Исследователи из Института Фрэнсиса Крика разработали модель человеческого заболевания на рыбках данио – болезнь Гиршпрунга, которая позволяет им изучать причины и последствия болезни у живых животных и поможет разработать новые методы лечения.
Тиффани Хианью, работающая в группе Василиса Пахниса в Крике, говорит: "Болезнь Гиршпрунга – сложное заболевание, и многие факторы способствуют его развитию. Эта модель рыбок данио имеет много преимуществ по сравнению с существующими моделями мышей и позволит нам идентифицировать гены, нарушение функции которых приводит к заболеванию."
Болезнь Гиршпрунга характеризуется отсутствием нервных клеток в кишечнике, что нарушает обычное расслабление и сокращение гладких мышц, необходимых для перемещения содержимого кишечника по его длине. Обычно это диагностируется вскоре после рождения и может быть вызвано дефектами многих генов. Заболевание приводит к летальному исходу, если его не лечить.
Сеть нейронов кишечника называется кишечной нервной системой (ENS). У пациентов с болезнью Гиршпрунга клетки ENS отсутствуют на дальнем (дистальном) конце толстой кишки, что приводит к постоянному сокращению гладких мышц этой части. Это останавливает нормальный поток содержимого кишечника.
Почти все пациенты с болезнью Гиршпрунга имеют мутации в гене, называемом RET, а также мутации в других генах, многие из которых остаются неизвестными.
Исследователи изучили рыбок данио с мутацией в гене ret и обнаружили, что нервные клетки отсутствуют в дистальном отделе кишечника. Интересно, что животные были серьезно или слабо поражены, имитируя вариации клинической тяжести, наблюдаемые у пациентов с синдромом Хиршпрунга. Преимущество подхода ученых заключалось в том, что они могли непосредственно наблюдать нервные клетки и следить за сокращениями кишечных мышц у прозрачных личинок рыбок данио, используя живую визуализацию.
Эта надежная модель на животных позволит изучить роль других генов, которые, как предполагается, влияют на тяжесть болезни Гиршпрунга. Действительно, этот подход был использован для подтверждения вклада одного такого гена (MAPK10) в функцию ENS и болезнь Гиршпрунга.
Доктор Хианью говорит: "В настоящее время мы не можем проводить генетическое тестирование или консультирование по поводу болезни Гиршпрунга, потому что различные генные мутации способствуют возникновению этого состояния, а взаимодействие между ними еще не изучено. Мы ожидаем, что будущее использование нашей модели рыбок данио поможет определить, какие гены важны. По мере выявления генов, связанных с заболеванием, и изучения их роли увеличивается возможность генетического консультирования."
Доктор Пахнис говорит: "Возможность непосредственно исследовать фактическое движение кишечника у живых личинок рыбок данио в будущем может быть объединена с методами исследования нервных цепей и активности. Это может помочь нам понять организацию нервных цепей, которые регулируют фактические функциональные результаты в реальном времени."