Флуоресцентные биосенсоры позволили исследовать процессы, происходящие в нервных клетках во время инсульта
Российские ученые совместно с зарубежными коллегами создали новые технологии, позволяющие изучать метаболизм нервных клеток в реальном времени прямо в мозге животных. Они опробовали свои разработки на модели ишемического инсульта у крыс: флуоресцентные биосенсоры, гены которых были доставлены в клетки мозга с помощью вирусов, чутко реагировали на изменение рН и содержание активных форм кислорода внутри нейронов. Новый метод позволит получать данные о работе клеток мозга в норме и патологии в естественном для них окружении.
Результаты работы, поддержанной грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы на страницах журнала Redox Biology. Ишемический инсульт — одна из главных причин смерти и инвалидности в современном мире. Заболевание возникает при закупорке сосудов головного мозга, причиной которой могут быть патологии сосудов, изменения свойств и состава крови, отрыв тромбов, травмы. В результате участок мозга не получает достаточно кислорода, развивается ишемия и, если быстро не принять меры, клетки погибают.
«Несмотря на внушительный объем экспериментальных данных, полученных за последние десятилетия, биологам и медикам по-прежнему не хватает информации о молекулярных механизмах патогенеза инсульта для создания эффективной терапии. Например, принято считать, что окислительный стресс в клетках, то есть усиленная продукция активных форм кислорода (АФК), является главным повреждающим фактором в острой фазе инсульта, но ученые регулярно предлагают все новые механизмы повреждения клеток.
При том, и, на наш взгляд, это ключевой момент, до недавнего времени не было возможности напрямую показать саму динамику окислительного стресса именно в тканях мозга экспериментального животного, у которого развивается ишемический инсульт. Это касается не только АФК, но и других биохимических параметров. Разработанные нами технологии позволяют следить за внутриклеточными изменениями в мозге лабораторных животных, начиная с первых секунд патогенеза», — рассказывает Дмитрий Билан, кандидат биологических наук, руководитель группы метаболических основ патологии ИБХ РАН.
Сотрудники Института биоорганической химии имени академиков М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН (Москва), Федерального центра мозга и нейротехнологий ФМБА России (Москва), Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова (Москва) совместно с коллегами из других российских и зарубежных институтов разработали технологию, позволяющую отслеживать динамику биохимических процессов непосредственно в организме.
При помощи вирусов ученые встроили в клетки мозга крыс гены биосенсоров, которые создали ранее. Они по своей природе – белковые молекулы, обладающие флуоресцентными свойствами, которые реагируют на изменения кислотности среды (рН) и колебания концентрации пероксида водорода — одной из основных АФК в клетках.
Авторы искусственно вызывали у животных инсульт путем перекрытия артерии в мозге и наблюдали изменение свечения биосенсоров в нейронах при помощи оптических волокон, предварительно имплантированных в мозг. Оказалось, что уже в первые секунды развития ишемии внутриклеточный pH нейронов, находящихся в эпицентре инсульта, резко снижается. Значительный рост концентрации пероксида водорода был зарегистрирован лишь на следующий день после операции. Этот результат оказался неожиданным для исследователей, поскольку до этого считалось, что значительная генерация АФК происходит в острой стадии инсульта.
«Наша работа объединила усилия ученых из разных дисциплин. Для исследования динамики патологических процессов при развитии инсульта были использованы подходы молекулярной биологии и биохимии, экспериментальной хирургии, разработаны новые технические решения для регистрации процессов в тканях живого мозга. В дальнейшем методологическая база, которую мы разработали, может быть использована для любых других исследований метаболизма мозга в норме и при патологических нарушениях», — подводит итог Дмитрий Билан.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые Сеченовского Университета установили, что возраст существенно меняет реакцию нейронов на ишемический инсульт: у пожилых пациентов клетки мозга быстрее теряют способность поддерживать энергетический обмен и значительно чаще запускают программу клеточной гибели. Эти изменения могут быть одной из причин, почему стандартные нейропротективные подходы нередко оказываются менее эффективными у пациентов старших возрастных групп.
Ученые выяснили, что один из типов иммунных клеток — естественные киллеры — и выделяемые ими микроскопические пузырьки (везикулы) подавляют рост бактерий, устойчивых ко многим антибиотикам. Более того, в экспериментах эти клетки и их везикулы сделали микроорганизмы уязвимее перед существующими лекарствами. В перспективе такой инструмент может лечь в основу новых антибактериальных препаратов и вспомогательных средств для усиления эффекта традиционных антибиотиков.
Исследователи из МИЭМ ВШЭ и ИПКОН РАН разработали новую математическую модель мониторинга, которая позволяет фиксировать источник опасных подземных вибраций в реальном времени. Технология поможет снизить риск повреждения зданий, дорог и другой инфраструктуры рядом с карьерами и шахтами.
Паразитические организмы иногда не учитывают, что сами могут оказаться целью паразита более высокого уровня. Сосредотачивая все свои силы на инфицировании и размножении, они остаются беззащитными перед агрессивным специализированным нахлебником.
Интригующие испытания высотного ракетного двигателя Raptor Vacuum для корабля Starship, верхней ступени сверхракеты Илона Маска, парадоксальны. Его работа на уровне моря уже сама по себе загадка. Ведь, по классическим представлениям, высотные двигатели на уровне моря корректно не работают. А сопло RaptorVAC на наземном стенде извергает реактивную струю без всяких признаков нарушения работы. Как такое может быть?
В нижних и верхних слоях Урана астрономы впервые зарегистрировали угарный газ и циановодород. Новые данные указали на то, что недра планеты могут быть значительно обогащены кислородом. Это открытие поможет разрешить давнюю загадку о том, сформировался ли Уран иначе, чем его ближайший сосед Нептун, или их образование шло по схожему сценарию.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Вначале Reuters опубликовал статью о взаимоотношениях SpaceX и Пентагона, которую миллиардер --- традиционно для его отношений с этим изданием — назвал фейком. Опровергая ее тезисы, он обнародовал информацию, не представленную ранее публично.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно