Опыты на рыбках подсказали, как восстановиться после нейротравм
Ученые из России и Тайваня разработали и успешно испытали новую модель черепно-мозговой травмы (ЧМТ) у рыбок зебраданио (Danio rerio). Применение этой модели позволило смоделировать ЧМТ и выявить молекулярные мишени, перспективные для лечения нейротравм и их последствий. Это открывает путь к доклиническому тестированию на зебраданио новых нейропротекторных препаратов.
Статья с описанием исследований опубликована в журнале Рharmaceutics. Наиболее распространенные экспериментальные модели черепно-мозговой травмы и у грызунов, и у зебраданио, такие как механический удар по голове или прокалывание мозга иглой, связаны с проникающими повреждениями тканей головного мозга. В новой модели удалось исследовать рыбок относительно безопасно для них.
Благодаря тому, что кожа и череп использованной разновидности зебраданио прозрачны, ученые «просветили» непосредственно мозг, причем неинвазивно. Их метод основан на облучении головного мозга рыбок уникальной лазерной установкой с системой точного наведения, которая была специально разработана под эти цели.
«Более того, в этой работе локализация, мощность и продолжительность лазерного облучения были тщательно отрегулированы и оптимизированы. Наш метод позволяет точечно воздействовать на головной мозг рыб, несмотря на их маленький размер, поэтому все нежелательные повреждения были исключены. Поверхностные ткани организма не подвергались разрушительному воздействию, и ни одна рыбка в результате облучения не погибла», — поясняет руководитель исследования Алан Калуев.
Через 10 минут после облучения лазером рыбки пришли в сознание. Однако в первые два дня облученные зебраданио двигались гораздо менее активно: реже, медленнее, преодолевая более короткие расстояния, чаще и надолго замирая на месте. Это свидетельствовало о серьезных нарушениях нормального поведения рыбок с ЧМТ. То, что их реакции точно воспроизводили поведение млекопитающих и человека с ЧМТ, говорило о достоверности разработанной модели.
Вместе с тем, проанализировав несколько молекулярных биомаркеров нейровоспаления, повреждения и восстановления нейронов, ученые убедились, что, в отличие от млекопитающих, эти зебраданио способны к полному восстановлению функций мозга уже через неделю после нейротравмы. Поэтому они могут быть особенно интересны для выявления и изучения механизмов нейрорегенерации и для доклинического испытания соответствующих лекарственных препаратов.
«Мы оценили несколько потенциальных молекулярных мишеней для выявления механизмов терапии черепно-мозговых травм и их последствий. Полученные результаты показали, что, во-первых, на протяжении всего периода наблюдений в головном мозге зебраданио была активирована микроглия — клетки центральной нервной системы, которые как устраняют клеточный мусор и другие вредоносные факторы, так и запускают регенеративные процессы.
По-видимому, активация микроглии играет важную роль в ответе организма на первичную черепно-мозговую травму в ее острой фазе. В то же время длительная и чрезмерная активация микроглии может вызвать дальнейшие повреждения мозга. Таким образом, регулирование активности микроглии может представлять собой перспективный подход в терапии ЧМТ», — отмечает Алан Калуев.
Во-вторых, особое внимание ученых привлек один из биомаркеров — мозговой белок-нейротрофин BDND, который поддерживает размножение, выживание и развитие нейронов. Значительно снизившись сразу после облучения, экспрессия BDNF скачкообразно сравнялась с показателями рыбок из контрольной группы также на седьмой день.
«Мы считаем, что BDNF способствует выживанию и полному функциональному восстановлению поврежденной ткани головного мозга в данной новой модели ЧМТ. Таким образом, этот белок, как и его аналоги, могут обладать особым терапевтическим потенциалом при ЧМТ», — комментирует ученый.
Проведенные исследования и полученные результаты имеют серьезное практическое значение, так как нейротравмы ежегодно поражают около 60 миллионов человек в мире, часто приводя к госпитализации, постоянной инвалидности, смерти. Причинами таких травм чаще всего являются толчки, удары, падения, проникающие ранения головы, например, вследствие занятия спортом, ДТП или нападения.
Важно и то, что ЧМТ могут предрасполагать к таким серьезным нейродегенеративным расстройствам, как болезни Альцгеймера и Паркинсона. При этом именно легкие бытовые ЧМТ являются наиболее распространенным типом нейротравмы и требуют как углубленного изучения на молекулярном, клеточном и поведенческом уровнях, так и новых, продуктивных методов их лечения.
Отметим, работа проведена при финансовой поддержке Российского научного фонда. Руководитель исследования – Алан Калуев – профессор РАН, член Европейской академии, ведущий научный сотрудник НИИ нейронаук и медицины, профессор Санкт-Петербургского государственного университета и Научно-технологического университета «Сириус», ведущий научный сотрудник Уральского федерального университета и Московского физико-технического института. Он также является ведущим ученым в рамках исследований, которые проводятся на базе Новосибирского НИИ нейронаук и медицины (лаборатория Тамары Амстиславской и Марии Тихоновой).
Telegram 
Дзен 
VK Долгое время считалось, что гигантские стрекозообразные, жившие 300 миллионов лет назад, стали такими из‑за высокого содержания кислорода. Тогда в атмосфере его было около 30% вместо сегодняшних 21%. Учёные полагали, что крупные насекомые задохнулись бы в нашей атмосфере. Но оказалось, что это не так.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Большой взрыв мог быть не началом Вселенной, а моментом рождения самой гравитации в привычном нам виде. Новая модель предлагает иную, квантовую форму гравитации, которая могла запустить инфляцию и избавить космологию от проблемы сингулярности, где законы физики перестают работать.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
Поставщик элементов окололунной станции попытался сдать клиентам изделия, подвергшиеся коррозии еще до начала его монтажа. Об этом заявил новый глава NASA Джаред Айзекман. Защищая свою позицию, поставщик сообщил, что ранее он поставлял модули с коррозией для МКС, но они все равно до сих пор работают. NASA использует скандал для отказа от алогичного проекта Lunar Gateway, обитаемой космической станции на окололунной орбите.
Ученые, похоже, приблизились к разгадке происхождения пшеницы мягкой — той самой, из которой делают большую часть хлеба и другие мучные изделия. Согласно авторам нового исследования, она, предположительно, появилась 8000 лет назад на территории современной Грузии и Армении.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
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