Учёные Техасского университета в Остине (University of Texas at Austin) создали новую платформу по разработке лекарств. Она даёт исследователям возможность быстро тестировать новые препараты на модельных организмах и оценивать их эффективность точнее, чем раньше. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
В качестве «подопытных кроликов» выступают Caenorhabditis elegans — круглые черви длиной около 1 мм. Эти животные часто служат модельными организмами в исследованиях по генетике, нейрофизиологии, биологии развития и вычислительной биологии. Они обладают развитой нервной системой, их геном полностью секвенирован, а кроме того, около трети их генов совпадает с человеческими генами, которые могут вызвать развитие заболеваний — поэтому на на C. elegans удобно изучать нейродегенеративные расстройства.
Новое устройство обездвиживает нематод и анализирует их с помощью микроскопии. Микрожидкостная платформа из эластичного полимера содержит 96 углублений-микроканалов, каждое из которых позволяет разместить сорок обработанных лекарством нематод. Прибор позволяет одновременно снимать в высоком разрешении около 3600 круглых червей, а специальное ПО автоматически анализирует изображения. В отличие от существовавших ранее систем, которые тестируют только один препарат за раз, новая платформа может одновременно работать с 96-ю компонентами. Она напоминает устройства для скрининга лекарственных средств на клеточных моделях, но работает с многоклеточными организмами. «C. elegans в тысячи раз крупнее клеток, поэтому теперь, когда мы нашли способ фиксировать и обездвиживать множество червей так быстро, мы сможем получить гораздо больше информации о влиянии лекарств на целый организм. Из отдельных изолированных клеток нам удавалось получить только ограниченные данные», — объясняет одна из авторов исследования, профессор Адела Бен-Якар (Adela Ben-Yakar).
Чтобы проверить эффективность прибора, учёные проанализировали 1000 препаратов для борьбы с агрегацией белка — явлением, которое сопровождает развитие нейродегенеративных заболеваний. В ходе этого эксперимента они обнаружили соединение, эффективное при лечении синдрома Хантингтона. «Четыре протестированных нами препарата оказались эффективными при лечении агрегации белков, которая напрямую связана с болезнью Хантингтона, — говорит Бен-Якар. — Один из них после повышения дозировки оказался особенно действенным и при этом не был токсичным».
Пока устройство находится в стадии прототипа, но учёные планируют доработать конструкцию и вывести продукт на рынок.
Официальная версия генной последовательности C. elegans изменяется по мере того, как исследователи находят ошибки в первоначальной последовательности. Большинство изменений незначительны, добавляется или удаляется только несколько комплементарных пар оснований ДНК. Однако иногда производятся более серьёзные изменения, например, в версии WS159 в последовательность добавили более 300 пар оснований.
