Макроциклы способны подавлять опухоль и дозировать лекарство

В лечении рака существует ряд препятствий. Во-первых, противоопухолевые препараты не только убивают злокачественные клетки, но и повреждают здоровые ткани. Во-вторых, опухолевые клетки быстро делятся и мутируют, спасаясь от цитотоксического действия препаратов. В итоге почти половина из них не реагирует ни на какие лекарства — это называется множественной лекарственной устойчивостью. Она сильно мешает врачам лечить людей от рака и стала настоящей угрозой здоровью населения планеты.

Разработка новых лекарств мало помогает в терапии опухолей, поскольку устойчивость развивается быстро, к тому же некоторые уже существующие мутации могут быть эффективны и против новых препаратов, поэтому пространства для «новизны» становится все меньше. Ученые используют другие подходы: либо упаковывают лекарства в разные формы, которые позволяют использовать терапию более направленно и в меньших дозах, либо разрабатывают наноструктуры, которые сами по себе угнетают рост опухолевых клеток. Во втором случае активность этих структур должна быть химически управляемой и соответствовать ряду требований.

Группа ученых из Казанского федерального университета🏛 в сотрудничестве с коллегами из Шанхайской лаборатории молекулярного катализа и инновационных материалов справилась со второй задачей. Они синтезировали циклические соединения с фрагментами аминокислот (L-триптофана и L-фенилаланина) и показали, что они могут выступать в роли наноконтейнеров для молекул флуоресцина (светящегося красителя). По его свечению исследователи выяснили, что контейнеры, содержащие фрагменты L-триптофана, «открываются» в нейтральной и щелочной среде, оставаясь «закрытыми» в кислой. Наночастицы на основе циклических молекул с L-фенилаланиновыми остатками остаются закрытыми в любых условиях. Таким образом, и те и другие высвобождают или удерживают молекулу красителя в зависимости от кислотности среды — это и есть химическая управляемость.

Работа опубликована в журнале 📕International Journal of Molecular Sciences (IF = 6.21)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/623
#новости

Медики предпочли нейросетям более простые алгоритмы ИИ

В настоящее время технологии искусственного интеллекта (ИИ) широко используются в медицине. Они помогают врачам находить патологии — например, опухоли — на снимках, подбирать индивидуальное лечение для каждого пациента, в режиме реального времени отслеживать состояние больного. Кроме того, ИИ используется при разработке роботизированных медицинских устройств, таких как компактные носимые датчики, проводящие разнообразные измерения и отправляющие данные врачу. 

Ученые из Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта 🏛 с коллегами из Национального медико-хирургического Центра имени Н. И. Пирогова и Центрального научно-исследовательского института организации и информатизации здравоохранения определили, что медики вместо нейросетей предпочитают использовать в своей работе более простые алгоритмы машинного обучения. Это объясняется тем, что нейронные сети практически не оставляют специалисту возможности по-своему интерпретировать полученные результаты, тогда как окончательное заключение во избежание ошибок должен делать врач. Кроме того, авторы определили, какие именно алгоритмы ИИ используются в отдельных медицинских областях. Благодаря этому статья может служить справочником, который поможет медикам выбрать оптимальный для конкретной задачи метод машинного обучения.

Работа опубликована в журнале 📕International Journal of Environmental Research and Public Health (IF = 4.61)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/624
#новости

#конференции

📌4th RUSSIAN INTERNATIONAL СONFERENCE ON CRYOELECTRON MICROSCOPY 2023

🏛Место проведения — Москва, Биофак МГУ🏛;
🗓Даты проведения — 4-7 июня 2023;
⏰Сроки подачи тезисов — до 27 мая 2023;
👥Способ проведения — офлайн/онлайн;
🔗Подробнее — по ссылке

Растения подготавливаются к сложным условиям с помощью электрических импульсов

Растения могут выживать в крайне экстремальных природных условиях благодаря процессу адаптации. Неблагоприятные факторы окружающей среды запускают физиологический ответ, который помогает растению приспособиться к новым условиям. Однако, чтобы изменения затронули весь растительный организм, нужна специальная информационная сеть — своего рода аналог нервной системы животных.

