МФТИ рассказывает об использовании лазера в подобных работах
Группой ученых МФТИ и ряда других институтов разработан новый метод воспроизведения повреждений головного мозга у лабораторных зебровых рыб. Он основан на использовании лазера. Технология позволит эффективнее бороться с патологиями нервной системы и травмами головного мозга у людей.
Фото: A. Hartl/blickwinkel/Global Look Press
Ученые изучают многие патологии на мышах. Зебрафиш — второе по значимости лабораторное животное в биомедицине. Чаще всего его используют в нейробиологии, для поиска способов лечения заболеваний нервной системы. Ученые из нескольких российских научных организаций под руководством Алана Калуева всесторонне изучили преимущества зебрафиш для моделирования мозговых расстройств и предложили свой метод воспроизведения мозговых травм на этом модельном животном. Результаты исследования опубликованы в журналах «Биохимия» и «Российский физиологический журнал имени И.М. Сеченова».
Зебрафиш (Danio rerio) — небольшие пресноводные костистые рыбы, хорошо известные аквариумистам. Благодаря неприхотливости в содержании, низкой стоимости, высокому генетическому и физиологическому сходству с человеком эти животные стали популярным модельным организмом в науке. Их используют для поведенческих, молекулярно-биологических и генетических экспериментов.
Зебрарыбка в лаборатории. Фото Натальи Арефьевой, пресс-служба МФТИ
Особый интерес представляет строение центральной нервной системы данио-рерио: у рыб много общих черт с высшими позвоночными. Кроме того, у него прозрачная кожа и череп, что делает его очень удобным существом для создания множества моделей нейродегенеративных патологий, таких как болезнь Альцгеймера, Паркинсона и эпилепсия.
Несколько лет назад российские ученые показали, что зебрафиш также служит удобной моделью для изучения острого и хронического стресса.
Еще одной особенностью зебрафиш является высокая (выше, чем у человека) скорость регенерации нервных клеток. Более того, во многих областях мозга нейроны образуются из стволовых клеток. При травме или воздействии химического сигнала они начинают активно размножаться и мигрировать к месту повреждения при поддержке окружающих клеток. Благодаря этому восстановление, даже при обширных повреждениях, происходит быстро и не оставляет следов в виде глиальных рубцов и разрушения нейронных сетей.
Это делает зебрафиш удобной моделью для изучения черепно-мозговых травм у людей с целью разработки новых методов лечения.
Общая установка (слева) для лазерной индукции нейротравмы у взрослых данио-рерио. Фото: Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова
Чаще всего нейротравму вызывают иглой или ультразвуком. Оба метода не лишены недостатков. Группа российских ученых предложила оригинальный подход к нанесению нейротравмы с помощью лазера, направленного в мозг. В отличие от других методов, он не вызывает повреждения тканей и может применяться точечно.
Рыбу фиксируют во влажной вискозной губке и обрабатывают коротким лазерным импульсом. Прозрачная кожа и череп позволяют сфокусировать луч строго на мозге. Главное — настроить лазер так, чтобы не вызывать сильного перегрева в точке контакта. Такое точечное тепловое воздействие позволяет изучать динамику молекулярных реакций на нейротравму.
– Нанесение травмы и изучение ее последствий — сложный многокомпонентный процесс, – говорит соавтор статей, руководитель Центра биомедицинских технологий Института биофизики будущего МФТИ Елена Петерсен. – Наш оригинальный метод основан на комплексном биомедицинском подходе: нанесение травмы с помощью лазера и мониторинг ее последующего заживления, оценка состояния животного после этого процесса.