god nauki blue 133x100
Благодаря новому оборудованию, закупленному в рамках гранта в форме субсидии на обновление приборной базы в 2020 году (нацпроект «Наука»), научная группа Лаборатории фармакологии ННЦМБ ДВО РАН изучает влияние фармакологически активных соединений на биоэлектрическую активность нейронных сетей в экспериментах in vitro.

Исследование закономерностей формирования нейрональных сетей является одним из актуальных направлений современной нейронауки. Мультиэлектродные матрицы или массивы микроэлектродов – это устройства, которые содержат многослойные проводники, через которые передаются сигналы нейронов. Диссоциированные нейрональные культуры, выращенные на мультиэлектродных матрицах, используются учёными для создания модельных биологических систем с целью изучения феноменов обучения и памяти. Клетки мозга, культивируемые на мультиэлектродных матрицах, используются в качестве биологической модели мозга in vitro. Культивирование клеток различных структур головного мозга на микроэлектродных матрицах позволяет исследовать морфофункциональные свойства живых нейронов при осуществлении поиска нейротропных биологически активных соединений. Мультиэлектродные матрицы способны одновременно регистрировать биоэлектрические потенциалы нескольких групп нейронов. Этот метод позволяет не только исследовать активность одной или нескольких отдельно взятых клеток, но и регистрировать последовательность их активации в составе сети, что открывает возможность визуализации пространственно-временных паттернов активности и изучения внутренней динамики нейронных сетей.

В настоящее время учёными Лаборатории фармакологии получен целый ряд биологически активных соединений из морских гидробионтов с потенциальной нейротропной активностью. Для некоторых соединений установлена выраженная фармакологическая активность, в частности, способность подавлять процессы нейровоспаления в центральной нервной системе и стимулировать нейрогенез в гиппокампе – участке головного мозга, ответственном за формирование эмоций, памяти и ориентацию в пространстве. Использование мультиэлектродной матрицы позволит исследовать влияние фармакологически активных соединений на синаптическую пластичность нейронов, которая считается основным механизмом формирования памяти и обучения.

В работе используется культура нейрональных клеток крыс, выращиваемая на мультиэлектродной матрице и образующая простую нейронную сеть, позволяющую исследовать механизмы обучения. При использовании определенных протоколов электрической стимуляции диссоциированные клеточные культуры способны «эволюционировать», приобретая определенные морфологические и нейропластические свойства, формируя простейшие функциональные системы. Данные системы могут быть использованы в качестве моделей неврологических и нейродегенеративных заболеваний при тестировании новых нейротропных препаратов.

Исследования в будущем повысят эффективность поиска новых биологически активных соединений, обладающих нейротропной активностью. Работа в данном направлении позволит создать новые фармакологические средства, эффективные при различных неврологических и нейродегенеративных заболеваниях.


Информация подготовлена сотрудниками Лаборатории фармакологии ННЦМБ ДВО РАН под руководством старшего научного сотрудника к.б.н. Игоря Манжуло