Все что вы хотели знать о нейромодуляции с помощью сфокусированного ультразвука. Подробный разбор технологии, механизмов действия, инженерных принципов, разных нюансов реакций клеток, проницаемости черепа, которые следует учесть, клинических испытаний и т.д. — В открытом доступе.

#modulation | #brain | #therapy

Сообщают, что удалось стимулировать у пациентов выработку собственных CAR-T-клеток. Подход: однократная внутривенная инфузия лентивирусного вектора, который генерирует CD19-ориентированные CAR T-клетки внутри человека. Вирус вводили пациентам с аутоиммунными заболеваниями, поражающими нервную систему, включая рассеянный склероз.

✍️ Выборка очень мала (16), срок наблюдения тоже, улучшения еле заметны, но это пока демонстрация, для начала. О работе пишут и Science, и Nature, ранее мы отмечали 'in vivo CAR-T терапию' как перспективную тему. А вот ее полнее раскрывает ИИ, специализированный для медиков и биотехнологов.

#molbiol | #bioengineering | #therapy

Свежая подборка от Nature Methods на тему ИИ в биологических исследованиях. Затронуты мультиомика, визуализация, цифровые реконструкции, базовые модели, качество данных и др. вопросы.

#ai | #imaging | #molbiol

DeepMind представляет Атлас, который отображает эффекты 9 млрд. изменений в “буквах” генома человека — все возможные мутации такого рода. Атлас использует прогнозы, сгенерированные AlphaGenome для каждого из трех возможных изменений нуклеотидов, это петабайт данных, открыт для всех. — См. также сопровождающий препринт.

#ai | #molbiol | #theory

Новости редокс-биологии: устойчивые к ферроптозу клетки с гигантскими ядрами, легко обнаруживаемые под микроскопом, могут функционировать как ранние индикаторы рака. Тогда, если блокировать ремоделирование митохондрий или обратить вспять устойчивость к ферроптозу, предотвратив выживание таких предраковых клеток, появится возможность остановить рак еще до его начала. — Статья в Redox Biology.

#cancer | #cell | #molbiol

Пишут, что накопление тау-белка, особенно в лобных и медиальных височных областях, нарушает функцию медленных волн при ночной консолидации памяти. Это и есть причина ухудшения памяти в пожилом возрасте и у больных AD. Тау приводит к одиночным локальным медленным волнам вместо коллективных распространяющихся волн в NREM-фазе.

✍️ Т.о. выявление одиночных медленных волн может быть методом раннего выявления нейродегенерации. — См. также препринт.

#brain | #imaging | #theory

Прототип многофункционального интерфейса мозг-компьютер: ЭКоГ высокой плотности одновременно декодирует речь и жесты у людей с параличом. Одна и та же сетка поверхностных электродов различает в реальном времени движения рук, лица (мимика) и артикуляционные движения. Исследователи перевели жесты в аватар — так общение пациента стало более выразительным.

✍️ Пока это рабочая демонстрация принципа, далее будут расширять на больший набор жестов/слов.

#prosthesis | #readout | #brain

Мышам, родившимся без коры и гиппокампа, подсадили кортикальные органоиды человека. Они прижились, разрослись почти в пять раз, установили связи с подкорковыми структурами мозга грызунов, отрастили проекции вплоть до спинного мозга. Через 3 месяца человеческая ткань составила 92% от общего объема коры мозга мыши.

✍️ Прорывная работа от группы в Стэнфорде: авторы назвали свой метод “ксенокортикацией”. Интересно, что отсутствие коры мозга хозяина изменило типы клеток, которые производил человеческий органоид. Такого не было ни in vitro, ни in vivo в полноценном неокортексе. Это интригующий результат. Впрочем, вся статья наполнена любопытными деталями.

#organoids | #bioengineering | #brain

ARPA-H объявило программу по разработке методов биомедицинской визуализации на основе квантовой запутанности: UNifying​ Imaging with​ QUantum​ Entanglement ​(UNIQUE). — Более детальное описание программы PDF прилагаю в комментарии.

Цель программы — получить информацию о тканях и молекулах, которую могут упустить стандартные методы анатомической, функциональной или молекулярной визуализации.

#imaging | #physics | #ai

Статья, по сути, хорошее введение в тему ультразвуковых интерфейсов «мозг-компьютер»: от неинвазивного считывания до глубокой нейромодуляции, в открытом доступе. И в том же журнале немного про перспективы применения носимых ультразвуковых устройств, “Prospect of Wearable Ultrasound”.

#readout | #modulation | #brain

Пациента с БАС впервые успешно лечат индивидуализированным антисмысловым олигонуклеотидом: авторы сообщают о стабилизации и улучшении его состояния. Вероятно, терапия сохраняет нейроны в головном мозге мужчины, причем клиническое исследование еще продолжается, но предварительно весьма обнадеживает.

Nature пишет об этом, также см. Full Text (краткий Case report).

#therapy | #molbiol | #bioengineering | #brain

Эпигенетическое редактирование против вируса гепатита В: работает на мышах, приматах и клетках человека. Препарат подавляет репликацию вируса за счет целенаправленного и специфического метилирования его транскрипционно активной ДНК. — Авторы исследования считают, что пора переходить к клиническим испытаниям. См. также заметку в Nature: 'Epigenetic' editing is here.

#bioengineering | #molbiol | #therapy

К слову, о том, какого рода темы финансируют DARPA, ARIA и Научно-исследовательское управление армии США: генеративное программирование клеток млекопитающих.

