Учёные создали «червячий ЭЭГ» для тестирования лекарств

Учёные из Саутгемптонского университета разработали устройство, регистрирующее активность мозга червей для тестирования эффектов лекарств.

NeuroChip — это микрофлюидное электрофизиологическое устройство, которое может захватывать микроскопического червя Caenorhadbitis elegans и записывать активность дискретных нейронных цепей в его «мозге» — аналог ЭЭГ для червя.

C. elegans сыграл огромную роль в понимании фундаментальных сигнальных процессов в нервной системе, и это устройство открывает путь для нового анализа. До его создания для электрофизиологических записей, позволяющих разрешить активность возбуждающих и тормозных нервных клеток в нервной системе червя, требовался высокий уровень технической экспертизы — необходимо было захватывать отдельных микроскопических (длиной 1 мм) червей на конец стеклянной трубки-микроэлектрода. Черви очень подвижны и малы, что делает процедуру сложной.

Микрофлюидное изобретение состоит из резервуара, через которого червей можно по одному подавать в узкий заполненный жидкостью канал. Канал сужается на одном конце, что позволяет захватить червя за переднюю часть. Червяк оказывается в правильной ориентации для записи активности нервной системы в передней части тела. Устройство включает металлические электроды, подключённые к усилителю для записи. Дизайн захватывающего канала был оптимизирован аспирантом Чуньсяо Ху, так что качество записи «ЭЭГ» червя достаточно для разрешения активности компонентов нейронной цепи в его нервной системе.

Устройство уже использовалось для обнаружения эффектов лекарств и хорошо подходит для высокопроизводительного скрининга (позволяющего быстро проводить миллионы химических, генетических или фармакологических тестов) в нейротоксикологии и для общего скрининга нейроактивных препаратов. Оно обладает большей способностью разрешать дискретные эффекты на возбуждающую, тормозную или модуляторную передачу, чем ранее возможное с поведенческим скринингом.

Линди Холден-Дай, профессор нейробиологии Саутгемптонского университета и ведущий автор статьи: «Нас особенно интересует использование этого устройства как нового чувствительного инструмента для скрининга соединений на нейротоксичность. Оно позволит нам точно количественно оценивать сублетальные эффекты на активность нейронной сети. Оно также может предоставить информационно насыщенную платформу, сообщая о воздействии соединений на разнообразный массив путей нейротрансмиттеров, которые имеют значение в токсикологии млекопитающих».