Нобелевскую премию вручили за исследования, послужившие основой для создания вакцин от ковида

В начале октября 2023 года были объявлены лауреаты (см. прим. 1) Нобелевской премии по физиологии и медицине. Ими стали Каталин Карико и Дрю Вайссман, разработавшие технологию создания мРНК-вакцин. Работы эти нобелевских лауреатов уже нашли свое применение на практике: предложенное ими решение использовалось при разработке вакцин против коронавирусной инфекции – именно оно лежит в основе препаратов от Moderna и Pfizer.

В состав многих вакцин входят части микроорганизмов, вызывающих инфекцию, либо даже возбудители целиком. Их попадание в организм приводит к развитию иммунного ответа, то есть к образованию антител.

Другой тип вакцин – векторные препараты. С помощью специальных носителей (векторов), в роли которых выступают особым образом модифицированные вирусы, в клетки научились доставлять генетический материал того или иного возбудителя инфекции. Клетки, используя свои собственные ферменты, самостоятельно синтезируют вирусные белки, используя доставленный генетический материал. Появление этих белков провоцирует иммунный ответ.

При такой доставке антитела образовывались и в ответ на попадание в организм векторов-переносчиков. Карико и Вайссман придумали способ отказаться от них, доставляя в клетки мРНК несущую информацию о том или ином патогенном белке. Они научились изменять матричную РНК так, чтобы организм не воспринимал ее как чужеродную молекулу, а использовал как матрицу для синтеза белка. Именно технология модификации мРНК была отмечена Нобелевским комитетом.

Ее активно начали использовать при создании мРНК-вакцин, а в период пандемии Covid-19 она стала основой наиболее распространенных препаратов, предназначенных для вакцинации от ковида, производством которых занялись крупные фармацевтические компании.

 

Создан самый совершенный и детальный атлас клеток головного мозга

Международная команда ученых смогла создать самый подробный атлас клеток головного мозга человека. Результаты исследований, проведенных в рамках проекта BRAIN Initiative (см. прим. 2), опубликованы в 24 научных статьях.

Ученые подробно описали разные типы клеток человеческого головного мозга, их устройство и трехмерные структуры, которые они образуют. Работы такого масштаба на людях ранее не проводились, а для проведения исследований авторам пришлось применять подходы (см. прим. 3), которые не использовались раньше. Они не исключают, что эти методики теперь начнут активно внедряться в нейробиологии.

Исследователи предоставили информацию о том, как устроен мозг нечеловекообразных приматов – это было нужно для того, чтобы выявить сходства и различия с человеческим мозгом. Кроме того, в ходе своей работы авторам удалось сопоставить (см. прим. 4) клеточную структуру мозга взрослого человека с устройством мозга плода на ранних сроках беременности, а также детально проанализировать устройство зоны Брока, отвечающей за речь.

Понимание того, где и какие клетки находятся, дает ученым информацию о том, как функционирует мозг, а также позволяет разрабатывать новые подходы к лечению самых разных заболеваний, в том числе эпилепсии, аутизма и болезни Альцгеймера, число диагностируемых случаев которой стремительно растет.

 

Ученые впервые в мире «заразили» животных болезнью Альцгеймера

Международная команда ученых смогла доказать (см. прим. 5) роль кишечного микробиома в развитии болезни Альцгеймера, кроме того, им удалось «заразить» этой болезнью здоровых животных, чего не удавалось никому ранее.

В ходе эксперимента ученые взяли образцы стула и крови у пациентов с болезнью Альцгеймера и у здоровых добровольцев, а затем пересадили кишечную микробиоту крысам без каких-либо признаков заболевания. Спустя 10 дней после трансплантации животные прошли тестирование когнитивных способностей: те грызуны, которые получили микробиоту от пациентов с деменцией, демонстрировали характерные особенности поведения.

Авторы смогли идентифицировать, какие именно микроорганизмы могут спровоцировать появление когнитивных нарушений при болезни Альцгеймера и других формах деменции. Количество бактерий рода Coprococcus было существенно ниже, чем у здоровых участников, а бактерий Desulfovibrio значительно больше нормы. Они выяснили, что кишечный микробиом влияет на процесс нейрогенеза в гиппокампе – области головного мозга, критически важной для памяти и настроения. Появление новых нейронов в гиппокампе тормозилось, что негативно влияло на память. Изучение образцов крови, взятых у пациентов с болезнью Альцгеймера, подтверждает полученные данные – процесс образования нейронов из стволовых клеток у них действительно был замедлен.

Полученная информация будет использована при разработке эффективных подходов к лечению и ранней диагностике. Не исключено, что пациентам с повышенным риском развития болезни в будущем будут предлагать процедуру по пересадке кишечного микробиома, что позволит значительно уменьшить шансы столкнуться с болезнью.

Примечания:

1. Подробное изложение сути исследований, за которые вручена премия по физиологии и медицине, на сайте Нобелевского комитета
https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2023/advanced-information/

2. Страница проекта BRAIN Initiative на портале NIH
https://braininitiative.nih.gov/research/tools-and-technologies-brain-cells-and-circuits/brain-initiative-cell-census-network

3. Исследователи изобрели подходы для описания каждой клетки человеческого мозга
https://www.massgeneral.org/news/press-release/researchers-develop-technology-to-tabulate-and-characterize-every-cell-in-the-human-brain

4. Презентация клеточного атласа человеческого мозга от авторов исследования
https://news.ki.se/cell-atlases-of-the-human-brain-presented-in-science

5. Ученым удалось доказать роль кишечного микробиома в развитии болезни Альцгеймера
https://academic.oup.com/brain/advance-article/doi/10.1093/brain/awad303/7308687