Так, в ответ на внешний стимул растительные клетки генерируют электрические сигналы. Они помогают донести до остальных частей растения, даже находящихся далеко от раздражителя, информацию о том, что что-то произошло, например, что один лист подвергся нападению вредителя. Электрические импульсы возникают в результате изменения концентрации ионов внутри и снаружи растительной клетки. Смещение баланса ионов приводит к деполяризации или гиперполяризации — накоплению положительного или отрицательного заряда внутри клетки соответственно. Эти изменения далее распространяются по растительным тканям. Таким образом, не пострадавшие ткани могут «подготовиться» и запустить защитные механизмы.

Российские биологи из Национального исследовательского Нижегородского государственного университета имени Н.И. Лобачевского🏛 определили механизм, который помогает растениям «предупреждать» свои разные части об опасности. Выяснилось, что они делают это с помощью особых электрических сигналов, которые снижают активность фотосинтеза, что, вероятно, подготавливает организм к переходу в режим выживания во время засухи, яркого света и жары. Это значит, что потенциально такие электрические сигналы можно использовать для сохранения сельскохозяйственных культур в экстремальных условиях.

Работа опубликована в журнале 📕Frontiers in Plant Science (IF = 6.63)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/625
#новости

Физики предложили получать «фотонные крючки» на замерзающих каплях воды

Под «фотонными крючками» понимают изогнутые лучи, возникающие при взаимодействии пучков света с частицами, у которых нарушена симметрия. Подобные явления могут найти применения в разнообразных оптических устройствах, например, микроскопах высокого разрешения, датчиках, приборах для обработки материалов и манипулирования нанообъектами и прочих.

Как правило, частицы, на которых получаются такие «крючки», состоят из диэлектриков (в том числе жидких) или различных искусственных материалов — не слишком экологичных, а иногда и достаточно дорогих. Исследователи из Томского политехнического университета с китайским коллегой предложили использовать в качестве частиц капли воды. Ранее уже проводили исследования, в которых показывался подобный подход для фокусирования фемтосекундных импульсов; замерзающая же капля становится уникальной системой жидкость-лед, в которой реализуются специфические физические эффекты. Авторы применили их для управления светом — и изгибания его лучей.

Так, в новой работе предложена концепция темпорального «фотонного крюка», который возникает на охлажденной водяной капле. Согласно модели физиков, последняя находится в воздухе, и через нее пропускается линейно поляризованный свет. Поскольку температура низка, капля начинает замерзать, и в ней получается жидкая и твердая (заледеневшая) часть. Граница двух этих фаз становится своего рода призмой, заставляющей луч изгибаться. При этом оптический луч фокусируется в теневой части капли, даже не смотря на низкий оптический контраст между водой и льдом (коэффициенты преломления различаются всего на 0,033 единицы).

Работа опубликована в журнале 📕 Scientific Reports (IF = 5.00)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/626
#новости

Вакцинацию от гриппа можно будет проводить без шприцев

На сегодняшний день инъекция — это самый распространенный способ введения вакцины. Процесс всегда требует грамотно подготовленного персонала и сопровождается вероятностью занесения инфекции и травмирования сосудов. Полностью этих рисков избежать нельзя, поэтому ученые активно ищут оптимальную замену традиционному способу вакцинации. Альтернатива должна быть не только безопасной и безболезненной, но и обладать достаточной эффективностью, что напрямую зависит от способа введения препарата. Перспективным может стать введение вакцины через кожу человека, что обусловлено содержанием в коже большого количества клеток врожденного иммунитета, активация которых вызывает сильный адаптивный иммунный ответ. В результате такое введение вакцин зачастую оказывается более эффективным, чем подкожные и даже внутримышечные инъекции.

В новом исследовании ученые из Саратовского государственного университета имени Н. Г. Чернышевского вместе с коллегами из НИИ гриппа имени А. А. Смородинцева представили способ чрескожного введения вакцины по волосяным фолликулам. Для этого они поместили вакцину от гриппа в крошечный носитель-матрицу из карбоната кальция (CaCO3) и нанесли ее на кожу мышам. Выбор был сделан в пользу частиц карбоната кальция, поскольку это биологически безопасное соединение входит в состав костей и не отторгается организмом. К тому же такие контейнеры могут вместить в себя большое количество вакцины и после выполнения своей функции рассасываются в организме без образования токсичных продуктов. Для доставки частиц в кожу использовали сонофорез — ультразвуковое воздействие, широко применяемое в физиотерапии. Ультразвук позволил матрице эффективнее пройти в более глубокие слои кожи и обойти препятствия в виде рогового слоя кожи и добраться до иммунокомпетентных клеток через волосяные фолликулы.

