Зачем в Амурской медакадемии изучают трансгенных рыбок и дальневосточных паразитов

«Амурская правда» побывала в новой биолаборатории

«Вы знаете, что геном рыбки данио-рерио и геном человека совпадают на 70 процентов? Именно поэтому в лабораториях эту рыбку сегодня используют чаще, чем крыс и мышей. Рыбка быстро размножается, эмбрионы и мальки настолько прозрачны, что их органы хорошо видны, и служат хорошим биологическим материалом для исследований», — удивляет преподаватель кафедры биологии и гистологии Амурской государственной медицинской академии Алексей Перминов. В прошлом году ученый на базе кафедры создал биологическую лабораторию, где со студентами будет воссоздавать жизненный цикл дальневосточных трематод, чтобы изучать тонкие механизмы взаимодействия паразита и его хозяина. О новшествах в научно-исследовательской деятельности медицинского вуза «Амурской правде» рассказали в АГМА.

Огромный аквариум для лаборатории

— Биологическую лабораторию в медакадемии создали, когда на нашей кафедре появился новый специалист — ученый-паразитолог, который приехал в Благовещенск из Санкт-Петербурга, — говорит заведующая кафедрой гистологии и биологии Амурской ГМА, доктор биологических наук Ирина Саяпина. — На кафедре занимаются студенты первого и второго курсов, и цель биологической лаборатории — вовлечь ребят в научно-исследовательскую деятельность с первого года обучения, ведь они — будущее медицинской науки. И мы уже отмечаем заинтересованность студентов. Кроме того, биолаборатория активно используется в профориентационной работе с потенциальными абитуриентами — учащимися профильных медицинских классов. Хочется, чтобы амурские выпускники школ не уезжали в Санкт-Петербург или Москву, а поступали в нашу медакадемию. В рамках профориентационной работы мы сотрудничаем и с Центром выявления и поддержки одаренных детей «Вега», потому что снижение оттока талантливой молодежи из региона — наша общая задача.

Рыбка данио-рерио — уникальный объект для науки: ее геном на 70 % соответствует геному человека.

Сегодня в биолаборатории Амурской ГМА размещается около 20 аквариумов различных объемов, в том числе и больших, где обитает почти 200 животных. Емкости занимают два кабинета. Каждый день у преподавателя и его студентов уходит больше двух с половиной часов на то, чтобы обслужить всех своих подопечных — накормить, отсадить, почистить аквариумы. И все их труды только ради одного — науки.

— И сейчас для новой биологической лаборатории медакадемии мы планируем закупать огромный аквариум, чуть ли не бассейн, чтобы разводить в нем новые объекты для наших дальнейших исследований по паразитологии. Дело в том, что в Амурской области есть эндемичные гельминты — дальневосточные трематоды, которые встречаются только здесь и в близлежащих территориях, например в Китае. В их отношении возникает большой биологический и медицинский интерес, так как они могут вызывать у человека серьезные заболевания, — отмечает преподаватель кафедры биологии и гистологии Амурской ГМА, кандидат биологических наук Алексей Перминов. — Наша цель — это воссоздание жизненных циклов данных гельминтов в лабораторных условиях. А круг хозяев для этих паразитов достаточно широк — моллюски, ракообразные, рыбы. В соответствии с этим наша исследовательская работа предполагает наличие аквариумов. В чем изюминка наших исследований? В том, что в них будем использовать маленькую рыбку из семейства карповых — данио-рерио, или «дамский чулок».

Прозрачные зародыши

Родина данио-рерио — страны Юго-Восточной Азии: Пакистан, Индия, Бангладеш, но в аквариумах рыбка содержится с 1908 года. Как на медико-биологический объект на нее обратили внимание еще во второй половине ХХ века, а сейчас идет волна медицинских и биологических исследований. Дело в том, что данио-рерио — это уникальный биологический объект для науки, ведь ее геном на 70 процентов соответствует геному человека. Поэтому рыбку используют в генетических и доклинических исследованиях. Маленький «дамский чулок» — незаменимый объект по изучению регенерации, также данио-рерио используется в токсикологических, фармакологических и эмбриологических исследованиях. На зародышах рыб изучают токсичное воздействие лекарств для человека — в частности, как они могут повлиять на развитие эмбриона.

20

аквариумов насчитывает новая биологическая лаборатория Амурской ГМА

Преимущество данио в том, что рыбка быстро достигает половой зрелости, активно размножается и быстро развивается. В самостоятельно живущую особь икринка вырастает всего за три дня. У прозрачных эмбрионов и личинок хорошо видны внутренние органы, что делает их удобными объектами для исследования. Студенты, которые занимаются в биологическом кружке, изучают зародышей под микроскопом. Первокурсники смотрят, как у эмбрионов развиваются органы и системы органов, как циркулируют красные клетки крови — эритроциты.

— Также мы хотим эту рыбку использовать в области паразитологии — для изучения стадий развития гельминтов, в частности, дальневосточных трематод, или сосальщиков, — продолжает Алексей Анатольевич. — Наша задача — выяснить, будет ли данио-рерио являться вторым промежуточным хозяином для некоторых дальневосточных гельминтов. Для этого в лабораторных условиях будем вовлекать эту рыбку в жизненные циклы паразитов.

