Mucha cierpi na Azheimera

1
1770

Etyka zabrania nam prowadzić badania ciężkich chorób ludzkich od razu klinicznie. Na szczęście w sukurs idą nam zwierzęta doświadczalne, nawet tak maleńkie i do nas pozornie niepodobne, jak muszka owocówka.

Pisałam już na tych łamach, że choroba Alzheimera (AD) jest w zasadzie nadal niepoznana. Ani co do jej dokładnych pierwotnych przyczyn (np. genów zasadniczo zwiększających ryzyko jej wystąpienia), ani co do mechanizmów jej powstawania. Wspominałam też, że dziś królują w tej materii dwie hipotezy, „amyloidalna” i „tauoidalna”, od nazw dwóch białek, których nadmierne odkładanie się w mózgu obserwujemy u chorych na Alzheimera. Ich zwolennicy niedawnymi czasy walczyli ze sobą równie zażarcie, co XVIII-wieczni owiści z animalkulistami. Czyli zwolennicy tezy, że życie ludzkie zawarte jest w jaju, z tymi, co uważali, że jajo to tylko spiżarnia, a życie jest w plemniku. I tak jak 300 lat temu, tak i teraz, wadzący się ze sobą naukowcy doszli do poglądu kompromisowego, a mianowicie, że i jedno i drugie jest ważne.

Zanim ta zgoda nastąpiła, należało każdą z hipotez wszechstronnie przebadać, a niekoniecznie dało się to robić na ludziach czy makakach, bo to ani etyczne, ani tanie. Cóż jednak począć, gdy nie ma innych objawów początków AD, niż zaburzenia zdolności poznawczych i pamięci. Można badać takie objawy u szczurów. Jest powszechnie wiadomym, że szczury szybko się uczą i są życiowo „sprytne” . Zatem szczury często wykorzystuje się do badania zjawisk zapamiętywania, np. w testach, gdzie szczur pływa w basenie, w którym znajduje się ukryta platforma, na której zwierzę może odpocząć, o ile zapamięta jej pozycję. Zbyt długo jednak trzeba czekać na kolejne szczurze pokolenie. Choroby zaś, w których podłoże może leżeć w nieprawidłowych genach, z których powstają nieprawidłowe białka, trzeba badać w kolejnych i kolejnych pokoleniach. Lepiej, jeśli młode uzyskujemy po 10 dniach, a nie po miesiącu czy trzech, czyż nie? Geny zatem kodujące białka hipotetycznie powodujące powstawanie AD u ludzi umieszczono w muszce owocówce Drosophila melanogaster.

Aby jakiś obcy gen wprowadzić do DNA muszki, trzeba go wstrzyknąć mikroigłą do muszego jaja – zapłodnionego i pozbawionego osłonek. Dzięki łatwo widocznym znacznikom (np. ów gen ludzki łączy się z genem warunkującym kolor muszych oczu) selekcjonuje się te muszki, w których iniekcja się powiodła. Potem samce i samice krzyżuje się, aby w potomstwie uzyskać muszkę produkującą wydajnie owo ludzkie białko, a nawet wiele różnych ludzkich białek. W przypadku badania hipotezy amyloidowej należało w ten sposób stworzyć muszkę produkującą zarówno białko-prekursor amyloidu beta (tzw. apolipoproteinę), jak enzym (zwany beta-sekretazą). Ów jest zdolny przeciąć prekursor w taki sposób, aby powstawał wadliwy fragment beta, łączący się w agregaty i tworzący ostatecznie  mózgu płytki starcze.

Zobacz także  #NoweKłamstwa - czyli jak to robią sowieci?

Udało się to już ponad 5 lat temu. Stwierdzono, że w mózgu tak zmienionej genetycznie muszki dochodzi do produkcji prekursora i jego wadliwego pocięcia na kawałki (proszę łaskawie spojrzeć na schemat). W tym owadzim mózgu dało się również zauważyć agregaty podobne do płytek starczych u ludzi, a same mózgi ulegały ostatecznie szalonym zmianom degeneracyjnym. Co jednak ciekawe, wszystko to działo się za szybko jak na demencję starczą. Muszka owocówka żyje w warunkach laboratoryjnych (czyli bez drapieżników i zmian warunków zewnętrznych, za to na dobrej karmie) maksimum 60 dni. Jest dojrzała płciowo w 4 do 8 godzin od opuszczenia poczwarki, staje się dojrzała immunologicznie, czyli odporna na właściwe sobie choroby zakaźne w jakieś 4 dni. I wtedy też, czyli bardzo wcześnie dla życia dorosłej muszki, obserwowano pierwsze objawy neurodegeneracyjne. Przypominałoby to zatem sytuację dotykającą ok. 5 proc. wszystkich przypadków AD, gdy choroba „włącza się” wcześnie, u ludzi 30-40 letnich.

Tak jednak kroić każdą muszą głowę, aby się przekonać „czy jej rozumu nie brak” jest pracochłonne, bo muszki są maleńkie. Znaleziono zatem szybki test, który pozwalałby stwierdzić czy muszka – model AD również traci pamięć. Okazało się, że muszka produkując amyloid beta zapominała… jak latać. Obserwację prowadzono w przeźroczystym słoiczku pełnym muszek. Naczyniem delikatnie uderzano o stół, tak że wszystkie owady spadały na dno. Normalne drosophile niemal natychmiast podrywały się do lotu. Muszki z Alzheimerem nie były do tego zdolne, mimo że ich skrzydełkom i mięśniom nic nie brakowało. Teraz wystarczy w połowie słoiczka zaznaczyć linię, której przekroczenie przez muszkę daje wynik jeden, a zostanie pod linią wynik zero. Zasadniczo można w 30 sek. obserwacji wyrazić pamięć w procentach, jeśli much było 100. Czasem wielka biologia posługuje się bardzo prostym instrumentarium, nieprawdaż?

Zobacz także  Genetix w służbie archeo

Model ów stwarza wielkie perspektywy. Już dziś wiadomo, że da się na nim testować leki hamujące powstawanie beta-amyloidu. Można też tu badać wpływ innych genów na to szkodliwe dla mózgu zjawisko. Gdy zaś ostatnio coraz częściej podkreśla się rolę stanu zapalnego w powstawaniu neurodegeneracji w mózgu opanowanym przez AD, modelowa muszka spada na dno słoika w wielu laboratoriach. Można u niej bowiem wywołać stan zapalny. Trochę inny niż nasz, ale za to bardzo prosty do obserwacji i pomiaru. To już jednak materiał na kolejną opowieść.

PODZIEL SIĘ
Poprzedni artykułEtnocentryzm: Atut czy bariera?
Następny artykułTurcja, terror, kurdowie
Biolog molekularny i mikrobiolog, dziennikarz naukowy, ekspert z zakresu chorób zakaźnych. Popularyzowała nauki biologiczne i medyczne na łamach “Gazety Wyborczej” i jej Magazynu, “Życia z kropką”, “Newsweeka Polska”, “Polityki”, “Wiedzy i Życia”, „FOCUS-a”, “Świata Lekarza” a ostatnio „Gościa Niedzielnego”, „Wsieci” i „GPC”. Współpracowała z działem naukowym PAP, w trakcie jego reformy w latach 1999-2000, oraz jako autor, tłumacz i redaktor merytoryczny z wydawnictwami Prószyński i S-ka, WSiP, CiS i Adamantan.

Komentarze

komentarzy