Российские ученые совместно с зарубежными коллегами разработали методику, позволяющую изучать метаболизм нервных клеток в реальном времени в мозге животных. Новую технологию, эффективно показавшую себя в работе, опробовали на крысах. Исследование опубликовано в журнале Redox Biology.
К ишемическому инсульту приводит закупорка сосудов в головном мозге. Это заболевания часто приводит к смерти или инвалидности. Закупорка сосудов может происходить из-за патологий, изменений в крови, травм и т.д. Участок мозга не получает достаточно кислорода, в результате чего развивается ишемия, а клетки начинают погибать.
«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», – комментирует Дмитрий Билан, кандидат биологических наук, руководитель группы метаболических основ патологии ИБХ РАН.
Международная команда ученых разработала метод, позволяющий наблюдать за биохимическими процессами прямо в организме. Ученые встроили в клетки мозга крыс гены биосенсоров – это белковые молекулы с флуоресцентными свойствами. Они реагируют на изменения кислотности среды (рН) и колебания концентрации пероксида водорода – одной из основных АФК в клетках.
В ходе эксперимента ученые вызывали инсульт у животных, перекрывая артерии в их мозге. Затем команда следила за работой биосенсоров в нейронах. Уже в первые секунды развития ишемии pH нейронов показал резкое снижение. Значительный рост концентрации пероксида водорода был зарегистрирован лишь на следующий день. Это удивило ученых, поскольку ранее считалось, что значительная генерация АФК происходит в острой стадии инсульта. Разработанная методологическая база может быть использована для других исследований метаболизма мозга в норме и при патологических нарушениях.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
