МедицинаbioRxivScience Morning3 мин чтенияpreprint
Техническое замечание: Открытие гематоэнцефалического барьера с помощью сфокусированного ультразвука для доставки терапии модифицированной мРНК в модели болезни Ниманна-Пика типа C на мышах
Technical Note: Focused ultrasound-mediated blood-brain barrier opening for delivery of LNP-packaged modRNA therapy in a mouse model of Niemann-Pick Disease Type C
Карточка статьи
Рубрика
Медицина
Источник
bioRxiv
DOI
10.64898/2026.06.30.735564
Дата
01.07.2026
Автор
Science Morning
Время чтения
3 мин
Это предварительная публикация, она не прошла научное рецензирование.
Аннотация
Эффективная доставка молекулярных терапий в центральную нервную систему (ЦНС) остается основной преградой для лечения невропатических заболеваний, таких как болезнь Ниманна-Пика типа C (NPC). Открытие гематоэнцефалического барьера с помощью сфокусированного ультразвука стало неинвазивной стратегией для повышения доставки систематически вводимых терапевтических препаратов. В данном исследовании мы оценили, может ли данная методика способствовать доставке модифицированной мРНК, упакованной в липидные наночастицы, в мозжечок в модели мышей с NPC. Пилотное исследование на диких мышах продемонстрировало успешное открытие гематоэнцефалического барьера, осуществляемое с помощью сфокусированного ультразвука, доставку мРНК GFP, упакованной в липидные наночастицы, и последующее экспрессирование белка в мозжечке. Затем мы провели контролируемое исследование на мышах с NPC, сравнивая доставку LNP-GFP и LNP-NPC modRNA с использованием внутривенного введения с методикой и без нее. Открытие гематоэнцефалического барьера было подтверждено с помощью контрастной МРТ у животных, прошедших обработку. Количественная ПЦР показала наличие мРНК GFP в мозжечке после применения методики, в то время как мРНК NPC была минимальной или не обнаруженной во всех группах. Тем не менее, экспрессия белков GFP или NPC1 не была обнаружена в мозжечке с помощью вестерн-блота в любой экспериментальной группе. В соответствии с этим, никаких терапевтических эффектов на выживаемость клеток Пуркинье не было наблюдено. Эти результаты демонстрируют, что, хотя данная методика надежно вызывает открытие гематоэнцефалического барьера и может облегчать ограниченную доставку мРНК, упакованной в липидные наночастицы, в мозг, это не приводит к обнаруживаемой экспрессии белков или терапевтическому эффекту в модели NPC при испытанных условиях. Это несоответствие между успешной доставкой у диких мышей и отсутствием эффективности у больных животных указывает на потенциально важные биологические и/или зависимые от формулы барьеры, которые необходимо преодолеть для обеспечения эффективной доставки липидных наночастиц с мРНК терапиями в ЦНС.
Краткое резюме
Исследование показывает, что использование сфокусированного ультразвука для открытия гематоэнцефалического барьера может помочь в доставке мРНК, однако не обеспечило выявления белков или терапевтического эффекта в модели болезни Ниманна-Пика типа C.
Практический вывод
Хотя сфокусированный ультразвук может способствовать доставке терапевтических средств в мозг, важно учитывать биологические и формуляционные факторы для достижения эффективности терапии.
Ограничения
Это предварительная публикация, она не прошла научное рецензирование. Несмотря на успешное открытие гематоэнцефалического барьера, не было достигнуто терапевтического эффекта, что подчеркивает необходимость дальнейших исследований для понимания ограничений метода в контексте лечения нейрогенетических заболеваний.
Латерализация является отличительной чертой организации мозга, однако структурная основа, лежащая в основе этого феномена, остается критически важным и нерешенным вопросом в области когнитивной и системной нейронауки. В этом исследовании мы применили многомерные методы машинного обучения для изучения вариаций глобальной асимметрии мозга и их ассоциаций с когнитивными функциями, старением и заболеваниями, связанными со старением, используя крупномасштабные наборы данных. Наши результаты раскрыли значительные и ранее неизвестные структурные различия между полушариями и установили ключевые связи между структурными асимметриями и латерализованными функциями. На уровне популяции мы выявили уникальные траектории старения полушарных различий и обнаружили специфические для диагноза вариации у пациентов с болезнью Альцгеймера и болезнью Паркинсона, а также у носителей генетического риска ε4. Примечательно, что мы идентифицировали паттерн "левого старения", который ставит под сомнение традиционную модель "правого старения". В совокупности эти результаты способствуют нашему пониманию функциональной латерализации в человеческом мозге и подчеркивают потенциал глобальной асимметрии мозга как биомаркера старения мозга и связанных с ним заболеваний.
