Эффективный, специфический, с обратимым и безвредным действием: фоторобот идеального биоматериала, похоже, соответствует хлопьям графена, что является предметом нового исследования. Этот наноматериал продемонстрировал способность очень специфическим образом взаимодействовать с функциями нервной системы позвоночных, прерывая формирование патологического процесса, который приводит к поведению, связанному с тревогой.
«Ранее мы показали, что когда хлопья графена доставляются в нейроны, они спонтанно вмешиваются в возбуждающие синапсы , временно предотвращая высвобождение глутамата из пресинаптических окончаний», - говорит Лаура Баллерини из SISSA, руководитель группы, проводившей исследование.
Исследователи выяснили, было ли такое снижение синаптической активности достаточным для изменения связанного поведения, в частности патологического, которое развивается из-за временной и локализованной гиперфункции возбуждающих синапсов. Этот подход укрепит стратегию избирательного и временного нацеливания на синапсы для предотвращения развития патологий головного мозга с помощью так называемого точного медицинского лечения.
Чтобы проверить эту гипотезу, команда сосредоточилась на посттравматическом стрессовом расстройстве (ПТСР) и провела эксперименты в два этапа.
«Мы проанализировали защитное поведение крыс, вызванное присутствием хищника, используя запах кошки, чтобы вызвать аверсивную память», - объясняет Одри Франчески Бьяджони из SISSA, первый автор исследования.
Лаура Баллерини добавляет: «Мы предположили, что графеновые хлопья, которые, как мы показали, временно подавляют возбуждающие синапсы, могут быть введены в боковую миндалину, когда пластичность, связанная с памятью, будет консолидирована. Если наноматериал был эффективен в блокировании возбуждающих синапсов, он должен подавлять пластичность и уменьшать реакцию, связанную с тревогой. И вот что произошло: животные, которым вводили хлопья графена, через шесть дней `` забыли '' реакции, связанные с тревогой, спасая свое поведение. "
Вторая часть исследования. «Мы могли наблюдать только поведенческие изменения и не могли оценить влияние графеновых хлопьев на синапсы», - объясняет Джада Селлот, исследователь из SISSA и первый автор исследования вместе с Одри Франчески Бьяджони. «Эксперименты позволили работать над упрощенной моделью, чтобы получить представление о механизмах, посредством которых хлопья графена могут взаимодействовать с нейронами. Мы использовали культуры нейронов, полученные из миндалины, области мозга, где возникает стрессовая реакция, и мы наблюдали, что эффекты наноматериалов были специфичны для возбуждающих синапсов, и короткое воздействие графеновых хлопьев могло предотвратить патологическую пластичность синапсов ».
Благодаря этим открытиям, графеновые хлопья показали свой потенциал в качестве наноинструментов (биомедицинских инструментов, состоящих из наноматериалов), которые могут воздействовать определенным и обратимым образом на синаптическую активность, прерывая патологический процесс, и, следовательно, они могут использоваться также для транспортировки лекарств или для других целей.
