Dele:
10 menneskesykdommer som vi har gitt til mus
Mus er gode forskningsverktøy. Forskere kan injisere dem, smitte dem, dissekere dem og lære alle slags nyttige ting som er relevante for menneskers helse.
Mange sykdommer, men bare plager mennesker. For å studere disse sykdommene hos mus, må forskerne bli kreative. Noen av disse kreative manøvrer inkluderer hormonbehandling, vevstransplantasjoner eller genoverføring. Etterpå blir musene litt mer menneskelige.
Noen ganger, som med komplekse psykiske lidelser, er utfordringen latterlig vanskelig. Så forskere må slå seg ned for bare å etterligne noen få symptomer.
10 Gonoré
Gonoré er en STD forårsaket av en bakterie, Neisseria gonorrhoeae. I naturen smitter den bare mennesker.
I laboratoriet har forskere brukt sprøyter til injeksjon N. gonorrhoeae inn i vaginene til mange mus. Men N. gonorrhoeae egentlig ikke liker å leve i mus. Så smittingen tar vanligvis ikke.
Etter mye feilsøking oppdaget forskerne at det er et kort vindu under østrus-syklusen når forholdene i musens vagina er akkurat. Under det vinduet, N. gonorrhoeae kan trives.
Normalt passerer det vinduet raskt. Ved å behandle mus med et kvinnelig kjønnshormon, 17β-østradiol, kan forskere forlænge dette vinduet. Etter dette østrogenforhøyelsen kan musens vagina være vert N. gonorrhoeae i mange dager.
Med disse musene har forskere vært i stand til å teste nye medisiner. De har også kunnet studere det nysgjerrige faktum at en infeksjon ofte ikke gir langsiktig immunitet. Som mennesker kan mus ofte bli smittet igjen etter å ha fått seg tilbake fra første gang.
I den virkelige verden har folk sjelden gonoré i isolasjon. Så mye som 70 prosent av tiden, er en gonoréinfeksjon ledsaget av en chlamydiainfeksjon. For å studere dette problemet har forskere også laget dobbel-STD-mus. For å bygge disse modellene, injiserer de to slags bakterier inn i musens vaginer: C. muridarum og så N. gonorrhoeae.
9 Alzheimers sykdom
Alzheimers sykdom er en degenerativ sykdom som påvirker hjernen og kan forårsake alvorlig hukommelsestap. I hjernen til Alzheimers pasienter, vises mange klumper av protein som kalles plaketter. Disse plakkene dannes ut av stykker av et protein som kalles APP.
Det er mange måter å bygge Alzheimers mus på. Flere stole på en mutant form for APP, som finnes i to svenske familier. I disse familiene kommer Alzheimer uvanlig tidlig, mens pasientene fortsatt er på 50-tallet.
Mange Alzheimers mus viser hukommelsestap. For å måle dette har forskere brukt flere tester. Den ene kalles Morris vann labyrinten. I denne testen må musene huske plasseringen av en skjult plattform satt inne i et basseng med vann.
En annen test kalles den nye objektgenkjenningsprøven. En mus presenteres med to objekter: en som den har sett før og en som den ikke har. Normale mus bruker mer tid på å utforske det nye objektet. Alzheimers mus kan ikke synes å fortelle forskjellen.
8 Measles
Measles er forårsaket av et virus. I de fleste tilfeller fører det til feber og flekker på huden. I sjeldne tilfeller kan det også forårsake hjerneskade eller død.
I den naturlige verden smitter meslinger kun mennesker. Viruset kommer inn i humane celler ved en av to reseptorer: CD46 eller CD150.
For å gjøre musene utsatt for meslinger, har forskere innført gener for disse reseptorene i mus. Etter infeksjon utvikler noen av disse meslingermusene alvorlige reaksjoner.
I et 2006-dokument forvandlet forskere mus med den humane CD150-reseptoren. Da smittet de disse musene med meslinger på to forskjellige måter: ved å injisere viruset i neseborene eller direkte inn i hjernen. Etter infeksjon ble mange av musene forsvunnet raskt. De mistet kontrollen over bevegelsene sine, utviklet anfall og døde.
Sværheten av saken avhenger av alderen på musene. Nyfødte mus var alltid goners, men fire uker gamle mus overlevde alltid. I to ukers gamle og tre ukers gamle mus var dødsfallet et sted i midten.
7 HIV
Hittil har hiv drept ca 39 millioner mennesker. Millioner flere er smittet hvert år.
For å infisere en human celle binder HIV til reseptorer på celleoverflaten. I sjimpanser, våre nære fettere, er disse reseptorene like. Så HIV kan infisere chimpanser også.
Mus er imidlertid mye mer fjernt relatert. I de 90 millioner årene siden mus og primater delte måter, har disse proteinene også endret seg. Som et resultat kan HIV ikke infisere mus.
