211service.com
Kirminai ir žmogaus smegenys
Sekinančių neurodegeneracinių ligų, tokių kaip Parkinsono liga, gydymo nėra, o mokslininkai vis dar nesupranta, dėl ko miršta šiomis ligomis sergančių pacientų smegenų ląstelės. Tačiau MIT mokslininkai tikisi paspartinti atsakymų ir gydymo būdų paieškas mažai tikėtinam tiriamajam – kirmėlėms.
Išmanieji kirminai: MIT mokslininkai sukūrė mikroskysčių lustą, skirtą greitiems viso genomo ekranams ir daugybei terapinių junginių tirti gyvuose kirminuose. Šio kirmino, milimetro ilgio nematodo C. elegans, neuronai pažymėti žaliai.
Mehmetas Fatihas Yanikas MIT elektros inžinerijos ir kompiuterių mokslų docentas, kuria mikroskysčių prietaisus, kurie galėtų labai palengvinti eksperimentus, įskaitant viso genomo atranką ir vaistų testavimą su mažais nematodų kirminais, vadinamais. C. elegans . Jie yra mėgstami biologų ir medicinos tyrėjų objektai, nes kirminai yra maži ir skaidrūs, o mokslininkai gali su jomis atlikti eksperimentus, kurių neįmanoma padaryti su didesniais gyvūnais.
Yanik polimero lustai turi du kanalų sluoksnius. Vienas sluoksnis yra kaip labirintas, sako jis. Šiame sluoksnyje vieno milimetro ilgio sliekai perkeliami ir rūšiuojami dideliu greičiu. Kanalai yra tik kelių šimtų mikrometrų pločio ir juose telpa labai nedidelis skysčio kiekis. Viršutinį sluoksnį Yanik vadina vandentiekiu. Jame yra vožtuvai, kurie kontroliuoja skysčio ir kirminų srautą.
Siurbimo kanalai leidžia tyrėjams imobilizuoti kirminus, kad būtų galima atlikti vaizdus didelės skiriamosios gebos mikroskopu. Nematodų kirminai susideda iš mažiau nei tūkstančio ląstelių, kurių kiekvieną galima pamatyti po mikroskopu. Naudodami Yanik lustą galite pamatyti, kaip gyvų gyvūnų neuronai miršta realiu laiku, sakoma Ričardas Nassas , Vanderbilto universiteto medicinos centro pediatrijos ir farmakologijos docentas. Didesniems gyvūnams neįmanoma sukurti tokio detalumo ir greičio vaizdo, o senesnės kirminų sistemos gali pateikti neryškius vaizdus, nes kirminai laisvai plaukia.
Nassas sukūrė pirmąjį Parkinsono ligos kirminų modelį. Joje gyvūnai gydomi toksinu, kuris naikina dopamino neuronus. Luste kirminai gali būti rūšiuojami naudojant vaizdinius požymius, kaip toksinas veikia jų nervus. Toks eksperimentas trunka apie šešis mėnesius naudojant įprastus metodus, sako Nassas. Yanik mikroschema užtrunka vieną mėnesį.
Bendradarbiaudamas su didele tarptautine vaistų kompanija, Nassas naudoja lustus ir savo kirminus, kad atrastų galimus Parkinsono ligos gydymo būdus. Žmonės turi dešimtis tūkstančių dopamino neuronų, sujungtų su dešimtimis tūkstančių kitų neuronų, sako Nassas. Kirminai turi tik aštuonis dopamino neuronus, tačiau molekuliniu lygmeniu jų nervų sistema yra beveik identiška žmogaus nervų sistemai.
Vieno tipo eksperimentuose, kuriuos galima atlikti naudojant naująjį mikrofluidinį prietaisą, lusto kirminai gali būti gydomi junginiais, skirtais didelio našumo vaistų ekranams. Tokie automatiniai vaistų tikrinimai, kurie šiuo metu atliekami atskirose ląstelėse, anksčiau nebuvo praktiški visiems gyviems gyvūnams.
Yanik lustas taip pat turėtų pagreitinti viso genomo ekranus, kurie padėtų tyrėjams suprasti, kurie genai reikalingi gyvybiniams procesams, pavyzdžiui, nervų ląstelių gebėjimui atsigauti po sužalojimo. Daugelis kirminų genų... veikia taip pat, kaip ir aukštesniuose organizmuose, sako Ričardas Rojus , McGill universiteto biologijos docentas. Konkrečiai, Yaniko lustas galėtų padėti pagreitinti eksperimentus, kurių metu mokslininkai nutildo kiekvieną kirmino geną ir stebi, kas atsitiks, kad nustatytų, kurie genai reikalingi kokiems fiziologiniams procesams.
Yanik naudoja lustus, kad ištirtų nervų regeneracijos genetiką. Jis sukūrė labai tikslų, intensyvų lazerį, skirtą kirminų mikrooperacijoms atlikti. Lazeris leidžia jam labai tiksliai perpjauti vieną neurono šaką, nepažeidžiant aplinkinių audinių. Yanik nutildo kiekvieną geną visame kirmino genome, po vieną geną, tada atskiria neuronus iš kiekvieno kirmino ir stebi rezultatą. Jei kirminas su tam tikru nutildytu genu negali išgydyti pažeisto nervo, tai rodo, kad genas atlieka svarbų vaidmenį gijimo procese.
Kirminų tyrimų paspartinimas gali turėti platų poveikį genomo medicinai. Kirminai yra ypač geras žmogaus nervų sistemos modelis, be to, jie plačiai naudojami tiriant vystymąsi, turintį įtakos žmogaus vystymosi sutrikimams ir vėžiui, sako Roy'us. Jei Yanik lustai pateisintų savo pažadą, būtų didžiulis greitis, apimtis ir tikslumas, palyginti su šiuo metu turimais.