Podíl:
10 lidských nemocí, které jsme myším dali
Myši jsou skvělé výzkumné nástroje. Vědci je mohou vstříknout, infikovat, rozpoznat a naučit se všechny užitečné věci, které jsou důležité pro lidské zdraví.
Mnoho nemocí ovšem jen postihuje lidi. Pro studium těchto onemocnění u myší musí vědci být kreativní. Některé z těchto kreativních manévrů zahrnují hormonální léčbu, transplantaci tkání nebo přenos genů. Poté se myši stanou trochu více lidskými.
Někdy, stejně jako u komplexních psychologických poruch, je tato výzva směšně tvrdá. Takže vědci se musí vyrovnat jen s napodobováním několika příznaků.
10 Gonorrhea
Gonorrhea je STD způsobená bakterií, Neisseria gonorrhoeae. V přírodě infikuje pouze lidi.
V laboratoři použili vědci injekční stříkačky N. gonorrhoeae do vagin mnoha myší. Ale N. gonorrhoeae nemá opravdu rád bydlení u myší. Takže infekce obvykle nezabere.
Po mnoha potížích vědci zjistili, že během cyklu estrus je krátké okno, kdy jsou podmínky v vagině myši správné. Během tohoto okna, N. gonorrhoeae mohou prospívat.
Obvykle toto okno projde rychle. Léčbou myší ženským pohlavním hormonem, 17ß-estradiolem mohou vědci toto okno prodloužit. Po tomto zvýšení estrogenu může hostitelská vagina hostit N. gonorrhoeae po mnoho dní.
U těchto myší byli vědci schopni testovat nové léky. Mohli také studovat zvědavý fakt, že jedna infekce často neposkytuje dlouhodobou imunitu. Stejně jako u lidí mohou být myši často po opětovném zotavení z prvního záchvatu infikovány.
V reálném světě lidé mají zřídka kapiláru izolovaně. Až 70% případů je infekce v gonoreii doprovázena infekcí chlamydií. Ke studiu tohoto problému vědci také učinili dvojité STD myši. K vytvoření těchto modelů vstříknou dva druhy bakterií do vagin myší: C. muridarum a pak N. gonorrhoeae.
9 Alzheimerova choroba
Alzheimerova choroba je degenerativní onemocnění, které ovlivňuje mozek a může způsobit vážnou ztrátu paměti. V mozku pacientů s Alzheimerovou chorobou se objevují spousty proteinů nazývaných plaky. Tyto plaky jsou tvořeny z kusů bílkoviny zvaného APP.
Existuje mnoho způsobů, jak budovat Alzheimerovy myši. Několik se spoléhá na mutantní formu APP, která se nachází ve dvou švédských rodinách. V těchto rodinách Alzheimerova choroba přichází neobvykle brzy, zatímco pacienti jsou stále ve svých padesátých letech.
Mnoho Alzheimerových myší vykazuje ztrátu paměti. Abychom to mohli měřit, vědci použili několik testů. Jeden se nazývá Morris vodní bludiště. Při tomto testu musí myši pamatovat na umístění skrytých plošin v bazénu s vodou.
Další test se nazývá nový test rozpoznávání objektů. Myš je prezentována se dvěma objekty: jednou, která už viděla předtím a jednou, že to není. Normální myši tráví více času zkoumáním nového objektu. Alzheimerovy myši se nezdá, že to rozlišují.
8 Osýpky
Osýpky jsou způsobeny virem. Ve většině případů vede k horečce a skvrnám na kůži. Ve vzácných případech může také způsobit poškození mozku nebo úmrtí.
V přirozeném světě osýpky infikují pouze lidi. Virus vstupuje do lidských buněk na jednom ze dvou receptorů: CD46 nebo CD150.
Aby myši byly náchylné k spalničkám, vědci představili geny pro tyto receptory myším. Po infekci se některé z těchto spalniček rozvíjejí závažné reakce.
V článku z roku 2006 například vědci přeměnili myši na lidský receptor CD150. Pak infikovaly tyto myši vakcínou proti spalničce dvěma různými způsoby: injekcí viru do nosu nebo přímo do mozku. Po infekci se mnoho myší rychle vytratilo. Ztratili kontrolu nad jejich pohyby, vyvinuli záchvaty a zemřeli.
Závažnost případu závisela na věku myší. Novorozené myši byly vždy gonery, ale myši staré čtyř týdnů vždy přežily. U dvoutýdenní a třítýdenní myší byla úmrtnost někde uprostřed.
7 HIV
K dnešnímu dni HIV zabili asi 39 milionů lidí. Milióny dalších lidí jsou nakaženi každý rok.
K infekci lidské buňky se HIV váže na receptory na povrchu buněk. U šimpanzů, našich blízkých bratranců, jsou tyto receptory podobné. Takže HIV může infikovat i šimpanzy.
