Netikėtus švino poveikio radinius gali prireikti gydyti aklumą

2023 Autorius: Bailey Leapman | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-09-16 15:47

Hjustono universiteto (UH) profesorius ir jo komanda atskleidė kai kuriuos netikėtus švino poveikio padarinius, kurie vieną dieną gali padėti išvengti ir pakeisti aklumą.

Donaldas A. Foxas, regėjimo mokslų profesorius iš UH Optometrijos koledžo (UHCO), aprašė savo komandos išvadas straipsnyje „Žemo lygio nėštumo švino ekspozicija padidina tinklainės pirmtakų ląstelių dauginimąsi ir strypų fotoreceptorius bei bipolines ląsteles. Neurogenesis in Mice “, neseniai paskelbtas internete „Environmental He alth Perspectives“ir netrukus bus paskelbtas spausdintame leidime.

Tyrimas rodo, kad švinas arba naujas vaistas, veikiantis kaip švinas, gali paversti žmogaus embrionines tinklainės kamienines ląsteles neuronais, kurie būtų persodinami pacientams gydyti tinklainės degeneracijas.

„Pastebėjome naujus tinklainės ląstelių sudėties pokyčius pelėms, kurios nėštumo metu buvo veikiamos mažai švino. Tinklainėje buvo daugiau ląstelių lazdelės regėjimo kelyje nei įprastai arba nei tikėjomės“, – sakė Fox. kuris taip pat yra biologijos ir biochemijos, farmakologijos ir sveikatos bei žmogaus veiklos profesorius. "Šiame kelyje esantys lazdelės fotoreceptoriai ir bipolinės ląstelės yra atsakingos už kontrasto ir šviesos / tamsos aptikimą. Šie nauji atradimai yra tiesiogiai susiję su viršnormaliais tinklainės elektrofiziologiniais pokyčiais, pastebėtais vaikams, beždžionėms ir žiurkėms, kurių gestacinis švino poveikis yra mažas."

Fox teigė, kad toks poveikis pasireiškia, kai švino koncentracija kraujyje yra 10 mikrogramų viename decilitre arba mažesnė, o tai šiuo metu yra nedidelis Ligų kontrolės ir prevencijos centrų susirūpinimas. Kadangi poveikis pasireiškia žemiau „saugaus lygio“, „Fox“teigia, kad kyla daugiau klausimų, koks turėtų būti neigiamo švino poveikio smegenims ir tinklainei slenkstis.

Fox tyrė švino toksiškumą 35 metus, ypač atsižvelgiant į jo poveikį vaikų smegenims ir tinklainei. Jo susidomėjimas švino ekspozicija nėštumo metu prasidėjo 1999 m., kai jis su kolega Stephenu Rothenbergu ištyrė grupę vaikų Meksikoje, kurių motinos visą nėštumą patyrė švino poveikį. Tyrimas buvo finansuotas siekiant įvertinti neigiamą apsinuodijimo švinu poveikį Meksikoje gimusių vaikų nervų sistemai – mieste, kurio ore yra padidėjęs švino kiekis dėl benzino su švinu ir nuolatinio švino naudojimo. su keramikos ir stiklo gaminiais maistui ruošti. Tyrimą finansavo JAV aplinkos apsaugos agentūra ir Meksikos vyriausybė, jis buvo paskelbtas 2002 m. žurnale Investigative Ophthalmology and Visual Sciences.

Remiamas 1,7 mln. USD Nacionalinio sveikatos instituto (NIH) dotacijos, Foxas ir jo grupė ėmėsi ieškoti galimų šios neįprastos vaikų tinklainės reakcijos priežasčių. Tyrėjai naudojo žiurkių ir pelių modelius, kurie apėmė tris Meksikos miesto motinų kraujyje randamus švino lygius – kai kurie žemiau, kiti lygiai, o kai kurie aukštesni už CDC „saugų lygį“. Tyrėjai apnuogino graužikus švinu viso nėštumo metu ir pirmąsias 10 gyvenimo dienų, o tai yra laikotarpis, atitinkantis žmogaus nėštumo laikotarpį.