Эффективная диагностика заболеваний мозга требует синергии паттернов подключения мозга и высокоуровневых семантических знаний. Однако существующие методы в значительной степени рассматривают семантику из крупных языковых моделей (LLMs) как вспомогательные признаки или руководство, что ограничивает их прямую роль в принятии решений и сужает стабильность и надежность классификации. Чтобы преодолеть это, мы предлагаем фреймворк семантически согласованной нейросети мозга, который активно интегрирует семантику, полученную от LLM, в процесс предсказания. В частности, семантика на уровне ROI сначала включается через глобальное самообращение для обогащения представлений узлов и предоставления контекста всего мозга. Затем строятся многомасштабные гиперграфы для явного моделирования функциональных подсетей и взаимодействий между несколькими ROI, что решает локальные ограничения традиционных ГНН и захватывает высокопорядковые зависимости. Наконец, механизм семантической согласованности на уровне принятия решений избирательно вводит текстовые вложения, специфичные для пациента, в графовые представления, позволяя семантике напрямую управлять предсказаниями без нарушения глубинной структуры сети. Эксперименты на публичных наборах данных сети мозга ABIDE и ADHD-200 демонстрируют состояние искусства, повышенную стабильность и улучшенную интерпретируемость, особенно в условиях небольших выборок.
Классификация ультразвуковых изображений имеет важное значение для компьютерной диагностики. Однако современные методы часто игнорируют клинические приоритеты, что приводит к плохой обобщаемости в сложных сценариях и отсутствию интерпретируемости, что ограничивает клиническое применение. Чтобы решить эти проблемы, мы нацелены на разработку модуля медицинских приоритетов, который можно бесшовно интегрировать в существующие конвейеры для повышения как диагностической эффективности, так и интерпретируемости. В данной статье мы предлагаем двухветвевую структуру классификации ультразвука, основанную на атрибутах, которая вводит независимые от домена медицинские атрибуты-приоритеты, улучшая обобщаемость и предоставляя интерпретируемые доказательства. В частности, базовая ветка следует традиционным архитектурам и предсказывает категории изображений с помощью полностью связанного классификатора. Ветка, ориентированная на атрибуты, вводит независимые от домена атрибуты в качестве приоритетов и производит интерпретируемые человеком подсказки для принятия решений. Наконец, адаптивный модуль принятия решений объединяет две ветви в зависимости от данных для получения окончательного предсказания. Эксперименты по различным задачам классификации ультразвука демонстрируют, что наш подход можно интегрировать в несколько основных и современных методов с низкими накладными расходами, постоянно улучшая точность и интерпретируемость.
Инфекции крови (ИК) по-прежнему остаются одной из основных причин заболеваемости и смертности во всем мире и продолжают представлять собой значительную проблему для современных систем здравоохранения. Эти инфекции возникают, когда патогенные микроорганизмы проникают в кровоток, вызывая системные воспалительные реакции, которые могут привести к сепсису, септическому шоку, многоорганной дисфункции и смерти. Этот обзор предоставляет комплексный анализ исторического развития, эпидемиологии, патогенеза, диагностики, лечения и будущих перспектив ИК. Обсуждаются основные бактериальные, грибковые, вирусные и паразитарные патогены, ассоциированные с ИК, с особым акцентом на их вирулентные свойства, механизмы уклонения от иммунного ответа, антибактериальную устойчивость и клиническое значение. Проведен обширный обзор литературы с использованием рецензионных публикаций, клинических рекомендаций, отчетов по наблюдению и систематических обзоров, опубликованных с 2010 года по середину 2026 года. Критически оценены и интегрированы данные, касающиеся бактериальных, грибковых, вирусных и паразитарных патогенов крови, взаимодействий хозяин-патоген, диагностических методов, механизмов антибактериальной устойчивости и новых терапевтических и диагностических инноваций. Инфекции крови продолжают представлять собой значительную нагрузку на здравоохранение, обусловленную увеличением антибактериальной устойчивости, задержками в диагностике и разнообразными патоген-специфическими механизмами вирулентности. Бактериальные патогены остаются основной причиной ИК, в то время как виды Candida являются ведущими грибковыми агентами. Достижения в области молекулярной диагностики, метагеномного секвенирования, тестирования с использованием биомаркеров и анализа, поддерживаемого искусственным интеллектом, значительно улучшили быстрое выявление патогенов и принятие терапевтических решений. Точная медицина, геномный мониторинг и новые антибиотики показывают значительный потенциал для улучшения клинического управления и борьбы с многофункциональной устойчивостью. Инфекции крови остаются серьезной глобальной проблемой здравоохранения из-за их сложного патогенеза, увеличения антибактериальной устойчивости и высокой смертности. Улучшение результатов лечения требует раннего и точного определения патогена, быстрого начала целевой антибактериальной терапии, эффективного управления антибактериальными препаратами и постоянного эпидемиологического мониторинга. Интеграция диагностических технологий следующего поколения, выявления патогенов с использованием искусственного интеллекта, геномного мониторинга и точной медицины имеет потенциал для трансформации диагностики и управления ИК, позволяя быстро проводить индивидуализированные терапевтические вмешательства.
