Об омоложении мышиных сердец, озере, которое может отравить миллионы людей, евгенике, менструации и политизации борьбы с COVID-19 — в новом обзоре научной литературы от InScience.News.
Nature
Обложка. Семена растений способны перемещаться на сотни километров при помощи ветра за счет особенностей своего строения. Это вдохновило ученых на создание пассивных микроскопических летательных аппаратов, не требующих ни двигателя, ни источников питания для полета. Они сохраняли свою способность к полету даже будучи нагруженными электроникой, что в перспективе позволит использовать их, например, для мониторинга окружающей среды.
Редакционная статья посвящена опыту Греции, которая использовала в 2020 году машинное обучение, определявшее, кого из въезжающих в страну следует протестировать на COVID-19. Во многих странах путешественников выбирают для тестирования на COVID-19 случайным образом или в соответствии с категориями риска. Например, для туристов, приехавших из региона с высоким числом зараженных. Алгоритм, названный Eva, учитывал не только историю путешествий, но и демографические данные, такие как возраст и пол. Для оценки индивидуального риска заражения алгоритм сравнивал характеристики людей с данными ранее проверенных пассажиров. Авторы обнаружили, что машинное обучение более эффективно при выявлении бессимптомных зараженных, чем случайное тестирование или тестирование на основе страны происхождения путешественника. Во время пика туристического сезона система выявляла в два — четыре раза больше инфицированных путешественников, чем при случайном тестировании. Несмотря на этот успех, следует быть осторожными, помня об этической стороне вопроса. Однако не все осторожны. Более того, такие методы, как машинное обучение, использующие ИИ, ограничены качеством доступных данных. Исследователи выявили множество случаев, когда алгоритмы, предназначенные для улучшения процесса принятия решений в таких областях, как медицина и уголовное правосудие, отражают и закрепляют предубеждения, распространенные в обществе. Решения алгоритмов зависят от качества исходных данных, поэтому слепо доверять им не стоит, а процесс их разработки должен быть прозрачен для общества и юристов.
В рубрике News Round-Up отметим долгожданные выводы об эффективности бустерных вакцин. В исследовании приняли участие 1,1 миллиона израильтян старше 60 лет, получивших первые две дозы по крайней мере пятью месяцами ранее. Через двенадцать или более дней после получения третьего укола вероятность тяжелой формы COVID-19 у участников была примерно в 19,5 раза ниже, чем у людей той же возрастной группы, которые получили только две дозы. Но не всех ученых эти данные убеждают в необходимости бустеров для всех групп населения. Кроме того, насколько целесообразно ревакцинировать свое население или применять бустеры, когда миллиарды людей все еще ждут своего первого укола?
В рубрике News Feature — масштабная статья об озере — пороховой бочке. Живописное африканское озеро Киву, расположенное между ДРК и Руандой, может привести к взрывному выбросу парниковых газов в случае лимнического извержения прибрежного вулкана Ньирагонго. В озере содержится эквивалент 2,6 гигатонны CO2, что составляет около 5% глобальных годовых выбросов парниковых газов. Хуже того, такая катастрофа может наполнить окружающую долину удушающим и ядовитым газом, потенциально убив миллионы людей. «Это может стать причиной одного из самых ужасных, если не самого ужасного стихийного бедствия гуманитарного характера в истории», — говорит Филип Моркель, инженер и основатель компании Hydragas Energy, базирующейся в Северном Ванкувере, которая пытается получить финансирование для проекта по удалению и утилизации газа из озера.
Исследовательские статьи:
Наблюдения телескопа Hubble и обсерватории ALMA показали, что истощение запасов газа является причиной прекращения звездообразования в некоторой части галактик с большим красным смещением.
Международная группа исследователей во главе с учеными из Сколково создала новый оптический переключатель, работающий при комнатной температуре.
Полинезия была заселена, когда тысячу лет назад люди смогли преодолеть океан, охватывающий треть Земли. Последовательность заселения островов при этом оставалась неизвестной. Используя полногеномные данные всего 430 современных людей из 21 ключевой популяции тихоокеанских островов, ученые реконструировали генетическую историю этого события.
