Állatkísérletek segíthetnek a Down-kórosok helyzetén

Állatok világnapja – Két helyszínen is színes programokkal várja az érdeklődőket a Fővárosi Állatkert
2022-10-04
Nobel-díj – Csanád Máté: a tudomány alapjait érintő kérdést vizsgálták a díjazott kvantumfizikusok
2022-10-05
Show all

Állatkísérletek segíthetnek a Down-kórosok helyzetén

Forrás: publicdomainpictures.net

A Down-szindróma, vagy Down-kór az egyik leggyakoribb genetikai zavar, amely enyhe vagy mérsékelt értelmi fogyatékosságot okoz. Az orvostudomány fejlődésének köszönhetően megnőtt a Down-szindrómás személyek várható élettartama, ez viszont a felszínre hozott egy másik problémát: az érintettek közel kétharmada 60 éves kora előtt már az előrehaladott Alzheimer-kór tüneteit mutatja. Emellett a nyugati társadalmakban egyre későbbre tolódik a gyermekvállalás időpontja, a Down-szindróma kialakulásának valószínűsége pedig a szülők életkorának növekedésével együtt fokozódik, így várhatóan a Down-szindróma gyakorisága is egyre nagyobb lesz a jövőben. Ezért kiemelten fontos e genetikai zavar biológiai mechanizmusainak kutatása, amihez az idegtudósok gyakran használnak állatmodelleket.

A Down-szindróma oka, hogy a 21-es kromoszómából kettő helyett három példány is van a sejtekben, ezért nevezik a 21-es kromoszóma triszómiájának is. Az ivarsejtek osztódásakor eddig ismeretlen okok miatt előfordulhat, hogy a 21-es kromoszóma két példánya nem válik el egymástól, így a megtermékenyített petesejt már három példányt tartalmaz. Ennek az a következménye, hogy a kromoszómán lévő gének egy része túl nagy mennyiségben fejeződik ki, ezzel jellegzetes eltéréseket okozva a fejlődés során. A leggyakoribb tünetek a fejlődés késése, enyhe vagy mérsékelt értelmi fogyatékosság, illetve jellegzetes arcvonások.

A Down-szindróma hátterében a 21-es kromoszóma megháromszorozódása áll

A Down-szindróma hátterében a 21-es kromoszóma megháromszorozódása áll
Forrás: wikihow.com

Down-szindróma Magyarországon A Veleszületett Rendellenességek Országos Felügyelete és Nyilvántartása szerint Magyarországon az elmúlt években nőtt a Down-szindrómával született gyerekek száma. Az utóbbi években alapvetően két hatás befolyásolta a zavar gyakoriságát: A korai szűrés lehetősége (s a szindrómás magzatok felismerése esetén a művi vetélés) és a gyermekvállalás későbbre tolódása. Előző jellemzően csökkenti a Down-szindrómával születő gyerekek számát, míg az utóbbi növeli. Magyarországon jelenleg nagyjából ötezer ember él Down-szindrómával egy 2020-as becslés szerint.

Szerencsére az utóbbi évtizedekben az orvosi ellátás fejlődése és a közmegítélés kedvező alakulása miatt a Down-szindrómával élők várható élettartama jelentősen megnövekedett, a betegek azonban emiatt kénytelenek szembenézni a megismerő funkciók (érzékelés, észlelés, figyelem, emlékezet, képzelet, gondolkodás) korai hanyatlásával. A genetikai zavarok alaposabb megértésében központi jelentőségűek az állatkísérletek, hiszen ezzel a megközelítéssel jobban hozzáférhetők a géntechnológia módszerei. Az utóbbi időben két fontos felfedezés is napvilágot látott a Down-szindrómát modellező kísérleti állatoknak köszönhetően.

Összefüggés a Down-szindróma és az Alzheimer-kór között

A Down-szindrómás személyeknél jellemző az Alzheimer-kór korai megjelenése. Az Alzheimer-kór leggyakrabban 65 éves kor felett kezd tüneteket produkálni. Általában emlékezeti problémákkal kezdődik, majd a tájékozódás, a beszéd és az érzelmek zavarai is megjelenhetnek. Szövettani vizsgálatokkal kimutatható az amiloid-béta nevű fehérje idegsejteken kívüli felhalmozódása és a tau-kötegek idegsejteken belüli megjelenése az agyban. Ezek a jellegzetes szövettani elváltozások Down-szindrómás személyeknél már jóval fiatalabb korban megjelennek. Az amiloid-béta plakkok egyes betegeknél már gyermekkorban megfigyelhetők, 20 éves kor környékén már a legtöbb Down-szindrómás személynél megtalálhatók, 40 éves kor körül pedig a tau-kötegek is megjelennek. Egy becslés szerint a Down-szindrómás személyek kétharmada 60 éves kora előtt mutatja az előrehaladott Alzheimer-kórra jellemző tüneteket. A két betegség közötti kapcsolatnak a genetikai alapja is ismert: az amiloid plakkok egy bizonyos fehérjéből (amiloid prekurzor protein) keletkeznek, ennek génje pedig a 21-es kromoszómán található.

Egy amerikai kutatócsoport ezt az összefüggést igyekezett jobban megérteni egy állatmodell segítségével. A Down-szindrómát azonban nem könnyű az idegtudomány kedvelt kísérleti állataiban, az egerekben reprodukálni, mivel az emberi 21-es kromoszómán található gének megfelelői az egér legalább négy különböző kromoszómáján helyezkednek el. Kiderült, hogy az emberi 21-es kromoszóma degradált változatát megtermékenyített petesejtbe juttatva az egérnél megjelenik a Down-szindrómára jellemző viselkedéses és idegélettani elváltozások jelentős része. A degradált kromoszómáról azonban többek között annak a fehérjének a génje is hiányzik, amelynek szerepe van az Alzheimer-kórra jellemző szövettani elváltozások kialakulásában. A kutatócsoport ezért egy olyan egértörzzsel keresztezte a Down-szindrómát modellező törzs tagjait, mely az emberi fehérje egy mutáns formáját hordozza. A két törzs keresztezéséből olyan állatok is születtek, amelyek egyszerre rendelkeztek az emberi 21-es kromoszómával és mellette az említett fehérje mutáns génjével is.

