Del:
10 menneskelige sygdomme, som vi har givet til mus
Mus er gode forskningsværktøjer. Forskere kan injicere dem, inficere dem, dissekere dem og lære alle mulige nyttige ting, der er relevante for menneskers sundhed.
En masse sygdomme er dog kun til skade for mennesker. For at studere disse sygdomme hos mus, skal forskerne blive kreative. Nogle af disse kreative manøvrer omfatter hormonbehandling, vævstransplantationer eller genoverførsel. Derefter bliver musene lidt mere menneskelige.
Nogle gange, som med komplekse psykiske lidelser, er udfordringen latterligt hårdt. Så forskere skal slå sig ned for bare at efterligne nogle få symptomer.
10 Gonorré
Gonorré er en STD forårsaget af en bakterie, Neisseria gonorrhoeae. I naturen smitter det kun mennesker.
I laboratoriet har forskere brugt sprøjter til at injicere N. gonorrhoeae ind i mange muss vaginer. Men N. gonorrhoeae kan ikke rigtig godt lide at leve i mus. Så infektionen tager normalt ikke.
Efter en masse fejlfinding opdagede forskerne, at der er et kort vindue under østrus-cyklusen, når forholdene i musens vagina bare er lige. Under det vindue N. gonorrhoeae kan trives.
Normalt passerer vinduet hurtigt. Ved at behandle mus med et kvindelig kønshormon, 17β-østradiol, kan forskere forlænge dette vindue. Efter dette østrogen boost kan musens vagina være vært N. gonorrhoeae i mange dage.
Med disse mus har forskere været i stand til at teste nye lægemidler. De har også været i stand til at studere det nysgerrige faktum, at en infektion ofte ikke giver langsigtet immunitet. Som mennesker kan mus ofte smittes igen, efter at de er kommet tilbage fra deres første kamp.
I den virkelige verden har mennesker sjældent gonoré i isolation. Så meget som 70 procent af tiden er en gonoréinfektion ledsaget af en chlamydiainfektion. For at studere dette problem har forskere også lavet dobbelt-STD-mus. For at bygge disse modeller injicerer de to slags bakterier ind i musens vaginer: C. muridarum og så N. gonorrhoeae.
9 Alzheimers sygdom
Alzheimers sygdom er en degenerativ sygdom, som påvirker hjernen og kan forårsage alvorligt hukommelsestab. I hjernen hos Alzheimers patienter vises mange klumper af protein, der hedder plaques. Disse plaques er dannet ud af stykker af et protein kaldet APP.
Der er mange måder at opbygge Alzheimers mus på. Flere er afhængige af en mutant form for APP, som findes i to svenske familier. I disse familier ankommer Alzheimer usædvanligt tidligt, mens patienterne stadig er i deres halvtredserne.
Mange Alzheimers mus viser hukommelsestab. For at måle dette har forskere brugt flere tests. Den ene hedder Morris vand labyrinten. I denne test skal mus huske placeringen af en skjult platform sat inde i en pool vand.
En anden test kaldes den nye genkendelse genkendelse test. En mus er præsenteret med to objekter: en, som den har set før og en, som den ikke har. Normale mus bruger mere tid på at udforske det nye objekt. Alzheimers mus kan ikke synes at fortælle forskellen.
8 Measles
Measles er forårsaget af en virus. I de fleste tilfælde fører det til feber og pletter på huden. I sjældne tilfælde kan det også forårsage hjerneskade eller død.
I den naturlige verden inficerer kun mæslinger mennesker. Viruset kommer ind i humane celler ved en af to receptorer: CD46 eller CD150.
For at gøre mus modtagelige for mæslingerne har forskere introduceret generne for disse receptorer til mus. Efter infektion udvikler nogle af disse mæslingsmus alvorlige reaktioner.
I et 2006-dokument transformerede forskere f.eks. Mus med den humane CD150-receptor. Derefter inficerede de disse mus med mæslingerne på to forskellige måder: ved at injicere viruset i deres næsebor eller direkte ind i deres hjerner. Efter infektion blev mange af musene forsvundet hurtigt. De tabte kontrol over deres bevægelser, udviklede anfald og døde.
Sværhedsgraden af sagen afhang af musens alder. Nyfødte mus var altid goners, men fire uger gamle mus overlevede altid. I to uger gamle og tre uger gamle mus var dødsfrekvensen et sted i midten.
7 HIV
Hidtil har hiv dræbt omkring 39 millioner mennesker. Millioner flere er smittet hvert år.
For at inficere en human celle binder hiv til receptorer på celleoverfladen. I chimpanser, vores nære fætre, er disse receptorer ens. Så HIV kan også inficere chimpanser.
Mus er dog meget mere fjernt beslægtet. I de 90 millioner år siden mus og primater splittede måder, har disse proteiner også ændret sig. Som følge heraf kan HIV ikke inficere mus.
