Историю прививок человека предложили записывать татуировками из квантовых точек
Американские ученые вакцинировали свиней от полиовируса, добавив в вакцину коллоидные квантовые точки — микрогранулы, которые могут испускать инфракрасные лучи. Гранулы оставались в коже животных по меньшей мере 9 месяцев и не вызвали раздражения. Авторы работы предлагают применять эту технологию на людях, чтобы таким образом фиксировать историю прививок прямо в коже каждого пациента. Работа опубликована в журнале Science Translational Medicine.
Несмотря на общепризнанную пользу вакцин, они работают эффективно только тогда, когда их применение четко зафиксировано. Важно, чтобы врач всегда знал, какой перед ним пациент — привитый или нет. От этого зависит не только, будут ли его прививать повторно, но и то, как его будут лечить и от каких других пациентов изолировать. Считается, что трудности с документацией характерны чаще всего для стран со слабо развитой медициной, однако после недавних вспышек кори и паротита («свинки») в США, Австралии и Италии стало понятно, что это проблема гораздо более крупного масштаба.
Кевин Макхью (Kevin McHugh) из Массачусетского технологического института вместе с коллегами предложил записывать историю прививок непосредственно в теле человека, чтобы избавить врачей от необходимости вести документацию. Исследователи предположили, что вместе с собственно вакциной можно вводить под кожу человека какие-то метки, которые будут сохраняться там годами, не принося вреда здоровью.
В качестве первого кандидата на роль такой метки ученые рассматривали флуорофоры — органические вещества, способные светиться. Их вводили в человеческую кожу (полученную с трупов), а сверху светили ярким солнечным светом. Оказалось, что флуорофоры не выдерживают света и разлагаются при интенсивности света, которая соответствует нескольким неделям пребывания на солнце.
Поэтому исследователи переключились на неорганические вещества. Они попробовали использовать коллоидные квантовые точки — это нанокристаллы полупроводника, которые состоят из ядра и оболочки, и могут испускать волны разной длины в зависимости от состава и соотношения слоев. Ученые использовали ядра из меди, индия и серы, а оболочку — из алюминия и сульфида цинка. Им удалось откалибровать наночастицы так, чтобы они излучали в инфракрасном диапазоне. Затем их проверили на обесцвечивание: после дозы солнечного света, которая аналогична пяти годам жизни на солнце, наночастицы сохранили около 13 процентов своей первоначальной интенсивности свечения.
Затем ученые заключили наночастицы в полимерные капсулы, которые не вызывают иммунного отторжения в коже. Для укола они предложили использовать растворимые микроиглы. А чтобы идентифицировать кристаллическую метку в коже, авторы собрали простую конструкцию из инфракрасного диода, который светит на кожу, и смартфона, в котором фильтр, ограничивающий инфракрасный свет, заменили на фильтр, пропускающий только инфракрасный свет.
Эффективность своей системы ученые проверили на свиньях, которым вводили нанокристаллические метки вместе с вакциной от полиовируса. Внешне животные не выглядели раздраженными после укола. На гистологических препаратах кожи исследователи заметили только минимальные следы реакции на инородное тело: в тканях размножались макрофаги, но не образовывали вокруг места укола фиброзной капсулы, как бывает при отторжении. Результат самой прививки тоже не изменился от соседства с нанокристаллической меткой: количество антител к полиовирусу в крови животных не отличалось (p = 1) от контрольной группы свиней, которых прививали обычной иглой.
Исследователи не стали ждать 5 лет, чтобы проверить сохранность гранул в коже животных, но по крайней мере 9 месяцев спустя они обнаружили светящиеся частицы на своих местах.Авторы работы отмечают, что их имитация солнечного света может не полностью соответствовать реальному количеству света, которое получает человеческая кожа, но они рассчитывают, что их разработка сможет упростить задачу ведения медицинской документации.
После того, как ВОЗ включила отказ от прививок в список глобальных угроз здоровью, многие страны усилили борьбу с антивакцинаторскими движениями. В штате Нью-Йорк, например, теперь запрещено отказываться от прививок по религиозным причинам, в Германии обязательна вакцинация от кори, в Италии непривитых детей не берут в школы и детские сады, а в России социальная сеть «ВКонтакте» начала показывать предупреждения на страницах сообществ «антипрививочников».
Полина Лосева
За это оказался ответственен фактор транскрипции BACH1
Шведские и китайские ученые выяснили, что экспрессия генов, ответственных за образование новых сосудов — ангиогенез — в клетках рака легкого существенно повышается после обработки их антиоксидантами — витаминами С и Е и N-ацетилцистеином. Наиболее чувствительным к их антиоксидантным эффектам оказался фактор транскрипции BACH1, который непосредственно активировал гены ангиогенеза. Исследование опубликовано в Journal of Clinical Investigation. Рост опухоли легкого непосредственно связан с ангиогенезом — образованием новых кровеносных сосудов, — который обычно запускается гипоксией. Она опосредует транскрипцию генов факторов роста эндотелия сосудов, их рецепторов, эпидермальных факторов роста и ангиопоэтинов. Существуют препараты, которые направлены на снижение активности ангиогенеза (в том числе, за счет воздействия на перечисленные факторы), однако их эффективность остается неоднозначной. При этом появляется все больше свидетельств того, что ангиогенез в опухолях может контролироваться транскрипционными механизмами, не связанными с гипоксией. В основном эти механизмы основаны на реакции факторов транскрипции, чувствительных к изменениям окислительно-восстановительного баланса (редокс-чувствительные), на колебания уровней активных форм кислорода. К таким факторам относится, например, BACH1. Коллаборация шведских и китайских ученых под руководством Мартина Берго (Martin Bergo) из Каролинского института изучили, как антиоксиданты, влияющие на окислительно-восстановительный баланс, опосредуют процессы ангиогенеза. Они выяснили, что редокс-чувствительный фактор транскрипции BACH1 в линиях человеческих клеток рака легкого и экспериментальных опухолях у мышей контролирует васкуляризацию опухоли за счет ангиогенеза (воздействуя на гены, ответственные за него) и делает опухоль чувствительной к антиангиогенной терапии. Кроме того, BACH1 активируется в опухолевых клетках во время гипоксии и в ответ на введение антиоксидантов — витамина C, аналога витамина E и ацетилцистеина, — причем эта активация происходит как за счет транскрипционных, так и посттрансляционных механизмов. В частности, посттрансляционная стабилизация BACH1 в условиях гипоксии, вероятно, опосредуется снижением деградации, зависящей от пролилгидроксилирования, а его в восстановительных условиях — после введения антиоксиданта — опосредуется снижением гемозависимой деградации. По словам ученых, открытие того, что BACH1 стимулирует ангиогенез опухоли легкого и коррелирует с экспрессией генов ангиогенеза и белков в опухолях легких человека, делает его потенциальным биомаркером для оценки антиангиогенной терапии: в исследовании такая терапия останавливала рост опухолей с высокой экспрессией BACH1, но не рост опухолей с низкой экспрессией BACH1. Будущие исследования должны оценить связь этого биомаркера с другими опухолями — раком молочной железы и почек. Недавно мы рассказывали про то, что потеря Y-хромосомы по-разному повлияла на исходы рака. Так, в случае с колоректальным раком исходы улучшились, а в случае с раком мочевого пузыря — ухудшились.