На данный момент сферами интереса лаборатории являются трансляционная нейробиология и биологическая психиатрия. В качестве объекта исследования выступают рыбы зебраданио (Danio rerio).
По тематике исследований на 2022-2024 гг. заявлено выполнение следующих задач:
1. Исследование эффектов селективных агонистов рецепторов следовых аминов (RO5166017, RO5203648, RO5073012) на поведение (тест темно-светлого аквариума) и молекулярные биомаркеры (экспрессия генов рецеторов монаминов в мозге) Danio rerio
2. Психофармакологическое фенотипирование хронических эффектов 3 новых синтезированных препаратов нейропротекторного свойства в поведенческих тестах Danio rerio
3. Исследование эффектов 2 новых синтезированных препаратов потенциально ноотропного свойства на долгосрочную память Danio rerio в крестообразном лабиринте.
4. Исследование эффектов экстрактов этноботанических растений и грибов РФ на поведение Danio rerio, для поиска потенциальных, клинически эффективных, фармакологических средств.
При этом основными направлениями научных исследований в лаборатории в 2023 году послужили:
1. Исследование эффектов новых синтезированных препаратов потенциально ноотропного свойства на Danio rerio.
Для реализации поставленных задач был исследован ISRIB (integrated stress response inhibitor) – новый экспериментальный препарат, который действует как мощный и селективный блокатор инициируемого фосфорилированием eIF2α (α-субъединицы фактора инициации трансляции) ответа на стресс, также обладающего ноотропными эффектами. Были применены поведенческие, хроматографические и молекулярные методы анализа. Поведение выявляли с помощью тестов незнакомого аквариума и теста построения косяка, направленные на выявления тревогоподобного поведения, а также с помощью теста y-образного лабиринта, для определения пространственной памяти и обучения. Для выявления нейрохимических эффектов применяли метод высокоэффективной жидкостной хроматографии, а для молекулярного анализа метод ПЦР в реальном времени. Таким образом, ISRIB может являться перспективным препаратом для коррекции патологических состояний ЦНС. Наличие эффектов ISRIB на Danio rerio говорит о возможности проведения быстрого, высокопроизводительного скрининга веществ с похожими свойствами при помощи данного организма.
Объектом исследования выступает маленькая костная рыба семейства карповых, являющаяся перспективным организмом для исследования различных патологий центральной нервной системы, включая комплексные психические расстройства. Высокая физиологическая и генетическая гомология, а также простота устройства нервной системы, обеспечивают высокую эффективность использования данного организма в доклиническом скрининге психоактивных веществ, а также позволяет изучать эволюционно консервативные для позвоночных патогенетические элементы расстройств центральной нервной системы. На данном этапе был протестирован ISRIB - новый экспериментальный препарат, способный оказывать влияние на звенья патогенеза стресса, а также обладающий потенциально ноотропными свойствами. В ходе данного этапа исследований удалось выявить различия в экспрессии генов, а также в обмене моноаминов мозга. В совокупности полученных результатов можем констатировать о потенциальной пользе препарата ISRIB для коррекции патологических состояний ЦНС.
Таким образом, нами было установлено, что ISRIB не приводит к выраженным поведенческим изменениям в тесте незнакомого аквариума и тесте построения косяка, предназначенными для выявления тревого-подобного поведения у Danio rerio. Также статистически значимые различия также не были определены в тесте y-образного лабиринта, направленный на определение пространственной памяти и обучения. Полученные результаты могут свидетельствовать об относительной поведенческой инертности вещества при воздействии на здоровый организм.
Напротив, ISRIB увеличивает экспрессию противоспалительных генов aft4 и bdnf, в образцах теленцефалона рыб экспериментальных групп по сравнению с контролем, тем самым подтверждая потенциал данного препаратов в лечении как когнитивных, так и нейродегенеративных заболеваний ЦНС. Помимо этого, было установлено увеличение уровней основного метаболита серотонина - 5-ГИУК в головном мозге Danio rerio.
Таким образом, несмотря на отсутствие различий в поведенческих тестах, выявленные эффекты на обмен моноаминов и экспрессию генов, позволяют констатировать, что ISRIB являться перспективным препаратом для коррекции патологических состояний ЦНС. Наличие эффектов ISRIB на Danio rerio говорит о возможности проведения быстрого, высокопроизводительного скрининга веществ с похожими свойствами при помощи данного организма.
В ходе выполнения исследований были получены следующие результаты.
- анализ поведенческих изменений в ТНА и ТПК не показал статистически значимых различий по сравнению с контрольной группой после 3-х дневного введения препарата ISRIB.
- не были выявлены статистически значимые различия при определении пространственной памяти и обучения в тесте y-образного лабиринта.
- ISRIB увеличивает экспрессию противоспалительных генов aft4 и bdnf в образцах теленцефалона рыб экспериментальных групп по сравнению с контролем.
- 3-х дневное воздействие препарата ISRIB повышает уровни основного метаболита серотонина - 5-ГИУК в головном мозге Danio rerio.
Таким образом, полученные результаты исследования позволяют расширить представления о рыбах Danio rerio как об эффективном инструменте для тестирования ранее не выявленных эффектов уже существующих лекарственных препаратов или новых веществ, потенциально полезных для психиатрической практики. Помимо этого, настоящее исследование может способствовать созданию новых лекарственных средств для лечения психических и неврологических расстройств, как путем изучения патогенеза заболеваний мозга, так и путем поиска и тестирования новых эффективных соединений.
Калуев Алан Валерьевич - руководство проектом, подготовка отчета, подготовка статей к публикации.
Галстян Давид Самвелович - проведение поведенческих, хроматографических исследований, написание научных статей,
Ильин Никита Петрович - проведение поведенческих, молекулярных исследований, написание научных статей,
Лебедев Андрей Сергеевич проведение поведенческих исследований, уход за животными, написание научных статей.
Бойко Галина Алексеевна - проведение поведенческих исследований, уход за животными, написание научных статей.
Папулова Мария Стефановна - проведение поведенческих исследований, уход за животными, написание научных статей.
Колесникова Татьяна Олеговна - проведение поведенческих, молекулярных исследований, написание научных статей.
Ахмаров Ильяс Идрисович- проведение поведенческих исследований, уход за животными, написание научных статей.
Малыгин Даниил Михайлович - проведение поведенческих исследований, уход за животными, написание научных статей.
| Short title | GZ-2023 |
|---|
| Acronym | ITBM_2019 - 5 |
|---|
| Status | Finished |
|---|
| Effective start/end date | 1/01/23 → 31/12/23 |
|---|
