Zebrica nudi tragove za ublažavanje gastrointestinalnih tegoba povezanih s autizmom

Istraživači sa Sveučilišta u Miamiju otkrili su trag u probavnom traktu skromne zebrice da, jednog dana, mogao bi pomoći ljudima u spektru autizma ublažiti jedan od najčešćih, ali najmanje proučavanih simptoma njihovog poremećaja:gastrointestinalni distres.

Repliciranjem mutacije u zebrici koja uzrokuje rijetku, genetsko stanje povezano s autizmom poznato kao Phelan-McDermidov sindrom kod ljudi, istraživači su otkrili drastično smanjenje broja stanica koje proizvode serotonin u crijevima mutirane zebrice. Možda poznatiji kao prirodni stabilizator raspoloženja tijela, serotonin također pokreće kontrakcije koje hrane hranu kroz probavni sustav.

Objavljeno prošli tjedan u časopisu Molekularni autizam , studija je prva koja pokazuje da je mutacija određenog gena povezanog s autizmom, SHANK3, uzrokuje da se hrana kreće kroz probavni trakt nenormalno sporim tempom. Iako se nalaz odnosi na zebrice, uobičajena slatkovodna vrsta akvarija koja dijeli oko 70 posto svojih gena s ljudima, moglo bi objasniti zašto mnogi ljudi s poremećajem iz spektra autizma, a posebno oni sa Phelan-McDermid sindromom (PMS), često pate od teških i ometajućih napada zatvora, proljev, refluks, i/ili ciklično povraćanje.

Što je još važnije, moglo bi otvoriti vrata tretmanima koji ublažavaju tako neugodne gastrointestinalne bolesti, ili GI, simptomi.

"Činjenica da vidimo smanjenu pokretljivost u gastrointestinalnom traktu riba s mutacijama s krakom 3 vjerojatno se objašnjava nedostatkom ovih stanica koje proizvode serotonin, i to sugerira da bismo, ako bismo mogli pronaći način za povećanje pokretljivosti, mogli pomoći s problemom GI -a, "rekla je viši autor Julia Dallman, izvanredni profesor biologije čije su UM laboratorijske studije naslijedile poremećaje živčanog sustava modelirajući ih kod zebrice. "Jedan problem u autizmu trenutačno je taj što mnogi lijekovi koji se daju djeci s autizmom radi rješavanja njihovih problema u ponašanju zapravo pogoršavaju rad crijeva. Dakle, imajući model funkcije crijeva, možemo pokušati pronaći tretmane koji ne čine gore je. "

Dallman i dva njezina studenta, David M. James i Robert A. Kozol, prvi koautori studije, počeli su ozbiljno modelirati GI nevolje kod zebrica nakon što su pozvani na dvogodišnji sastanak međunarodne Zaklade za sindrom Phelan-McDermid u Orlandu 2016. godine. Tamo su iz prve ruke čuli izvještaje roditelja djece rođene s PMS -om koji su, uzrokovano brisanjem ili mutacijom gena SHANK3 na kraju kromosoma 22, karakteriziran umjerenim do teškim intelektualnim teškoćama i zastojem u razvoju, odsutan ili odgođen govor, smanjen mišićni tonus, i epileptički napadaji.

Još, unatoč svim tim zastrašujućim izazovima, roditelji su često izražavali duboku frustraciju zbog GI problema svog djeteta, što je svakodnevno utjecalo na njihovu kvalitetu života, često prave uobičajene rutine i prekretnice, poput jela i treninga toaleta, izuzetno teško.

"U to vrijeme, u našoj zajednici nije bilo mnogo objavljeno o problemima geografske oznake, ali kad slušate roditelje, uvijek bi govorili o tome koliko je to bilo mučno, "rekla je Geraldine Bliss, bivši predsjednik odbora za potporu istraživanju zaklade. "Postojala je čitava plejada pitanja-ponekad proljev, ponekad zatvor, ponekad naizmjenični proljev i zatvor, refluks-sve vrste GI problema, ali to uistinu nije bilo okarakterizirano niti prijavljeno u literaturi. "

Sada, čini se da su uobičajeni zebrici i Jamesov interes za karakteriziranje problema s GI -jem u autizmu predodređeni pomoći u rasvjetljavanju zbunjujućeg problema.

