Jedná se o poruchu intelektu a poruchu autistického spektra. Tyto poruchy postihují 2-3% světové populace a často se vyskytují společně. Přesné mechanismy vzniku těchto poruch, a tedy ani vhodnou léčbu, zatím bohužel neznáme. Víme ale, že jsou často způsobeny geneticky. A to konkrétně mutacemi v jednotlivých genech. Odborně se takové poruchy nazývají monogenní. Tyto geny pro nás představují vstupní bránu pro výzkum mechanismů a nalezení léčebných cílů.
Jak lze na muškách zkoumat podobné stavy jako u lidí, a jak jste dospěla k tomu, že je to možné zrovna na těchto muškách?
Problém je, že genů jejichž mutace způsobují neurovývojové poruchy, je velmi mnoho. V současné době jich známe více než 1500. Není snadné zkoumat tak velké množství genů pomocí klasických zvířecích modelů, jako je například laboratorní myš. Potřebujeme něco malého, co nám umožní provádět velké množství experimentů za relativně krátkou dobu. Proto jsem přišla s alternativou, muškou octomilkou. Ač se to nezdá, octomilka je geneticky velmi podobná člověku, má s námi společných 75 % genů. Její mozek, přestože je mnohem menší, je analogický našemu mozku. Octomilky se dokáží učit a pamatovat si, a používají k tomu stejný způsob komunikace mezi nervovými buňkami a mozkovými centry, jako my.
Neurovývojové poruchy se často objevují již v raném období vývoje. Jsou tedy dědičné? Mohl by Váš výzkum přispět k řešení těchto poruch a případně jak?
Geneticky podmíněné neurovývojové poruchy jsou často dědičné. V takovém případě se u dítěte sejdou dvě podobné mutace, přenášené jinak zdravými rodiči anebo je porucha způsobena mutací na X chromozomu, zděděném od matky. Takto zapříčiněným poruchám se říká X-vázané poruchy a projevují se jen u chlapců, protože nemají žádný „zdravý“ X chromozom, který by genetický defekt vyvážil. S rozvojem genetických diagnostických metod se zvýšila frekvence výskytu tzv. de novo mutací. Jedná se o mutace, které vznikají při tvorbě pohlavních buněk, tedy vajíček nebo spermií, přičemž ostatní buňky v těle rodičů tyto mutace nemají. Takovým způsobem se také může zdravým rodičům, narodit dítě se závažnou neurovývojovou poruchou. Výzkum mimochodem prokázal, že frekvence de novo mutací stoupá s věkem otce.
V našem výzkumu zavádíme pomocí genového inženýrství tyto mutace do genů octomilky a pozorujeme, zda mají vliv na kognitivní funkci a na vývoj nervové soustavy. Tyto defekty pak dále studujeme na úrovni buněčných procesů a snažíme se zjistit, jaké molekuly a molekulární dráhy, mutace ovlivňují. Následně se je pomocí genetické anebo farmakologické manipulace snažíme opravit.
Tomuto výzkumu se věnuji již více než 10 let. Přivedl mě k němu dlouhodobý výzkumný pobyt na Radboud University Medical Center v Nizozemsku. Chov mušek je velmi snadný. I proto jsou mým oblíbeným modelem. Stačí jim jednoduchá dieta složená z kukuřičné mouky, agaru, cukru a kvasnic. Chováme je na této dietě v malých skleničkách, tzv. vialkách. Daří se jim velmi dobře v pokojové teplotě. Pokud ale provádíme experiment, přemístíme je do inkubátorů s kontrolovaných teplotním a světelným režimem, abychom zajistili co nejstálejší podmínky. Chov drozofil je, zejména oproti chovu myší, velmi levný a jejich výzkum nepodléhá etické regulaci, což je velká výhoda.
Jak daleko je Váš výzkum? Lze predikovat nějaké postupy z výzkumu také do praxe?
Během svého výzkumu jsem zjistila, že octomilčí modely neurovývojových poruch mají velmi často poruchu v jednoduché formě učení, tzv. habituaci. Při habituaci dochází ke snížení reakce na opakující se, nedůležité podněty, jako je například tikot hodin. Naše smysly tyto podněty stále vnímají, ale mozek je díky habituaci přestane zpracovávat a může se díky tomu věnovat jiným, důležitým podnětům. Funguje jako filtr, který zabraňuje přehlcení mozku informacemi. Je to jedna z prvních forem učení, která se dá detekovat již během vývoje u nenarozených miminek, a je předpokladem pro správný rozvoj vyšších kognitivních funkcí, jako je paměť. Tento typ učení je vysoce konzervovaný, vyskytuje se u všech organismů živočišné říše, tedy i u octomilky. My v našem testu využíváme toho, že octomilky reagují na zhasnutí světla tím, že povyskočí. Když jim ale světlo zhasneme v pravidelných intervalech několikrát po sobě, naučí se, že toto zhasnutí nepředstavuje žádné nebezpečí a přestanou reagovat. Octomilky s poruchou v habituaci této adaptace nejsou schopné.
Ukazálo se, že defekty v habituaci jsou časté i u jedinců s neurovývojovými pouchami, především s poruchou autistického spektra, a že souvisí s přecitlivostí na podněty a s mírou závažnosti onemocnění. Defekty v habituaci hrají tedy v neurovývojových poruchách důležitou roli, a díky tomu, že habituace se dá měřit jak u octomilky, tak i u člověka, představuje pro nás jedinečný nástroj pro výzkum nervových a molekulárních mechanismů, léčebných cílů, testování léků a převedení této znalosti do klinické praxe. Tam také směřuje můj současný výzkum.
Nový komentář