Il pesce zebra dovrebbe essere conosciuto da molti appassionati di acquari, principalmente per la sua sorprendente pigmentazione. Tuttavia, le caratteristiche strisce nero-blu, a cui l'animale deve il nome, si formano solo nel tempo. Le sue larve grandi come ciglia, invece, sono ancora più o meno trasparenti. Molti processi di sviluppo nei loro corpi possono quindi essere osservati al microscopio ottico. Per questo motivo, ora fungono da organismo modello per i gruppi di ricerca in tutto il mondo.

"All'Università di Bonn, ad esempio, stiamo studiando come il pesce zebra ripari il tessuto nervoso difettoso", spiega il Prof. Dr. Benjamin Odermatt dell'Istituto di Anatomia dell'Ospedale Universitario di Bonn. "Siamo interessati anche a questo perché molti geni coinvolti in questo processo esistono anche in una forma simile negli esseri umani". In linea di principio, gli agenti che potenziano questi geni riparatori nei pesci potrebbero quindi funzionare anche negli esseri umani. Tuttavia, le differenze tra la composizione genetica dei pesci e quella umana sono spesso significative. Pertanto, le larve sono talvolta di utilità limitata nella ricerca di nuovi farmaci. Il team di ricerca del Prof. Odermatt ha ora pubblicato uno studio su questo argomento in Biologia chimica cellulare .

Gene del pesce sostituito dal gene umano

"Abbiamo quindi adottato un approccio diverso", spiega la prof.ssa Evi Kostenis dell'Istituto di Biologia Farmaceutica dell'Università di Bonn. "Per un gene umano noto per svolgere un ruolo nella riparazione delle cellule nervose, abbiamo cercato la sua controparte nel pesce zebra. Quindi abbiamo asportato questa controparte nel pesce e l'abbiamo sostituita con la versione umana". Il nuovo materiale genetico ha assunto la funzione del gene originale del pesce zebra. "Se ora troviamo una sostanza che potenzia i processi di riparazione nei pesci con il gene umano, ci sono buone probabilità che questo accada anche negli esseri umani", afferma lo scienziato, che è anche membro dell'Area di ricerca transdisciplinare "Vita e salute" presso l'Università di Bonn.

I ricercatori hanno dimostrato che questa sostituzione funziona nel loro studio pilota sul cosiddetto recettore GPR17. Negli esseri umani, la sua iperattivazione può portare a malattie come la sclerosi multipla (SM). Le cellule nervose comunicano per mezzo di segnali elettrici. Le loro estensioni sono circondate da una specie di strato isolante, una sostanza simile ai lipidi chiamata mielina. Previene i cortocircuiti e velocizza notevolmente la trasmissione degli stimoli. Questa guaina protettiva è prodotta da cellule specializzate denominate oligodendrociti. Questi assomigliano a un polpo microscopico:molte braccia lunghe si estendono dal loro corpo cellulare, la maggior parte delle quali è costituita da mielina. Come un nastro isolante, questi si avvolgono attorno ai processi delle cellule nervose durante lo sviluppo del cervello. Normalmente, lo strato protettivo dura una vita.

Il distributore di nastro isolante rimane in uno stato immaturo

Nella sclerosi multipla, tuttavia, il sistema immunitario del corpo distrugge lo strato di mielina. Ciò si traduce in disturbi neurologici, ad esempio nel linguaggio, nella vista o nel camminare. Ma normalmente c'è una scorta di oligodendrociti immaturi nel cervello per lavori di riparazione. Quando si verifica un danno, maturano e rattoppano il buco. Nella sclerosi multipla, questo meccanismo è interrotto:molte delle cellule donatrici del nastro isolante cellulare rimangono nel loro stato immaturo. La colpa principale di ciò sembra essere il recettore GPR17:se attivato da un segnale molecolare, rallenta la maturazione degli oligodendrociti.

"Zebrafish ha anche un recettore GPR17", spiega il dottor Jesus Gomeza, che ha guidato lo studio con Kostenis e Odermatt. "E lì regola anche quanti oligodendrociti maturano". I ricercatori ora hanno sostituito parte del gene del recettore con la sua controparte umana, ovvero la struttura stessa responsabile della ricezione dei segnali molecolari. "Siamo stati in grado di dimostrare che questo nuovo gene del mosaico funziona normalmente nelle larve dei pesci", afferma Gomeza. Una molecola che inibisce il recettore umano GPR17 nella provetta ha anche accelerato la formazione di oligodendrociti maturi nel pesce modificato.

Nella ricerca di nuovi principi attivi, le sostanze vengono prima testate in colture cellulari. Solo i singoli candidati molto promettenti vengono quindi testati su topi o altri modelli animali. Ma anche se funzionano lì, i test sugli esseri umani spesso finiscono in modo che fa riflettere. "Le larve di pesce zebra umanizzate consentono lo screening rapido di molte sostanze e con un'elevata probabilità di successo, poiché i geni bersaglio provengono dagli esseri umani", spiega Benjamin Odermatt. "Dal nostro punto di vista, questa è una strada molto promettente per lo sviluppo di farmaci". + Esplora ulteriormente

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