Sebrakala on vaid paar sentimeetrit pikk, kuid neil on mõned ülisuured jõud. Kui nende süda või aju on kahjustatud, taastuvad nad. Kui nende uimed on ära lõigatud, kasvavad nad tagasi. Kui nad on pimedad, saavad nad taastada nägemisvõime.
See viimane võime on mõne potentsiaalselt murrangulise uue uurimistöö objekt. Vanderbilti teadlased võisid avastada sebrakala võrkkesta regenereerimise võtme. Kui seda protsessi saab inimestel korrata, on see võrkkesta haigusest ja vigastustest põhjustatud pimeduse ravimeetodite uus jõud.
„Kuna sain üha enam teada selle kohta, kuidas sebrakala suudab enamikku kudesid ja elundeid taastada, olin intrigeeritud, eriti tõsiasjaga, et sebrakala võrkkest võib pimedaks jääda kahjustada, kuid nägemise taastamiseks kulub vaid umbes kolm kuni neli nädalat., ”Ütleb James Patton, Vanderbilti bioloogiateaduste professor, kes juhtis uurimistööd.
Zebrafish, mageveekajakas, mida on nimetatud nende iseloomulike triipude järgi, on teadlaste jaoks juba pikka aega olnud populaarne katseaine. Nad arenevad vangistuses kergesti, kasvavad kiiresti ja kuna imikud on täiesti läbipaistvad, on nende elundite uurimine hõlbus. Siis on veel nende taastavad võimed. Kuna neil on 70 protsenti inimese geneetilisest koodist, on neid sageli võimalik kasutada inimese geneetiliste tunnuste ja haiguste uurimiseks.
Sebrakala võrkkestade struktuur ja rakutüübid on peaaegu identsed inimeste omadega. Neis kõigis on kolm kihti närvirakke: valgust tuvastavad fotoretseptorid, signaali integreerivad horisontaalsed rakud ja ganglionrakud, mis edastavad ajule visuaalset teavet.
"Nii et mind huvitab veelgi, miks inimesed ei saa kahjustatud võrkkestasid ja kalu taastada, " räägib Patton.
Need viis 28 päeva pikkust pilti näitavad, kuidas regenereerimine toimub sebrakala võrkkestas. Vardad on näidatud roheliselt, regenereerivad rakud on punasega ja kõik muud rakud on sinised. Regenereerivad rakud asendavad surevad vardad. (Pattoni labor / Vanderbilt) Võrkkesta kahjustus on arenenud maailmas paljude peamiste pimedaksjäämise põhjuste taga. Nende põhjuste hulka kuulub kollatähni degeneratsioon, sageli vanusega seotud haigus, mille korral võrkkesta osa kahjustub, põhjustades nägemises hägusust ja tühje kohti; diabeetiline retinopaatia, kus diabeet kahjustab võrkkesta veresooni; ja pigmendi retiniit - geneetiline seisund, mis põhjustab võrkkesta varraste fotoretseptori rakkude degeneratsiooni. Kuna inimese võrkkestad ei uuene, on haiguse või vigastuse põhjustatud võrkkestakahjustus püsiv.
Patton ja tema meeskond said uudishimulikuks, kuidas täpselt sebrakala võrkkesta regenereerimist alustatakse. Varasemad uuringud on näidanud, et kalade silmis surevad fotoretseptorid eritavad kasvufaktorid võivad protsessi käivitada, tekitades silma tüvirakud, et eristada (pöörduda tagasi varasemasse arengujärku) ja seejärel diferentseeruda uuteks võrkkestarakkudeks. Kuid Mahesh Rao, üks Pattoni kraadiõppuritest, sai idee uurida neurotransmitterit GABA, mis on aju keemiline messenger, mis vähendab neuronite aktiivsust, märkides, et GABA oli leitud tüvirakkude aktiivsuse kontrollimiseks hiirte ajudes.
Meeskond testis Rao ideed sebrakalade pimestamise teel - seda saab teha, pannes need mõneks päevaks pimedusse, viies seejärel ereda valguse kätte ja andes neile seejärel GABA-stimuleerivaid ravimeid. Samuti andsid nad normaalselt nägevatele sebrakaladele GABA-taset langetavaid ravimeid. Nad leidsid, et pimedad kalad, kellele anti GABA-stimuleerivaid ravimeid, ei suutnud oma võrkkesta normaalselt regenereerida, samas kui madalama GABA-tasemega tavalised kalad hakkasid oma võrkkesta regenereerima. See viitas sellele, et võrkkesta regenereerimise protsess oli tõepoolest alanenud GABA kontsentratsioon.
Tulemused avaldati sel kuul ajakirjas Stem Cell Reports .
L-R: James Patton, Mahesh Rao ja Dominic Didiano sebrakala laboris (The Patton Lab / Vanderbilt) "Loodame kasutada kalamudelit võrkkesta uuenemist reguleerivate tegurite ja mehhanismide mõistmiseks, lootes, et saame õpitut inimestele rakendada, " sõnab Patton.
Meeskond on hakanud GABA teooriat hiirtel testima. Kui see õnnestub, alustatakse inimkatsetega, et kontrollida, kas GABA inhibiitorid võivad stimuleerida võrkkesta regeneratsiooni.
Kui uuring osutub inimestel tõepoolest edukaks, võib mõnel ligi 40 miljonist pimedast inimesest kogu maailmas ühel päeval olla pisike triibuline kala, keda tänada.
