salturi


Ultima revistă

Septembrie 2018
Îndrăzneț Bearcat

Găsindu-și vocea
Pericol la robinet
Apărare virtuală
Schimbător global de joc
Sărbătorind Bicentenarul UC

Numere trecute

Răsfoiți arhiva noastră a numerelor din trecut ale revistei UC.

Cercetările UC au descoperit că broaștele sunt instrumente valoroase și rentabile pentru demonstrarea efectelor hormonului stresului fetal asupra bolilor cronice adulte.

Fotografii de la Adobestock/Alamy și furnizate

12 ianuarie 2017

Biologii UC au apelat la surse de amfibieni - în special broaște și mormoloci - pentru a ajuta la luminarea modului în care factorii de stres precoce din uter și la scurt timp după naștere pot juca un rol în apariția bolilor adulte precum diabetul și bolile cardiovasculare.

Privind modul în care evenimentele din exterior pot influența momentul dezvoltării și modul în care stresul poate interfera cu dezvoltarea hormonală, Katelin Schneider, student în anul III, absolvent de biologie la UC, constată că broaștele cu gheare occidentale (sau Xenopus tropicalis) fac modele excelente pentru studiile asupra dezvoltării umane. Ea și-a prezentat cercetările în ianuarie la reuniunea anuală a Societății pentru Biologie Integrativă și Comparată din New Orleans din 2017.

Cercetătorii găsesc modelele animale de mormoloc Xenopus tropicalis ca instrumente ideale pentru a analiza efectele hormonului stresului asupra sugarilor, deoarece absorbția se găsește cel mai mult în coadă, care este foarte ușor de îndepărtat și analizat. fotografie/furnizat

Studiile au arătat că momentul dezvoltării mormolilor până la maturizare este la fel ca bebelușii umani care se dezvoltă în uter și trec prin naștere, spune Schneider.

„Știm că mormolocii și oamenii au aceiași hormoni, receptori și gene”, spune ea. „Pentru că am reușit să secvenționăm genele și să identificăm relativ rapid expresia genică din stres pe aceste broaște, am putut realiza experimentele într-un mod rapid, sigur și rentabil. ”

Studiile anterioare folosind mamifere au arătat deja o relație clară între stresul experimentat chiar înainte sau la naștere și incidența bolilor non-transmisibile la adulți, cum ar fi bolile de inimă, obezitatea, diabetul și tulburările neurologice, cum ar fi depresia, precum și o rată mai mare de suicid la adulți, spune Daniel Buchholz, profesor asociat de biologie al UC.

El spune că și cercetătorii au arătat o legătură între stres care apare în timpul sarcinii umane în situații precum foametea sau războiul și mai târziu efecte fiziologice în același grup de copii pe măsură ce devin adulți.

Buchholz spune că mecanismul din spatele acestei susceptibilități este legat de răspunsurile modificate la stres care afectează metabolismul și provoacă inflamații.

„Acest studiu ajută la indicarea momentului, nivelului hormonilor de stres și asupra genelor în care se exprimă acest stres”, spune Schneider.

Studentul absolvent al UC și endocrinolog în dezvoltare Katelin Schneider deține „Kermit”, o broască de cercetare completă. Schneider analizează nivelurile hormonului stresului pe diferite organe după tratarea mormolilor cu corticosteron. fotografii/furnizate

Folosind mormolocurile ca modele, Schneider a identificat o genă specifică, USH1g, care poate fi utilizată pentru a detecta cu ușurință stresul. Ea a imitat factorii de stres în perioada timpurie prin introducerea hormonului de stres corticosteron în apa mormolocurilor în etapa de dezvoltare, când membrele lor posterioare încep să apară.

Ea a tratat mai multe acvarii în momente diferite în decurs de 24 de ore. De asemenea, ea a căutat momentul optim pentru a privi această genă în diferite organe.

