Американские нейрофизиологи выяснили, что с возрастом женский мозг лучше мужского сохраняет молодость. Обучив регрессионную модель предсказывать возраст на основе данных, полученных с помощью позитронно-эмиссионной томографии головного мозга, они показали, что женский мозг в среднем на три года младше мужского при одинаковом хронологическом возрасте. Статья опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Несмотря на то, что исследования, проведенные на больших выборках людей, отрицают наличие значимых структурных различий между мужским и женским мозгом, некоторые работы все же указывают на небольшие нейробиологические особенности, в той или иной мере объясняющие особенности поведения и развития, характерные (то есть статистически более распространенные) для разных полов. Например, система вознаграждения женского мозга активнее откликается на проявление просоциального поведения, а также женский мозг в целом более активный, чем мужской.
Женщины и мужчины также по-разному подвержены риску развития различных психических и нейродегенеративных заболеваний, что во многом может быть объяснено различиями в морфологии их головного мозга. Ученые под руководством Ману Гояля (Manu Goyal) из Медицинской школы Вашингтонского университета решили оценить метаболизм головного мозга мужчин и женщин. Для этого они проанализировали сканы 205 людей в возрасте от 20 до 82 лет, полученных с помощью позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ). В качестве основных параметров оценки метаболизма мозга ученые рассмотрели расход и окисление глюкозы, поглощение кислорода, а также церебральный кровоток в 79 отделах мозга. Часть данных использовали для обучения алгоритма на основе random forest регрессии: параметры метаболизма головного мозга сопоставили с реальным хронологическим возрастом участников. Разница между реальным и предсказанным возрастом всех участников составляла от нескольких месяцев до двух лет; кроме того, исследователи также использовали данные, полученные с помощью повторных сканирований участников, собранные дважды в течение двух лет: для большинства участников разница между хронологическим и метаболическим возрастом осталась одинаковой в течение нескольких лет.
Затем алгоритм обучили на данных исключительно мужчин и использовали его, чтобы предсказать возраст женщин. Оказалось, что метаболический возраст мужчин в среднем на 3,8 года больше, чем возраст женщин. С другой стороны, когда алгоритм был обучен на данных женщин и далее использовался для предсказания возраста мужчин, женский мозг оказался на 2,4 года моложе. Интересно, что метаболический возраст головного мозга не зависел от накопления бета-амилоидов — форм белков, характерных для развития деменции и болезни Альцгеймера: это ученые показали, предсказав возраст на данных еще 40 участников пожилого возраста, в мозге которых были обнаружены бета-амилоиды.
Авторы пришли к выводу, что метаболические процессы в женском мозге менее заметно меняются с возрастом, из-за чего он остается более молодым даже в пожилом возрасте. У исследования, однако, есть несколько ограничений. Во-первых, выборка очень мала для того, чтобы результаты исследования обладали высокой внешней валидностью. Во-вторых, исследователи не изучили причины подобных отличий и их последствия, впрочем, отметив их важность для изучения в последующих работах.
Оценить реальный возраст головного мозга возможно также по оценке церебрального кровотока отдельно. В прошлом году ученые с помощью такого метода показали, что потребление марихуаны может состарить головной мозг на три года.
