Мнение Глубокое обучение в моделировании белок-лигандного взаимодействия: новые пути в разработке лекарственных препаратов
А. Д. Барыкин, Т. В. Чепурных, З. М. Осипова
Технологии глубокого обучения стали драйвером революционных изменений в научных исследованиях разных областей. Наиболее ярким примером их применения в области структурной биологии и биомедицины является программная разработка нейросеть AlphaFold-2, решившая полувековую проблему предсказания 3D-структуры белков по первичной аминокислотной последовательности. Использование методов глубокого обучения для предсказания белок-лигандных взаимодействий сможет значительно упростить предсказание, ускорить разработку новых эффективных лекарственных препаратов и поменять концепцию драг-дизайна.
Статья получена: 06.12.2023
Опубликовано online: 08.02.2024
DOI: 10.24075/vrgmu.2024.002
Комментарии 0
ПРОСМОТРЫ 1583
Оригинальное исследование Молекулярно-цитогенетическая характеристика малых сверхчисленных маркерных хромосом 15 и 22 у асимптоматических носителей
Д. А. Юрченко, Ж. Г. Маркова, М. Е. Миньженкова, Е. О. Воронцова, Н. В. Шилова
Малые сверхчисленные маркерные хромосомы (мСМХ) — структурно аномальные хромосомы, которые невозможно однозначно идентифицировать с использованием методов стандартной цитогенетики. Для более детального анализа морфологии таких хромосом и разработки стратегии медикогенетического консультирования пациентов-носителей мСМХ необходим комплексный подход, включающий молекулярно-цитогенетические методы. Общепринят тот факт, что формирование аномального фенотипа у пациентов с мСМХ в кариотипе связано с наличием материала эухроматиновых районов, вовлеченных в состав маркерной хромосомы. И, как следствие, обусловлено присутствием в геноме протяженных вариаций числа копий участков ДНК (copy number variations, CNV) в виде дупликации, трипликации и большей копийности, которые локализованы в прицентромерном районе соответствующей хромосомы. Прицентромерные CNV могут быть вовлечены в хромосомный дисбаланс и у асимптоматических носителей мСМХ, однако границы такого дисбаланса окончательно не установлены. Целью исследования было получить дополнительные сведения о геномной топографии участков ДНК, не чувствительных к увеличению копийности генов. Был проведен FISH-анализ с коммерческими и несерийными ДНК-зондами у 18 носителей мСМХ 15 и 22 без клинически значимых аномалий фенотипа. Установлено, что в 33% (6 из 18) случаев присутствуют участки прицентромерного эухроматина размером 1,2 м.п.н. и 714 т.п.н. соответственно. Мы предполагаем, что эти регионы не содержат потенциально чувствительных к дозе генов.
Статья получена: 23.10.2023
Опубликовано online: 31.01.2024
DOI: 10.24075/vrgmu.2024.001
Комментарии 0
ПРОСМОТРЫ 1918
Оригинальное исследование Получение рекомбинантного ингибитора рибонуклеаз в E. coli для использования в синтезе мРНК in vitro
М. В. Захарова, А. А. Загоскин, Р. А. Иванов, М. О. Нагорных
Технологии, лежащие в основе получения синтетических мРНК in vitro, значительно расширили возможности их исследовательского и терапевтического применения. Флагманской областью применения стала ниша мРНК-вакцин, однако этот класс терапевтических молекул может быть применим к гораздо более широкому кругу задач. В основе процесса получения искусственных молекул РНК лежит реакция ферментативного синтеза in vitro, одним из компонентов которой является ингибитор рибонуклеаз. Этот белок необходим для защиты синтезированных РНК от атак рибонуклеаз с целью предотвращения деградации молекул, что критично для РНК. Чаще всего используют ингибитор рибонуклеаз эукариотического происхождения, полученный в виде рекомбинантного белка в клетках бактерий E. coli. Однако он является сложной мишенью для наработки в бактериях, что обусловлено его структурой. Целью работы было проверить наработку рекомбинантного ингибитора рибонуклеаз в различных штаммах E. coli, а также показать влияние хелперных полипептидов и клеточных шаперонов на этот процесс. При помощи подходов генной инженерии были сконструированы плазмиды, с которых проводили наработку химерных молекул ингибитора рибонуклеаз и вспомогательных полипептидов. Оценку вклада различных компонентов, влияющих на растворимость целевого рекомбинантного белка, проводили в ходе денситометрического анализа результатов электрофореза в ПААГ. Определили, что комбинации вектора с сильным промотором для экспрессии гена ингибитора рибонуклеазы RNH1 и вспомогательных полипептидов MBP и TIG на фоне повышенной экспрессии клеточных шаперонов dnaK, dnaJ, grpE дают выход целевого продукта 45 мг/л и 60 мг/л соответственно. Подобранные условия дают возможность крупномасштабных наработок этого белка для дальнейшего использования в синтезе РНК in vitro при производстве терапевтических препаратов.
