Новые модели рыбок данио ускорят изучение человеческого скелета и остеопороза

Несмотря на обширные исследования, механизмы, лежащие в основе формирования и поддержания костей, всё ещё недостаточно изучены. Исследования в этой области остаются крайне важными: к 65 годам остеопороз развивается у 20% женщин, а 40% пожилых мужчин, перенёсших перелом шейки бедра, умирают в течение года после травмы. Заболевания скелета по-прежнему относятся к наиболее частым синдромам в западных популяциях с высокой смертностью, что стимулирует поиск более эффективных методов лечения.

Для лучшего понимания этих болезней исследователи из Центра медицинской генетики Гента (CMGG, Гентский университет) и Университетской больницы Гента разработали революционную модель рыбки данио (zebrafish). Она позволяет детально изучать процессы костеобразования и резорбции (разрушения) кости в организме. В норме эти два процесса сбалансированы, но при таких заболеваниях, как остеопороз, баланс нарушается, что приводит к чрезмерной потере костной массы и повышает риск переломов.

Данио, небольшая тропическая костистая рыба, хорошо подходит для исследований скелета и может раскрывать биологические процессы, происходящие в человеческом скелете. Долгое время использование данио в качестве модели для изучения костных нарушений было спорной темой из-за большого генетического расстояния (400 миллионов лет) между человеком и рыбой. Однако около 70% человеческих генов присутствуют и у данио, а многие части скелета у обоих видов схожи, что делает эту рыбу более пригодной для медицинских исследований, чем считалось ранее, даже для изучения скелета.

Исследователям удалось внести в данио несколько генетических мутаций, модифицировав гены, которые также оказывают важное влияние на качество кости и приводят к хрупкости костей у человека. Оказалось, что эти "мутировавшие" рыбки демонстрируют черты, удивительно схожие с таковыми у пациентов-людей: переломы рёбер, искривлённые кости и деформации лица.

Это открытие даст исследователям новое понимание того, как образуется и разрушается кость, что может ускорить разработку новых лекарств-кандидатов. Важное преимущество моделей на данио по сравнению с лабораторными мышами — с ними гораздо проще, эффективнее и дешевле работать. Данио также быстрее размножаются и могут производить до 300 икринок за один нерест. Эти преимущества вместе с результатами исследования могут значительно сократить количество экспериментов на мышах, которые в настоящее время являются основной животной моделью для изучения развития скелета.