En måte å løse dette problemet på er å overføre humane gener til mus. Imidlertid er det nødvendig med minst tre menneskelige gener for å hjelpe HIV til å trives i en mus.
En mer populær tilnærming er å bygge mus med humane immunforsvar. Dette innebærer noen injeksjoner fra mennesker til mus, og ofte operasjon. Slike mus blir kalt "humanisert".
En rekke humaniserte mus kalles BLT, en referanse til bacon-salat-tomat-sandwich. I motsetning til sandwichet inneholder BLT-musen en blanding av humane celler tatt fra tre kilder: benmarg, lever og tymus.
For å bygge en BLT-mus, begynner forskere med en mus med et defekt immunsystem. Deretter tar de biter av lever og thymus hentet fra menneskelige foster og transplanterer dem under musens nyre. De injiserer også noen stamceller hentet fra humant benmarg.
Etter det blir musen forvandlet. Den er full av humane immunceller og 100 prosent utsatt for HIV. Humaniserte mus kan infiseres med HIV via skjeden eller anus eller med en nål rett inn i deres årer.
6 Acne
Akne er et menneskelig problem. Våre nærmeste fettere, sjimpansene, får ikke kviser. Heller ikke mus.
Akne utløses av et destruktivt frem og tilbake mellom den menneskelige huden og bakterien Propionibacterium acnes. Meste parten av tiden, P. acnes er ufarlig. Men når oksygenivåer dyppes inne i en pore, P. acnes angriper huden. Så kjemper immunforsvaret tilbake. Resultatet er mye pus.
For å studere akne har forskere injisert P. acnes inn i mus. Musøret er et populært injeksjonssted. Andre forskere har brukt musens rygg.
Men P. acnes liker ikke å leve i mus. Det foretrekker mennesker mye.
For å gjøre musene mer vennlige til P. acnes, bestemte en gruppe forskere seg for å introdusere humane celler til mus. De stakk hull i Teflon-sylindere, plasserte menneskelige celler inni dem, og transplanterte sylinderene inn i musklene. En uke senere injiserte de P. acnes.
Inne i musene overlevde de menneskelige cellene. Så gjorde P. acnes. Som svar reiste musens organer en immunrespons. Det var noe som ligner på det som skjer i et menneskelig ansikt før en pimple blir dannet.
5 Obsessiv-kompulsiv lidelse
Personer med obsessiv-tvangssykdom (OCD) føler seg drevet til gjentatte ganger å utføre samme handling. Noen vasker sine hender hundrevis av ganger om dagen. Andre komplette utførlige tellerritualer hver gang de forlater et rom.
Mus vasker ikke hendene sine. Men de engasjerer seg i en tilsvarende oppførsel kalt grooming der de gni seg med sine poter. Overdreven grooming i mus brukes ofte som modell for human OCD.
I mange tilfeller av OCD, er en region av hjernen kalt den orbale frontale cortex unormalt aktiv. For å gjenopprette OCD i mus bestemte en gruppe forskere seg for å stimulere den orbitale frontale cortex med lyspulser.
En puls var ikke nok. Men etter at mange pulser spredte seg over flere dager, begynte musene å pleie seg oftere. Noen av disse musene reagerte også på en kjemisk behandling for OCD som har vist seg å virke hos mennesker.
Forskere har også laget mus med OCD ved å mutere bestemte gener. I noen av disse mutantene kan grooming bli intens. Hoxb8-mutanter groom så kraftig at de fjerner sitt eget hår. Sapap3-mutanter gnider gjentatte ganger deres ansikter til de forårsaker sår.
4 Alkoholisme
Alkoholistene er fysisk avhengige av alkohol. De opplever sterke krefter og drikker tungt.
I mennesker går alkoholisme noen ganger i familier. I mus, synes en kjærlighet til alkohol også å være genetisk. Noen musestammer drikker lite alkohol når de får anledning. Andre stammer drikker mer.
Mus metaboliserer alkohol raskt, fem ganger raskere enn mennesker gjør. Så, uten å tvinge alkoholen ned i halsen, kan det være vanskelig å gjøre musene veldig full.
En måte å overvinne dette problemet på er å avle mus som absolutt elsker alkohol og drikker tonnevis av det frivillig. For å gjøre dette velger forskerne musene fra hver generasjon som drikker mest. Etter flere runder av avl, er resultatet høy-alkohol-prefererende (HAP) -mus.
Noen av disse HAP-musene blir full. Etter å ha drukket i mange timer, kan deres blodalkohol stige til over tre ganger den juridiske kjøregrensen. Musens bevegelser blir ukoordinert, og de sliter med å gå en balanse.
Som i mennesker er alt dette drikking frivillig. HAP-mus har muligheten til å holde fast med vann. Men de er alltid trukket på alkohol.
