Vedci vložili do myší len toľko ľudskej DNA, aby mohli študovať predčasný pôrod

Predčasný pôrod zostáva globálnou epidémiou spojenou s celoživotnými potenciálnymi zdravotnými komplikáciami. Je tiež ťažké študovať na živých tvoroch-obzvlášť jedinečne presnú biológiu predčasného pôrodu u ľudí.

Vedci informujú v Biológia PLoS Úspešné vloženie dostatočného množstva ľudskej DNA do transgénnych laboratórnych myší, ktoré umožnilo tímu študovať jedinečnú časť ľudského tehotenstva v porovnaní s inými zvieratami.

Ako výsledok, vedci z Detského perinatálneho ústavu v Cincinnati a Detského ústavu na Lekárskej fakulte Univerzity v Cincinnati zistili, čo riadi expresiu stresového hormónu nazývaného hormón uvoľňujúci kortikotropín (CRH) v placente. Placenta podporuje plod a zaisťuje komunikáciu s matkou.

Hladiny expresie CRH sú spojené s načasovaním pôrodu u ľudí a naznačujú, či bude tehotenstvo predčasné, po termíne, alebo bežná doba 37-42 týždňov. Bohužiaľ, gravidné myši a iné druhy bez primátov prirodzene neexprimujú CRH v placente. Vedci museli prísť na to, ako prinútiť zvieratá, aby začlenili genetický mechanizmus potrebný na expresiu hormónu.

To je dôležité, pretože vedci stále nevedia, čo CRH robí v placente počas tehotenstva. Transgénne myši s potrebnou ľudskou DNA na expresiu CRH v placente by im mali pomôcť zistiť, podľa Louisa Muglia, MD, vedúci vyšetrovateľ štúdie, Spoluriešiteľ Perinatálneho inštitútu a riaditeľ ľudskej genetiky v Cincinnati Children.

„Výzva pri štúdiu gravidity u ľudí je typickým biomedicínskym prístupom, ktorý si vyžaduje relevantné zviera na výskum, „Muglia povedala.“ Urobilo sa to kvôli rakovine a mnohým ďalším chorobám. Problém je v tom, že tehotenstvo u ľudí je natoľko odlišné, že nebolo možné efektívne previesť zistenia zo štúdií na zvieratách na ľudí. "

Transgénne modely myší, ktoré napodobňujú kľúčové aspekty ľudského tehotenstva, by tiež mali pomôcť vedcom odhaliť viac informácií o tom, ako epigenetika ovplyvňuje načasovanie pôrodu. To by mohlo pomôcť zodpovedať dlhodobé otázky o tom, či je ako sociálny stres alebo zlá výživa, ovplyvňujú expresiu génov dôležitých pre zdravé narodenie dieťaťa, donosené deti.

Príroda si hľadá cestu

Aby tehotné laboratórne myši exprimovali CRH, Mugliin tím sa rozhodol otestovať evolučnú genetiku a biológiu. Experimentovali s niečím, čo sa nazýva retrovírusové dlhé terminálne opakovanie (LTR), známe ako THE1B.

Retrovírusové LTR sú identické sekvencie DNA, ktoré sa neustále opakujú a umožňujú vírusom vložiť svoj genetický materiál do genómu hostiteľského druhu. V prípade THE1B, skočil do genómu antropoidných primátov (najbližších evolučných príbuzných ľudstva) pred 50 miliónmi rokov.

Výskumný tím vyvinul hypotézu, že invázia THE1B do genómu antropoidného primáta mohla začať expresiu CRH v placente počas tehotenstva.

Testovali to mikroinjekciou 180 kilobajtov ľudskej DNA do transgénnych myší obsahujúcich THE1B LTR a CRH. Muglia povedala, že vedci nevedeli, či to bude fungovať, ale na živom zobrazení genetickej adaptability myši integrovali a aktivovali DNA v placente.

„Mali sme šťastie, že myši už čakali a boli pripravené na aktiváciu a začlenenie ľudskej DNA a CRH do svojej placenty počas tehotenstva, " povedal.

Pohľad na kontrolu tehotenstva

Potom, čo bola ľudská DNA v myších placentách v prevádzke, vedci selektívne upravovali oblasti DNA THE1B presnou technikou úpravy génov nazývanou CRISPR/Cas9. Zistili, že obmedzená delécia THE1B umlčala expresiu CRH a normalizovalo načasovanie narodenia u transgénnych myší.

Ich údaje tiež odhalili interakciu medzi THE1B a transkripčným faktorom nazývaným DLX3, čo je vyjadrené v placente. Transkripčné faktory sú v podstate gény, ktoré iným génom hovoria, čo majú robiť. Počas tehotenstva, DLX3 je rozhodujúci pre normálny vývoj placenty.

Súhrnne zistenia štúdie naznačujú, že retrovírusová inzercia THE1B do antropoidného genómu iniciovala expresiu CRH v placente prácou s DLX3. Údaje tiež naznačujú, že úmyselná manipulácia s hladinami CRH placenty môže zmeniť načasovanie pôrodu. Autori zdôrazňujú, že súčasná štúdia je ešte len raná a jej zistenia sú malou súčasťou veľkého a komplexného puzzle, ktoré si vyžaduje ďalší výskum.

Vo svojich prebiehajúcich štúdiách CRH THE1B a DLX3, vedci použijú tieto nové informácie na preskúmanie toho, ako tieto biologické kúsky zapadajú do komplexnej hádanky toho, čo riadi načasovanie ľudských tehotenstiev.

• Spoločnosť Medrobotics uvádza na trh svoj flexibilný robotický systém pre gastroenterologické aplikácie v Európe
• Pochopenie rovnováhy v imunitnom systéme by mohlo pomôcť pri prevencii,