Авторы создали «биокомпилятор», на вход он принимает желаемое клеточное поведение и выдает оригинальную последовательность кольцевой ДНК, которая кодирует схему взаимодействий разных РНК, регуляторных элементов, вплоть до уровней экспрессии. — Компилятор протестировали с тремя разными моделями поведения, т.е. синтезировали плазмиды и смотрели на эффект. Каждая успешно воспроизвела целевое поведение в живых клетках с первой попытки.

✍️ Это новый способ программирования клеток, рассматривающий их как аналоговые компьютеры, а не как цифровые схемы. Вместо булевой логики синтетической биологии — градуирование, генетические схемы на основе РНК-таргетирующих эндорибонуклеаз, которые работают подобно взвешенным связям в искусственных нейросетях.

#molbiol | #bioengineering | #cell | #ai

Как меняется ландшафт мишеней для лекарств, свежий обзор. Как пишут авторы, несмотря на рост числа лекарств, технологий и охвата заболеваний, общее количество подтвержденных мишеней остается на уровне сотен и растет медленно, а в некоторых классах даже намечается плато. — PDF см. в комментарии.

✍️ Мы пока не знаем, чем вызвано замедление открытия новых классов мишеней, фундаментальным пределом парадигмы «одна мишень – одно лекарство» или все еще недостатком инструментов (80-90% протеома остаются нецелевыми). Болезни, которые нам не поддаются — нейродегенерации, солидные опухоли, старение — могут оказаться не сводимы к одному узлу управления, и тогда верная стратегия будет не в поиске новой мишени, а в системном и полимодальном подходе (+ профилактика и ранняя диагностика).

#molbiol | #therapy | #theory

Биоэлектроника: проводящие гидрогели, нанотрубки, растяжимая электроника для органоидов и т.п. вещи. Небольшая коллекция статей от Nature Protocols по “методам проектирования и изготовления роботов, исполнительных механизмов и датчиков с использованием биологических, магнитных и электронных инструментов конструирования”.

#nano | #bioengineering | #materials

Тело как интерфейс для коммуникации электроники: распределенные носимые и имплантируемые устройства взаимодействуют по всему телу посредством ионной проводимости тканей. Подход позволяет создавать маломощные сети носимых и имплантируемых терапевтических устройств, в т.ч. для нейростимуляции с обратной связью in vivo.

“Здесь мы представляем SWANS — интеллектуальную беспроводную автономную сетевую систему. SWANS использует проводящие свойства тканей тела для ионной передачи сигналов связи через ткани на расстояние более 30 см, улучшая зону покрытия связи в тканях более чем в 10 раз по сравнению с радиочастотными методами. Схемы SWANS могут быть полностью изготовлены из пассивных электронных компонентов микрометрового масштаба. Это позволяет устройствам достигать энергопотребления на уровне микроватт в режиме прослушивания, обеспечивая срок службы устройств в течение года. Это также позволяет создавать устройства миллиметровых размеров, что дает возможность вводить целые системы с помощью шприца”.

#tech | #physics

Вышел Nature Index по регенеративной медицине: подборка материалов и таблицы с рейтингом ведущих институтов в данной области. По сути, картина состояния на сегодня, лучшие практики и подходы.

#cell | #bioengineering | #therapy

Журнал Neuro-Oncology готовит новую серию статей, посвященную “нейробиологии рака” (Сancer Neuroscience). В качестве введения к серии опубликован обзор, где авторы описывают текущее состояние области и уникальную роль нейроонкологов в новых подходах к лечению рака.

“Опираясь на наше растущее понимание центральной роли взаимодействия нервной системы и раковых клеток в патофизиологии рака, мы уже запросили обзоры по темам, которые будут посвящены нормальным функциям клеток головного мозга, имеющим отношение к раку головного мозга, нейробиологическим механизмам, лежащим в основе патофизиологии рака головного мозга, участию нервов в раке, не связанном с ЦНС, и влиянию нейронов на иммунологию, имеющему отношение к противоопухолевому иммунитету и иммунотерапии рака, включая механизмы как внутри, так и вне головного мозга, а также применению этих знаний в будущей клинической практике”.

✍️ Ждем обещанных статей. Пока можно также почитать спец. выпуск журнала Science Translational Medicine на ту же тему.

#cancer | #therapy | #brain

В честь 25-летия Nature Reviews Immunology ведущие иммунологи размышляют о вопросах, проблемах и условиях, которые определят будущее своей области. См. подборку статей.

✍️ Иммунология XX века сосредоточилась на распознавании, прямой защите от патогенов и толерантности к собственным и чужеродным антигенам. Сегодня иммунология переходит к вопросу, как иммунные клетки интегрируются в физиологию органов, метаболизм и межорганную коммуникацию. Это кардинальная смена оптики.

См. также новый обзор в Cell Stem Cell: иммуноиды. Это иммунокомпетентные органоиды и ассемблоиды, полученные из плюрипотентных стволовых клеток человека.

#cell | #theory | #therapy | #organoids

И еще один тематический выпуск, теперь от Nature Materials: “Адаптивная интеграция биоэлектроники”. Про разработку малоинвазивных биоэлектронных имплантатов, с акцентом на проектирование материалов — как создавать устройства, адаптированные к физическим и биологическим условиям живого организма. — Подборка статей.

#materials | #prosthesis | #tech