Елизавета Ивтушок
И еще четырех видов опухолей
Британские и датские иммунологи обнаружили на цитотоксических T-лимфоцитах рецептор, узнающий одновременно три разных опухолевых антигена. Пациент, у которого были обнаружены эти Т-клетки, смог достичь полной ремиссии меланомы четвертой клинической стадии. Такое строение T-клеточных рецепторов не дает клеткам опухоли ускользнуть от противоопухолевого иммунитета. Похожие типы Т-клеточных рецепторов есть и у здоровых людей, но их роль в противоопухолевом иммунитете пока неясна. Исследование опубликовано в виде статьи в журнале Cell. Клеточная терапия онкологических заболеваний направлена на введение в организм Т-лимфоцитов, узнающих фрагменты белков опухоли, выставляемые клетками на поверхности белков главного комплекса гистосовместимости (HLA-антигенов). Она позволяет добиться ремиссии во многих случаях, при которых другие виды лечения неэффективны. Но врачи часто сталкиваются с ускользанием опухолевого клона от такого иммунитета. Иногда достаточно нескольких месяцев, чтобы опухолевые клетки перестали экспрессировать маркер, который должны были узнавать лимфоциты. Хотя большинство Т-лимфоцитов узнают один эпитоп, некоторая часть из многообразия Т-клеточных рецепторов, образующихся в процессе созревания Т-клеток, узнает не один, а сразу несколько антигенов. Такие клетки есть и у здоровых людей, и у пациентов с аутоиммунными болезнями. Рецепторы, нацеливающие иммунную систему сразу на несколько молекул-мишеней, могли бы повысить эффективность клеточной терапии. Ведь даже если с поверхности опухоли исчезнет один антиген, то иммунный ответ против второго сохранится, и лечение останется эффективным. Шаг в сторону использования этого принципа в терапии сделала группа онкологов и иммунологов из Великобритании и Дании под руководством Эндрю К. Сьюэлла (Andrew K.Sewell) из Университета Кардиффа. На протяжении последних 15 лет они занимаются клеточной терапией меланомы. В рамках клинических исследований врачи забирали у пациентов клетки крови, отбирали среди них Т-лимфоциты, тропные к меланоме, и после культивации in vitro вводили клетки обратно пациентам. В одном из исследований, проведенном в 2011-2014 годах, участвовал пациент с четвертой клинической стадией меланомы, у которого клеточная терапия позволила добиться десятилетней ремиссии болезни (обычно же медианная продолжительность жизни с момента постановки диагноза у таких пациентов не превышает года). Ученые решили детально исследовать, с какими особенностями Т-клеточного ответа это было связано. Как выяснили иммунологи, почти вся противоопухолевая активность лимфоцитов пациента была связана одним лимфоцитарным клоном (его обозначили MEL8), который реагировал in vitro не только на меланому, но и на клетки острого миелолейкоза, опухоли молочной, предстательной и поджелудочной железы от других пациентов с таким же типом HLA-антигена (гаплотип HLA A*02:01, наиболее распространенный в мире). Это было неожиданно, ведь рецепторы этих Т-клеток чувствительны к белку мелану A, специфичному для меланоцитов и происходящих от них опухолей (включая меланому). Авторы создали библиотеку из 936 миллиардов декапептидных последовательностей и оценили in silico сродство рецепторов MEL8 к олигопептидам, связанным с HLA A*02:01. Такой скрининг позволил отобрать 500 пептидов, представленных в протеоме человека. Три из них — участки белков мелана А, BST2 и IMP2 — имели сродство к Т-клеточному рецептору MEL8 in vitro и при этом экспрессировались меланомой. У всех трех декапептидных последовательностей нашлась гомология и на уровне аминокислотной последовательности, и на уровне третичной структуры, что было подтверждено рентгеноструктурным анализом. Т-клетки, у которых есть рецепторы, тропные одновременно к мелану А, IMP2 и BST2, были обнаружены у здоровых добровольцев и у одного пациента с хроническим лимфолейкозом, но их количество было невелико. Обнаруженный вид поливалентного рецептора можно использовать и для лечения других пациентов: исследователи секвенировали последовательность Т-клеточного рецептора и трансдуцировали этой последовательностью другие линии лимфоцитов в рамках своих экспериментов. Следовательно, есть предпосылки для создания эффективной клеточной терапии опухолей или противоопухолевой вакцины. Впрочем, пока невозможно говорить, насколько безопасной было бы такое лечение, ведь исследование британских и датских ученых основано лишь на единичных наблюдениях пациентов с опухолями. Кроме того, распознавание эпитопов Т-клеточным рецептором зависит от варианта HLA.антигена, имеющегося у данного конкретного человека, и распространенность полимодальных Т-клеточных рецепторов у носителей разных вариантов HLA может отличаться. Даже сильного иммунного ответа против клеток меланомы может оказаться недостаточно для победы над болезнью — на эффективность лечения могут влиять такие факторы, как уровень тестостерона.