Группа ученых из Испанского национального центра исследования рака (CNIO) и Национального исследовательского совета Испании (CSIC) представила инновационный метод, который позволяет исследователям неинвазивно отслеживать молекулярные изменения в мозге. Этот метод, получивший название «молекулярный фонарь», использует тонкий светоизлучающий зонд для анализа химического состава тканей мозга.
В отличие от традиционных методов, требующих генетических модификаций, новый подход анализирует естественную ткань мозга с высокой точностью. Это открывает новые перспективы для диагностики и изучения заболеваний головного мозга. В будущем ученые планируют интегрировать искусственный интеллект для повышения точности диагностики и изучения биомедицинских приложений.
Мониторинг молекулярных изменений в мозге, вызванных раком и другими неврологическими патологиями, является одной из ключевых задач биомедицинских исследований. Новая методика, разработанная международной командой ученых, позволяет вводить свет в мозг мышей с помощью тонкого зонда.
Инновация была опубликована в журнале Nature Methods и представляет собой многообещающий инструмент для исследования на животных моделях. С его помощью можно мониторить молекулярные изменения, вызванные черепно-мозговой травмой, а также выявлять диагностические маркеры метастазов в головной мозг.
Работа была проведена европейским консорциумом NanoBright, в который входят две испанские группы. Одна из них под руководством Лисет Менендес де ла Прида из Лаборатории нейрональных цепей Института Кахаля CSIC разработала инструменты для проведения исследований. Другая группа под руководством научного сотрудника Мануэля Валиенте из Национального центра исследования рака CNIO занималась изучением молекулярных изменений в мозге.
Новый метод основан на вибрационной спектроскопии, которая использует эффект комбинационного рассеяния света. Это позволяет получать детальные спектры, содержащие информацию о химическом составе освещенной ткани.
Лисет М. де ла Прида отметила, что новая технология позволяет изучать мозг в его естественном состоянии без необходимости его предварительного изменения. Это открывает новые возможности для исследования различных типов структур мозга, а не только тех, которые были генетически модифицированы.
Мануэль Валиенте подчеркнул, что с помощью вибрационной спектроскопии можно увидеть любые молекулярные изменения в мозге, вызванные патологией. Это делает метод полезным для диагностики и мониторинга заболеваний головного мозга.
Рамановская спектроскопия уже используется в нейрохирургии, хотя и инвазивным способом. Мануэль Валиенте отметил, что исследования показали возможность использования этого метода при операциях на опухолях головного мозга у пациентов. Однако для минимально инвазивного использования на моделях живых животных необходимы более компактные и точные инструменты.
Одной из целей группы CNIO является выяснение, позволяет ли информация, предоставленная зондом, дифференцировать различные онкологические образования. Это может помочь в разработке новых методов диагностики и лечения рака головного мозга.
Группа Института Кахаля использовала этот метод для исследования эпилептогенных зон вокруг черепно-мозговых травм. Доцент Лисет М. де ла Прида отметила, что удалось идентифицировать разные вибрационные профили в одних и тех же областях мозга, подверженных эпилептическим припадкам. Это может быть полезно для разработки новых методов лечения эпилепсии.
Интеграция вибрационной спектроскопии с другими методами регистрации активности мозга и искусственным интеллектом позволит создать новые высокоточные диагностические маркеры. Это будет способствовать развитию передовых нейротехнологий и улучшению качества жизни пациентов.
Литература.
“Vibrational fiber photometry: label-free and reporter-free minimally invasive Raman spectroscopy deep in the mouse brain” by Liset Menéndez de la Prida et al. Nature Methods