Az Alzheimer-kórra jellemző amiloid plakkok egyes esetekben már gyermekkorban is megjelennek.

Az Alzheimer-kórra jellemző amiloid plakkok egyes esetekben már gyermekkorban is megjelennek.
Forrás: publicdomainpictures.net

A kutatók az állatok teljesítményét több emlékezeti feladaton mérték, illetve szövettani módszerekkel is vizsgálták az agyukat. Az eredmények szerint a keresztezésből származó egerek rosszabbul teljesítettek ezeken a feladatokon, mint az egészséges, vagy a csak a mutáns gént hordozó egértörzsek tagjai. A szövettani vizsgálatok alapján pedig az amiloid plakkok lerakódása is fokozódott a keresztezésből származó állatoknál. Mindebből arra lehet következtetni, hogy a 21-es kromoszómán lévő gének egy része hatással van az amiloid plakkok kialakulására. A kutatók most ezen gének azonosításán fáradoznak, ami talán a Down-szindrómás és az Alzheimer-kóros betegek kezelésében is előrelépéshez vezethet.

Amiloid plakkok egy kísérleti egér agyszövetében

Amiloid plakkok egy kísérleti egér agyszövetében Forrás: Bateman, 2008

A szaglásvesztés és a meddőség is gyakori tünetei a Down-szindrómának

Érdekes módon a Down-szindróma gyakori tünetei még a szaglás részleges vagy teljes elvesztése és a meddőség, melyek a nemi érést követően jelentkeznek. A két tünet között nem nyilvánvaló az összefüggés, a kapcsolat a fejlődési folyamatok ismeretében válik világossá. A fej területén a fejlődés során ún. lemezek jelennek meg, melyekből különböző struktúrák alakulnak ki. A szaglólemezből például a szaglórendszer részei és azok az idegsejtek jönnek létre, melyek a nemi folyamatokat szabályozó hormonális rendszerben töltenek be központi szerepet. Ezek a sejtek a halántéklebennyel is kapcsolatban vannak. A halántéklebenyben található a szaglókéreg, amely magyarázhatja, hogy miért a pubertás során veszítik el a szaglásukat a Down-szindrómás személyek. A halántéklebeny területén helyezkedik el a hippokampusz is, melynek jól ismert szerepe van az emlékezeti folyamatokban. Ez a kapcsolat talán az értelmi képességek hiányosságaival van összefüggésben. Egy európai kutatócsoport új vizsgálata szerint az említett idegsejtek által termelt hormon mesterséges pótlása enyhítheti a Down-szindróma tüneteit.

A kutatócsoport a Down-szindróma egy másik egérmodelljét használta a vizsgálataihoz. Ezeknél az egereknél a 16-os és 17-es kromoszómák bizonyos részei háromszorozódnak meg, melyeken többnyire olyan gének találhatók, amelyek az ember 21-es kromoszómáján is jelen vannak. Az állatok fejlődése késik, az értelmi képességeik pedig eltérnek az átlagtól. A tünetek ráadásul súlyosbodnak a nemi érés elérése után. Az első kísérletek eredményei arra utaltak, hogy a kísérleti állatokban nem működnek megfelelően az ivari folyamatokat befolyásoló hormonokat termelő idegsejtek. A kutatók géntechnológiai módszerekkel változtatták meg a sejtcsoport működését a nemi érés környékén. Ennek eredményeképp a kísérleti állatoknál helyreállt a nemi hormonok termelése, ráadásul a szaglás és a viselkedés is normalizálódott.

Segít a hormonadagoló minipumpa

A kutatók ezután egy minipumpa beültetésével próbálkoztak, ami az említett idegsejtek hormontermelését utánozta. A minipumpa beültetése hasonló pozitív hatásokat eredményezett, mint a géntechnológiai beavatkozás. Végül hasonló minipumpákat ültettek be hét Down-szindrómával diagnosztizált felnőtt bőre alá is. A minipumpák 6 hónapon keresztül bocsájtották ki a hormont és a rendszeres teljesítménymérés szerint a kísérlet résztvevőinél javult a munkamemória, a figyelem és a szövegértés is.

Az eredmények arra utalnak, hogy a hormon mesterséges pótlása enyhítheti a Down-szindróma nyomán fellépő értelmi fogyatékosságot. A szakértők szerint valószínű, hogy nőknél a mesterségesen adagolt hormon a nemi ciklust is megzavarná, azonban ettől függetlenül feltehető, hogy a kognitív képességekre gyakorolt hatása azonos, vagyis pozitív lenne. Az is felvetődött, hogy a módszer akár a menopauza után fellépő kognitív deficiteket is javíthatná a nőknél, hiszen ennek hátterében is egy nemi hormon termelésének megváltozása áll. Összességében egy ígéretes új módszerről számoltak be a kutatók, amely hamarosan talán a klinikai gyakorlatban is használható lesz. Az állatmodellek tehát továbbra is fontos eredményeket szolgáltatnak az emberek életminőségét fenyegető biológiai folyamatokról, még a Down-szindróma esetében is, annak ellenére, hogy ez a genetikai zavar csak az emberre jellemző.

Cikk küldése e-mailben

Comments are closed.