Статья получена: 16.11.2023
Опубликовано online: 31.12.2023
DOI: 10.24075/vrgmu.2023.058
Комментарии 0
ПРОСМОТРЫ 2200
Оригинальное исследование Прогнозирование исходов программ экстракорпорального оплодотворения с использованием модели машинного обучения «Случайный лес»
Г. М. Владимирский, М. А. Журавлева, А. Э. Дашиева, И. Е. Корнеева, Т. А. Назаренко
Программы экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) с переносом эмбрионов в настоящее время являются основными методами лечения всех форм бесплодия, однако успешные случаи, заканчивающиеся наступлением беременности, по-прежнему составляют лишь треть из числа всех проведенных циклов.  Для оценки результатов лечения бесплодия методом ЭКО необходимо учитывать множество показателей и изучать взаимосвязь между ними. За последние десятилетия был разработан ряд моделей прогнозирования ЭКО для оценки индивидуальных результатов лечения, но лишь немногие из них оказались клинически значимыми, из-за их плохой прогностической способности. Целью исследования было создать нелинейные модели прогнозирования исходов ЭКО и выявить наиболее значимые факторы, влияющие на результат лечения. На основе базы данных, содержащей информацию по более чем 700 показателям 7004 женщин в возрасте от 18 лет до 45 лет, прошедших лечение в программе ЭКО на территории Российской Федерации с 2010 по 2020 г., была обучена модель «Случайного леса», прогнозирующая беременность в цикле ЭКО с ROC-AUC = 0,69. Описаны 20 самых успешных предикторов полученной модели с интерпретацией их вклада в прогнозирование. Из них индекс массы тела (ИМТ), число полученных и оплодотворившихся ооцитов описаны в научной литературе как предикторы исхода программ ЭКО, в то время как другие признаки, например анамнестические данные,  количество и исходы предыдущих программ ЭКО, а также сывороточная концентрация АМГ, редко фигурируют в зарубежных прогностических моделях.
Статья получена: 24.11.2023
Опубликовано online: 31.12.2023
DOI: 10.24075/vrgmu.2023.057
Комментарии 0
ПРОСМОТРЫ 1777
Оригинальное исследование Изменения циркадианных ритмов уровней цитокинов в крови пациентов с эссенциальной гипертензией в постковидном периоде
О. А. Радаева, А. С. Симбирцев, Ю. А. Костина, М. С. Искандярова, Е. В. Негоднова, С. В. Машнина, В. В. Еремеев, К. А. Красноглазова, И. О. Бабушкин
Несмотря на большое число исследований, посвященных количественным характеристикам цитокинового профиля пациентов с различными заболеваниями, нет точных референсных интервалов. Не менее важно, что ограничено число работ, анализирующих циркадианные ритмы синтеза цитокинов у лиц с артериальной гипертензией. Целью работы было проанализировать особенности циркадианных ритмов содержания цитокинов (IL18, IL18 BP, LIF, sLIFr, M-CSF, MCSFR) в крови пациентов с эссенциальной артериальной гипертензией II стадии и выделить патогенетически значимые особенности, сформированные после перенесенной новой коронавирусной инфекции. Проводили забор крови в 7.00–8.00, 12.00–13.00, 19.00–20.00.00, 00.00–1.00 для определения иммуноферментным методом уровней IL18, IL18 BP, LIF, sLIFr, M-CSF, MCSFR в течение трех суток у 18 пациентов (56 (95% ДИ (54–69) лет) с эссенциальной артериальной гипертензией (ЭАГ) до и после перенесенной новой коронавирусной инфекции. Полученные данные демонстрируют изменения циркадианных ритмов содержания цитокинов в периферической крови у пациентов в зависимости от наличия ЭАГ, а также их дополнительное искажение в постковидном периоде, что в значимом проценте случаев имеет стойкий характер с сохранением более шести месяцев в виде снижения содержания IL18 BP (р < 0,001), двукратного увеличения sLIFr и MCSF (р < 0,001) в 18.00. Определена достоверная связь между циркадианными ритмами содержания sLIFr в крови и измененим уровня систолического АД с формированием патологического ритма с ростом АД в ночное время (Hайт-пикер) у лиц с ЭАГ в постковидном периоде. Полученные фундаментальные данные открывают перспективы для новых исследований иммунопатогенеза постковидного периода у лиц с гипертензией с учетом циркадианных ритмов содержания цитокинов в крови.
