Исследователи из Германии разработали технологию, которая помогает сделать тело мышей, включая мышцы и внутренние органы, прозрачными. Новый метод, названный uDisco, даёт ученым возможность по-другому подойти к изучению нервной системы организма. Он также позволяет специалистам использовать обыкновенный микроскоп для исследования нервных клеток головного мозга и спинного мозга грызунов.
"Я был ошеломлён, увидев изображение, которое получили мои студенты с помощью микроскопа. Теперь мы можем создавать карты нейронных соединений по всему организму животного в 3D-формате", — говорит доктор Али Эртюрк (Ali Ertürk), ведущий автор исследования из Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана.
Доктор Эртюрк и его коллеги исследуют нейродегенеративные расстройства, их особенно интересуют заболевания, которые возникают в ходе травматических повреждений головного мозга. Обычно для исследования подобных болезней учёные нарезают мозг подопытных умерших или умерщвлённых существ на тончайшие ломтики.
"Но нельзя сказать, что это хороший способ изучения нервных клеток, поскольку для получения одного куска мозга, нужно разрезать целую сеть, — говорит доктор Эртюрк. – Лучший способ – это взглянуть на целый организм. Мы должны видеть всю картину".
Для того чтобы получить её, доктор Эртюрк и его команда исследователей разработали двухэтапный процесс, который делает тела грызунов буквально прозрачными при этом сохраняя в хорошем состоянии для дальнейшего исследования все внутренние органы животных. Для опытов использовались уже мёртвые мыши, которым заранее вводили специальный флуоресцентный белок, для того чтобы определённые части их тела могли в дальнейшем светиться.
На первом этапе учёные помещали тела мышей в ёмкости со спиртом для того, чтобы лишить их влаги. Отмечается, что вода действует подобно зеркалу и отражает свет, по этой причине необходимо избавить мышцы и ткани от неё. Затем учёные пропитывали тела мышей органическим растворителем, который расщепляет их жиры подобно средству для мытья посуды.
В то время как исследователи пропитывали тушки грызунов спиртом и органическим растворителем, они одновременно выкачивали из них жидкость через кровеносные сосуды. На все процедуры ушло примерно четыре дня, прежде чем мыши стали практически прозрачными.
"Метод uDisco позволяет достичь прозрачности с помощью обезвоживания тканей и удаления липидов. Вода и липиды – это основные причины рассеяния света в биологических тканях. Устранив их, мы освобождаем ему путь", — говорит доктор Эртюрк.
Другой эффект uDisco: уменьшение тела мыши примерно на треть от её первоначального размера. И-за этого тушка грызуна становится достаточно маленькой, и её удобно приспособить для изучения под микроскопом, а также подвергнуть её детальному лазерному сканированию.
"Мы смогли получить изображения цельной центральной нервной системы мыши", — говорит учёный.
Доктор Эртюрк признаёт, что процесс достаточно прост и любой желающий сможет повторить его. Но, по его словам, основная проблема – это найти правильное сочетание химических веществ среди сотен тысяч возможных комбинаций. Оно позволит сделать тела грызунов прозрачными и при этом сохранить в целости флуоресцентный белок, а также структуру внутренних органов. Впервые удовлетворить всем этим требованиям смогла именно команда учёных доктора Эртюрка, ранее другие способы либо не сохраняли флуоресценцию, либо имели другие недостатки.
На сегодняшний день такая технология была испытана только на мышах и крысах, но учёные считают, что однажды она поможет и в картографировании мозга человека. Кроме того, по мнению специалистов, новый метод может быть полезным для изучения влияния на мозг таких психических расстройств, как болезнь Альцгеймера или шизофрения.
"Все возможные применения этого метода сложно перечесть. На сегодняшний день мы подготавливает отдельные органы для гистопатологической оценки, в будущем же мы сможем во многих случаях использовать uDisco", — говорит доктор Инго Бехман (Ingo Bechmann), профессор анатомии из Лейпцигского университета.
Исследование опубликовано в научном журнале Nature Methods.
Добавим, что немецкая технология не первая в своём роде — ранее японские исследователи уже создавали полностью прозрачных мышей и при помощи сахара делали прозрачными отдельные ткани. Однако немецкая технология позволит делать "невидимок" значительно быстрее, всего за несколько дней, говорят специалисты.
