Descrizione del progetto
Trasferire il pesce zebra nel regno dei sistemi di screening farmacologico ad alte prestazioni
Gli scienziati spesso si basano su sistemi modello semplificati per comprendere argomenti complessi rilevanti per la salute e la malattia dell’essere umano. Il pesce zebra è emerso come un sistema modello molto potente. Condivide molti tessuti e organi con gli esseri umani, una percentuale significativa degli stessi geni (il suo intero genoma è stato mappato), e le sue larve trasparenti all’occhio agevolano la visualizzazione relativamente semplice di molti processi negli animali in attività. Tuttavia, la sua utilità nello screening farmacologico è in qualche misura limitata dalla necessità di metodologie ad alte prestazioni. Il progetto FLAMMES, finanziato dall’UE, sta sviluppando tecniche per l’immaginografia di più larve di pesce zebra dal comportamento libero in parallelo. Il progetto mira ad aprire la strada all’uso di questo sistema modello estremamente versatile nello screening farmacologico ad alte prestazioni per la valutazione sia gli effetti neurofisiologici che comportamentali.
Obiettivo
A central goal of modern neuroscience is to correlate neurological conditions, external stimuli and behavior with the activity and location of individual neuron within a large brain volume. Thus, simultaneous recording of brain activity and organism behavior are fundamental to characterize circuit alterations underlying neurological disorders and to assess potential attenuation strategies. Thanks to the high degree of morphological, genetic and behavioral resemblance with humans, zebrafish is becoming a prominent model for studying neurological disorders and screening of neurospecific compounds. Owing to reduced light scattering, small size and 3R-principle compatibility of the zebrafish larvae, parallel whole-brain neuroimaging of multiple zebrafish might pave the way of in vivo drug discovery. Recent studies report technological breakthroughs that enable monitoring of zebrafish whole brain activity with cellular resolution. Although widely used for functional imaging, larval zebrafish remains limited to manual, extremely challenging and low-throughput screening.
Here, I propose to integrate my solid background in biophysics and micro-nano optics engineering with new skills I will build at the Host Institution and Secondment for the project success. Goal of this project is to enable optical whole-brain imaging of multiple zebrafish larvae (Danio Rerio) freely behaving. First, I will demonstrate zebrafish larva neuroimaging with a novel metasurface-based optical sectioning illumination (Aim 1). Second, I will demonstrate selective plane on-chip detection synchronized with the excitation plane (Aim 2). Finally, I will prove potential parallel larvae on-chip microscopy (Aim 3). The proposed neuroimaging concept is a flexible approach to perform high-throughput drug screening based on recordings of the brain activity and characterization of the behavior outcome. Collectively, this study will provide a platform that contribute bridging the gap from bench-to-bedside.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP.
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Parole chiave
Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinatore
35122 Padova
Italia