U zrelosti dugačak oko centimetar, zebrica je vrijedan model za ljudske bolesti jer, osim što imaju sličnu genetsku strukturu kao i ljudi, brzo se razvija i, do drugog tjedna života, gotovo je potpuno proziran. Tada počinje razvijati izrazite tamne pruge po kojima je i dobio ime.

Ta rana transparentnost, zajedno s očitom revnošću za ono što maloljetnici smatraju ukusnom hranom, omogućila Jamesu i Kozol -u da zabilježe što se događa kada zebrice bez gena shank3 probave žumanjke pilećih jaja, koje su bile prožete sitnim, florescentno-zelene perlice za praćenje. Filmovi su jasno pokazali da su mutirane ribe imale ne samo sporije i rjeđe kontrakcije crijeva od normalnih zebrica, ali da su unesene čestice hrane zaglavile u spoju između želuca i crijeva na duže vrijeme.

Razlog je došao kao iznenađenje. U početku, istraživači su pretpostavili da je mutacija shank3 na neki način oštetila enterički živčani sustav ribe-"mozak" koji kontrolira crijeva-ali to je bilo sasvim normalno. Umjesto toga, istraživači su otkrili da su mutanti s kraka 3 imali drastično manje stanica koje proizvode serotonin od njihovih kolega divljeg tipa.

"To je definitivno bio 'Aha!' trenutak, "James je rekao." To mnogo otvara, u smislu proučavanja mogućih mehanizama kako dolazi do ove dismotilnosti. Ako to možemo shvatiti, možemo početi govoriti o tome koji su pravi tretmani, i što će to popraviti-to je pravo pitanje. "

Odgovor bi mogao biti u dalekoj budućnosti, ali ovaj prvi ključni korak u otkrivanju biološkog razloga za poremećaj gastrointestinalnog trakta povezan s autizmom ohrabruje članove zaklade PMS, koja je započela kao grupa za podršku obitelji 1998. kada se prvi put susrelo 20 od 23 obitelji za koje se tada znalo da su pogođene brisanjem ili mutacijom kromosoma 22.

Danas, gotovo 200 pogođenih obitelji iz cijelog svijeta prisustvuje sastancima zaklade, posljednji od njih održan je u Teksasu prošlog ljeta. Tada je James predstavio UM -ovo istraživanje crijevne dismotilnosti kod zebrica, koja nije samo osvojila nagradu za istraživanje na konferenciji, već je roditeljima poput Gail Fenton dala nadu u bolju budućnost svoje djece.

"Joannine trbušne nevolje već su 15 godina glavni izvor obiteljskog stresa, “Fenton je iz Australije pisala o svojoj 36-godišnjoj kćeri.” Često je pogrbljena zbog bolova u trbuhu. Ona plače, čak i viče, kad joj trbuh boli. Uvijek će imati Phelan-McDermidov sindrom, ali njezin život, i živote kolega oboljelih od ovih složenih GI problema, bili bi mnogo sretniji bez ovih negativa i jako smo zahvalni na istraživanju koje može dovesti do bilo kakvih korisnih intervencija. "

Studija, Crijevna dismotilnost u zebrice (Danio rerio) shank3a; shank3b mutirani model autizma, podržali su grantovi Nacionalnog instituta za mentalno zdravlje Nacionalnog instituta za zdravlje i Nacionalnog instituta za zdravlje djece i ljudski razvoj Eunice Kennedy Shriver. Osim Dallmana, James, i Kozol, koautori su Yuji Kajiwara, Centra za istraživanje i liječenje Seaver autizma na Medicinskom fakultetu Icahn na brdu Sinaj, New York; Adam L. Wahl i Emily C. Storrs, Studenti UM -a; Joseph D. Buxbaum, također iz Centra za autizam Seaver; Mason Klein, izvanredni profesor na Odsjeku za fiziku UM -a; i Baharak Moshiree, odjela za gastroenterologiju Sveučilišta Sjeverna Karolina.

• Novi alat za predviđanje raka prostate nema točnosti
• Crijevni mikrobi mogu biti povezani s depresijom