En måde at løse dette problem på er at overføre humane gener til mus. Imidlertid er der mindst tre menneskelige gener nødvendige for at hjælpe hiv, der trives i en mus.
En mere populær tilgang er at opbygge mus med humane immunsystemer. Dette indebærer nogle humane-til-mus-celleinjektioner og ofte en operation. Sådanne mus kaldes "humaniseret".
En række humaniserede mus kaldes BLT, en reference til bacon-salat-tomat sandwich. Til forskel fra sandwichen indeholder BLT-musen en blanding af humane celler taget fra tre kilder: knoglemarv, lever og thymus.
For at opbygge en BLT-mus, begynder forskere med en mus med et defekt immunsystem. Så tager de biter af lever og thymus hentet fra menneskelige foster og transplanterer dem under musens nyre. De injicerer også nogle stamceller hentet fra humant knoglemarv.
Derefter transformeres musen. Det er fyldt med humane immunceller og 100 procent modtagelige for hiv. Humaniserede mus kan inficeres med hiv via vagina eller anus eller med en nål lige ind i deres årer.
6 Acne
Acne er et menneskeligt problem. Vores nærmeste fætre, chimpanser, får ikke bumser. Gør heller ikke mus.
Acne udløses af et destruktivt frem og tilbage mellem den menneskelige hud og bakterien Propionibacterium acnes. Det meste af tiden, P. acnes er uskadelig. Men når iltniveauer dyppes inde i en pore, P. acnes angriber huden. Derefter kæmper immunsystemet tilbage. Resultatet er meget pus.
For at studere acne har forskere injiceret P. acnes ind i mus. Musøret er et populært injektionssted. Andre forskere har brugt musens ryg.
Men P. acnes kan ikke lide at leve i mus. Det foretrækker meget mennesker.
At gøre mus mere venlige til P. acnes, en gruppe forskere besluttede at indføre humane celler i mus. De stak huller i Teflon-cylindre, placerede humane celler inde i dem og transplanterede cylindrene ind i musklerne. En uge senere injicerede de P. acnes.
Inde i musene overlevede de menneskelige celler. Det gjorde det også P. acnes. Som reaktion monterede musens kroppe et immunrespons. Det lignede noget i, hvad der sker i et menneskeligt ansigt, før der dannes en bums.
5 Obsessiv-kompulsiv lidelse
Mennesker med obsessiv-kompulsiv lidelse (OCD) føler sig drevet til gentagne gange at udføre samme handling. Nogle vasker deres hænder hundredvis af gange om dagen. Andre komplette udførlige tællerritualer hver gang de forlader et værelse.
Mus vasker ikke deres hænder. Men de beskæftiger sig med en tilsvarende adfærd, der kaldes grooming, hvor de gnider sig med deres poter. Overdreven grooming i mus bruges ofte som model for human OCD.
I mange tilfælde af OCD er en region i hjernen kaldet den orbale frontale cortex abnorm aktiv. For at genskabe OCD i mus besluttede en gruppe forskere at stimulere den orbale frontale cortex med lysimpulser.
En puls var ikke nok. Imidlertid begyndte musene at pleje sig hyppigere efter mange pulser spredt ud over flere dage. Nogle af disse mus responderede også på en kemisk behandling for OCD, der har vist sig at virke hos mennesker.
Forskere har også lavet mus med OCD ved at mutere bestemte gener. I nogle af disse mutanter kan grooming blive intens. Hoxb8-mutanter gratulerer så kraftigt, at de fjerner deres eget hår. Sapap3-mutanter gnider gentagne gange deres ansigter, indtil de forårsager sår.
4 Alkoholisme
Alkoholikere er fysisk afhængige af alkohol. De oplever intense trang og drikker tungt.
I mennesker kører alkoholisme nogle gange i familier. Hos mus, en kærlighed til alkohol synes også at være genetisk. Nogle musestammer drikker lidt alkohol, når de får mulighed. Andre stammer drikker mere.
Mus metaboliserer alkohol hurtigt, fem gange hurtigere end mennesker gør. Så, uden at tvinge alkoholen ned i halsen, kan det være svært at gøre mus virkelig berusede.
En måde at overvinde dette problem på er at opdrætte mus, der absolut elsker alkohol og drikker tonsvis af det frivilligt. For at gøre dette vælger forskerne musene fra hver generation, der drikker mest. Efter flere aflningsrunder er resultatet høje alkoholforetrukne (HAP) mus.
Nogle af disse HAP-mus bliver fyldte. Efter at have drukket i mange timer, kan deres blodalkohol stige til over tre gange den juridiske køregrænse. Musens bevægelser bliver ukoordinerede, og de kæmper for at gå i balancebalance.