Работа опубликована в журнале 📕Journal of Materials Chemistry B (IF = 7.57)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/627
#новости

Новый класс препаратов позволит подавлять ВИЧ в нейронах

По данным Роспотребнадзора, в России ВИЧ выявлен у 1% населения. Вылечить заболевание пока практически невозможно, однако постоянный прием антиретровирусных препаратов позволяет подавить вирус, и пациент может жить нормальной жизнью. Вместе с тем, есть риски побочных эффектов и развития невосприимчивости патогена, а у некоторых пациентов могут развиться тяжелые сопутствующие заболевания, в том числе неврологические. Это происходит из-за того, что лекарства не могут пройти гематоэнцефалический барьер и попасть к мозгу, а потому нейроны становятся своего рода ВИЧ-брандерами.

В поисках новых лекарств от ВИЧ сотрудники лаборатории биомедицинской химии ФИЦ Биотехнологии РАН🏛 вместе с американскими и итальянскими коллегами создали прототип лекарственного средства, направленный на полное элиминирование вируса из организма, а не перевод болезни в хроническую форму, как это происходит с существующими сейчас на рынке лекарствами. 

Работа опубликована в журнале 📕Journal of Medicinal Chemistry (IF = 8.04)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/628
#новости

Настройка условий всего одной реакции позволила получить новые антибиотики

В качестве основы для синтеза целого ряда биологически активных соединений используются диазоэфиры — органические молекулы, имеющие два связанных между собой атома азота, а также сложноэфирную группу. Однако на сегодняшний день хорошо изучены реакции диазоэфиров только с довольно простыми веществами, например спиртами и карбоновыми кислотами. Это ограничивает набор и функциональные возможности тех соединений, которые в результате удается синтезировать, поэтому, чтобы получить новые молекулы, которые потенциально могут стать лекарственными препаратами, в частности эффективными антибиотиками, нужно изучать взаимодействие диазоэфиров с более сложными «партнерами».

Ученые из Санкт-Петербургского государственного университета🏛 провели реакции между диазоэфирами и азотсодержащими циклическими карбоновыми кислотами — высокоактивными химическими веществами, — в результате чего синтезировали два типа новых соединений. В перспективе новые вещества могут быть использованы для борьбы с бактериальными инфекциями вместо тех препаратов, к которым патогены приобрели устойчивость.

Работа опубликована в журнале 📕Organic Letters (IF = 6.07)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/629
#новости

⚡️Мини-Обновление⚡️

Коллеги, на сайт добавлены обновленные квартили(👍-👍) журналов по SCImago за 2022 год.

Ученые раскрыли механизм свечения фотопротеинов, применяемых в биотехе

Светящиеся белки-фотопротеины из медузы Aequorea victoria и гидроида Obelia longissima — «рабочие лошадки» биотехнологов. Ключевой их особенностью является способность светиться голубым светом при взаимодействии с кальцием. После того как в 90-х годах XX века были обнаружены гены, ответственные за производство акворина и обелина, их использование в генной инженерии в качестве молекулярных светящихся сенсоров возрастало с каждым годом. 

Поскольку реакция свечения фотопротеинов запускается повышением концентрации ионов кальция в цитоплазме, это может служить инструментом для исследования процессов клеточного деления, мышечных сокращений, передачи нервных импульсов, а также клеточной секреции. Фотопротеины, гены которых встраивались в различные организмы: от бактерий E. coli до млекопитающих, теперь помогают в изучении разнообразных событий, происходящих внутри клеток.

