Legături nebănuite între peștele zebră și scleroza multiplă

Legături nebănuite între peștele zebră și scleroza multiplă

Peștele zebră sau Danio rerio, după denumirea sa științifică, nu doar că este un pește pașnic și iubit de mulți pentru coloristica sa, dar  pentru că ,,împarte 70% din genomul său cu oamenii” este utilizat pe scară largă de către oamenii de știință ca model pentru studii privitoare la dezvoltarea medicamentelor. Mai nou, o moleculă cu potențial în tratarea sclerozei multiple a fost testată pe Danio rerio.

Peștele zebră și-a primit acest nume pentru dungile de pe corp, fiind utilizat în studii în laborator încă din anii ’60 de la biologul american George Streisinger încoace, în genetică, în  biologie moleculară, embriologie, farmacologie și – mai recent – în neurobiologie.

Cercetătorii brazilieni care studiază un pește veninos, Thalassophryne nattereri, au confirmat că există o cale către dezvoltarea medicamentelor pentru tratamentul bolilor inflamatorii cronice, cum ar fi scleroza multiplă și astmul. Acesta conține o peptidă (TnP) cu potențial antiinflamator și antialergic. Confirmarea acestui potențial a venit acum prin peștele zebra Danio rerio, o specie originară din Asia de Sud. Oamenii de știință au testat TnP la Danio rerio pentru a măsura toxicitatea acestuia. În puțin peste un an, cercetările lor au arătat că peptida este sigură. Nu a cauzat disfuncții cardiace sau probleme neurologice în testele de toxicitate pe care le-au efectuat.

Studiul a fost realizat la Laboratorul Special pentru Toxicologie Aplicată al Institutului Butantan din São Paulo (Brazilia) de către cercetători afiliați Centrului de Cercetare a Toxinelor, Răspunsului Imun și Semnalizare Celulară (CeTICS), unul dintre Centrele de Cercetare, Inovare și Diseminare (RIDC) finanțat de São Paulo Research Foundation — FAPESP.

Studiile preclinice sunt importante pentru a dovedi eficacitatea (activitatea terapeutică) a moleculelor in vivo și pentru a evalua efectele adverse și siguranța.

„Rezultatele evidențiază un indice terapeutic larg pentru TnP cu doze neletale și sigure de la 1 nm [nanometru] până la 10 μm [micrometru], fără a provoca neurotoxicitate sau efect cardiotoxic. Frecvența scăzută a anomaliilor [cauzate] de TnP a fost asociată cu siguranța ridicată a moleculei. TnP a traversat bariera hematoencefalică fără a perturba arhitectura normală a creierului anterior, a creierului central și a creierului posterior „, scriu autorii.

Peștele zebră este folosit de zeci de ani în studii, fiind ușor de gestionat, reproducându-se rapid, dezvoltându-se de la ou la larvă în 48-72 de ore și ajungând la vârsta adultă la numai trei luni. Embrionii de pește zebră sunt transparenți și efectul unui compus asupra organelor peștelui poate fi observat cu ușurință.

Ferreira și colaboratorii au descoperit TnP (peptida T. nattereri) în 2007. Între timp, Lima a efectuat teste de laborator standardizate pentru a evalua scleroza multiplă la rozătoare. Cei doi cercetători au decis să colaboreze pentru a testa eficacitatea TnP în tratamentul bolii, concluzionând pentru funcțiile sale antiinflamatorii și imunomodulatoare.

Familia TnP cuprinde peptide sintetice care conțin o secvență de 13 L-aminoacizi în structura lor primară. Produsele sintetice derivate din TnP au fost brevetate în cel puțin nouă țări, inclusiv SUA, India și Japonia, precum și UE. În Brazilia, a fost depusă o cerere de brevet în parteneriat cu compania farmaceutică Cristália.

Studiile efectuate de grupul cu șoareci între 2013 și 2015 au demonstrat deja că TnP poate trata scleroza multiplă, amânând apariția simptomelor severe și îmbunătățind semnele clinice ale bolii. Iar SM afectează aproximativ 2,5 milioane de oameni din întreaga lume, aproximativ 35.000 dintre aceștia fiind în Brazilia, potrivit Asociației braziliene a sclerozei multiple (ABEM).

O specie valoroasă pentru cercetarea bolilor cerebrale asociate

O echipă de cercetători condusă de Allan Kalueff, de la Institutul de Fizică și Tehnologie din Moscova (MIPT), a studiat stresul cronic la peștele zebră și a stabilit că acesta poate servi ca specie valoroasă pentru cercetarea bolilor cerebrale asociate, completând cercetările efectuate în prezent pe rozătoare.

Echipa de cercetare condusă de Kalueff și-a unit forțele cu biologii de la Universitatea de Stat din Sankt Petersburg (SPbU) și Centrul Național de Cercetări Medicale Almazov, Rusia, pentru a observa stresul cronic prelungit la peștele zebră și a identifica modificările moleculare din corp care însoțesc această afecțiune. Studiul a demonstrat că peștele zebră este un model adecvat pentru cercetarea condițiilor neurobiologice complexe. Oamenii de știință au colectat, de asemenea, date care se pot dovedi utile celor care dezvoltă opțiuni de tratament pentru pacienții cu stres cronic.

Adunarea dovezilor din cercetările asupra tulburărilor mintale indică faptul că acestea sunt un factor de risc care contribuie la dezvoltarea altor patologii grave și uneori incurabile. Acest lucru îi determină pe oamenii de știință să investigheze natura acestor boli și dezvoltarea acestora.

Neurobiologii au modelat stresul cronic imprevizibil care durează cinci săptămâni. Echipa a studiat un grup de pești de laborator deranjându-i în mod neașteptat și a monitorizat răspunsul comportamental complex. Peștele zebră a fost diagnosticat cu o afecțiune asemănătoare anxietății și cu deficit de metabolism al serotoninei.

„Studiul nostru a arătat că este posibil să se inducă stres cronic imprevizibil prelungit la peștele zebră, cu condiția confirmată de toate metodele disponibile de biologie bazată pe dovezi și moleculară. Acest lucru înseamnă că Danio rerio este susceptibil la stres și prezintă simptome comportamentale similare cu cele observate la speciile superioare”, a precizat Allan Kalueff, cercetătorul principal al studiului și cercetător principal la Laboratorul MIPT pentru Biologie Celulară și Moleculară și Neurobiologie.

Peștelui zebră stresat din studiu i s-a administrat un antidepresiv comun numit fluoxetină timp de 11 zile, cu modificările neurochimice și comportamentale rezultate monitorizate îndeaproape. Medicamentul a redus simptomele, iar acțiunea sa a fost confirmată și prin analize transcriptomice, comportamentale și biochimice.

Oamenii de știintă sunt de părere că peștele zebră ar fi util și în studierea mutațiilor legate de SLA.

Surse:

https://medicalxpress.com/news/2021-03-molecule-potential-multiple-sclerosis-toxicology.html

https://medicalxpress.com/news/2020-12-chronic-stress-zebrafish.html

Articol de Alexandra Mănăilă

shares