Пещерные рыбы могут дать ключи к здоровью при диабете

Пещерные рыбы, обитающие в тёмных пещерах с редким доступом к пище, демонстрируют симптомы, сходные с диабетом, но, по-видимому, не испытывают проблем со здоровьем. Новые данные, представленные на конференции The Allied Genetics Conference (TAGC) 2016, раскрывают генетическую основу адаптации пещерных рыб к экстремальной среде, что в будущем может привести к новым методам лечения диабета и других заболеваний.

Уникальная адаптация Astyanax mexicanus

Исследовательская группа во главе с Николасом Ронером изучает вид рыб Astyanax mexicanus, обитающий в Мексике. Одна форма этих рыб, пещерная, живёт в полной темноте известняковых пещер, а другая — в поверхностных реках рядом с пещерами. В процессе эволюции пещерные рыбы утратили ненужные в темноте признаки (зрение, пигментацию) и приобрели черты, помогающие выживать в условиях скудного питания.

Особенности метаболизма

Фокус исследования — изменения метаболизма, позволяющие пещерным рыбам переживать длительные периоды без пищи. Учёные полагают, что пища попадает в пещеры примерно раз в год во время паводков. Когда еда доступна, рыбы много едят и значительно увеличивают запасы жира, которые затем используют для получения энергии.

• В лабораторных условиях при одинаковом рационе пещерные рыбы накапливали в 10 раз больше жира, чем их речные сородичи.
• Они также лучше сохраняли жир в периоды голодания.

Симптомы без патологий

В последнем исследовании обнаружено, что печени пещерных рыб содержат высокий уровень жира — состояние, аналогичное неалкогольной жировой болезни печени у человека. Однако, в отличие от людей, у рыб это не приводит к рубцеванию, воспалению, гибели клеток или печёночной недостаточности.

Также у пещерных рыб выявлены сильные колебания уровня глюкозы в крови: очень высокий после еды и очень низкий при её отсутствии. Эти колебания похожи на те, что испытывают люди с нелеченым диабетом 2-го типа, но у рыб они не вызывают негативных последствий.

Генетическая основа и эволюционная стратегия

Исследователи считают, что, подобно животным, впадающим в спячку, пещерные рыбы становятся инсулинорезистентными как часть стратегии накопления жира. Они идентифицировали генетическую мутацию как причину этой резистентности.

«Это не регуляторный или сезонный механизм, как у животных в спячке. Пещерные рыбы постоянно инсулинорезистентны, что подтверждает: это их стратегия для получения более высокого уровня жира в организме. Рыбы также должны были приобрести компенсаторные механизмы, позволяющие им оставаться здоровыми несмотря на высокий уровень жира», — пояснил Николас Ронер.

Перспективы для медицины

Это исследование — пример подхода сравнительной физиологии или эволюционной медицины, использующего адаптацию организмов к специфическим условиям среды для открытия новых молекулярных путей.

Ронер отмечает, что до создания конкретного лечения для пациентов могут пройти десятилетия. Однако уже сейчас можно указать на кандидатные гены и пути, которые пещерные рыбы используют для поддержания здоровья.

«Это уникальная стратегия, которую придумала эволюция, и то, что мы не могли изобрести. Как только мы идентифицируем гены и пути и поймём их, исследователи потенциально смогут разработать препараты, которые могут помочь пациентам», — сказал Ронер.