Японские химики смогли сделать мозг мыши полностью прозрачным и доступным для изучения в трехмерном виде, используя специальный «проявитель» на базе мочевины и сорбитола, удаляющий непрозрачные молекулы из нервной ткани и при этом не повреждающий ее, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Neuroscience.

«Секретным ингредиентом в нашем новом проявляющем составе стал сорбитол, заменитель сахара, который можно найти в любой жвачке или диетических продуктах. Если смешать сорбитол и мочевину в определенной пропорции, то мы можем при помощи этой смеси создавать полностью прозрачный мозг с минимально поврежденными тканями, пригодный для всех экспериментов, даже в том случае, если животное было довольно старым», — объясняет Атсуси Мияваки (Atsushi Miyawaki) из Института мозга RIKEN в Сайтаме (Япония).

Мияваки и его коллеги уже около пяти лет разрабатывают различные химические методики и смеси, позволяющие «обесцвечивать» и делать прозрачными различные ткани тела, в том числе и мозг, для изучения того, как они устроены и работают в трехмерном виде.

В 2011 году им удалось сделать мозг полностью прозрачным и при этом почти нетронутым с химической и анатомической точки зрения, обработав его специальным составом Scale, основу которого составляла мочевина. Подобная смесь удаляла жиры и прочие непрозрачные вещества из мозга, но при этом у нее было несколько недостатков – обработанный таким образом мозг быстро разрушался, а также часто «раздувался», терял форму и имел другие проблемы.

На протяжении последующих трех лет Мияваки и его коллеги работали над созданием второй версии этого «проявителя», ScaleS, которая была бы одновременно лишена этих недочетов и при этом была бы совместима с особыми иммунными «метками», которые нейрофизиологи используют при изучении нейронов и различных химических процессов внутри них.

Перебрав несколько десятков вариантов, специалисты RIKEN нашли неожиданно простое решение этой проблеме – оказалось, что сорбитол, спирт-сахарозаменитель, является тем веществом, которого не хватало в оригинальной формулировке Scale.

Данное вещество играет несколько ролей – оно укрепляет ткани мозга, не давая им раздуваться при «проявлении», способствует сохранению трехмерной формы органа и создает идеальные условия для проникновения белковых «меток» и красителей в ткани мозга.

Благодаря сорбитолу, отмечают ученые, такой препарат мозга может храниться в прозрачном виде более года, и при этом его можно спокойно резать на тонкие слои, не разрушая всех остальных частей органа, что происходило со Scale.

Два единственных недостатка этой методики заключаются в том, что его нельзя применять для «обесцвечивания» мозга еще живых мышей, а также то, что образец сначала «разбухает», а потом съеживается из-за разного времени действия мочевины и сорбитола.

В качестве демонстрации ученые использовали ScaleS для изучения структуры белковых бляшек в нервных клетках мозга нескольких мышей и человека, погибших от болезни Альцгеймера.

Подобные исследования, как надеются ученые, помогут понять, как накапливаются «обрезки» белка APP в организме людей, страдающих от этой болезни, и найти способы ее лечения.