Ученые Лаборатории «Молекулярная нейробилогия» ЮФУ разработали экспериментальную модель для изучения сигнальных механизмов выживания и гибели нейронов и глиальных клеток, находящихся под воздействием стресса. Материалом для анализа стал обыкновенный речной рак.

Изучение молекулярно-клеточных механизмов нервной системы сегодня очень актуально, но трудно осуществимо из-за дорогих модельных объектов и их значительного отличия от человеческого организма. Идеальным решением проблемы стали речные раки, которые всегда водились на Дону.

«На периферии брюшка рака расположен рецептор растяжения, состоящий из двух механорецепторных нейронов, окруженных глиальными клетками, а также пары рецепторных мышц ... Так, введя микроэлектроды в клетки и подключив их к специальному оборудованию, можно услышать биение «невидимых сердец» механорецепторных нейронов речных раков - биоэлектрическую импульсную активность.  Добавляя в раствор с нейронами активаторы и ингибиторы различных сигнальных белков, можно буквально за несколько часов оценить их нейропротекторный либо нейротоксический эффект в таких шок-ситуациях для клетки, как, например, полный разрыв аксона (отросток нейрона, передающий биоэлектрические сигналы), либо фотодинамическое воздействие», - объяснил Станислав Родькин, младший научный сотрудник Лаборатории «Молекулярная нейробиология». 

Изучаемые воздействия являются маркерами реальных проблем со здоровьем: полный разрыв аксона присутствует при травме нервов, а фотодинамическая терапия используется для лечения опухолей мозга.

«Это идеальная модель для изучения электрофизиологии, морфологии и биохимии. Мы окрасили нейроны и глиальные клетки недорогими красителями – пропидиумом йодида и Hoechst-33342 и увидели «флуоресценцию жизни либо смерти». Пропидиум йодид визуализирует некротические, то есть мертвые, клетки, а Hoechst-33342 – живые», – добавил Станислав Родькин.

Найденная модель – отличная возможность для дальнейших исследований клеточной адаптации к стресс-воздействиям, а также шаг на пути к разработке новых методов защиты нейронов. Результаты работы опубликованы в журналах Journal of Photochemistry and Photobiology и Journal of Molecular Neuroscience.