Myši jsou však mnohem vzdáleněji příbuzné. Během 90 milionů let, kdy se myši a primáty rozdělila, se tyto proteiny také změnily. V důsledku toho HIV nemůže infikovat myši.
Jeden způsob, jak tento problém řešit, je přenést lidské geny do myší. Nejméně tři lidské geny jsou však potřebné k tomu, aby pomohly šíření HIV na myši.
Více populárním přístupem je budování myší s lidským imunitním systémem. Jedná se o některé injekce buněk z člověka na myší a často i nějaké operace. Takové myši se nazývají "humanizované".
Jedna paleta humanizovaných myší se nazývá BLT, odkaz na sendvič slaniny-salát-rajčata. Na rozdíl od sendvičové myčky obsahuje myš BLT směs lidských buněk, která se odebírá ze tří zdrojů: kostní dřeň, játra a thymus.
Pro vybudování myši BLT vědci začínají myší s vadným imunitním systémem. Potom si vezmou kousky jater a tymií pocházející z lidských plodů a transplantují je pod ledviny myši. Také injektují některé kmenové buňky pocházející z lidské kostní dřeně.
Potom se myš změní. Je plný lidských imunitních buněk a 100 procent náchylných k HIV. Humanizované myši mohou být infikovány HIV přes vaginu nebo konečníku nebo jehlu přímo do žíly.
6 Akné
Akné je lidský problém. Naši nejbližší bratranci, šimpanzi, nedostanou pimples. Ani myši.
Akné je vyvoláváno destruktivně mezi lidskou kůží a bakterií Propionibacterium acnes. Většinu času, P. acnes je neškodná. Nicméně, když hladiny kyslíku ponoří do póru, P. acnes napadá kůži. Poté imunitní systém bojuje zpět. Výsledkem je spousta hnisu.
Pro studium akné, vědci podali injekci P. acnes do myší. Myšní ucho je jedno populární místo pro injekce. Jiní vědci použili záda myši.
Ale P. acnes nemá rád bydlení u myší. To hodně dává přednost lidem.
Chcete-li, aby myši byly přátelštější P. acnes, jedna skupina vědců se rozhodla představit lidské buňky do myší. Šplhali do teflonových válečků, umístili do nich lidské buňky a transplantovali válce do břicho myší. O týden později vstříkli P. acnes.
Uvnitř myší přežily lidské buňky. Stejně tak P. acnes. V reakci na tělo myší namířilo imunitní odpověď. Bylo to trochu podobné tomu, co se děje v lidské tváři před tím, než se vytvoří pupok.
5 Obsedantně-kompulzivní porucha
Lidé s obsedantně kompulzivní poruchou (OCD) mají pocit, že mají opakovaně provést stejnou akci. Někteří si umývají ruce stokrát denně. Jiní dokončují komplikované počítání rituálů při každém opuštění pokoje.
Myši si nemyjí ruce. Ale oni se zapojují do ekvivalentního chování nazývaného péče, ve kterém se sami tlačí s tlapkami. Nadměrná péče u myší se často používá jako model pro lidské OCD.
V mnoha případech OCD je oblast mozku, nazývaná orbitální čelní kůra, abnormálně aktivní. K obnovení OCD u myší se jedna skupina vědců rozhodla stimulovat orbitální frontální kůru pomocí světelných pulsů.
Jeden puls nestačil. Nicméně, po rozložení mnoha pulsů během několika dní se myši začaly chovat častěji. Některé z těchto myší také reagovaly na chemickou léčbu OCD, u které se ukázalo, že působí u lidí.
Vědci také udělali myši s OCD mutací některých genů. U některých z těchto mutantů může být péče intenzivní. Hoxb8-mutanté tak energicky ženou, aby odstranili vlastní vlasy. Sapap3-mutanty opakovaně třísou tváře, dokud nenarazí na rány.
4 Alkoholismus
Alkoholici jsou fyzicky závislí na alkoholu. Zažijí intenzivní chuť a silně pít.
U lidí, alkoholismus někdy běží v rodinách. U myší se také zdá, že láska k alkoholu je genetická. Některé kmeny myší pijí málo alkoholu, když dostanou příležitost. Jiné kmeny pijí více.
Myši metabolizují alkohol rychle, pětkrát rychleji než lidé. Takže, když nedojde k tomu, aby se jim podal alkohol do krku, může být těžké opilosti myší opravdu opilé.
Jedním ze způsobů, jak tento problém překonat, je chov myší, kteří absolutně milují alkohol a dobíjejí spousty tuků. Aby to bylo možné, vědci vybírají myši z každé generace, které pijí nejvíce. Po několika kolech chovu jsou výsledkem myši s vysokým obsahem alkoholu (HAP).
Některé z těchto myší HAP se opijí. Po pití po mnoho hodin může jejich alkohol v krvi zvýšit na více než trojnásobek zákonné jízdní hranice. Myší pohyby se stávají nekoordinovanými a snaží se projít rovnováhou.