Нейропатическая боль возникает из-за повреждения или дисфункции периферической или центральной нервной системы, а не стимуляции болевых рецепторов при обычной боли. Аденозиновый рецептор A1 (A1R) является многообещающей терапевтической мишенью для неопиоидных анальгетиков для лечения этого состояния. Новый препарат из класса положительных аллостерических модуляторов показал эффективность на крысах и может стать заменой опиоидным анальгетикам.
Science
Проект «Геном человека» в этом году отмечает 20-летие. На обложке спецвыпуска, посвященного человеческому геному, — визуализация генома человека в виде спирали (масштаб: 1 миллион оснований ДНК на сантиметр) с цветными сегментами, представляющими разные хромосомы. Размер круга пропорционален количеству генов, связанных с менделевскими болезнями, вызванными мутациями в одном гене. В подкасте Science Алондра Нельсон, автор книги «The Social Life of DNA: Race, Reparations, and Reconciliation After the Genome», рассказала об использовании ДНК для восстановления генетической истории афроамериканцев.
Адам Рутерфорд, автор редакционной статьи спецвыпуска, считает, что с помощью современных генетических методов, включая точное редактирование генома, мы открываем беспрецедентные возможности для контроля над биологией человека. Поэтому общество должно помнить о мрачной истории евгеники. Сегодня мы слышим частые дискуссии о таких идеях, как отбор эмбрионов, причем не только для снижения риска заболевания, но и для улучшения характеристик нового человека. Прежде чем использовать такие технологии, важно помнить, что эти методы сомнительны с научной точки зрения и родственны с расистской историей евгеники. Автор привел примеры, которые доказывают, что научные идеи легко превращаются в политические идеологии. Культуры меняются, и сегодня мы стремимся изменить культуру науки, сделав ее более инклюзивной и сосредоточив внимание на голосах тех, кто всего столетие назад был мишенью идеологии, включившей в свой арсенал незрелую науку.
В рубрике Perspective — статья о наследии проекта «Геном человека», оказавшего огромное влияние на биомедицинские исследования и конструирование «референсного генома», принимаемого сегодня за эталон. Большие наборы геномных данных теперь стали ценными ресурсами для руководства научными и клиническими исследованиями, разработки лекарств и медицинской практики. Однако расшифровать геном не значит понять. Этот проект поставил перед нами важную миссию, все еще не завершенную 20 лет спустя, — понять, как геномная информация приводит к развитию, функционированию и сбоям в работе клеток и организмов, и в полной мере использовать эти знания для укрепления здоровья человека и лечения болезней.
О пока что положительном опыте Великобритании в деле массового генетического скрининга — в рубрике In Depth. Генетическая информация может идентифицировать младенцев, нуждающихся в лечении: от 5 до 7% рождаются с редким заболеванием, и многие из них могут быть вылечены в раннем возрасте, если болезнь обнаружена. В каждой стране возникает множество этических и практических вопросов: на какие гены проводить тестирование, следует ли проводить тестирование по умолчанию или полногеномное секвенирование всех младенцев? Группа по этике, финансируемая Национальным институтом здоровья США, в отчете 2018 года отмечает, что последствия многих мутаций для здоровья неизвестны, а многие генетические заболевания остаются неизлечимыми. Сегодня каждый может решить сам, необходим ли ему или его ребенку скрининг на отдельные мутации или полногеномное секвенирование, но массовое применение этих технологий требует осторожности.
Исследовательские статьи:
Полногеномные исследования ассоциации (GWAS) выявили десятки тысяч геномных локусов, связанных со сложными признаками у людей. Большинство стандартных программ анализа GWAS сосредоточены на широко распространенных в популяции однонуклеотидных полиморфизмах (SNP) и не охватывают весь спектр генетических вариаций человека. В результате большинство исследований обнаруживают слабые ассоциации геном-болезнь, которые часто невозможно использовать для оценки риска или разработки терапии. Решением может стать замена SNP на тандемные генетические повторы (VNTRs). Изучить их вклад в наследование сложных признаков было трудно из-за чисто техническим проблем. Авторы исследования продемонстрировали, что кодирующие белок VNTR демонстрируют одни из самых сильных эффектов, когда-либо идентифицированных для нескольких признаков, включая биомаркеры роста и здоровья.
