Новости

Изучение генов с неизвестной функцией позволит учёным создать уникальные мышиные модели неврологических заболеваний.

Научная команда исследователей Научно-технологического университета «Сириус» под руководством профессора Виктора Тарабыкина приступила к реализации крупного проекта по созданию животных моделей неврологических заболеваний. Это исследование откроет новые горизонты в диагностике, прогнозировании и лечении наследственных неврологических заболеваний. Кроме того, это поможет обнаружению новых мишеней для терапии злокачественных новообразований головного мозга, включая перспективные методы иммунотерапии.

Более трёх миллиардов человек во всём мире страдают неврологическими заболеваниями (данные 2021 года). Среди них особое место занимают патологии, связанные с врождёнными пороками развития, а также злокачественные новообразования головного мозга. Проект Сириуса направлен на создание моделей врожденных пороков развития и различных подтипов глиом. Исследование получило финансирование в рамках государственной программы Научно-технологического развития федеральной территории Сириус. 

Ключевым этапом исследований станет создание мышиных моделей с мутациями в генах, функции которых пока не описаны, но известно, что мутации в них связаны с нарушениями развития нервной системы, такими как умственная отсталость, задержка интеллектуального развития или аутизм. Учёные изучат молекулярные механизмы и последствия этих мутаций, а также нарушения развития коры головного мозга при каждой из них.

«В исследованиях по всему миру было идентифицировано множество генов, вызывающих неврологические патологии у человека, однако их функции в развитии нервной системы, а также роль в патогенезе конкретного заболевания до сих пор не изучены. В течение последних нескольких лет мы сотрудничали с врачами-генетиками ведущих мировых медико-генетических центров. В результате этого сотрудничества была сформирована база данных, в которой содержится более 300 генов, мутации в которых приводят к развитию различных неврологических заболеваний. Мы сфокусировали свою научную деятельность на выбранных нами трёх генах, так как именно про них мало что известно в мировом сообществе, и на данный момент мы являемся, возможно, единственными, кто их изучает», — рассказал профессор Института клеточной биологии и нейробиологии берлинской клиники Шаритэ, руководитель научной группы Университета «Сириус» Виктор Тарабыкин.

Руководитель проекта профессор Виктор Тарабыкин — признанный эксперт в области молекулярной нейробиологии и биологии развития. Его исследования сосредоточены на генетике развития коры головного мозга, в частности, на молекулярных механизмах, регулирующих дифференцировку нейронов. Научная команда, сформированная в 2015 году, владеет уникальными методами in utero электропорации. Они используются для введения ДНК в клетки мозга эмбрионов мышей непосредственно в утробе матери, что помогает исследовать функции ранее не изученных генов, связанных с развитием коры полушарий. Эта технология вкупе с другими современными методами позволяет исследователям отслеживать изменения на ранних стадиях развивающегося организма, что значительно превосходит традиционные методы лабораторных исследований по точности и релевантности данных.
«Преимущество этой технологии в том, что, по сравнению с классическими методами, она в несколько раз быстрее позволяет создать мутантных животных и в течение 2–3 месяцев получить результаты», — добавил Виктор Тарабыкин.

Созданные модели наследственных неврологических заболеваний позволят детально охарактеризовать морфологическое и физиологическое состояние животных, развитие у них неврологической симптоматики, нарушение развития коры полушарий, координации движений, памяти и впоследствии предположить возможные пути диагностики и лечения этих патологий.

«Это направление ставит перед учёными множество вызовов, включая, например, вопросы о генетической гомогенности: не все экспериментальные объекты имеют идентичные генетические особенности, что может повлиять на воспроизводимость результатов. Решение данной проблемы — это использование генно-инженерных методов для создания животных с точно определёнными мутациями, например, с помощью CRISPR/Cas9-систем, и именно эту технологию мы активно используем в наших исследованиях. Следует сказать, что in vivo модель — это всегда очень сложная многофакторная система, и зачастую очень трудно предсказать результаты экспериментов. У нас большой опыт работы в этих условиях, и мы используем весь набор современных биологических методов для анализа таких моделей», — пояснил Виктор Тарабыкин.

Важной частью проекта станет и разработка моделей трёх типов опухолей головного мозга — глиобластомы (агрессивной формы опухолей мозга), астроцитомы (опухоли, возникающей из астроцитов, — клеток, поддерживающих нейроны) и олигодендроглиомы (опухоли, происходящей из олигодендроцитов, — клеток, отвечающих за образование миелиновой оболочки вокруг нервных волокон) для оценки эффективности клеточной иммунотерапии.

Результаты масштабного исследования в Сириусе откроют новые горизонты в диагностике, прогнозировании и лечении наследственных неврологических заболеваний. А также к обнаружению новых мишеней для терапии злокачественных новообразований головного мозга, включая перспективные методы иммунотерапии.