Эпилепсия, характеризующаяся двумя или более приступами в течение 24 часов без видимой причины, поражает ~50 миллионов человек во всем мире1. Среди них 10-15 миллионов человек, как сообщается, страдают лекарственно-устойчивой эпилепсией2. Поэтому исследование лекарств от эпилепсии имеет решающее значение. Это состояние влечет за собой краткие эпизоды частичного или генерализованного непроизвольного движения, варьирующиеся от пустого взгляда до скованности и дрожи тела, и связано со всплеском электрической активностив мозге.
Исторически сложилось так, что исследования эпилепсии опирались на грызунов и других млекопитающих из-за их эволюционного сходства с человеком. Однако эти методы могут быть трудоемкими и дорогостоящими, что требует альтернативного подхода 4,5. В исследованиях использовались существа, не являющиеся млекопитающими, такие как плодовые мушки, пиявки, головастики, данио-рерио и круглые черви, которые показали многообещающие результаты6. Кроме того, было показано, что планарии могут обеспечить сравнительную модель геномного исследования между геномами беспозвоночных и человека, а также возможность тестирования просудорожных, противосудорожных препаратов (ASM) и поведенческихпаттернов. Планарии (Phylum Platyhelminthes), известные как плоские черви и представители класса Turbellaria, в первую очередь известны своими регенеративными способностями; Тем не менее, это исследование сосредоточено на их реакции на вещества, вызывающие судороги.
Планарии разделяют с человеком фундаментальные неврологические механизмы, такие как реакция на серотонин и допамин, демонстрируя 95% сходство с генами, связанными с нервной системой в мозге млекопитающих, и обладая узнаваемойструктурой мозга. Кроме того, они демонстрируют наблюдаемые движения в лабораторных условиях и являются экономически эффективными, экономящими время и этичными по сравнению с грызунами или другими млекопитающими. Эти наблюдаемые поведения, такие как винтовые, С-образные и орехообразные движения, были широко задокументированы в течение десятилетий и связаны с такими веществами, как кокаин, никотин, дофамин и пилокарпин 7,8,9,10,11,12,13,14. Таким образом, планарии становятся жизнеспособной моделью для исследований лекарств от эпилепсии у людей.
Этот метод направлен на характеристику нейронов планарий, которые подверглись воздействию пилокарпина с помощью красителя Гольджи. Краситель Гольджи используется для визуализации нейронов с помощью световой микроскопии и был использован для изучения того, связано ли изменение морфологии с судорогами 15,16,17. В современной литературе нет доказательств того, что окрашивание по методу Гольджи проводилось на мозге планарий. Несмотря на то, что предыдущие исследования документально подтвердили фармакологические эффекты путем наблюдения за поведенческими фенотипами, эта рукопись является первой, в которой были охарактеризованы нейроны планарий, подвергшиеся воздействию пилокарпина, с использованием окрашивания по методу Гольджи11,18. Этот метод оказался ценным для визуализации и понимания морфологических изменений, связанных с судорогами. В этом исследовании было отмечено значительное увеличение частоты осциллирующего дорсального колебательного поведения у планарийных червей по мере увеличения концентрации пилокарпина.