Lazerin təsiri ilə polimer mikrokapsulalardan neyroaktiv zülalların buraxılması və bir- və iki-foton qəbulediciyi istifadə edərək yönəlmiş neyron hüceyrə diferensiasiyasına

Neyron hüceyrələrinin fərqlənməsinin idarə edilməsi və nevrodevəltmə proseslərini anlamaq üçün neyroaktiv proteinlərin çatdırılmasının dəqiq nəzarəti vacibdir. Bununla birlikdə mövcud yanaşmalar yüksək məkanlı həll, dərin toxuma nüfuz və müxtəlif bioloji tətbiqlər üçün lazım olan minimal fototoksiklik kombinasiyasından məhrumdur. Burada polimer kapsullarından nörokaktiv proteinlərin işıqla irəli sürülməsi üçün bir platforma təqdim edirik, bir foton və iki foton həyəcanlanma mexanizmlərini müqayisə edərək funksional sinir fərqlənməsini nümayiş etdiririk. Neuroaktiv proteinlər (BDNF və NeuroD1) 1,7 mikron polielektrolit kapsullarına yüklənərək, sonra iki konfoqal mikroskop sistemi: bir foton (488, 561 nm) və iki foton (795, 982 və 1045 nm) istifadə edərək sinir ata hüceyrələrində (NPC) buraxıldı. Qəbul olunan kapsüllər, NPC-lərdə aşağı sitotoksiklik və yüksək daxililəşdirmə qabiliyyətini, eləcə də proteinlərlə sabit yüklənməsini göstərdi. Yükləndirilmiş kapsüllər hüceyrənin sağ qalmasına təsir etməyən parametrlərdə bir fotonlu (49 μW 561 nm üçün) və ya iki fotonlu (1,5 mW 1045 nm üçün) həyəcanlandırıcı lazerlərin təsiri altında proteinləri azad edə bildilər. Mikrokapsullar daxililəşdirildikdən sonra iki həftə ərzində hüceyrələrdə yüksək səviyyədə fluoresans və aşkarlama qabiliyyətini saxlayıblar. Bundan əlavə, bu kapsillər NPC-lərin yerli fərqlənməsini aktivləşdirmək üçün istifadə edilə bilər. Lazerdən irəli gələn aktivləşmə və inteqrasiya edilmiş izləmə kombinasiyası bir hüceyrə dəqiqliyi ilə sinir inkişafını, bərpa və hüceyrə-hüceyrə qarşılıqlı təsirlərini araşdırmaq üçün güclü bir platforma yaradır.

Müəlliflər AuNR-lərin əldə edilməsində kömək etdikləri üçün Dr. Olga Guslyakova (Skolkovo Elm və Texnologiya İnstitutu), Hüceyrələrin yetişdirilməsində kömək etdikləri üçün Dr. Mikhail Berestovoy (Beyin və Neyroteknologiyalar üzrə Federal Mərkəz) və Dina Bass (Rusiya Elmlər Akademiyasının Şemyakin-Ovçinikov Bioqrenik Kimya İnstitutu) üçün təşəkkür edirlər.

Bu iş Rusiya Elm Fondunun (No. 25-63-00019). Çox fotonlu görüntüleme üsullarının inkişafı qismən Rusiya Elm Fondunun (qrant 25-12-00211) və MSU-nun İnkişaf Proqramı və Milli Layihə Elm və Universitetlər tərəfindən dəstəklənmişdir. Hüceyrə mədəniyyəti işləri, o cümlədən sitotoksiklik tədqiqatları və axın sitometrisi Rusiya Elm Fondundan (qrant nömrəsi. 23-75-30023). İ.S. şəxsən İDEAS Tədqiqat Mərkəzinin Beyin Proqramını tanıyır.

Bioloji və Tibbi Texnologiyalar Mərkəzi, Skolkovo Elm və Texnologiya İnstitutu, Moskva, Rusiya

Federal Beyin Tədqiqatları və Neyroteknologiyaları Mərkəzi, Federal Tibbi Bioloji Agentlik, Moskva, Rusiya

Veronika Usatova, Olga Astakhova, Vladimir Baklaşev & Vsevolod Belousov