A zebrahal csak néhány centiméter hosszú, de van némi szupersztériumuk. Amikor a szívük vagy az agyuk megsérül, regenerálódnak. Amikor ujjukat levágják, újra növekednek. Amikor vakként látják el őket, visszanyerik a látás képességét.
Ez az utolsó képesség képezi néhány potenciális úttörő új kutatás tárgyát. A Vanderbilt tudósai felfedezhetik a zebrafish retina regenerációjának kulcsait. Ha a folyamat megismételhető emberben, akkor új gyógyszereket hozhat a retina betegsége és sérülése által okozott vakság kezelésére.
„Mivel egyre több és többet megtudtam arról, hogy a zebrahal képes a legtöbb szövetet és szervet regenerálni, érdekeltem, főleg azzal a ténnyel, hogy a zebrafish retina sérülést okozhat vakság kialakulásához, mégis csak kb. Három-négy hétbe telik, amíg a látás helyreáll. ”- mondja James Patton, a kutatást irányító Vanderbilt biológiai tudományok professzora.
A jellegzetes csíkokkal elnevezett édesvízi kisállat, a Zebrafish már régóta népszerű teszt tárgy a kutatók számára. Fogságban szaporodnak, gyorsan növekednek, és mivel a csecsemők teljesen átlátszóak, megkönnyíti a szervek tanulmányozását. Akkor ott vannak a regeneráló képességeik. Mivel megosztják az ember genetikai kódjának 70 százalékát, gyakran felhasználhatóak az emberi genetikai tulajdonságok és betegségek tanulmányozására.
A zebrafish retinas szerkezete és sejtjei majdnem megegyeznek az emberekkel. Mindegyik három réteg idegsejtet tartalmaz: fényérzékelő fotoreceptorok, jelet integráló vízszintes sejtek és ganglionsejtek, amelyek vizuális információkat továbbítanak az agyba.
"Tehát még inkább felkeltem a kérdésemben, hogy az emberek miért nem tudják regenerálni a sérült retinákat és halakat" - mondja Patton.
Ez az öt, 28 napra eső kép megmutatja, hogyan történik a regeneráció a zebrafish retina területén. A rudakat zöld színben, a regeneráló sejteket piros, az összes többi sejt kék színben mutatják. A regeneráló sejtek helyettesítik a haldokló rudakat. (A Patton Lab / Vanderbilt) A retina károsodása a fejlett világ sok vakságának oka mögött van. Ezen okok között szerepel a makuladegeneráció, egy gyakran életkorral összefüggő betegség, amelyben a retina egy része megsérül, és elmosódásokat és üres látványterületeket okoz; diabéteszes retinopathia, amikor a cukorbetegség károsítja a retina ereit; és a retinitis pigmentosa, egy genetikai állapot, amely a retina rúd fotoreceptor sejtjeinek degenerációját okozza. Mivel az emberi retinák nem regenerálódnak, a betegség vagy sérülés által okozott retina minden károsodása állandó.
Patton és csapata kíváncsi lett, hogy pontosan miként indul el a zebrafish retina regenerációja. A korábbi tanulmányok azt sugallták, hogy a halak szemében a haldokló fotoreceptorok által kiválasztott növekedési faktorok megkezdhetik a folyamatot, és a szemben az őssejtek szikráznak, hogy megkülönböztetést kezdjenek (visszatérve egy korábbi fejlődési szakaszba), majd differenciálódjanak új retina sejtekké. Mahesh Raonak, a Patton egyik végzős hallgatójának pedig az volt az ötlete, hogy átnézi a GABA neurotranszmittert, az agy kémiai hírvivőt, amely csökkenti az idegsejtek aktivitását, megjegyezve, hogy a GABA-t találták az őssejt-aktivitás ellenőrzésére az egerek agyában.
A csapat megvizsgálta Rao ötletét a zebrahal elvakításával - ez megtehető úgy, hogy néhány napra sötétségbe helyezzük őket, majd erős fénynek tesszük ki őket, majd GABA-stimuláló gyógyszereket adunk nekik. GABA-szint csökkentő gyógyszereket adtak a normálisan látó zebrahalnak is. Megállapították, hogy a vak halak, amelyek GABA-stimuláló gyógyszereket kaptak, nem tudják retinát rendesen regenerálni, míg a csökkent GABA-szintű normál halak elkezdenek retinájuk regenerálódását. Ez arra utalt, hogy valóban a GABA alacsonyabb koncentrációja indította el a retina regenerációs folyamatát.
Az eredményeket ebben a hónapban a Stem Cell Reports folyóiratban tették közzé.
L-R: James Patton, Mahesh Rao és Dominic Didiano a zebrafish laboratóriumban (The Patton Lab / Vanderbilt) "Reméljük, hogy a halmodell segítségével megértjük a retina regenerálódását szabályozó tényezőket és mechanizmusokat abban a reményben, hogy alkalmazhatjuk a megtanult tapasztalatokat az emberekre" - mondja Patton.
A csapat megkezdi a GABA elmélet tesztelését egereken. Ha ez működik, akkor az emberi vizsgálatokra tesztelésre kerül, és meg kell vizsgálni, hogy a GABA-gátlók stimulálhatják-e a retina regenerációját.
Ha a kutatás valóban sikeresnek bizonyul az emberekben, a világszerte közel 40 millió vak ember némelyikének lehet egy nap egy apró, csíkos hal, amelynek köszönöm.
