Данио предлагает ключ к облегчению желудочно-кишечного расстройства, связанного с аутизмом

Исследователи из Университета Майами обнаружили в пищеварительном тракте скромных рыбок данио ключ к разгадке:когда-нибудь, может помочь людям с аутизмом облегчить один из наиболее распространенных, но наименее изученных симптомов их расстройства:желудочно-кишечные расстройства.

Реплицируя мутацию у рыбок данио, которая вызывает редкую, связанное с аутизмом генетическое заболевание, известное как синдром Фелана-Макдермида у людей, исследователи обнаружили резкое сокращение количества клеток, производящих серотонин, в кишечнике мутантных рыбок данио. Возможно, более известный как естественный стабилизатор настроения организма, серотонин также инициирует сокращения, которые перемещают пищу по пищеварительной системе.

Опубликовано на прошлой неделе в журнале Молекулярный аутизм , исследование - первое, показывающее, что мутация определенного гена, связанного с аутизмом, ХВОСТОВИК3, заставляет пищу перемещаться по пищеварительному тракту с ненормально медленной скоростью. Хотя открытие относится к рыбкам данио, распространенный вид пресноводных аквариумов, у которого около 70 процентов генов совпадает с генами человека, это могло бы объяснить, почему многие люди с расстройством аутистического спектра, и особенно те, у кого синдром Фелана-Макдермида (ПМС), часто страдают тяжелыми и разрушительными приступами запоров, понос, рефлюкс, и / или циклическая рвота.

Важнее, это может открыть дверь к лечению, которое облегчит такие неприятные желудочно-кишечные, или GI, симптомы.

«Тот факт, что мы видим снижение подвижности в желудочно-кишечном тракте рыб с мутациями shank3, вероятно, объясняется отсутствием этих клеток, продуцирующих серотонин, и это говорит о том, что если бы мы могли найти способ повысить моторику, мы могли бы помочь с проблемой желудочно-кишечного тракта, "сказала старший автор Джулия Даллман, доцент биологии, чьи исследования в лаборатории UM унаследовали расстройства нервной системы, моделируя их у рыбок данио. «Одна из проблем аутизма в настоящее время заключается в том, что многие лекарства, которые назначают детям с аутизмом для решения их поведенческих проблем, на самом деле ухудшают их функцию кишечника. Поэтому, имея модель функции кишечника, мы можем попытаться найти методы лечения, которые не помогают это хуже ".

Даллман и двое ее аспирантов, Дэвид М. Джеймс и Роберт А. Козол, первые соавторы исследования, начали серьезно моделировать расстройство желудочно-кишечного тракта у рыбок данио после того, как их пригласили на проводимое раз в два года собрание Международного фонда синдрома Фелана-МакДермида в Орландо в 2016 году. Там они услышали из первых уст рассказы родителей детей, рожденных с ПМС, которые, вызванные делецией или мутацией гена SHANK3 в конце хромосомы 22, характеризуется умственной отсталостью от умеренной до тяжелой и задержкой в ​​развитии, отсутствие или задержка речи, снижение мышечного тонуса, и эпилептические припадки.

Пока что, несмотря на все эти очень сложные проблемы, родители часто выражали глубокое разочарование проблемами желудочно-кишечного тракта своего ребенка, что ежедневно влияло на качество их жизни, часто делая обычные распорядки и вехи, как еда и приучение к туалету, чрезвычайно сложно.

"В то время, в нашем сообществе не было много публикаций о проблемах с GI, но когда вы слушаете родителей, они всегда говорили о том, как это было неприятно, "сказала Джеральдин Блисс, в прошлом председатель комитета поддержки исследований фонда ". Был целый ряд проблем - иногда диарея, иногда запор, иногда чередование поносов и запоров, рефлюкс - всевозможные проблемы с ЖКТ, но на самом деле он не был охарактеризован или описан в литературе ».

