут резистентность, поскольку бактерии не способны выработать резистентность к многочисленным химически сложным фитохимическим веществам, присутствующим в растительных экстрактах.    В целом, статьи, представленные в данном обзоре, являются научным доказательством потенциальной пользы соединений растительного происхождения и важности разработки новых терапевтических средств, воздействующих на ключевые факторы патогенного процесса, а не убивающих сами микроорганизмы.