Мышиная модель. Пермские учёные делают шаги к пониманию болезни Альцгеймера
Когда говорят и пишут об учёных, то часто используют слова «открыли», «изобрели» и т. д. Но не все знают, какой непростой многолетний труд стоит за каждой разработкой.
На понимание механизма развития того или иного явления, на систематизацию данных уходит очень много времени. И это не дни и месяцы, а годы. Работа учёных-фармакологов с химического факультета ПГНИУ тому пример.
Сотрудники лаборатории экспериментальной фармакологии химического факультета исследуют действие и токсичность различных биологически активных веществ. Основное направление их работы – это психофармакология. Да, есть и такая наука, которая изучает действие биологически активных веществ на психическую деятельность человека. Главное направление работы научных сотрудников и студентов сейчас – это нейродегенеративные заболевания. Об одном из них мы слышим всё чаще – это болезнь Альцгеймера. Работая с не совсем обычными (правильнее, наверное, сказать совсем необычными) лабораторными мышами, они узнают всё больше о механизме развития заболевания. Это поможет им изучить эффективность действия различных препаратов, которые в перспективе смогут улучшать состояние людей с этой болезнью.
Каждый шаг и поворот головы
Цивилизация развивается, население стареет. Раньше просто не доживали до «своего Альцгеймера». Сейчас больных становится всё больше. И тем важнее становится работа учёных. Сотрудники лаборатории пытаются «поймать» ранние признаки болезни.
«В сотрудничестве с ООО «НПК Открытая наука» мы разрабатываем, насколько нам известно, единственный в стране большой комплекс роботизированного наблюдения за животными. В данном случае роботизированная система – это большие установки, в которых находится много лабораторных животных, – говорит зав. лабораторией экспериментальной фармакологии Александр Андреев. – Мы собираем о каждом животном столько информации, сколько технически возможно. Нас интересует каждый шаг, каждый поворот головы при решении конкретной задачи, которую мы перед ними ставим. В некоторых случаях мы изучаем, как животные себя ведут в первые часы после постановки задачи. Когда речь идёт о проблемах старения, то длительность эксперимента может достигать недель, а то и всей жизни животного. Нам важно заметить мельчайшие изменения, которые могут быть крайне индивидуальными».
Узнать больше о механизме развития болезни учёным помогают лабораторные мыши. В виварии есть как вполне обычные грызуны, так и особенные. По словам сотрудницы химического факультета Евгении Ахременко, в лаборатории используют так называемую мышиную генетическую модель. Это специально выведенные лабораторные мыши, которые уже от рождения предрасположены к развитию болезни, похожей на болезнь Альцгеймера.
«Мыши линии 5xFAD появились в нашем виварии только в этом году. Болезнь у мыши имитирует заболевание человека. Недуг у 5xFAD позволяет увидеть нарушение работы мозга и соответствующие изменения в поведении животных, – пояснила Евгения. – Зачатки болезни появляются у мышей уже на втором-третьем месяце жизни. Затем эти изменения накапливаются. И уже к девятому месяцу наступает прогрессирующая деменция с потерями в памяти, нарушением большинства функций организма и неспособностью поддерживать самостоятельную жизнедеятельность».
Учёные наблюдают за работой долговременной памяти животных, их способностью ориентироваться в пространстве, обучаться. Так они оценивают работоспособность важных функций мозга животных и выявляют отклонения от нормы. Поведение, качество сна, память, подвижность и любопытство подопытных животных – всё это поможет понять, как начинается болезнь.
Животное не соврёт
Когда мы говорим об изучении действия того или иного препарата на животных, неизбежно возникает вопрос, насколько корректно сравнивать, например, мышей и человека.
«Сначала эксперименты проводят на клетках. Потом тест-система постепенно усложняется и доходит до животных. Только после этого участие в экспериментах принимают люди – добровольцы, – пояснил сотрудник лаборатории Данила Апушкин. – В области когнитивных наук работа с животными особенно важна. Большинство шкал оценки дегенеративных изменений основано на субъективном факторе. Человек может захотеть казаться более здоровым или наоборот показать, что ему плохо и так далее: это может испортить данные и внести такие искажения в экспериментальные результаты, что их обработка резко осложнится. В случае с животными такого не бывает. Они хороши тем, что точно не соврут и не будут бояться лекарств. Данные в итоге объективные и корректные».
Поиск эффективного лекарства
Благодаря изучению поведения здоровых и больных животных учёные собирают огромный и уникальный объём данных.
«Все мы знаем: чем раньше диагностировать заболевание, тем проще будет его лечить. Но прежде всего вам нужно понять, что вы хотите увидеть. Наш автоматизированный комплекс помогает собрать избыточное количество информации. Когда мы получаем данные, то не всегда знаем, что именно нужно искать. Однако при их анализе можем найти полезную информацию, которая даёт нам возможность дифференцировать больных и здоровых животных, оценивать тяжесть заболевания», – говорит Данила Апушкин.
Так как лаборатория изучает действие новых веществ, то учёные в итоге получат возможность проверять, работает то или иное потенциальное лекарство для лечения болезни или нет.
«Мы хотим найти те признаки, по которым можно понять, приближается ли поведение животных с болезнью к норме или нет. Если да, то при воздействии каких веществ это происходит. Хочу обратить особое внимание: мы разрабатываем не лекарство от Альцгеймера, а формируем набор инструментов, которые позволят искать новые терапевтические средства и сравнивать их по эффективности. Если мы увидим, что благодаря тому или иному препарату животное идёт от патологического к нормальному старению, это уже будет хорошо», – говорит Александр Андреев.