Som i mennesker er alt dette drikkevand frivilligt. HAP-mus har mulighed for at holde fast i vand. Men de er altid tiltrukket af alkohol.
3 Huntington's sygdom
Huntingtons sygdom påvirker nervesystemet. Lidelser mister gradvist evnen til at kontrollere deres bevægelser og tænke klart.
Sygdommen er genetisk, der kan spores til huntingtin-genet, der er lokaliseret på human kromosom 4. Normale versioner af huntingtin-genet indeholder flere gentagelser af CAG, en tre-bogstavs DNA-sekvens. I sygdomsfremkaldende versioner af genet bliver disse gentagelser ude af kontrol. I mutant huntingtin er der mere end 35 CAG'er til stede.
I et forsøg introducerede forskere en mutant form for humant huntingtin i mus. Den indeholdt 72 CAG gentagelser.
En mus, der bærer dette 72-gentagelsesgen, led motoriske problemer. Det kunne ikke fuldføre en beam-crossing test. Når dangled ved halen og derefter vendte tilbage til jorden, kæmpede det for at finde sin fod. Det var også en tendens til at gå i cirkler.
Da forskerne udførte en obduktion fandt de, at musens hjerne var begyndt at degenerere, ligesom hjernerne hos Huntingtons patienter.
Forskere har også lavet mange andre stammer fra Huntington musen. Nogle indeholder kun fragmenter af mutantgenet eller udtrykker genet kun i specifikke hjerneceller.
2 autisme
Personer med autisme har svært ved at interagere med andre mennesker. Nogle er også involveret i gentagne adfærd som flapping deres hænder.
Mange forskellige gener bidrager til en risiko for autisme. Cntnap2 spiller for eksempel en rolle i tidlig hjerneudvikling.
I et eksperiment slog forskere Cntnap2-genet ud i mus. I disse mutanter udviklede hjernen forskelligt. Nogle hjerneceller rejste ikke, hvor de skulle gå. Niveauer af en slags hjernecelle kaldet interneuron blev også reduceret.
Mus uden Cntnap2 genet opførte sig også forskelligt. Mange af deres adfærd lignede symptomer på human autisme. For eksempel var mutanterne mindre kommunikative som pupper. Når de blev adskilt fra deres mødre, gav de færre nødopkald.
Som voksne var mus uden Cntnap2-genet også mindre sociale. Når normale mus er præsenteret med et tomt rør og et rør indeholdende en mus, foretrækker de sædvanligvis at undersøge det rør, der indeholder musen. Men mus uden Cntnap2 genet viste ingen sådan præference.
Ligesom mange mennesker med autisme har mus uden Cntnap2 genet også engageret i gentagne adfærd. De gravede flere gange på jorden. De plejede sig også til at risikere skade.
Disse mus responderede også på medicinen risperidon meget som mennesker med autisme gør.Efter at musene fik medicinen, blev deres gentagne adfærd kontrolleret. Men de sociale problemer forblev.
1 skizofreni
Schizofreni er en psykisk sygdom. Dens mest berømte symptomer er vrangforestillinger og hallucinationer. Mindre dramatiske symptomer omfatter apati og læringsproblemer.
Hos mennesker med skizofreni er MD-neuronen, en slags hjernecelle, mindre aktiv. For at genskabe denne mentale forskel i mus, blokerede forskerne neuronerne kemisk. Efter denne blokering havde mus problemer med at tilpasse sig nye regler for at finde mad. Denne vanskelighed kan ligne de slags læringsproblemer, som mennesker med skizofreni har.
Schizofreni kører også i familier. Mange forskellige gener synes at spille en rolle. I en skotsk familie synes en mutation i et gen, der hedder DISC1, at øge risikoen. For at studere denne forbindelse introducerede forskere en mutant form for DISC1 i mus.
I mus med mutant DISC1 udviklede hjernen forskelligt. Et sæt strukturer kaldet de laterale ventrikler blev større end normalt. Dette var især sandt på venstre side. Disse slags hjerneforskelle ses også hos mennesker med skizofreni.
Mus med mutant genet viste også andre symptomer. Nogle gange var de mere hyperaktive. Når de fik et åbent felt til at løbe ind, scurried de rundt lidt mere manisk end normale mus gjorde. På andre tidspunkter var musene mere apatiske. Når de faldt i en beholder med vand, satte de mindre af en kamp end normale mus gjorde.
Disse adfærdsmæssige forskelle kan have noget at gøre skizofreni, men forskere er ikke sikre.
Hvorvidt musene nogensinde vil blive konstrueret til at vise nogle af skizofreniens mere berømte symptomer - som hørestemmelser eller tro at de er nogle berømte historiske figurer - er uklare. Du kan muligvis have en menneskelig hjerne til det. Men selvom en skizofren mus kom til at tro, at det var Elvis, ville det ikke være i stand til at fortælle forskerne om det.