Опити с риба зебра разкриват нови механизми за възстановяване след невротравма

Изследователи от Русия и Тайван откриват нови механизми за възстановяване след невротравма. Изследването им върху аквариумни рибки от вида Danio rerio помага за откриването на молекулярни цели, които не само ще позволят лечението на черепно-мозъчните травми, но и последиците от тях.

Изследването

Първото, което правят учените, е да създадат уникално лазерно устройство, което притежава прецизна система за насочване. След това те облъчват мозъците на възрастни аквариумни и лабораторни риби зебра с него.
Използването на този модел прави възможно изследователите да симулират черепно-мозъчна травма и да идентифицират молекулярни цели, които ще позволят лечението при подобен род наранявания и последиците от тях.

Всичко това от своя страна е сериозен аргумент да започне предклинично тестване на нови лекарства при черепно-мозъчни увреждания.

Най-разпространените експериментални модели на черепно-мозъчни травми и при гризачите, и при рибите като механични удари по главата или пробиване на мозъка с игла увреждат главния мозък като проникват в него. Тези модели обаче не могат да възпроизведат добре закритите мозъчни травми.

Сега екипът успява буквално да удари мозъка директно и неинвазивно, защото кожата и черепа на използваните опитни риби са прозрачни.

Един от авторите на изследването проф. Алан Калуев разяснява, че по време на експеримента локализацията, мощността и продължителността на лазерното облъчване са коригирани и оптимизирани много внимателно.

„Нашият метод дава възможност да се въздейства върху мозъка на рибите целенасочено независимо от малкия им размер. Повърхностните тъкани на тялото не бяха изложени на разрушителни ефекти и него една риба не умря в резултат на облъчването“, казва проф. Калуев.

Десет минути след лазерното облъчване рибата идва в съзнание. През първите два дни рибите не са особено активни. Те се движат по-бавно и го правят по-рядко, преодоляват къси разстояния и много по-често и дълго време стоят на едно място сякаш са замръзнали. Всичко това свидетелства за сериозни нарушения на нормалното поведение на рибите, които имат черепно-мозъчна травма. А фактът, че поведението им възпроизвежда с удивителна точност това на бозайниците и хората, които имат такива травми, показва, че разработеният модел е надежден, казват учените от Уралския университет, които са част от изследователския екип.

Особено важно е, че след като анализират няколко молекулярни биомаркера на възпаление, увреждане и възстановяване на невроните, учените разбират, че за разлика от бозайниците рибите зебра успяват да възстановят напълно мозъчните си функции при това седем дни след нараняването. Това означава, че чрез тях механизмите на неврорегенерация могат да бъдат установени и изучени от една страна, а от друга те могат да бъдат използвани за предклинично тестване на подходящи лекарства.

„Оценихме няколко потенциални молекулярни мишени, за да идентифицираме механизмите за лечение на травматично мозъчно увреждане. През целия период на наблюдение в мозъка на рибата зебра се активират микроглии – клетки на централната нервна система, които едновременно елиминират клетъчните остатъци и други вредни фактори и дават начало на процеси на регенерация. Очевидно активирането на микроглиите играе важна роля за реакцията на тялото при първично мозъчно увреждане в неговата остра фаза. Трябва да отбележим обаче, че ако е продължително и прекомерно, то може да причини допълнително увреждане на мозъка“, казва още проф. Калуев.

Резултатите

Основният извод, който прави екипа въз основа на експериментите, е, че регулирането на микроглиалната активност може да бъде обещаващ подход при лечение на черепно-мозъчни травми.

>>>Последици от травми на главата МКБ T90

Оказва се още, че вниманието на учените е привлечено от един от биомаркерите. Става дума за мозъчния протеин - невротрофина BDNF, който поддържа размножаването, развитието и оцеляването на невроните. Веднага след като рибата е облъчена, BDNF намалява значително и на седмия ден експресията му се изравнява с тази на контролната група.

Според екипа това е знак, че BDNF насърчава оцеляването и възстановяването напълно на увредената мозъчна тъкан в новия модел на черепно-мозъчна травма.

Протеинът BDNF и аналозите му имат специален терапевтичен потенциал, е другият извод от проведените изследвания.

Изследователите подчертават, че резултатите от проучването им ще бъдат от полза, особено като се има предвид, че всяка година близо 60 000 000 души в света са засегнати от невротравми, които често водят до хоспитализация и още по-тежко до трайна нетрудоспособност и смърт. Сред причините за този вид наранявания са падане и удар, причинени при катастрофи, различни видове спорт или нападение. Не бива да се забравя още, че черепно-мозъчните травми предразполагат към отключването на сериозни заболявания като болестите на Алцхаймер и Паркинсон.

Резултатите от изследването са публикувани в научното списание Pharmaceutics.