Ученые продемонстрировали стимулирующий эффект наночастиц для восстановления спинного мозга после травмы у мышей. Наночастицы снизили количество воспалительных клеток в месте повреждения, усилили рост новых нервных волокон и помогли мышам быстрее вернуть частичную подвижность нижних конечностей. Статья опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences.
При повреждении спинного мозга в зону травмы попадают клетки, отвечающие за врожденный иммунный ответ: нейтрофилы и моноциты. Они выделяют провоспалительные соединения, приводящие к увеличению проницаемости сосудов, формированию отека, а также гибели нейронов, разрушению миелиновой оболочки аксонов и нарушению их функционирования. В дальнейшем на месте воспаления образуется рубец, нарушающий работу органа. Основным средством остановки воспаления являются противовоспалительные препараты — например, глюкокортикоид метилпреднизолон, но он может вызвать серьезные побочные эффекты: сепсис, желудочно-кишечные кровотечения и тромбоэмболию.
Недавно было показано, что 500-нанометровые частицы из полилактида-ко-гликолида без какого-либо препарата, введенные в кровь животного, снижают количество нейтрофилов и моноцитов в месте воспаления и облегчают симптомы воспалительных заболеваний нервной системы. Вероятно, несущие отрицательный заряд наночастицы связываются с рецепторами клеток и перепрограммируют их.
Группа ученых под руководством Лонни Ши (Lonnie Shea) из Мичиганского университета исследовала действие этих наночастиц на процессы воспаления и восстановления после травматического повреждения спинного мозга у мышей in vivo. Они вырезали у животных участок спинного мозга, после чего в течение недели вводили им наночастицы. Через определенные временные промежутки авторы проаналиризировали распределение частиц в организме мыши и процесс воспаления на гистологическом уровне и по экспрессии генов.
Как и в предыдущих исследованиях, наночастицы снизили количество ассоциированных с воспалением нейтрофилов и моноцитов в месте повреждения. Они также повлияли на фенотип макрофагов, которые могут либо способствовать воспалению (М1), либо — регенерации (М2). В месте воспаления у мышей, которым вводили наночастицы, больше макрофагов экспрессировали маркеры, характерные для фенотипа М2. Через четыре недели после травмы у таких мышей сформировался рубец меньших размеров, чем в контрольной группе.
Наночастицы также положительно повлияли на рост аксонов и восстановление их миелиновой оболочки в месте повреждения. Уровень экспрессии генов, ассоциированных с регенерацией, в экспериментальной группе был выше, что коррелировало с восстановлением подвижности задних конечностей: спустя семь и больше дней после операции экспериментальные мыши набирали больше баллов в тесте на локомоцию. Таким образом, наночастицы снижают воспаление в месте повреждения и способствуют его заживлению.
Помимо традиционных противовоспалительных препаратов травмы спинного мозга можно лечить стволовыми клетками. Год назад мы писали о подтверждении безопасности введения в спинной мозг пациентов нейрональных стволовых клеток. А в феврале этого года в Японии одобрили тестирование лечения травм спинного мозга индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками.
Екатерина Харыбина
Даже несмотря на использование сырого молока
Итальянские микробиологи изучили генетическое разнообразие микробиома кампанской моцареллы из молока буйволиц на разных этапах производства. К концу созревания микробиом сыра и рассола был представлен почти исключительно бактериями родов Lactobacillus и Streptococcus без значимого вклада минорных микроорганизмов. Исследование опубликовано в журнале Frontiers in Microbiololgy. Чтобы понять, какие микроорганизмы отвечают за аромат и вкус сыров с защищенным наименованием места происхождения, производители прибегают к микробиомным исследованиям. Часто такие нюансы связаны с минорными микроорганизмами, попадающими в тесто сыра не из стартовой культуры, а из термически необработанного молока, с оборудования или рук работников сыроварни. Доля таких микроорганизмов не превышает нескольких процентов микробиома. Технологии метагеномики и метаболомики позволяют быстро их идентифицировать, а иногда и попутно верифицировать происхождение сыра при сомнениях в его подлинности. Итальянские микробиологи во главе с Алессией Леванте (Alessia Levante) из Пармского университета исследовали микробиом рассольного сыра из молока буйволицы с юга материковой Италии, моцареллы ди буфала кампанья. Согласно традиционному рецепту, в молоко добавляют стартовую культуру и сычужный фермент, после чего в течение 4-5 часов происходит созревание при 35-37 градусах Цельсия. Потом массу погружают в воду температурой до 95 градусов, и она приобретает эластичную консистенцию. Эту массу вымешивают как тесто, после чего сыру придают форму шариков и помещают в рассол, в таком виде он и поступает в продажу. За время приготовления в среде колеблется температура, кислотность и концентрация соли, что создает предпосылки для изменений микробиома в процессе созревания. Биологи исследовали сыры от двух сыроварен: одна изготавливала моцареллу из сырого молока, другая — из пастеризованного. Ученые провели метагеномное секвенирование гена 16S рибосомальной РНК из образцов молока, стартовых культур, сырной массы перед нагреванием, рассола и готового сыра. В общей сложности 17 проб были пригодны для анализа — ученые забирали пробы из обеих сыроварен по два раза в разные дни. На одном из предприятий было доступно два варианта рассола — новый и старый, используемый уже более 30 лет. В общей сложности исследователи обнаружили бактерии из 30 типов, но основная часть биоразнообразия пришлась на образцы сырого молока, где доминировали типы Firmicutes, Proteobacteria и Actinobacteria. В остальных образцах доминировали представители Firmicutes: более 90 процентов микроорганизмов составили представители родов Streptococcus и Lactobacillus, причем в сырном тесте преобладали лактобациллы (L. delbrueckii и L. helveticus), а в рассоле преобладали стрептококки. Микробиом сырного теста на 99,4-99,8 процента состоял из лактобацилл и стрептококков. В старом рассоле от одной из сыроварен были идентифицированы бактерии родов Lentillactobacillus и Pediococcus, родственные лактобациллам, на них пришлось до десяти процентов ридов. При этом ученые не нашли минорных микроорганизмов, которые были бы характерны одновременно для сыров из обеих сыроварен. Единичные образцы содержали также минорные компоненты микробиома из родов Lactococcus, Acinetobacter или Chriseobacterium, но, по утверждению авторов, их нельзя назвать стабильным компонентом микробиома моцареллы ди буфало кампанья. Доля главных представителей микробиоты тоже оказалась довольно нестабильным показателем. От образца к образцу она различалась в 2-4 раза. Разброс от года к году может быть еще больше, если учесть результат исследования, часть данных которого касалась микробиома моцареллы. Учет того, насколько вариабельными могут быть продукты с защищенным наименованием места происхождения, важен при их сертификации и для их сохранения как объекта культурного нематериального наследия. Данные микробиомики используют не только для идентификации продуктов питания и их подлинности, но и для исследования диеты древних людей.