Obnavljajoči se ribji možgani imajo ključ do problema pretresa možganov v NFL

Travmatske poškodbe možganov v NFL so rutinske in povzročajo kognitivne težave, vključno s kronično travmatično encefalopatijo, degenerativnim stanjem, ki lahko povzroči depresijo, agresijo in demenco. Medicinski raziskovalci se ukvarjajo z rešitvami za zmanjšanje dolgoročnih učinkov travmatične poškodbe možganov na športnike in druge ljudi v visoko tveganih poklicih, kot so pripadniki vojaške službe, vendar so te rešitve verjetno še nekaj let oddaljene. Da bi bolje rešili to težavo, medicinski raziskovalci iščejo rešitve za nepričakovano vrsto.



Ena največjih težav z možganskimi poškodbami pri ljudeh je, da ko možganske živčne celice umrejo, se običajno ne obnovijo. Toda to ne velja za vse živali: v a papir objavljeno v torek v reviji eNeuro , skupina raziskovalcev pri W.M. Znanstveni center Keck je pokazala, da je zebrafish ( Danska rerio ) obnovi možganske celice po lažji travmatični možganski poškodbi - znani tudi kot pretres možganov - in preučil njihove mehanizme za to, v upanju, da bodo našli vzporednice v človeških možganih.

Za razliko od človeških možganskih celic se nevroni zebrafish po travmatični poškodbi možganov obnavljajo. Flickr / berarma



V študiji so raziskovalci preučili, kako se ribe obnašajo po lažji travmatični poškodbi možganov, hkrati pa so raziskali, kateri geni so bili aktivni v obdobju okrevanja poškodbe, v upanju, da bodo ugotovili, kateri geni so povezani z novo rastjo nevronov.



Da bi ribe pretresle možgane, so znanstveniki vzeli zebrafico v napravo, katere edini namen je, da ribi povzroči lažjo travmatično poškodbo možganov s padcem krogličnega ležaja na glavo. Ribe za ta postopek anestezirajo, ko pa si opomorejo od udarca, kažejo klasičen znak pretresa možganov: težave pri krmarjenju po prostorskih težavah. Zebrafish običajno plujejo po šolah, da bi se izognili plenilcem in izboljšali svojo sposobnost zbiranja hrane - vedenja, ki ga običajno počnejo povsem naravno. Tisti, ki so dobili pretres možganov, pa so si težko zapomnili, kako naj se vrnejo k svojim kradečim vrstnikom. Tudi ljudje in druge živali imajo prostorske težave po travmatični poškodbi možganov.

Raziskovalci so ta stroj uporabljali za lažje travmatične poškodbe možganov pod anesteziranim zebrafijem. Spustili so 0,33-gramski kroglični ležaj naravnost med oči vsake ribe. Za razliko od ljudi lahko zebraf po takšni poškodbi regenerira živčne celice. Maheras in drugi, ENeuro (2018)

Po treh tednih, ko se je zdelo, da so ribe večinoma okrevale po poškodbah, so raziskovalci ubili ribe in sekvencirali njihovo RNA, da bi ugotovili, kateri geni so povezani z rastjo novih nevronov. Podatki kažejo na več genov - ki so jih prejšnje skupine že označevale v smislu identitete in funkcije - toda tisto, kar razlikuje to študijo, je, da kaže jasno povezavo med vzorci ekspresije genov in okrevanjem po travmatični poškodbi možganov. Avtorji ugotavljajo, da so ti rezultati podobni rezultatom podobnih študij, opravljenih na odraslih glodalcih.



Mogoče se zdi nenavadno, toda možgani cebric so pravzaprav precej dobri znanstveni vzorci za človeške možgane. Giphy

Znanstveniki se morda slišijo nenavadno, če preučujejo možgane rib kot način razumevanja človeških možganov, v resnici pa imajo zebrafije in človeški možgani nekaj presenetljivih podobnosti. Približno 70 odstotkov človeških genov ima vsaj en gen, ki ima enako ali podobno funkcijo pri zebrafih, ugotavljajo avtorji, v tej študiji pa ima genska linija cebric, ki so jo raziskovalci uporabili, genom, ki je še posebej podoben človeškemu.

Ta študija morda še ni prinesla nobenih posebno učinkovitih rezultatov, toda bolj ko vemo o tem, kako si možgani lahko opomorejo od travmatične poškodbe možganov, bližje smo, da lahko pomagamo ljudem, ki so utrpeli poškodbe možganov. Morda bi nam genske terapije lahko pomagale posnemati nekatere elemente nevroregeneracije, ki se kažejo v zebrafih. In čeprav je NFL znano zaostal za časom, ko gre za sprejemanje znanstvenih dokazov, so začeli sprejemati dejavna vloga pri spodbujanju raziskav o možganskih poškodbah .



Povzetek: Blage travmatične poškodbe možganov (mTBI) so ena najpogostejših nevroloških motenj; vendar so ljudje po poškodbi močno obnovljeni in sposobni za obnovo tkiva centralnega živčnega sistema (CNS). Vendar zebri (* Danio rerio) ohranjajo izjemno sposobnost popolne in funkcionalne nevroregeneracije kot odrasli. Razširiti želimo znanje o znanih mehanizmih nevroregeneracije z analizo diferencirano izraženih genov (DEG) v novem modelu mTBI za odrasle cebrice. V tej študiji je bil model mTBI za znižanje teže glodavcev prilagojen odraslim cebram. Preizkus spomina je pokazal pomembne primanjkljaje v prostorskem spominu v skupini mTBI. Nato smo identificirali DEG 3 in 21 dni po poškodbi (dpi) z analizo zaporedja RNA. Nastali DEG so bili razvrščeni po kategorijah genske ontologije (GO). Kategorije GO s 3 dpi so sestavljale poti največjega odziva na poškodbe. Pomembno je, da so pri 21 dpi kategorije GO sestavljale nevroregeneracijske poti. Na koncu ti rezultati potrjujejo nov model mTBI v obliki zebrafish in pojasnjujejo pomembne DEG-je, ki so zanimivi za poškodbe centralnega živčnega sistema in nevroregeneracijo.