Растения выполняют важнейшую для всего живого функцию: используя энергию солнца и углекислый газ, они синтезируют органические вещества, например крахмал. Это вещество является основным источником калорий в рационе человека и основным сырьем для биоиндустрии. Ученые повторили фокус растений с помощью рекомбинантных ферментов без использования растений или даже их клеток. Скорость синтеза оказалось в 8,5 раза выше продукции крахмала в кукурузе. Разработка открывает путь к будущему синтезу хемо-биогибридного крахмала из CO2.
Археологи обнаружили в Северной Америке следы человека, возраст которых 21–23 тысячи лет. Ранее считалось, что на этот материк люди попали гораздо позже, 13–17 тысяч лет назад. Возраст отпечатков ног удалось определить, изучив с помощью радиоуглеродного анализа лежавшие рядом семена. Новые оценки ставят перед учеными новые вопросы. Причастен ли человек к вымиранию мегафауны региона? Ведь получается, что мы просуществовали бок о бок гораздо дольше, чем считали.
Сердце взрослого млекопитающего не содержит сердечных стволовых клеток, и подавляющее большинство кардиомиоцитов не делятся. Таким образом, регенерация сердца после травмы ограничена. С одной стороны, это блокирует образование опухоли сердца, но в то же время сводит к минимуму обновление его клеток, которые при травмах замещаются соединительной тканью. Кардиомиоциты можно вернуть в состояние, при котором они способны делиться, с помощью репрограммирования. Авторы исследования для этого активировали работу четырех генов, ответственных за репрограммирование у мышей. Их включение на длительный срок вызывало рост опухолей, но, если включить их незадолго до или после повреждения миокарда, его клетки действительной делились, восстанавливая поврежденную ткань.
The Lancet
Центральная тема выпуска — менструации, окруженные стигмой. Одна из проблем, с этим связанная, — отсутствие доступа к предметам гигиены и безопасным, гигиеничным пространствам для их использования. В некоторых регионах это в сочетании со стыдом и недостаточными знаниями о менструации может привести к пропуску занятий девочек в школе, что ставит под угрозу их образование. Статья из рубрики PERSPECTIVES рассказывает, что менструальная кровь на протяжении истории считалась то целебной, то токсичной. В 1920 году в Вене врач Бела Шик применил экспериментальный подход к предполагаемой токсичности менструальной крови. Участникам давали букеты цветов, чтобы они обрабатывали их во время менструации, и Шик сообщил, что они увяли и умерли в течение 24 часов. Несмотря на то что цветы были оставлены без воды, он пришел к выводу, что виновата менструальная кровь. После последующих экспериментов Шик разработал теорию менотоксина, яда, создаваемого менструальной кровью. Научные исследования в 1940-х и 1950-х годах продолжали проверять теорию менотоксина посредством экспериментов на животных, и выставка утверждает, что теория существовала в некоторых кругах до 1970-х годов. Это доказывает необходимость просвещения относительно менструаций, ведь дикие представления об этом процессе гораздо ближе, чем может казаться на первый взгляд.