Тем не менее до сих пор не вполне ясна последовательность промежуточных стадий превращения субстрата фотопротеина в продукт реакции. Этот процесс превращения и лежит в основе реакции биолюминесценции. Чтобы его понять, ученым необходимо знать строение активного центра белка. В своей предыдущей работе, посвященной обелину, биофизики из МФТИ🏛 и Института Биофизики СО РАН с коллегами исследовали особенности его свечения в комплексе с химически измененным искусственным субстратом фотопротеина. Продолжая исследования, ученые решили на этот раз переключить внимание на активный центр самого белка. Для этого с помощью генной инженерии была произведена замена нескольких нуклеотидов в гене фотопротеина, встроенного в E. coli.

Работа опубликована в журнале 📕International Journal of Molecular Sciences (IF = 6.21)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/631
#новости

«Растянутые гармошки» помогут увеличить емкость энергонакопителей

Системы хранения энергии используются повсеместно: от крупных электростанций и солнечных панелей до устройств новейшей гибкой электроники. Уход с рынка импортных аналогов таких систем серьезно тормозит развитие отечественных технологий. Так, прежде всего нужны композитные материалы с высокой диэлектрической проницаемостью, способные накапливать большие количества энергии. Они представляют собой полимерную матрицу, в которую внедрены проводящие ток частицы — наполнитель. Чем больше будет таких частиц, тем будет выше и диэлектрическая проницаемость, однако при этом теряется гибкость и эластичность композита. Ученые Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю.А. предложили композит, который потенциально может решить эту проблему. 

Авторы взяли за основу материал, в котором роль матрицы выполняют поливинилиденфториды — полимеры с изначально достаточно высокой способностью запасать энергию. В них внедрили наночастицы MXene с высокой проводимостью. Под этими веществами понимают целую группу слоистых карбидов, карбонитридов и нитридов переходных металлов (то есть способных образовывать разное количество связей с другими атомами). Такая система сама по себе довольно эффективна, но авторы улучшили ее: MXene имеют гармошкообразную структуру, которую можно «растянуть», внедрив между слоями молекулы диметилсульфоксида — доступного растворителя. Так наполнитель будет равномернее распределен в полимерной матрице, а потому и способность сохранять энергию будет во всех частях одинаково высокой.

Работа опубликована в журнале 📕Nanomaterials (IF = 5.72)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/632
#новости

Медики предложили эффективную схему лечения лимфолейкоза с осложнениями

Хронический лимфолейкоз (ХЛЛ) признан одним из наиболее частых типов лейкоза у представителей европеоидной расы. При этом заболевании происходит злокачественное перерождение В-лимфоцитов. Постепенно их становится все больше, они накапливаются в костном мозге и лимфоидных тканях; при прогрессировании проявляются системные нарушения. Примерно у 5-10% больных с ХЛЛ возникают аутоиммунные цитопении, то есть недостаток клеток крови того или иного типа из-за того, что собственные иммунные клетки организма начинают уничтожать их и их предшественников. С ними связаны и эритроцитарные аплазии, когда костный мозг не производит достаточно эритроцитов, отчего развивается анемия. Традиционно для борьбы с этим осложнением используют кортикостероиды, однако у некоторых пациентов развивается устойчивость к ним; кроме того, нередки рецидивы.

Российские медики провели многоцентровое исследование среди 50 онкобольных с ХЛЛ и аутоиммуной цитопенией и эритроцитарной аплазией, причем невосприимчивыми к стероидам и/или повторными. Ученые предложили следующий протокол: инфузии ибрутиниба и ритуксимаба восемь раз в неделю в течение четырех месяцев, а потом поддерживающий этап с лечением только ибрутинибом до прогрессирования или неприемлемой токсичности. Ибрутиниб применяют в таргетной терапии ХЛЛ: влияя на активность одного из ферментов в В-лимфоцитах, он опосредованно снижает гибель клеток крови и их предшественников. Ритуксимаб является препаратом на основе моноклональных антител к CD20, который используют (иногда вместе с химиотерапией) для лечения аутоиммунных осложнений ХЛЛ, однако эффект от него не слишком долгий.

Работа опубликована в журнале 📕 Leukemia (IF = 12.88)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/633
#новости

#конференции

📌Конференция «Невская фотоника-2023»

🏛Место проведения — Санкт-Петербург, ИТМО🏛;
🗓Даты проведения — 9-13 октября 2023;
⏰Сроки подачи тезисов — до 1 июня 2023;
👥Способ проведения — офлайн;
🔗Подробнее — по ссылке