Друзья по отчаянию. Аквариумные рыбки страдают от стрессов ради людей - Поиск - новости науки и техники
Поиск - новости науки и техники

Друзья по отчаянию. Аквариумные рыбки страдают от стрессов ради людей

20.06.2020

Пожалуй, только благодаря всемирной пандемии удалось застать дома, в Америке, нейробиолога и нейрофармаколога профессора Алана КАЛУЕВА. Обычно уйму времени он проводит в разъездах, работая в самолете во время перелетов из США в Китай и Россию, где его ждут сразу в нескольких городах. Так жизнь сложилась.

Сразу после окончания биофака МГУ в 1994 году Алан Валерьевич получил стипендию Президента РФ для стажировки молодых ученых за рубежом, она и позволила ему посмотреть мир. Работал в Европе, США, оставаясь российским исследователем, и не терял связей с отечеством.

Каждый год уже 26 лет совместно с коллегами из Санкт-Петербурга (СПбГУ и ряда организаций) проводит большую международную конференцию по нейробиологии стресса, собирая 400-500 ведущих исследователей со всего мира. В Новосибирске у него совместный проект с физиологами по нейротравме, а его лаборатория в китайском Юго-Западном университете (город Чунцин) занимается тестированием новых нейротропных препаратов. И это далеко не все. О некоторых проектах ученый рассказал «Поиску»:

– В содружестве с биологами и химиками Уральского федерального университета изучаем тяжелые и плохо поддающиеся лечению заболевания. Среди них – посттравматический синдром. Для непосвященных – болезненное состояние, стресс, который нередко испытывают участники боевых действий, жертвы нападений и насилия. В Санкт-Петербурге вместе с биологами СПБГУ и других организаций исследуем на животных механизмы депрессии – длительное психическое расстройство, когда белый свет не мил и ничто в жизни не радует. Кто-то от этих тяжких недугов вылечивается сам, правда, к сожалению, нечасто. А подавляющее большинство вынуждено прибегать к помощи всевозможных препаратов, однако полноценного эффективного лечения все равно нет. Больные обращаются к психотерапии и поведенческой терапии (обходящейся без помощи лекарств), но помогает она, увы, далеко не всем.
Наша цель – моделирование тяжелых болезней мозга человека, а также поиск надежных, эффективных и дешевых способов тестирования лекарств. Для этого мы проводим эксперименты с маленькими аквариумными рыбками зебраданио (zebrafish, Danio rerio).

– Казалось бы, где люди, а где рыбы? Чем плохи грызуны, на которых держатся опыты в биологии и генетике?

– Между прочим, в биомедицине рыбы как объект экспериментов идут сразу вслед за грызунами. И, как предполагают многие ученые, через сколько-то лет сильно потеснят мышей и крыс. Есть на то причины – научные и экономические. Опыты с рыбами обходятся в десятки раз дешевле, чем с грызунами. Рыбы быстро размножаются и развиваются, значит, и эксперименты можно проводить очень часто, буквально один за другим. Например, на личинках рыб во время одного опыта за 5-10 минут можно протестировать до 96 препаратов. А с мышами и крысами на это потребовалась бы неделя, а то и две.
Но главное – рыбы на 70% похожи на человека генетически, а грызуны – на 80%: разница, согласитесь, не столь существенная. Есть и такой принципиальный момент: рыб можно использовать, как машину времени. Что это значит? Рыбы на Земле появились примерно 400-450 миллионов лет назад. Млекопитающие – через 200 миллионов, а люди – всего 70 миллионов лет назад. Выходит, рыбы – эволюционно важный модельный объект. По развитию у них патологий ученые судят о роли тех или иных механизмов болезней на основе их эволюционного возраста, пытаясь понять, общие ли они для рыб, грызунов и людей. И если у рыб и грызунов их нет, значит, человек их приобрел относительно недавно. Мне это напоминает сердцевину и кору старого мощного дерева. Выявив древние (общие) молекулярные механизмы патологии, мы понимаем, что имеем дело с главными мишенями для терапии патологий мозга – «сердцевиной» болезни. И новые эффективные препараты могут быть созданы на основе именно этих древних механизмов.

– Почему рыбок приводят именно в отчаяние?

– Действительно, в отечественной биологической литературе это понятие (despair) используют нечасто, однако на Западе активно употребляют уже лет 30, поскольку оно очень точно характеризует состояние безысходности депрессивного больного. Отчаяние – один из ведущих признаков депрессии.

– Как проходят эксперименты с рыбами?

– Моделируя посттравматический стресс у рыб, мы пересаживаем зебраданио в аквариум к крупным хищникам – цихлидам. Рыбки спасаются – ныряют в глубину и замирают (прячутся), держась ближе ко дну. Конечно, им хочется подняться наверх, посмотреть, что там происходит, но страшно. У них развивается длительный синдром тревоги, близкий к состоянию людей, переживших посттравматический синдром. Мы убеждаемся в этом, когда в течение двух-трех недель оцениваем поведение перепуганных рыб, а также их когнитивные функции.
Чтобы точнее смоделировать отчаяние у зебраданио, наш сотрудник, аспирант СПБГУ Константин Демин провел опыты, подвесив рыбку вниз головой в стакане с водой, закрепив ее хвост в губке. Пытаясь освободиться, зебраданио дергается, а затем замирает. Так впервые удалось доказать, что отчаяние характерно не только для человека и грызунов, но и для рыб. Следовательно, депрессия – заболевание более древнее, и первыми ее признаки проявились у рыб.

– Эксперимент состоялся. Рыбки в отчаянии. Что дальше?

– Проводим молекулярно-биологические исследования: выясняем какие гены активируются во время стресса, как меняется нейрохимия у рыб в мозге, как изменяется уровень гормонов стресса. Замечу, что эксперименты выполняют совместно разные группы исследователей в Санкт-Петербурге, Екатеринбурге и Новосибирске. А изучение геномных механизмов проводим в Китае. Параллельно тестируем новые препараты, выясняем, насколько они эффективны, в состоянии ли побороть стресс.

– Как ваши эксперименты могут помочь людям, страдающим от депрессии и других тяжких заболеваний?

– Логика нашего подхода проста. Раз мы знаем, что заболевание это древнее, то нужно внимательно изучить, например, какие молекулярные изменения происходят в мозге депрессивных рыб, какие гены при этом экспрессируются, как меняется количество серотонина (гормона положительных эмоций) и дофамина (гормона удовлетворения), а также иммунные молекулы – цитокины. Медикам в будущем будет важно знать, какие новые механизмы активируются в экспериментальных моделях на животных, чтобы затем выявлять и лечить их у пациентов.
Но это не все. Вывести рыб из отчаяния помогают антидепрессанты. Мы растворили в аквариуме два известных препарата, и рыбы перестали отчаиваться, их нейрохимия нормализовалась. Значит, считаем мы, на них можно будет проверять действие новых антидепрессантов, выявляя наиболее эффективные. Так аквариумные рыбки помогают создавать точный, надежный и дешевый метод тестирования антидепрессантов.

– Как коллеги в РФ и за рубежом оценивают ваши исследования?

– В целом достаточно положительно. Похоже, что мы прошли стадию борьбы за признание, нашли свое «место под солнцем». Сегодня на наши работы часто ссылаются, а мой индекс Хирша по Google Scholar – 63. Считаю это заслугой всех моих сотрудников, на 95% состоящих, обратите внимание, из молодых людей до 35 лет. Это внушает оптимизм относительно будущего науки в России.

Юрий Дризе

Нет комментариев

Загрузка...
Новости СМИ2