Редакционная статья — об ответе на призыв ВОЗ к глобальной солидарности в борьбе с COVID-19, который оказался смехотворным. Пандемия остается глобальной чрезвычайной ситуацией. Борьба с пандемией становится все более политизированной, при этом многие решения в области общественного здравоохранения принимаются не учеными и не врачами, а политиками. Это подрывает доверие общества как к правительствам, так и к ученым. Например, нерешительность в отношении вакцинации стала серьезной проблемой в США из-за беспрецедентной политической поляризации, которая затронула практически все аспекты реагирования на пандемию в США. Опросы показывают, что принятие вакцин составляет 52,8% в демократических округах по сравнению с 39,9% в республиканских округах. Во Франции, Италии и США дискуссия превратилась в обсуждение основ демократии: свобода индивидуального выбора против власти правительств, пытающихся защитить граждан. COVID-19, между тем, продолжает распространяться по всему миру. В настоящее время горячими точками являются США, Бразилия и Индия, за которыми следуют Великобритания, Турция, Филиппины и Россия. По мере развертывания вакцинации многие страны с высоким уровнем доходов сняли большинство ограничений, часто без учета уроков, извлеченных из опыта других стран. Например, Израиль, первая страна, которая вакцинировала большую часть своего населения, поспешно сняла все ограничения к июню 2021 года, когда количество госпитализаций и смертность значительно сократились. Теперь в Израиле наблюдается резкий рост случаев COVID-19, вызванных дельта-вариантом. Опыт Израиля показывает постоянную потребность в отслеживании вируса; важность выявления и понимания опасных штаммов и тот факт, что вакцины не полностью эффективны для остановки передачи вируса, но очень эффективны для защиты от тяжелого течения болезни. Сами ученые по-прежнему расходятся во мнениях относительно наилучшего подхода к программам вакцинации, и между странами есть заметные различия, особенно в отношении развертывания бустерной вакцинации и вакцинации детей. Авторы недавней публикации в The Lancet утверждают, что, хотя многие страны с высоким уровнем доходов начинают предлагать ревакцинацию, доказательства потребности в ревакцинации среди населения в целом все еще отсутствуют. По мнению авторов статьи, глобальная вакцинация — лучший способ положить конец пандемии, но справедливая доставка вакцин против COVID-19 всем людям на планете остается удручающе медленной. Во всем мире было введено более 5,7 миллиарда доз вакцины, но только 2% из них были введены в Африке. Такое неравенство вакцин не только несправедливо, но и подрывает глобальную безопасность в области здравоохранения и восстановления экономики. Глобальная солидарность в борьбе с пандемией сегодня еще дальше, чем когда-либо. Встреча G20, которая состоится в Риме 30–31 октября, может стать мощной площадкой для согласования действий.
В рубрике Correspodence — о неправильном подходе к лечению болей в пояснице. МРТ обычно не позволяет выявить причину боли в пояснице, а излишние направления на МРТ связаны с более высоким уровнем ненужных операций, более высокими социальными издержками и худшими клиническими исходами, включая вред от чрезмерного назначения опиоидов. Результаты лечения боли в пояснице также могли бы улучшиться, если бы имеющиеся данные о лечении боли в пояснице применялись в повседневной врачебной практике. Их использование приводит к значимому улучшению состояния больных в течение трех месяцев. Авторы заметки считают, что использование научно-обоснованного подхода существенно снизит клиническое, экономическое и социальное бремя боли в пояснице.
Исследовательские статьи:
Стратегии комбинированного лечения с фиксированными дозами существенно снижают риск сердечно-сосудистых заболеваний, инфаркта миокарда, инсульта, реваскуляризации и смертности от сердечно-сосудистых заболеваний при первичной профилактике сердечно-сосудистых заболеваний. Эти преимущества постоянны независимо от кардиометаболических факторов риска.
Синдром вакцино-индуцированной иммунной тромботической тромбоцитопении или VITT — редкий побочный эффект вакцинации против COVID-19 (не выявлен при вакцинации Спутником V). Церебральный венозный тромбоз является наиболее частым проявлением этого синдрома. Авторы выяснили, что негепариновые антикоагулянты и лечение иммуноглобулинами могут улучшить результаты VITT-ассоциированного тромбоза вен головного мозга.
Пациенты с рецидивирующей или рефрактерной В-клеточной неходжкинской лимфомой имеют несколько вариантов лечения. Авторы установили первично безопасную дозу эпкоритамаба, нового биспецифического антитела, которое нацелено на CD3 и CD20. Его действие основано на индуцировании опосредованной Т-клетками цитотоксической активности против CD20-положительных злокачественных В-клеток.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