Fox teigė, kad anksti gimusios tinklainės progenitorinės ląstelės sudaro keturis neuronų tipus, kuriems švino poveikis neturėjo įtakos. Pasak jo, vėliau gimusios tinklainės progenitorinės ląstelės sukelia dviejų tipų neuronus ir glijos ląstelę. Keista, bet tik vėlai gimusių neuronų skaičius padidėjo. Glijinės ląstelės, kurios puoselėja neuronus ir kartais saugo juos nuo ligų, visiškai nepasikeitė. Anot Fox, žiurkės ir pelės turėjo „didesnes, riebesnes tinklaines“. Įdomu tai, kad mažesnės ir vidutinės švino dozės padidino ląstelių skaičių labiau nei didelė švino dozė.

"Tai tikrai naujas ir labai netikėtas rezultatas, nes švino poveikis po gimimo arba suaugus žudo tinklainės ir smegenų ląsteles, tačiau mūsų tyrimas parodė, kad mažas švino poveikis nėštumo metu sukėlė ląstelių dauginimąsi, padidino neuronų ir neturėjo įtakos glijai “, - sakė Fox. "Taigi, gestacinis poveikis yra visiškai priešingas tam, ką anksčiau rodė mūsų laboratorija ir kiti. Tai taip pat rodo, kad cheminės medžiagos poveikio laikas vystymosi metu yra toks pat svarbus kaip ir poveikio kiekis."

Tai atvedė tyrėjus į kryžkelę. Viena vertus, tinklainė nėra sukurta taip, kad turėtų visas šias papildomas ląsteles, ir, remiantis neskelbtais Fox pelių tyrimų duomenimis, tinklainės pradės degeneruoti pelėms senstant. Tai rodo, kad vaikų tinklainės iš pirminio Meksiko miesto tyrimo turėtų būti ištirtos, nes jos gali pradėti degeneruotis, kai jiems sukanka 40 metų.

"Šis darbas turi ilgalaikių pasekmių tinklainės degeneracijai ir ligoms, kai fotoreceptoriai miršta. Jei galime išsiaiškinti, kaip mažas švino kiekis padidina tinklainės pirmtakų ląstelių skaičių ir selektyviai gamina fotoreceptorius ir bipolines ląsteles, galbūt gali būti sukurtas vaistas, skirtas padėti tiems, kurie serga degeneracinėmis tinklainės ligomis, kurios galiausiai sukelia aklumą“, – sakė Foxas. "Mokslininkai gali panaudoti šviną kaip įrankį embrioninėms tinklainės kamieninėms ląstelėms paversti lazdelėmis ir bipolinėmis ląstelėmis, kurias būtų galima persodinti į sergančią tinklainę, galiausiai išgelbėti regėjimą ir pakeisti aklumą."

Fox teigė, kad reikia atlikti daugiau tyrimų, kad būtų galima sukurti tokį potencialų vaistą, imituojantį švino poveikį. Idealiu atveju šis vaistas paskatintų žmogaus embrionines tinklainės kamienines ląsteles formuoti lazdeles ir dvipolius, kuriuos būtų galima persodinti pacientams, kad būtų galima gydyti ankstyvas tinklainės degeneracijos stadijas.

Be Fox ir mokslinio tyrimo docento dr. Weimin Xiao UHCO, tyrimų grupę sudarė keli dabartiniai ir buvę Fox studentai, įskaitant Anandą Giddabasappa, buvusį mokslų daktarą. studentas ir dabar UHCO alumnas; Jerry E. Johnsonas, UH alumnas iš Biologijos ir biochemijos katedros, buvęs Fox laboratorijos doktorantas ir dabar UH-Downtown docentas; ir dabartinis daktaro laipsnis. studentai W. Ryanas Hamiltonas, Shawntay Chaney ir Shradha Mukherjee.

Papildant NIH mokslinių tyrimų projekto dotaciją, šis tyrimas taip pat buvo finansuojamas iš Nacionalinio akių instituto mokymo ir pagrindinių dotacijų bei Nacionalinio darbuotojų saugos ir sveikatos instituto švietimo išteklių dotacijos.