3 Huntingtons sykdom
Huntingtons sykdom påvirker nervesystemet. Lidene mister gradvis evnen til å kontrollere sine bevegelser og tenker tydelig.
Sykdommen er genetisk, sporbar til huntingtin-genet plassert på human kromosom 4. Normale versjoner av huntingtin-genet inneholder flere gjentagelser av CAG, en tre-bokstavs DNA-sekvens. I sykdomsfremkallende versjoner av genet blir disse repeteringene ute av kontroll. I mutant huntingtin er mer enn 35 CAGer til stede.
I ett eksperiment introduserte forskere en mutant form for humant huntingtin i mus. Den inneholdt 72 CAG gjentakelser.
En mus som bærer dette 72-gjenta genet led motorproblemer. Det kunne ikke fullføre en strålekryssingstest. Når danglet av halen og så tilbake til bakken, slitt det seg for å finne sin fot. Det pleier også å gå i sirkler.
Når forskere utførte en obduksjon fant de at musens hjerne var begynt å degenerere, akkurat som hjernene til Huntingtons pasienter.
Forskere har også gjort mange andre stammer av Huntington-musen. Noen inneholder bare fragmenter av mutantgenet eller uttrykker genet bare i bestemte hjerneceller.
2 autisme
Personer med autisme har en vanskelig tid i samspill med andre mennesker. Noen også engasjere seg i repeterende atferd som flapping hendene.
Mange forskjellige gener bidrar til en risiko for autisme. Cntnap2 spiller for eksempel en rolle i tidlig hjerneutvikling.
I ett eksperiment slo forskere ut Cntnap2-genet i mus. I disse mutantene utviklet hjernen annerledes. Noen hjerneceller reiste ikke der de skulle gå. Nivåer av en slags hjernecelle kalt interneuron ble også redusert.
Mus uten Cntnap2 genet oppførte seg også annerledes. Mange av deres oppførsel lignet symptomer på menneskelig autisme. For eksempel var mutantene mindre kommunikative som valper. Når de ble skilt fra sine mødre, ga de færre nødsamtaler.
Som voksne var mus uten Cntnap2-genet også mindre sosiale. Når normale mus presenteres med et tomt rør og et rør som inneholder en mus, foretrekker de vanligvis å undersøke røret som inneholder musen. Men mus uten Cntnap2-genet viste ingen slik preferanse.
Som mange mennesker med autisme, har mus uten Cntnap2-genet også engasjert i repeterende atferd. De gravet gjentatte ganger på bakken. De preparerte seg også for å risikere skade.
Disse musene reagerte også på medisinen risperidon mye som mennesker med autisme gjør.Etter at musene fikk medisinen, ble deres repeterende oppførsel kontrollert. Men de sosiale problemene ble igjen.
1 skizofreni
Schizofreni er en psykisk sykdom. Dens mest kjente symptomer er vrangforestillinger og hallusinasjoner. Mindre dramatiske symptomer inkluderer apati og læringsproblemer.
Hos mennesker med schizofreni er MD-neuronet, en slags hjernecelle, mindre aktiv. For å gjenskape denne mentale forskjellen i mus, blokkerte forskerne nevronene kjemisk. Etter denne blokkeringen hadde musene problemer med å tilpasse seg nye regler for å finne mat. Denne vanskeligheten kan ligne på slags læringsproblemer som mennesker med schizofreni har.
Schizofreni går også i familier. Mange forskjellige gener synes å spille en rolle. I en skotsk familie synes en mutasjon i et gen som heter DISC1 å øke risikoen. For å studere denne forbindelsen introduserte forskere en mutant form av DISC1 i mus.
I mus med mutant DISC1 utviklet hjernen annerledes. Et sett med strukturer kalt laterale ventrikkene ble større enn normalt. Dette var særlig sant på venstre side. Disse typer hjerneforskjeller ses også hos mennesker med schizofreni.
Mus med mutantgenet viste også andre symptomer. Noen ganger var de mer hyperaktive. Når de fikk et åpent felt for å løpe inn, scurried de rundt litt mer manisk enn vanlig mus gjorde. På andre tidspunkter var musene mer apatiske. Når de droppet inn i en beholder med vann, satte de mindre av en kamp enn vanlige mus gjorde.
Disse atferdsforskjellene kan ha noe å gjøre skizofreni, men forskere er ikke sikre.
Hvorvidt mus vil bli konstruert for å vise noen av schizofreniets mer kjente symptomer som hørestemmelser eller tro at de er noen kjente historiske figurer, er uklart. Du må kanskje ha en menneskelig hjerne for det. Men selv om en schizofrene mus kom til å tro at det var Elvis, ville det ikke være i stand til å fortelle forskere om det.