Wissenschaftler nutzen Zebrafische, um das Kurzdarmsyndrom besser zu verstehen

Wissenschaftler haben große Schritte zum Verständnis des Kurzdarmsyndroms gemacht, indem sie in einer neuen Studie ein Zebrafisch-Modell entwickeln.
Kurzdarmsyndrom kann bei Babys tödlich sein. Der Zustand wird in der Regel mit speziellen Diäten und Nahrungsergänzungsmitteln behandelt.

Kurzdarmsyndrom ist ein Zustand, der auftritt, wenn ein Abschnitt des Dünndarms fehlt oder bei der Geburt beschädigt oder während der Operation entfernt wird. Ein verkürzter Dünndarm kann dazu führen, dass der Darm nicht genug Oberfläche hat, um Nährstoffe richtig aufzunehmen, was zu Unterernährung, Dehydration und manchmal zum Tod führt.

Einige Patienten können ihre Fähigkeit erhöhen, Nährstoffe zu absorbieren, indem sie die Oberfläche des Darms in Reaktion darauf erhöhen, was als Adaptation bekannt ist. Die Mechanik hinter diesem Prozess ist jedoch wenig verstanden.

"Wir und andere haben darum gekämpft, die Anpassung zu verstehen, um das Leben unserer Patienten zu verbessern", sagt die Erstautorin Dr. Kathy Schall vom Kinderkrankenhaus Los Angeles (CHLA). Sie erklärt, dass Forscher Gewebe von Menschen nur zu verschiedenen Zeiten sehen können, wenn sie operiert werden müssen, und andere Forschungsmodelle sind sowohl schwierig zu verwenden als auch teuer.

"Die neue Lösung aus unserem Labor ist es, den Darm in kleinen Fischen zu untersuchen, die auf einen Groschen passen", sagt Studienleiterin Dr. Tracy C. Grikscheit vom Saban Research Institute an der CHLA.

Zebrafische werden manchmal von Forschern verwendet, die Stamm- und Progenitorzellen untersuchen, da ihre Zellen viele Ähnlichkeiten mit menschlichen Zellen aufweisen und eine hohe Regenerationsfähigkeit besitzen.

"Auch wenn die Fische unter dem Mikroskop klein sind, können wir die gleiche Operation durchführen, die bei Kindern mit Kurzdarmsyndrom durchgeführt wird", erklärt Dr. Grikscheit. "Und noch besser, wir haben Pionierarbeit geleistet, um die resultierenden Veränderungen in der Anatomie durch dreidimensionale Bildgebung der Fische aufzuzeigen, mit höherer Auflösung als einige Scans, die menschlichen Patienten zur Verfügung stehen."

Zebrafisch-Modell ermöglicht neue Perspektiven auf die Anpassung

Mit dreidimensionaler Bildgebung der Fische konnten die Forscher alle Veränderungen im Darm nach der Operation beobachten, was ihnen einen neuen Einblick gab, was bei menschlichen Patienten passiert, was zu neuen Lösungen für das Problem des Kurzdarmsyndroms führen könnte.

"Die in unserer Publikation gezeigten dreidimensionalen Rekonstruktionen dieser Fische machen deutlich, dass die Veränderungen im Fischdarm nach dieser Operation genau so sind wie bei den Babys, die wir pflegen", sagt Dr. Grikscheit.

Im Zebrafisch konnten die Forscher den Anpassungsprozess genau beobachten. Sie bemerkten 2 Wochen nach der Operation einen deutlichen Anstieg der Vorläuferzellen.

Ein weiterer Vorteil bei der Untersuchung des Kurzdarmsyndroms im Zebrafisch bestand darin, dass die Forscher die Mechanismen der Adaptation analysieren konnten, indem sie den Fischen Medikamente verabreichten, indem sie dem Wasser in ihrem Aquarium Verbindungen hinzufügten. Diese Methode war wesentlich einfacher und weniger teuer als frühere Ansätze.

Das Video unten zeigt ein Beispiel der dreidimensionalen Bildgebung, mit der die Forscher das Innere des Zebrafisches untersuchen.

Die Entdeckungen in der Studie, veröffentlicht in der American Journal of Physiologie-Magen-Darm-und Leberphysiologie, könnte zu weiteren Forschungen zur Identifizierung der Signalwege, die die Anpassung fördern, und der spezifischen Zellen, die schnell wachsen, führen.

Mehr Daten in diesen Bereichen könnten eines Tages zu einer besseren Versorgung von Babys mit Darmversagen führen - das ultimative Ziel für Dr. Grikscheit. "Als Kinderchirurg hat mein Labor nur ein Ziel: bessere Möglichkeiten für Kinder mit Kurzdarmsyndrom zu finden", sagt sie.

Diese Studie ist nicht die erste Medizinische Nachrichten heute hat über Zebrafische berichtet. Forscher schlugen vor, dass ein Mangel an Vitamin E das Gehirn schädigen könnte, nachdem der Zebrafisch mit einer Vitamin-arm-Diät gefüttert wurde.

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