Ученые обнаружили в мозге пчел колебания электрической активности с частотой в 18 герц. Они оказались похожи на альфа-ритмы головного мозга приматов: возникали спонтанно, их амплитуда снижалась при предъявлении обонятельного стимула, а также они регулировали активность полушарий в других диапазонах, в частности — гамма-ритмов. Регуляция нейронной активности спонтанными альфа-ритмами, поэтому, может быть универсальна для животных, пишут ученые в Proceedings of the Royal Society B.
Спонтанная электрическая активность в альфа-диапазоне (от 8 до 12 герц), которая характерна для состояния спокойного бодрствования с закрытыми глазами, в первую очередь регистрируется в затылочных долях, но регулирует и отражает активность всей коры больших полушарий. При когнитивной нагрузке (например, работе памяти и внимания), снижается амплитуда альфа-ритмов, а активность в других диапазонах (в частности, гамма — от 25 до 140 герц) коррелирует с их фазой.
Несмотря на то, что альфа-ритмы — одни из самых изучаемых в нейронауках (в частности, в поведенческих исследованиях и работах, посвященных сенсорной стимуляции), вопрос об их точной работе на уровне нейронов все еще остается открытым. Цветан Попов (Tzvetan Popov) из Гейдельбергского университета и Пол Шишка (Paul Szyszka) из Университета Отаго решили изучить регуляцию активности мозга в альфа-диапазоне на примере пчел. Для эксперимента они отобрали шесть взрослых самок, которым вживили микроэлектроды в нейроны грибовидных тел — парной структуры головного мозга насекомых, которая в первую очередь отвечает за обработку поступающей информации от органов чувств.
Пчел зафиксировали на специальной подложке так, чтобы те не могли двигаться (и, соответственно, чтобы ограничить активность мозга), и по очереди давали им палочки, на концы которых была нанесена пахучая жидкость: масло гвоздики, апельсина и перечной мяты.
В отсутствии стимуляции в грибовидных телах мозга пчел наблюдалась спонтанная активность в 18 герц — по-видимому, характерная для спокойного состояния. При использовании пахучих палочек амплитуда этих ритмов снижалась, а также возникала дополнительная активность в диапазоне от 20 до 40 герц и выше, что соответствует гамма-диапазону. Интересно, что гамма-ритмы были синхронизированы с фазой спонтанной активности в 18 герц — точно так же альфа-ритмы регулируют гамма-ритмы в мозге человека при воздействии какого-либо стимула.
Обнаруженная активность в 18 герц в мозге пчел оказалась похожа на альфа-ритмы головного мозга человека по своим функциям. При этом попадает она все же в диапазон бета-активности, но у остальных приматов, помимо человека, бета-ритмы разделяют функции с альфа-ритмами, отличаясь только частотой. Именно поэтому авторы, с одной стороны, настаивают на том, что обнаруженную у пчел активность стоит отнести к альфа-диапазону, а с другой — отмечают, что диапазоны могут быть разными в зависимости от вида. Альфа-ритмы, поэтому, по их мнению стоит ограничивать функционально — и они, таким образом, в действительности могут быть универсальны среди животных.
Медоносные пчелы — одни из самых когнитивно развитых насекомых, поэтому ученые довольно пристально изучают их умения: например, показывают их способности к счету, распознаванию человеческих лиц (кстати, наравне с осами), а также символьной репрезентации.
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.