Stejně jako u lidí je všechen pití dobrovolné. HAP myši mají možnost držet vodu. Ale jsou vždy přitahováni k alkoholu.
3 Huntingtonova choroba
Huntingtonova nemoc ovlivňuje nervový systém. Utrpení postupně ztrácejí schopnost řídit své pohyby a jasně myslet.
Toto onemocnění je genetické, lze ho vystopovat s genem huntingtin umístěným na lidském chromozomu 4. Normální verze genu huntingtin obsahují několik opakování CAG, sekvence tří písmen DNA. U chorobopádových verzí genu se tyto opakování dostávají mimo kontrolu. U mutantního huntingtinu je přítomno více než 35 CAG.
V jednom experimentu uvedli vědci do myší mutantní formu lidského huntingtinu. Obsahovalo 72 opakování CAG.
Jedna myš nesoucí tento 72-opakovaný gen trpěla motorickými problémy. Nemohl dokončit test přechodu paprsku. Když se ocitl ocasem a pak se vrátil k zemi, snažil se najít svou základnu. Měla také tendenci chodit v kruzích.
Když vědci provedli pitvu, zjistili, že mozek myši začal degenerovat, stejně jako mozky pacientů Huntingtonovy.
Vědci udělali také mnoho jiných kmenů Huntingtonovy myši. Některé obsahují pouze fragmenty mutantního genu nebo expresi genu pouze v specifických mozkových buňkách.
2 Autismus
Lidé s autismem mají obtížnou dobu interakci s jinými lidmi. Někteří se také zapojují do opakujících se chování, jako je tomu v rukou.
Mnoho různých genů přispívá k riziku autismu. Například Cntnap2 hraje roli v časném vývoji mozku.
V jednom experimentu vědci vyloučili gen myši Cntnap2. U těchto mutantů se mozek vyvinul jinak. Některé mozkové buňky nevyjížděly tam, kam měly jít. Byly také sníženy hladiny jednoho druhu mozkové buňky nazývané interneuron.
Myši bez genu Cntnap2 se chovaly jinak. Mnoho z jejich chování připomínalo příznaky lidského autismu. Například, mutanty byly méně komunikativní jako štěňata. Když byli odděleni od svých matek, poskytovali méně tísňových volání.
Jako dospělí myši bez genu Cntnap2 byly také méně společenské. Když jsou normální myši prezentovány s prázdnou trubicí a hadičkou obsahující myší, obvykle se raději vyšetří trubice obsahující myš. Ale myši bez genu Cntnap2 nevykazovaly takovou přednost.
Stejně jako mnoho lidí s autismem se myši bez genu Cntnap2 také zabývají opakujícím se chováním. Opakovaně kopali na zem. Oni se také upravovali na riziko zranění.
Tyto myši také reagovaly na léčbu risperidonem jako u lidí s autismem.Poté, co myši dostaly lék, bylo jejich opakované chování kontrolováno. Sociální problémy však zůstaly.
1 Schizofrenie
Schizofrenie je duševní onemocnění. Jeho nejznámějšími příznaky jsou bludy a halucinace. Méně dramatické příznaky zahrnují apatii a problémy s učením.
U lidí se schizofrenií je MD neuron, druh mozkových buněk, méně aktivní. K obnovení tohoto duševního rozdílu u myší vědci chemicky zablokovali neurony. Po tomto zablokování se myši potýkaly s přizpůsobením se novému souboru pravidel pro hledání potravy. Tato obtíž se může podobat typům problémů učení, které mají lidé se schizofrenií.
Schizofrenie také probíhá v rodinách. Zdá se, že hraje roli mnoho různých genů. Ve skotské rodině se zdá, že mutace v genu nazvaném DISC1 zvyšuje riziko. Ke studiu tohoto spojení vědci představili mutantní formu DISC1 na myši.
U myší s mutantním DISC1 se mozek vyvinul jinak. Jedna sada struktur nazývaná boční komory se stala větší než normální. To platí zejména na levé straně. Tyto rozdíly v mozku jsou také pozorovány u lidí se schizofrenií.
Myši s mutovaným genem vykazovaly i další příznaky. Někdy byly více hyperaktivní. Když dostali otevřené pole, aby se dostali dovnitř, vyběhli kolem trochu manickyji než normální myši. Jinak byly myši mnohem apatičtější. Když upadli do nádoby s vodou, udělali méně boje než normální myši.
Tyto rozdíly v chování mohou mít něco dělat schizofrenii, ale vědci si nejsou jisti.
Zda budou myši někdy navrženy tak, aby zobrazovaly některé známější příznaky schizofrenie - jako jsou sluchové hlasy nebo věří, že jsou nějaké slavné historické postavy - není jasné. Možná budete potřebovat lidský mozek. Ale i kdyby schizofrenická myš přišla k domněnce, že to byl Elvis, nebylo by to vědět vědcům o tom.