Теперь, обычная рыба данио и интерес Джеймса к характеристике проблем с желудочно-кишечным трактом при аутизме, кажется, призваны помочь пролить свет на запутанную проблему.

В зрелом возрасте около дюйма длиной, Рыбы данио - ценная модель болезней человека, потому что:помимо того, что генетическая структура похожа на человеческую, быстро развивается и, до второй недели жизни, практически полностью прозрачен. Именно тогда он начинает проявлять характерные темные полосы, в честь которых он и назван.

Эта ранняя прозрачность, в сочетании с явным рвением к тому, что подростки считают вкусной едой, позволили Джеймсу и Козолу записать, что происходит, когда рыбки данио, лишенные гена shank3, переваривают куриные яичные желтки, которые были наполнены крошечными, флуоресцентно-зеленые трекинговые бусины. Фильмы ясно показали, что у мутантных рыб не только сокращения кишечника были медленнее и реже, чем у нормальных рыбок данио, но проглоченные частицы пищи застревали в стыке между желудком и кишечником на длительные периоды времени.

Причина была неожиданной. Изначально, исследователи предположили, что мутация shank3 каким-то образом повредила кишечную нервную систему рыб - «мозг», который контролирует кишечник, - но это было совершенно нормально. Вместо, исследователи обнаружили, что у мутантов shank3 было значительно меньше серотонин-продуцирующих клеток, чем у их аналогов дикого типа.

«Это определенно было« Ага! » момент - сказал Джеймс. - Это многое открывает, с точки зрения изучения потенциальных механизмов того, как происходит все это нарушение моторики. Если мы сможем это выяснить, мы можем начать говорить о том, каковы правильные методы лечения, и что это исправить - вот в чем вопрос ".

Ответ может лежать в далеком будущем, но этот первый важный шаг в раскрытии биологической причины связанного с аутизмом желудочно-кишечного расстройства обнадеживает членов фонда PMS, которая началась как группа поддержки семьи в 1998 году, когда 20 из 23 семей, о которых было известно, что они затронуты делецией или мутацией 22 хромосомы, впервые встретились.

Сегодня, почти 200 пострадавших семей со всего мира посещают собрания фонда, последний из которых прошел в Техасе прошлым летом. Именно тогда Джеймс представил исследование UM о нарушении моторики кишечника у рыбок данио. которые не только выиграли исследовательскую премию конференции, но и дали таким родителям, как Гейл Фентон, надежду на лучшее будущее для своих детей.

"Проблемы с животиком Джоанны были основным источником стресса в семье на протяжении 15 лет, Фентон написала из Австралии о своей 36-летней дочери. «Она часто сгорбилась из-за боли в животе. Она плачет, даже кричит, когда болит животик. У нее всегда будет синдром Фелана-Макдермида, но ее жизнь и жизни других людей, страдающих этими сложными проблемами желудочно-кишечного тракта, были бы намного счастливее без этих негативов, и мы очень благодарны за исследования, которые могут привести к любым полезным вмешательствам ».

Изучение, Нарушение моторики кишечника у рыбок данио (Danio rerio) shank3a; мутантная модель аутизма shank3b, был поддержан грантами Национального института психического здоровья при Национальном институте здоровья и Национального института детского здоровья и развития человека Юнис Кеннеди Шрайвер. Помимо Даллмана, Джеймс, и Козол, среди соавторов - Юджи Кадзивара, Центра исследования и лечения аутизма Сивера при Медицинской школе Икана на горе Синай, Нью-Йорк; Адам Л. Валь и Эмили К. Сторрс, Студенты UM; Джозеф Д. Буксбаум, также Центра аутизма Сивера; Мейсон Кляйн, доцент кафедры физики УМ; и Бахарак Мошири, отделения гастроэнтерологии Университета Северной Каролины.

• Новый инструмент для прогнозирования рака простаты обладает непревзойденной точностью
• Микробы кишечника могут быть связаны с депрессией