Зебрафините са дълги само няколко сантиметра, но имат някои свръх големи сили. Когато сърцето или мозъкът им са повредени, те се регенерират. Когато перките им са отрязани, те растат обратно. Когато са ослепени, те могат да си възвърнат способността да виждат.
Именно тази последна способност е обект на някои потенциално новаторски нови изследвания. Учените от Вандербилт може би са открили ключа за регенерацията на ретината на зебрафа. Ако процесът може да бъде възпроизведен при хора, той може да използва нови лечения за слепота, причинена от заболяване на ретината и нараняване.
„Докато научих все повече и повече за това как зебрата е способна да регенерира повечето тъкани и органи, бях заинтригуван, особено с факта, че ретината на зебрата може да бъде повредена, за да причини слепота, но това отнема само около три до четири седмици, преди да се възстанови зрението ", Казва Джеймс Патън, професорът по биологични науки във Вандербилт, който ръководи изследването.
Зебрафиш, сладководен миноносец, наречен заради характерните си ивици, отдавна е популярен тест за изследователи. Те се размножават лесно в плен, растат бързо и тъй като бебетата са напълно прозрачни, което улеснява изучаването на техните органи. Тогава има техните регенеративни способности. Тъй като те споделят 70 процента от генетичния код на хората, често е възможно да се използват за изследване на генетични черти и заболявания на човека.
Структурата и клетъчните типове ретини от зебрафини са почти идентични с тези на хората. Всеки от тях съдържа три слоя нервни клетки: фоторецептори, откриващи светлина, хоризонтални клетки, интегриращи сигнала, и ганглийни клетки, които предават визуална информация на мозъка.
„Така се заинтригувах още повече защо хората не могат да регенерират повредените ретини и рибите могат“, казва Патън.
Тези пет изображения, обхващащи 28 дни, показват как се извършва регенерация в ретината на зебрафа. Пръчките са показани в зелено, регенериращите клетки са показани в червено, а всички останали клетки са в синьо. Регенериращите клетки заместват умиращите пръчки. (Лабораторията в Патън / Vanderbilt) Увреждането на ретината стои зад много от водещите причини за слепота в развития свят. Тези причини включват макулна дегенерация, често свързано с възрастта заболяване, при което част от ретината се уврежда, причинявайки замъгляване и празни петна в зрението; диабетна ретинопатия, при която диабетът уврежда кръвоносните съдове в ретината; и ретинит пигментоза, генетично състояние, причиняващо дегенерация на фоторецепторните клетки на ретината. Тъй като човешките ретини не се регенерират, всяко увреждане на ретината, причинено от заболяване или нараняване, е постоянно.
Патън и неговият екип станаха любопитни как точно се инициира регенерацията на ретината на зебра. Предишни проучвания предполагат, че растежните фактори, секретирани от умиращите фоторецептори в очите на рибите, могат да започнат процеса, като разпалят стволови клетки в очите, за да започнат дедиференциране (връщане към по-ранен етап на развитие) и след това диференциране в нови клетки на ретината. Но Махеш Рао, един от завършилите студенти в Патън, има идеята да разгледа невротрансмитера GABA, химически пратеник в мозъка, който намалява активността на невроните, отбелязвайки, че GABA е открил, че контролира дейността на стволовите клетки в мозъците на мишки.
Екипът тества идеята на Рао, като ослепи зебрафи - това може да се направи, като ги постави в тъмнина за няколко дни, след което ги изложи на ярка светлина - и след това им даде лекарства, стимулиращи ГАМК. Те също дадоха лекарства, понижаващи GABA, на нормално зрящи зебрафини. Те открили, че слепите риби, даващи стимулиращи GABA лекарства, не могат да регенерират нормално ретините си, докато нормалните риби с понижени нива на GABA започват да регенерират ретините си. Това предполага, че действително понижената концентрация на GABA е стартирала процеса на регенерация на ретината.
Резултатите бяха публикувани този месец в списанието Stem Cell Reports .
L to R: Джеймс Патън, Махеш Рао и Доминик Дидиано в лабораторията за зебрафи (The Patton Lab / Vanderbilt) „Надяваме се да използваме модела на рибата, за да разберем факторите и механизмите, регулиращи регенерацията на ретината, с надеждата, че можем да приложим научени уроци при хора“, казва Патън.
Екипът започва да тества теорията на GABA върху мишки. Ако това работи, ще бъдат проведени изпитвания върху хора, тестващи дали GABA инхибиторите могат да стимулират регенерацията на ретината.
Ако изследването наистина се окаже успешно при хората, някои от близо 40 милиона слепи хора по света може един ден да имат една малка ивичка риба, за която да благодари.
