Biopolym. Cell. 2026; 42(Special Issue):22.
Технології редагування генів та клітинна терапія в медицині
Селективна функціональна оцінка сенсорних волокон сідничного нерва щурів за допомогою оптогенетики
- Державна наукова установа «Київський академічний університет»
36, бульвар Академіка Вернадського, Київ, Україна, 03142 - Інститут фізиології ім. О. О. Богомольця НАН України
вул. Академіка Богомольця, 4, Київ, Україна, 01024
Abstract
Передумови. Травми периферичних нервів, спричинені нещасними випадками, військовими операціями, побутовими або іатрогогенними травмами, є однією з провідних причин тривалої втрати функції кінцівок. Розробка високоселективних методів in vivo тестування для комплексної оцінки функціональної регенерації є критично важливою для розуміння динаміки відновлення тканин. Метою цієї роботи було розробити протокол оптогенетичної стимуляції соматосенсорних волокон шляхом удосконалення методу субепінвральної ін'єкції адено-асоційованих вірусних (AAV) векторів, що експресують світлочутливий катіонний канал каналродопсин-2 (ChR2) у плазматичну мембрану аксонів сідничного нерва щурів. Методи. Конструкт AAV1-CAG-hChR(H134R)-mCherry.WPRE.SV40 (Addgene, 100054-AAV1) був введений субепеневрально у сідничний нерв щурів Wistar (2 m.o.; n=5). Безпека хірургічної процедури оцінювалася протягом 8 тижнів спостереження за допомогою поведінкових тестів Харгрівза та фон Фрея. Реакції на біль на фотостимуляцію різних ділянок плантарної області щура оцінювалися за допомогою синього світлодіода на відстані 450 нм. Результати. Розроблений протокол введення субепінурального вірусного вектора виявився безпечним без ознак ятрогенного невропатичного болю або моторної дисфункції. Оптична стимуляція надійно викликала ноцицептивні поведінкові реакції в іпсилатеральній кінцівці, що свідчило про успішну функціональну експресію ChR2. Поведінкові реакції досягли піку через 4 тижні після ін'єкції, що відображає тимчасову динаміку функціональної експресії конструкції. Найвищий рівень відповіді спостерігався при оптичній стимуляції латеральних і центральних ділянок кінцівки, що відповідають території іннервації сідничного нерва, тоді як частота відповіді в медіальній області, переважно іннервованої стегновим нервом, була найнижчою. Специфічність методу підтверджувалася мінімальними реакціями в протилежній кінцівці та відсутністю хибнопозитивних відповідей при використанні світлодіода з неспецифічною довжиною хвилі (520 нм). Висновки. Розроблена техніка добре переноситься у тварин, не викликає нейропатичного болю та дозволяє селективно оцінювати функціональні сенсорні волокна в різних зонах іннервації цільового нерва. Фінансування. В.У. отримав підтримку грантом НАНУ 0126U002342. В.У., Т.П. та Р.В. отримали підтримку грантами НАНУ 0124U001556 та 0124U001557.
Keywords: сідничний нерв, оптогенетика, каналродопсин-2, аденоасоційовані вірусні вектори, субепінравні ін'єкції, поведінкові реакції
Повний текст: (PDF, англійською)