Статья получена: 29.11.2023
Опубликовано online: 31.12.2023
DOI: 10.24075/vrgmu.2023.056
Комментарии 0
ПРОСМОТРЫ 1804
Метод Технология микрохирургической реконструкции фовеа при макулярных разрывах
Х. П. Тахчиди
Одной из ведущих витреоретинальных патологий, приводящих к значительному ухудшению зрительных функций, является макулярный разрыв. В последние годы в хирургии макулярных разрывов перспективно использование аутоплазмы крови с повышенным содержанием тромбоцитов. Но, несмотря на высокий процент закрытия макулярных разрывов (78–96%), на сегодняшний день актуальным вопросом остается разработка новых технологий, направленных на восстановление микроархитектоники фовеолярной области и повышения зрительных функций. Целью исследования было разработать новую технологию реконструкции фовеолярной области при макулярных разрывах с использованием аутологичной кондиционированной плазмы. В представленную работу вошли 9 пациентов (10 глаз) с идиопатическим сквозным макулярным разрывом, которым была выполнена стандартная трехпортовая 27G-витрэктомия с применением аутологичной кондиционированной плазмы по разработанной технологии. В результате хирургического лечения предлагаемая технология позволяет получить высокие клинико-функциональные результаты, а также обеспечивает оптимальную и более управляемую реконструкцию микроархитектонику фовеа.
Статья получена: 04.12.2023
Опубликовано online: 31.12.2023
DOI: 10.24075/vrgmu.2023.055
Комментарии 0
ПРОСМОТРЫ 1967
Оригинальное исследование Предоперационное планирование артропластики тазобедренного сустава
Б. Ш. Минасов, Р. Р. Якупов, А. Р. Билялов, Т. Б. Минасов, М. М. Валеев, Т. Р. Мавлютов, И. Э. Нигамедзянов, В. Н. Акбашев, К. К. Каримов
Предоперационное планирование артропластики ТБС предоставляет хирургам уникальную возможность тщательного изучения анатомии пациента, позволяет определить оптимальный размер, позиционирование импланта, а также предупредить потенциальные осложнения. Развитие цифровых технологий позволяет повысить возможности предоперационного планирования за счет использования трехмерного моделирования. Цель: провести сравнение точности трехэтапного предоперационного планирования артропластики ТБС по сравнению со стандартным методом. В исследование было включено 224 пациента с различными формами дегенеративно-дистрофических заболеваний ТБС, которые были разделены на основную и контрольную группу в зависимости от метода планирования. В группе исследования предоперационное планирование артропластики проводилось в три этапа: оценка плотности костной ткани в области опорных зон на основании КТ-томографии; виртуальное проектирование с использованием автоматизированных программ; изготовление 3D-модели на основе компьютерного моделирования. В группе сравнения использовали рентгенограммы и шаблоны эндопротеза. Результаты показали, что статистически значимой разницы между методами планирования не было у пациентов, страдающих остеоартрозом и аваскулярным некрозом головки бедра (p > 0,05), в отличие от группы с посттравматической патологией ТБС, у которой отмечалась статистически значимая разница (рк = 0,002). Выводы: алгоритм трехэтапной методики предоперационного планирования артропластики ТБС показал более высокую эффективность для пациентов с различной нозологической формой дегенеративно-дистрофических заболеваний ТБС по сравнению со стандартным методом.
Статья получена: 12.11.2023
Опубликовано online: 31.12.2023
DOI: 10.24075/vrgmu.2023.052
Комментарии 0
ПРОСМОТРЫ 1543
Оригинальное исследование Влияние нетранслируемых последовательностей мРНК на иммуногенность мРНК-вакцин против M. tuberculosis у мышей
Г. С. Шепелькова, В. В. Решетников, В. Г. Авдиенко, Д. В. Шевырев, В. В. Еремеев, Р. А. Иванов
Вакцинация является одним из наиболее успешных медицинских мероприятий по снижению заболеваемости и смертности от туберкулеза. В 1974 г. вакцинация БЦЖ была включена в Расширенную программу вакцинации, и на сегодня охватывает 80% всех детей на земном шаре. К сожалению, вакцина БЦЖ не защищает от наиболее распространенной формы туберкулеза — туберкулеза легких. Требуется срочно разработать новые стратегии вакцинации, чтобы остановить широкомасштабное распространение инфекции с множественной лекарственной устойчивостью возбудителя. Целью исследования было сравнить способность трех вариантов мРНК-вакцин, кодирующих эпитопы Esat6, стимулировать формирование адаптивного иммунитета у мышей C57BL/6 (ELISpot, ГЗТ, титры IgG), а также защищать мышей I/St от заражения M. tuberculosis. Эффективность упакованных в нанолипидные частицы мРНК-вакцин, различающихся последовательностями нетранслируемых регионов, сравнивали с эффективностью БЦЖ. В полученной нами экспериментальной модели максимальную эффективность по большинству показателей продемонстрировала вакцина 5'-TPL-Esat6- 3'-Mod. Таким образом, мРНК-вакцина 5'-TPL-Esat6-3'-Mod может быть рассмотрена в качестве кандидатной для дальнейшей оптимизации, повышения ее эффективности и последующего применения для профилактики туберкулеза.
Статья получена: 17.11.2023
Опубликовано online: 31.12.2023
DOI: 10.24075/vrgmu.2023.054
Комментарии 0
ПРОСМОТРЫ 1515