Растущее глобальное бремя онкологических заболеваний требует инновационных терапевтических стратегий. Клеточная терапия представляет собой значительный прорыв в онкологии, быстро развиваясь от успешного применения Т-клеток с химерными антигенными рецепторами (CAR-T) при гематологических злокачественных новообразованиях до многообразного ландшафта, характеризующегося одновременным развитием разнообразных стратегий. В настоящее время исследования сосредоточены на Т-клетках с рецепторами Т-клеток (TCR-T), лимфоцитах, инфильтрирующих опухоли (TILs), гамма-дельта (γδ) Т-клетках, CAR-натуральных киллерах (CAR-NK), CAR-макрофагах (CAR-Ms) и различных стратегиях, основанных на дендритных клетках (DCs), В-клетках и стволовых клетках. Парадигма трансляции расширяется из относительно зрелой области гематологических злокачественных новообразований в более распространённую и механически сложную область солидных опухолей. В последние годы эта область демонстрирует четкую тенденцию к расширению от аутологичных терапий к аллогенным «с готовыми» платформам. Подходы, такие как CAR-NK и CAR-клеточные терапии натуральных киллеров Т (CAR-NKT), демонстрируют значительный клинический потенциал благодаря низкой иммуногенности и снижению риска реакции “трансплантат против хозяина” (GvHD). Параллельно выходят на поверхность технологии инженерии in vivo, которые напрямую доставляют гены CAR на место, что становится многообещающим с точки зрения снижения затрат и упрощения производства за счет возможности обойти сложные ex vivo процедуры. В этом обзоре систематически представлены недавние достижения в этих стратегиях, с акцентом на их механизмы действия, целевые антигены и клинический перевод. Несмотря на прогресс, остаются серьезные проблемы, включая гетерогенность опухолей, иммуносупрессивную микросреду опухоли (TME) и токсичность, связанную с терапией. Для решения этих проблем будущее исследование будет сосредоточено на открытии новых мишеней, улучшении управления токсичностью и масштабируемых процессах производства. Интеграция многопрофильных технологий, таких как многомерный анализ, искусственный интеллект и синтетическая биология, поможет продвинуть клеточные терапии к более безопасным, эффективным и широко доступным применениям.
Цель данного исследования заключается в понимании восприятия и предоставления услуг по уходу за пережившими рак среди онкологических пациентов, а также в выявлении преград для качественного ухода. Результаты также предоставят инсайты, которые помогут Cancer Council NSW разработать рекомендации по политике, направленные на обеспечение комплексной поддержки для выживших на протяжении их пути после лечения. В исследовании был проведен перекрестный опрос среди выживших от рака в возрасте 18 лет и старше, которые завершили активное лечение (n = 209). Были собраны данные о опыте ухода за выжившими, преградах доступа и неудовлетворенных потребностях. Для анализа ассоциаций между результатами (удобство доступа к уходу, информация о поддерживающем уходе, эффективность ухода и неудовлетворенные потребности) и демографическими, социоэкономическими и клиническими предикторами использовались логистическая регрессия Фирта и порядковая регрессия. Большинство пациентов (64,2%) получили информацию о поддерживающих службах, и 72,2% сообщили, что их потребности удовлетворены, однако только 44,8% отметили, что доступ был легким. Уровень образования был значимо связан с эффективностью ухода после лечения; отсутствие плана ухода за пережившими рак было связано с более низкой воспринимаемой эффективностью ухода после лечения (откорректированный OR: 12,80, P < 0,001). Женщины сообщили о значительно больших трудностях в доступе к поддерживающим службам (откорректированный OR: 0,08, P = 0,004) по сравнению с мужчинами. Ключевыми преградами стали высокие расходы и длительное время ожидания записей на прием, особенно для психологической поддержки, физиологии упражнений и специализированного ухода. Для устранения преград в уходе за пережившими рак в Новом Южном Уэльсе необходимы целенаправленные политические интервенции, включая финансовую поддержку, улучшение доступа для различных полов и стандартизированные планы ухода за пережившими рак. Выводы помогают Cancer Council NSW выступать за рекомендации по политике, направленные на улучшение служб ухода за пережившими рак, обеспечивая равный доступ для всех выживших от рака.