Visbeschadigingen kunnen de sleutel vormen voor het hersenletselprobleem van de NFL

Traumatisch hersenletsel in de NFL is routine en veroorzaakt cognitieve problemen langs de lijn, waaronder chronische traumatische encefalopathie, een degeneratieve aandoening die depressie, agressie en dementie kan veroorzaken. Medische onderzoekers werken aan oplossingen om de langetermijneffecten van traumatisch hersenletsel op atleten en andere mensen in risicovolle beroepen zoals militairen te verminderen, maar deze oplossingen zijn waarschijnlijk nog een aantal jaren verwijderd. Om dit probleem beter aan te pakken, zoeken medische onderzoekers naar een onverwachte soort voor oplossingen.

Een van de grootste problemen met hersenletsel bij mensen is dat zodra de zenuwcellen van de hersenen afsterven, deze meestal niet regenereren. Maar dat geldt niet voor alle dieren: in een krant die dinsdag in het tijdschrift is gepubliceerd eNeuro, een team van onderzoekers bij W.M. Keck Science Center toonde aan dat de zebravis (Danio rerio) regenereert hersencellen na mild traumatisch hersenletsel - ook bekend als een hersenschudding - en onderzocht hun mechanismen om dit te doen, in de hoop dat ze parallellen konden vinden in het menselijk brein.

In de studie onderzochten de onderzoekers hoe de vissen zich gedroegen na een mild traumatisch hersenletsel en tegelijkertijd onderzochten welke genen actief waren tijdens de herstelperiode van de blessure, in de hoop uit te vinden welke genen correleerden met neuronhernieuwde groei.

Om de vissen hersenschudding te geven, zetten wetenschappers de zebravis in een apparaat waarvan het enige doel is om een ​​vis een licht traumatisch hersenletsel te geven door een kogellager op zijn kop te laten vallen. Vissen worden verdoofd voor deze procedure, maar wanneer ze herstellen van de klap, vertonen ze een klassiek teken van hersenschudding: problemen bij het navigeren door ruimtelijke problemen. Zebravissen navigeren meestal op scholen om roofdieren te vermijden en hun vermogen om voedsel te verzamelen te verbeteren - een gedrag dat ze normaal gesproken vrij natuurlijk doen. Degenen die hersenschudding hadden gekregen, hadden echter moeite zich te herinneren hoe ze konden terugkeren naar hun schrandere leeftijdsgenoten. Mensen en andere dieren vertonen ook ruimtelijke problemen na traumatisch hersenletsel.

Na drie weken, toen de vissen grotendeels herstelden van hun verwondingen, doodden de onderzoekers de vissen en volgden hun RNA om erachter te komen welke genen verband hielden met de groei van nieuwe neuronen. De gegevens wezen op verschillende genen - die eerdere groepen al hadden gekenmerkt in termen van identiteit en functie - maar wat deze studie anders maakt, is dat het een duidelijke associatie vertoont tussen de genexpressiepatronen en het herstel van traumatisch hersenletsel. Deze resultaten, zoals de auteurs opmerken, zijn vergelijkbaar met de resultaten van vergelijkbare onderzoeken die zijn uitgevoerd op volwassen knaagdieren.

Het klinkt misschien vreemd voor wetenschappers om vis-hersenen te bestuderen als een manier om menselijke hersenen te begrijpen, maar in feite delen zebravissen en menselijke hersenen enkele verrassende overeenkomsten. Ongeveer 70 procent van de menselijke genen heeft ten minste één gen dat dezelfde of vergelijkbare functie heeft in een zebravis, noteren de auteurs, en in deze studie heeft de genetische lijn van de zebravis die de onderzoekers gebruikten een genoom dat in het bijzonder vergelijkbaar is met dat van mensen.

Deze studie heeft misschien nog geen bijzonder bruikbare resultaten opgeleverd, maar hoe meer we weten over hoe hersenen kunnen herstellen van traumatisch hersenletsel, hoe dichter we bij de mensen kunnen komen die hersenletsel hebben opgelopen. Misschien kunnen gentherapieën ons helpen bepaalde elementen van neuroregeneratie na te bootsen die door de zebravis worden weergegeven. En hoewel de NFL berucht is geweest achter de tijd dat ze wetenschappelijke bewijzen accepteerde, begonnen ze een actieve rol te spelen in het aanmoedigen van onderzoek naar hersenletsel.

Abstract: Milde traumatische hersenletsel (mTBI's) zijn een van de meest voorkomende neurologische aandoeningen; toch zijn mensen ernstig beperkt in hun vermogen om weefsel na het letsel van het centrale zenuwstelsel (CZS) te herstellen en regenereren. De zebravis (* Danio rerio) behoudt echter het opmerkelijke vermogen om als volwassene complete en functionele neuroregeneratie te ondergaan. We willen de kennis van de bekende mechanismen van neuroregeneratie uitbreiden door de differentieel tot expressie gebrachte genen (DEG's) te analyseren in een nieuw volwassen zebravismodel van mTBI. In deze studie werd een gewichtsverminderingsmodel voor knaagdieren van mTBI aangepast aan de volwassen zebravis. Een geheugentest liet significante tekorten zien in het ruimtelijk geheugen in de mTBI-groep. Vervolgens identificeerden we DEGs op 3 en 21 dagen na verwonding (dpi) via analyse van RNA-sequentiebepaling. De resulterende DEG's werden gecategoriseerd volgens genontologie (GO) -categorieën. Bij 3 dpi bestonden GO-categorieën uit piekresponsroutes. Veelbetekenend, bij 21 dpi, bestonden GO-categorieën uit neuroregeneratiepaden. Uiteindelijk valideren deze resultaten een nieuw zebravismodel van mTBI en belichten belangrijke DEG's van interesse in CNS-letsel en neuroregeneratie.