В новом выпуске проекта «МАГнит: все о науке и технологиях» – наукоград Пущино, знакомство с учеными из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН, диагностические системы многоразового использования и разработки, которые в будущем помогут защитить мозг от нейродегенерации.

Пущино – город ученых на берегу Оки, созданный в 1960-х как единое пространство для ученых в стиле советского модернизма. Здесь изобрели искусственную кожу, создали первый кровезаменитель и вырастили клонированную мышку Машку. Это уникальное место, где и сегодня создаются прорывные научные открытия.

Многоразовые диагностические системы

Для клинического анализа активно используются различные диагностические системы, однако у них ограниченный срок службы. Ученому из Пущино Егору Мусину удалось сделать эти системы многоразовыми. Егор Мусин – биоинженер-биотехнолог, научный сотрудник института биофизики ИТЭБ РАН, в новом выпуске «МАГнит» рассказал о микрокапсулах и их использовании. В эти капсулы «упаковывают» рабочий фермент. Обычно в лаборатории, чтобы проанализировать жидкость, используют фермент и при этом он расходуется, извлечь его невозможно, агрессивная среда его разрушает – и после анализа он сливается. В институте же ферменты упаковывают в микрокапсулы. Микрокапсула изолирует фермент от внешней среды, она сохраняет доступ к нему всех метаболитов. Получается, что капсула с ферментом становится своего рода биореактором, внутри которого протекает реакция. При этом капсулу можно извлечь и использовать повторно. Такую капсулу наносят на пластину, и получается диагностическая система многоразового использования.

Микрокапсула на таких пластинах имеет размер всего лишь 5-7 микрон, и применять ее можно где угодно.

Так, ученые наукограда решили сделать сорбирующую систему для очистки воды от SDS. Это вещество, которое содержится в мыле и шампунях и, попадая в сточные воды, ухудшает процессы жизнедеятельности рыб. Однако в ходе опыта при погружении микрокапсул в водоёмы они начали растворяться. Тогда эксперимент решили направить в другое русло: из микрокапсул сделали систему определения SDS в водоёмах. Теперь помеченные микрокапсулы погружают в воду, и если они растворились – значит, водоем загрязнен. Если нет SDS, то капсула не растворяется, и её можно извлечь.

Защитить мозг от нейродегенерации

В лаборатории экспериментальной нейробиологии ИТЭБ РАН занимаются исследованием механизмов возникновения различных заболеваний и изучением новых подходов для защиты мозга от нейродегенерации.

Екатерина Першина – старший научный сотрудник Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН. Она рассказала о нейродегенерации – так называется прогрессивная гибель нейронов, которые являются основными составными единицами нашего головного мозга. Речь идет, в частности, о таких заболеваниях, как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона. Прогрессивная гибель нейронов часто приводит к деменции, которая, в свою очередь, приводит к нарушению когнитивных функций, таких как внимание и память. Создание препаратов для лечения таких заболеваний – долгий и трудоемкий процесс.

У людей с подобными заболеваниями страдает структура гиппокамп. Это участок мозга, в котором формируется кратковременная память и начинается ее превращение в долговременную. В лаборатории исследуют именно эту часть головного мозга.  В частности, с помощью научной установки можно проверить память животных. В процессе опыта исследуются три группы животных (крыс): здоровые, с заболеванием и находящихся на лечении. Сравнивают скорость нахождения пищи в клетке. Эксперимент, в котором  крыса находит корм быстрее, говорит о том, что её лечение было эффективным, а значит, лекарство помогает спасти память животного. Здесь же исследуют структуру и морфологию гиппокампа.

Узнать больше об исследованиях российских ученых можно в полном выпуске проекта «МАГнит: все о науке и технологиях»: ВК, Дзен и Rutube .