I pesci zebra sono lunghi solo pochi centimetri, ma hanno alcuni poteri sovradimensionati. Quando i loro cuori o cervelli sono danneggiati, si rigenerano. Quando le loro pinne vengono tagliate, ricrescono. Quando sono accecati, possono ritrovare la capacità di vedere.
È quest'ultima abilità che è oggetto di alcune nuove ricerche potenzialmente rivoluzionarie. Gli scienziati di Vanderbilt potrebbero aver scoperto la chiave per la rigenerazione della retina di zebrafish. Se il processo può essere replicato nell'uomo, è in grado di alimentare nuovi trattamenti per la cecità causata da malattie della retina e lesioni.
“Mentre imparavo sempre di più su come il pesce zebra è in grado di rigenerare la maggior parte dei tessuti e degli organi, sono rimasto incuriosito, soprattutto dal fatto che la retina del pesce zebra può essere danneggiata per causare la cecità, ma ci vogliono solo 3-4 settimane prima che la vista venga ripristinata ", Afferma James Patton, professore di scienze biologiche presso Vanderbilt che ha diretto la ricerca.
Il pesce zebra, un pesciolino d'acqua dolce chiamato per le sue caratteristiche strisce, è stato a lungo un argomento di prova popolare per i ricercatori. Si riproducono facilmente in cattività, crescono rapidamente e poiché i bambini sono completamente trasparenti, il che rende facile studiare i loro organi. Poi ci sono le loro capacità rigenerative. Poiché condividono il 70% del codice genetico umano, è spesso possibile utilizzarli per studiare le caratteristiche e le malattie genetiche umane.
La struttura e i tipi cellulari di retine di zebrafish sono quasi identici a quelli umani. Ciascuno contiene tre strati di cellule nervose: fotorecettori che rilevano la luce, cellule orizzontali che integrano il segnale e cellule gangliari che trasmettono informazioni visive al cervello.
"Così sono diventato ancora più incuriosito dal motivo per cui gli umani non possono rigenerare retine danneggiate e i pesci possono", dice Patton.
Queste cinque immagini, che durano 28 giorni, mostrano come avviene la rigenerazione nella retina del pesce zebra. Le aste sono mostrate in verde, le celle rigeneranti sono mostrate in rosso e tutte le altre celle sono blu. Le cellule rigeneranti sostituiscono le aste morenti. (The Patton Lab / Vanderbilt) Il danno alla retina è alla base di molte delle principali cause di cecità nei paesi sviluppati. Queste cause includono la degenerazione maculare, una malattia spesso correlata all'età in cui parte della retina viene danneggiata, causando sfocature e punti vuoti nella visione; retinopatia diabetica, in cui il diabete danneggia i vasi sanguigni nella retina; e retinite pigmentosa, una condizione genetica che causa la degenerazione delle cellule fotorecettrici della bacchetta della retina. Poiché le retine umane non si rigenerano, qualsiasi danno alla retina causato da malattie o lesioni è permanente.
Patton e il suo team si sono incuriositi su come, esattamente, è iniziata la rigenerazione della retina di zebrafish. Precedenti studi hanno suggerito che i fattori di crescita secreti dai fotorecettori morenti negli occhi dei pesci potrebbero iniziare il processo, innescare le cellule staminali negli occhi per iniziare a dedifferenziare (tornare a uno stadio di sviluppo precedente) e quindi differenziarsi in nuove cellule della retina. Ma Mahesh Rao, uno degli studenti laureati di Patton, ebbe l'idea di esaminare il neurotrasmettitore GABA, un messaggero chimico nel cervello che riduce l'attività dei neuroni, notando che GABA era stato trovato per controllare l'attività delle cellule staminali nel cervello dei topi.
Il team ha testato l'idea di Rao accecando il pesce zebra - questo può essere fatto mettendoli nell'oscurità per alcuni giorni, quindi esponendoli alla luce intensa - e poi dando loro farmaci stimolanti GABA. Hanno anche dato farmaci che abbassano il GABA a zebrafish normalmente avvistato. Hanno scoperto che i pesci ciechi trattati con farmaci stimolanti il GABA non potevano rigenerare normalmente le loro retine, mentre i pesci normali con livelli di GABA abbassati hanno iniziato a rigenerare le retine. Ciò ha suggerito che era, in effetti, una concentrazione ridotta di GABA che ha avviato il processo di rigenerazione della retina.
I risultati sono stati pubblicati questo mese sulla rivista Stem Cell Reports .
Da L a R: James Patton, Mahesh Rao e Dominic Didiano nel laboratorio zebrafish (The Patton Lab / Vanderbilt) "Speriamo di utilizzare il modello di pesce per comprendere i fattori e i meccanismi che regolano la rigenerazione della retina nella speranza di poter applicare le lezioni apprese all'uomo", afferma Patton.
Il team sta iniziando a testare la teoria GABA sui topi. Se funziona, passerà alle sperimentazioni sull'uomo, per verificare se gli inibitori del GABA possono stimolare la rigenerazione della retina.
Se la ricerca ha davvero successo negli umani, alcuni dei quasi 40 milioni di persone non vedenti in tutto il mondo potrebbero un giorno avere un piccolo pesce a strisce per ringraziare.