Опыты над данио-рерио гуманнее, чем над мышами

Благовещенский ученый говорит, что в лабораториях рыбка уже обогнала по популярности лабораторных мышей и крыс. По той причине, что в случае с данио-рерио отпадает необходимость приносить в жертву жизни пушистых зверьков, к тому же такие исследования малозатратны.

— Ведь, чтобы исследовать эмбрионы мыши, надо убить это животное, и эмбрион тоже погибнет. Чтобы изучить все этапы эмбриогенеза, соответственно, надо убивать мышей или крыс на различных сроках беременности. А рыбий эмбрион развивается в течение трех суток, он прозрачный. То есть можно через микроскоп смотреть, как буквально на глазах происходит образование органов, систем. И в данном случае животное не гибнет, — замечает биолог.

Из-за генетического сходства с человеком на данио-рерио проводятся исследования в области генной инженерии — ученые создают трансгенных рыбок: с внедренными генами от других организмов и даже от человека. Внедряют гены с какой‑либо наследственной патологией, и такая же развивается у рыбки — к примеру, это гены, которые вызывают у рыбки развитие опухолей различной локализации. Затем разрабатываются методы лечения, которые будут применимы и к человеку.

«Четырнадцать лет я работал старшим преподавателем в Военно-медицинской академии имени Кирова в Санкт-Петербурге. Свою кандидатскую диссертацию защищал в Москве по специальности «Паразитология», а вообще я биолог, преподаватель биологии и химии», — рассказывает о себе сотрудник кафедры биологии и гистологии Амурской ГМА, кандидат биологических наук Алексей Перминов.

Чтобы вызвать у рыбок диабет второго типа, их буквально закармливают. Добиваются, чтобы развился диабет, и лечат его экспериментальными лекарственными препаратами, чтобы оценить их эффективность на рыбке. Данио в этом плане — удобный объект, нежели более крупные животные, для работы с которым нужно пройти сертификацию.

— Столь сложных манипуляций на базе нашей биологической лаборатории, конечно, проводиться не будет. Но замечу, что в Амурской ГМА существует морфологическая лаборатория, где можно исследовать экспериментальный материал с применением гистологических, гистохимических и электронно-микроскопических методов исследования. В нашем случае — изучить тонкие механизмы отношений в системе «паразит-хозяин». Ведь до сих пор малоизученным является аспект их взаимной приспособленности: паразиту не выгодно убивать своего хозяина, потому что если умрет хозяин, погибнет и паразит, — объясняет педагог. — Также малоизученной остается тема адгезии паразита и хозяина, когда создается тесный контакт между ними, и происходит коадаптивное (приспособительное) взаимодействие. Когда паразит меньше всего хочет навредить хозяину, а хозяин в свою очередь не уничтожает паразита. Почему? Это мы тоже будем изучать со студентами, — делится планами Алексей Перминов.

В июле и августе ребята, окончившие первый курс, отправятся со своим преподавателем в научные экспедиции по Амурской области, чтобы собрать нужный биологический материал для своих будущих исследований. «Мы будем собирать промежуточных хозяев для гельминтов — водных моллюсков, пресноводных раков и рыб семейства карповых», — говорит ученый.

Лунтики в аквариуме: у аксолотля восстанавливается мозг

Кроме данио-рерио, в биологической лаборатории АГМА много и других ценных для научных исследований объектов. К примеру, не менее интересен похожий на мультипликационного Лунтика аксолотль — это животное является личинкой земноводного, взрослую особь которого называют амбистомой. Особенность аксолотля в том, что он достигает половой зрелости и становится способным к размножению, даже не претерпев метаморфоз и не превратившись во взрослую форму.

Практически всю свою жизнь животное проводит в стадии личинки, плавая в аквариуме или водоеме. Почему аксолотль является объектом, востребованным для исследований? Потому что замечательно регенерирует, то есть обладает способностью восстанавливать утраченные конечности и нервные клетки. Например, когда на месте откушенной лапки вырастает другая.

У этой личинки регенерирует даже головной мозг. Если у аксолотля удалить мозговой пузырь, или передний мозг, то он полностью его восстановит. Взрослые особи в биологической лаборатории медакадемии живут в отдельном аквариуме с особым температурным режимом и дают воспроизводство популяции аксолотлей.

Также в медицинских аквариумах есть мраморные раки, черепашки, лягушки, разные виды рыбок, в том числе генно-модифицированные данио-рерио, которые светятся в темноте, и другие виды организмов, полезных науке.

— Для меня, как для первокурсника, стала открытием суть работы в лаборатории, ведь школа не может предоставить такую возможность, — признается студент Амурской медакадемии Владислав Срывалкин, перешедший на второй курс. — В биолаборатории мы проводим различные эксперименты над животными — такими, как аксолотль, рыбка данио-рерио, рыба-петушок (или бойцовая рыба). Лично я экспериментировал с данио-рерио — как сказывается на ней эффект опьянения. К своим исследованиям мы готовимся, читаем специальную литературу в интернете, в том числе и зарубежные источники.

Возрастная категория материалов: 18+