В БелГУ предложили новый способ выращивания нейронов мозга для исследований
Инновационную технологию культивирования нейронов для научных исследований и экспериментов в клинической фармакологии разработал международный научный коллектив специалистов из Белгородского государственного национального исследовательского университета (НИУ «БелГУ») и Колледжа биологических и поведенческих наук Лондонского университета Королевы Марии, 4 декабря сообщает пресс-служба БелГУ.
Эффективный способ выращивания первичной смешанной культуры нейронов гиппокампа у 18-ти дневного эмбриона и новорожденного мелкого грызуна, разработанный и уже запатентованный коллективом, поможет, например, определять влияние нейротоксинов или нейропротекторов на интенсивность дыхания клеток.
Как рассказала руководитель проекта, старший научный сотрудник лаборатории генетических технологий и генного редактирования для биомедицины и ветеринарии, доктор биологических наук Марина Скоркина, для выращивания клеток новым методом использовались культуральные микропланшеты для анализатора клеточного метаболизма, что дает возможность в режиме реального времени определять степень поглощения кислорода и степень закисления среды.
Такие данные позволяют оценить митохондриальную функцию в живых клетках, выявлять нарушения в ее работе по осуществлению клеточного дыхания и улучшать условия выращивания нейронов.
Новым методом можно выращивать первичную смешанную культуру нейронов из различных отделов головного мозга, отслеживая затем изменение биоэнергетики клетки до и после воздействия различных фармакологических веществ (нейропротекторов, нейротоксинов и т. п.) по изменению параметров митохондриального дыхания нейронов.
Выращивание нейронов по новому методу предусматривает чередование высоко и низкосывороточной питательной среды культивирования клеток для предотвращения краевого нарастания глиальных клеток — вспомогательных клеток нервной ткани, обеспечивающих жизнедеятельность нейронов в мозге, и быстрого закисления культуры.
Поскольку после каждого измерения митохондриального дыхания питательную среду заменяют сначала на высокосывороточную среду, а через сутки на низкосывороточную, это позволяет получить объективные значения величин изменения биоэнергетического потенциала и работы митохондрий в культуре на различных сроках дифференцировки. Клетки продолжают расти в тех же самых культуральных планшетах, формировать синаптические окончания и нейрональные сети.
Директор Объединенного центра генетических технологий НИУ «БелГУ», кандидат биологических наук Алексей Дейкин пояснил преимущества данной технологии:
«Чередование культуральной среды позволяет подавлять рост глии без внесения соединений, угнетающих процессы деления клеток. Таким образом сохраняется баланс между ростом глии и формированием нейронной сети. Такой способ позволяет измерять базовое митохондриальное дыхание на 2-е, 5-е, 8-е и 11-е сутки дифференцировки культуры».
Разработанная командой технология универсальна, позволяя выращивать для научных манипуляций и эмбриональную культуру нейронов, и постнатальную. В отличие от известных ранее, она технически проста и позволяет на ранних стадиях выращивания культуры выявлять в ней функционально неполноценные клетки, исключая их дальнейшее использование, что позволяет экономить среды и реактивы в процессе культуральных работ.
Новый способ даст исследователям в таких областях, как молекулярно-клеточная физиология, биохимия и клиническая фармакология, необходимый материал для тестирования степени воздействия нейротоксинов или нейропротекторов на интенсивность различных элементов клеточного дыхания, а также для проведения скрининговых доклинических исследований мозга.
Разработка, которая велась в рамках программы Научно-образовательного центра мирового уровня «Инновационные решения в АПК» на базе Объединенного центра генетических технологий НИУ «БелГУ», стала значимым вкладом в развитие современных клеточных технологий, решающих задачу поиска путей защиты и восстановления нейронов.
