Newswise — naukowcy z National Institutes of Health porównali nowy genetyczny model zwierzęcy zespołu Downa ze standardowym modelem i stwierdzili, że zaktualizowana wersja została ulepszona. Nowy model myszy wykazuje łagodniejsze cechy poznawcze w porównaniu z wcześniej badanym modelem myszy z zespołem Downa. Wyniki tego badania, opublikowane w Psychiatria biologicznamoże pomóc naukowcom w opracowaniu bardziej precyzyjnych metod leczenia poprawiających funkcje poznawcze u osób z zespołem Downa.

Naukowcy odkryli, że nowy model myszy, znany jako Ts66Yah, miał problemy z pamięcią i cechy behawioralne, ale objawy nie były tak poważne, jak w przypadku poprzedniego modelu myszy. Naukowcy często używają różnych szczepów myszy jako modeli zwierzęcych do badania chorób ludzi, ponieważ większość genów u ludzi ma podobne odpowiedniki u myszy.

„Model myszy, który dokładniej oddaje genetykę zespołu Downa, ma ważne implikacje dla badań klinicznych na ludziach, których celem jest poprawa funkcji poznawczych” – powiedziała dr Diana W. Bianchi, dyrektor Narodowego Instytutu Zdrowia Dziecka i Rozwoju Człowieka Eunice Kennedy Shriver, starszy badacz w Narodowym Instytucie Badań nad Genomem Człowieka (NHGRI) Center for Precision Health Research i główny autor badania.

Każdego roku w Stanach Zjednoczonych diagnozuje się zespół Downa u około 6000 noworodków. W większości przypadków dzieci te mają trzecią kopię chromosomu 21. Dodatkowy chromosom 21 dodaje do genomu danej osoby dodatkową kopię ponad 200 genów kodujących białka, co powoduje trudności w uczeniu się, mowie i zdolnościach motorycznych.

Poprzedni model myszy, znany jako Ts65Dn, był uważany za standard badań nad zespołem Downa i był używany w badaniach przedklinicznych przez prawie 30 lat. Wraz z niektórymi skutecznymi terapiami poznawczymi, takimi jak niedawne leczenie poznawcze oparte na hormonach, niektóre inne terapie, które były skuteczne w modelu mysim, nie były tak skuteczne u ludzi.

Co ważne, genom poprzedniego mysiego modelu zawiera 45 dodatkowych genów, które są nieistotne dla ludzkiego zespołu Downa, będącego produktem ubocznym opracowania modelu. Ludzie i myszy mają bardzo podobne genomy, ale chromosomy, które składają się na te genomy, nie są dokładnie wyrównane w obrębie tych dwóch gatunków. Na przykład wiele genów znalezionych na ludzkim chromosomie 21 znajduje się na mysich chromosomach 16 i 17. Poprzedni model myszy ma dodatkowy region mysiego chromosomu 17, który zawiera 45 dodatkowych genów, których nie ma na ludzkim chromosomie 21. Jak te 45 dodatkowych genów wpływa na mózg i zachowanie poprzednich myszy Ts65Dn nie było dotąd badane.

Aby stworzyć udoskonalony mysi model zespołu Downa, naukowcy z Uniwersytetu w Strasburgu we Francji usunęli te dodatkowe 45 genów za pomocą technologii edycji genów CRISPR. Grupa dr Bianchi porównała następnie dwa modele myszy i odkryła, że ​​dodatkowe 45 genów w poprzednim modelu myszy wpływało na rozwój mózgu i przyczyniło się do poważniejszych problemów z umiejętnościami motorycznymi, komunikacją i pamięcią.

„Istnieje znaczący wpływ tych dodatkowych genów na rozwój i zachowanie mózgu myszy” – powiedział dr Faycal Guedj, pracownik naukowy w Centrum Precyzyjnych Badań nad Zdrowiem NHGRI i pierwszy autor badania. „To, co wcześniej uważano za najlepszy mysi model zespołu Downa, ma cechy pochodzące z genów, które nie są istotne dla ludzkiego chromosomu 21”.

Naukowcy z Center for Precision Health Research zamierzają wykorzystać najnowocześniejsze narzędzia genomiczne do wspierania opieki zdrowotnej nowej generacji. Dzięki temu nowemu i ulepszonemu modelowi myszy grupa dr Bianchi ma nadzieję opracować bardziej precyzyjne metody leczenia poprawiające funkcje poznawcze u osób z zespołem Downa.

„Możliwość leczenia niepełnosprawności intelektualnej w kontekście zespołu Downa sięga sedna zmieniających się koncepcji dotyczących natury niepełnosprawności, jej aspektów medycznych i klinicznych oraz tego, co często pejoratywnie uważamy za „normalne” i „pożądane” w kontekście opieki medycznej i w społeczeństwie”, podkreśla dr Christopher R. Donohue, starszy historyk NHGRI. „W miarę jak terapie poznawcze oparte na modelach genetycznych staną się w przyszłości bardziej wykonalne, badacze, w rozmowach z etykami niepełnosprawności, osobami z zespołem Downa i inni pracownicy służby zdrowia powinni dokładnie rozważyć potencjalne korzyści i wady, w tym przyczynić się do niezdolności w medycynie i innych form stygmatyzacji”.