Исследователи подтвердили соответствие модели патологии человека и определили вовлеченные в восстановление мозговой ткани после повреждения белки, которые могут рассматриваться как мишени при разработке лекарств для терапии нейротравм. Работы ведутся в Научно-исследовательском институте нейронаук и медицины совместно с кафедрой нейронаук Института медицины и психологии НГУ.
«У зебраданио достаточно развиты нервная система и головной мозг для моделирования процессов, соответствующих таковым у млекопитающих. При этом их несложно разводить и содержать в лабораторных условиях, а скрининг фармакологических, в том числе нейро- и психотропных, препаратов и иных терапевтических воздействий проходит гораздо быстрее, чем на грызунах. Аналогом гормона стресса у мышей и крыс служит кортикостерон, тогда как у людей и зебраданио – это кортизол, поэтому анализ стрессовых реакций у этих рыб дает более точные и корректные результаты», – цитирует издание СО РАН «Наука в Сибири» основного исполнителя проекта Марию Тихонову.
Ученые задействовали линию взрослых особей зебраданио casper с минимальным количеством пигмента в покровах: из-за прозрачности тканей для лазерного излучения стало возможным смоделировать травму мозга закрытого типа без дополнительного хирургического вмешательства и наблюдать за ее развитием в режиме реального времени.
Рыб из экспериментальной группы помещали на влажную губку, пропитанную анестетиком из гвоздичного масла, фиксировали на подложке и направляли на правую и левую области теленцефалона (переднего отдела головного мозга) лазерный луч. Лазер не затрагивал твердые оболочки, покрывающие мозг, а проникал сквозь них и воздействовал непосредственно на нервную ткань.
Контрольная группа Danio rerio проходила аналогичные испытания, но была подвержена излучению на более короткое время и при безопасной мощности. Ученые исключили стороннее влияние, помимо лазера, и сравнили полученные данные. После воздействия у рыб наблюдались нарушения мозговой ткани: побледнение конечного мозга и кровоизлияния в обонятельных луковицах.
«На микроскопическом уровне мы обнаружили расширение кровеносных сосудов, гибель и дегенерацию нейронов в зоне поражения. Что касается поведенческих особенностей, двигательная активность рыб после нанесения ЧМТ существенно снижалась. Большую часть времени зебраданио с ЧМТ проводили в нижней придонной зоне аквариума, что свидетельствует об их повышенной тревожности. В целом при ЧМТ у Danio rerio наблюдались типичные нарушения двигательной активности и координации, что соответствует клинической картине человека и является прямым доказательством достоверности нашей модели», – прокомментировала Тихонова.
О последствиях ЧМТ, по словам ученых, можно судить по поведенческим проявлениям и молекулярным маркерам – белкам, которые вовлечены в процессы повреждения мозга, и чьи уровни могут значительно меняться в зависимости от сроков нейротравмы. В дальнейшем специалисты будут детально изучать коррекцию нарушений лазер-индуцированной ЧМТ с помощью воздействия на нейрогенез и нейровоспаление.
