Myszy w basenie i na bieżni pomagają w badaniach nad autyzmem i zaburzeniami chodu

Badania zaburzeń chodu i zachowań autystycznych, prowadzone na myszach i szczurach w Centrum Medycyny Doświadczalnej Śląskiego Uniwersytetu Medycznego w Katowicach, mają pomóc w leczeniu ludzi. Podczas badań zwierzęta biegają na bieżniach i pływają w basenie.

Przedmiotem zainteresowania katowickich naukowców są następujące w wyniku chorób, urazów lub degeneracji zaburzenia funkcji móżdżku, których efektem są właśnie zaburzenia chodu, a także – jak przypuszczają badacze - zachowania autystyczne. Składają się na nie problemy w nawiązywaniu kontaktów społecznych, zaburzenia mowy i powtarzane stale ruchy, tzw. ruchy stereotypowe.

„Kiedy mówię o badaniach zachowań autystycznych u myszy i szczurów, spotykam się nieraz ze śmiechem lub niedowierzaniem. Tymczasem te zwierzęta są do tego dobrym modelem, bo żyją stadnie, w dużych grupach, podobnie jak człowiek. Wzajemne kontakty są dla nich bardzo istotne dla porozumiewania się i utrzymania hierarchii w stadzie” – wyjaśnił w rozmowie z PAP kierownik Centrum Medycyny Doświadczalnej Śląskiego Uniwersytetu Medycznego dr hab. Jarosław Jerzy Barski.

Zachowania autystyczne bada się u myszy dorosłych i noworodków. W pierwszym przypadku wkłada się do klatki dwa dorosłe osobniki i obserwuje je, oceniając na podstawie określonych oznak, czy są sobą w odpowiedni sposób zainteresowane.

Typowym modelem do badania interakcji socjalnych u myszy i szczurów jest tzw. test izolacji. Młode w wieku od 2 do 14 dni izoluje się w pojedynkę na 7 minut od matki. „Zaczynają wtedy wydawać dźwięki niesłyszalne dla ucha ludzkiego. Przy pomocy specjalnej aparatury jesteśmy w stanie te ultradźwięki zarejestrować. Jakość i ilość ultradźwięków jest dla nas miarą +normalności+ zachowania tych młodych myszy. Po 7 minutach młode wracają do matki” – wyjaśnił dr Barski.

Okazuje się, że młode myszy wydają aż 10 różnych rodzajów ultradźwięków. W analizie tego materiału śląscy naukowcy korzystają ze współpracy ze specjalistą z Uniwersytetu w Marburgu.

Badania są prowadzone na myszach transgenicznych, u których przy pomocy manipulacji genetycznych spowodowano zaburzenia funkcji obecnych w móżdżku komórek Purkinjego. „Wierzymy, że z czasem nasze badania pozwolą skuteczniej pomagać chorym ludziom - wiedząc, że te myszy mają zaburzenia wokalizacji ultradźwiękowej spowodowane mutacją wprowadzoną do genomu, możemy na tej podstawie wnioskować, że tego rodzaju zaburzenia mowy ludzkiej są spowodowane właśnie taką mutacją. To oczywiście na jakimś etapie będzie prowadziło do terapii” – mówił dr Barski.

Aby sprawdzić zdolności uczenia się myszy, umieszcza się je z kolei w specjalnie do tego celu zaprojektowanym basenie z wodą, w którym ustawia się platformy. Myszy są świetnymi pływakami, ale nie lubią wody, więc starają się na nie jak najszybciej dostać. Po pewnym czasie przestawia się platformy i powtarza doświadczenie, by sprawdzić, jak zwierzęta sobie radzą w zmienionych warunkach.

Drugim kierunkiem badań na zwierzętach transgenicznych w Katowicach jest ataksja, czyli zaburzenia koordynacji ruchowej, w tym chodu. Naukowcy badają myszy, u których przy pomocy manipulacji genetycznych spowodowano zaburzenia funkcji komórek Purkinjego. W jednej z grup doświadczalnych subtelne zaburzenia powodują jedynie, że myszy chodzą gorzej, ale w sposób nierzucający się w oczy. Dopiero zastosowanie odpowiedniej aparatury i testów badających umiejętność chodu czy koordynację ruchową pozwala zobaczyć, że chód tych myszy jest nieprawidłowy.

Poważniejsze zaburzenia chodu wywołuje się poprzez manipulację genetyczną powodującą, że komórki Purkinjego w móżdżku degenerują, a z czasem zanikają. Zwierzę wprawdzie może egzystować i odżywiać się, ale nie jest w stanie poruszać się sprawnie.

Koordynację ruchową bada się m.in. umieszczając myszy na kręcącym się walcu oraz bieżni z przeszkodami. Dla oceny samego chodu wykorzystuje się z kolei urządzenie CatWalk – zwierzę porusza się po szklanej płycie, przez którą przepuszczane jest światło. Kiedy mysz dotyka szyby stopą, pozostawia świecący ślad. Wszystko to rejestruje kamera, podłączona do komputera z odpowiednim oprogramowaniem. Za pomocą tego sprzętu ocenia się takie parametry chodu, jak rozstaw kończyn przednich i tylnych, regularność i tempo kroczenia oraz nacisk każdej kończyny na podłoże.

Jak wyjaśnił dr Barski, ten model zaburzeń u zwierząt naśladuje ciężkie dziedziczne schorzenie występujące u ludzi – stwardnienie guzowate. W wyniku choroby we wszystkich organach ciała mogą tworzyć się niezłośliwe guzy - tzw. hamartomy, co w efekcie może prowadzić do uszkodzenia neuronów ośrodkowego układu nerwowego, w tym móżdżku. W związku z tym stwardnieniu guzowatemu mogą towarzyszyć objawy związane z zaburzeniem koordynacji ruchowej i chodu.

„Nasz cel to poznać mechanizmy tych zaburzeń i w jakiejś bliższej lub dalszej perspektywie znaleźć możliwości zapobiegania tym schorzeniom” – podsumował naukowiec.

Badania odbywają się za zgodą Lokalnej Komisji Etycznej ds. Doświadczeń na Zwierzętach. (PAP)