Schneider, care este specializată în endocrinologie a dezvoltării în cadrul departamentului de biologie de la Colegiul de Arte și Științe al UC, a găsit o expresie de vârf a genei USH1g în analiza organelor. În funcție de nivelul de corticosteron introdus, Schneider a descoperit că plămânii și membrele s-au dezvoltat mai devreme decât ar face în mod normal în ceea ce ea descrie ca o adaptare la stres, astfel încât animalul să poată ieși mai repede din mediul său. Ulterior, efectul a fost găsit cel mai mult în plămâni, inimă, ficat și o creștere de șapte ori a cozii, dar în acest stadiu foarte puțin în creier.

„Ceea ce face ca acest model animal să fie un instrument atât de ideal este că este exprimat cel mai mult în coadă, iar coada este foarte ușor de îndepărtat și analizat”. spune Schneider. „Aceste rezultate confirmă studiile anterioare și ajută la punerea unui indicator asupra locului în care se află efectele.”

Cercetările UC au descoperit că bolile inflamatorii cronice precum diabetul, bolile cardiovasculare și obezitatea pot fi legate de niveluri crescute de stres chiar înainte și imediat după naștere. fotografie/AdobeStock

Ea explică faptul că mormolocurile și fetușii umani expuși la stres în uter se nasc de obicei cu o greutate mai mică la naștere, ceea ce, la rândul său, este, de asemenea, cunoscut ca predispune indivizii la obezitate, probleme cardiace și diabet mai târziu în viață.

Modul în care se întâmplă toate acestea nu este încă complet clar sau înțeles, dar uitându-ne la aceste gene, Schneider este să afle ce organe sunt afectate, cum afectează hormoni genele și cum afectează genele dezvoltarea, despre care spune că sunt cheile puzzle-ului.

„Știm că dezvoltarea amfibienilor este controlată de hormonul tiroidian și că hormonul stresului, corticosteronul acționează cu hormonii tiroidieni pentru a accelera dezvoltarea”, spune Schneider. Efectele sunt similare cu ceea ce se întâmplă la nou-născuți atunci când un hormon este administrat la naștere pentru a grăbi dezvoltarea plămânilor, adaugă ea.

Dar Schneider spune că atunci când hormonii sunt administrați pentru perioade mai lungi de timp sau când un bebeluș se confruntă cu creșterea hormonului prin stres de mediu, acesta poate prezenta efecte negative.

„Unul dintre cele mai profunde efecte din stresul experimentat în dezvoltarea timpurie este că modul în care organismul controlează situațiile stresante mai târziu în viață este modificat”, spune Buchholz. „Când adulții se confruntă cu stresul, hormonii noștri de stres cresc și apoi cad înapoi, dar acest proces a fost schimbat la persoanele care au experimentat un stres extrem în dezvoltarea lor timpurie. ”

Biologii UC speră că studiile lor vor ajuta la cercetări suplimentare în ceea ce privește opțiunile de tratament pentru bolile inflamatorii cronice induse de stres, precum și modificările stilului de viață pentru a preveni stresul crescut în timpul sarcinii. fotografie/AdobeStock

Într-o lucrare anterioară publicată despre asemănările metamorfozei broaștei și a sarcinii și nașterii umane, Buchholz spune că întreruperea controlului hormonal al dezvoltării duce în cele din urmă la inflamație și că inflamația este legată de bolile cronice ale adulților.

„Acesta este un lucru uimitor în ceea ce privește modul în care mediul poate avea efecte atât de îndelungate și uneori negative asupra oamenilor”, spune Buchholz. „Aceste informații sunt valoroase, astfel încât să putem face tot posibilul să avem grijă de noi înșine și de copiii noștri.”

În timp ce cercetările lui Schneider din laboratorul de biologie Buchholz au reușit să caracterizeze o genă care este controlată de stres la amfibieni, ea spune că este încă știință în stadiu incipient. Studiile viitoare care aplică aceste metode mamiferelor și oamenilor sunt necesare înainte de a putea fi dezvoltate tratamente medicamentoase sau modificări comportamentale.

Schneider spune că acest lucru și cercetările ulterioare ar putea dovedi beneficiile unei îngrijiri prenatale bune în timpul sarcinii, precum și să încurajeze istorii mai bune și mai aprofundate luate de medici despre experiențele unui pacient în jurul nașterii lor, în special pentru cei cu boli cronice.

„Sper că cercetările mele vor propulsa studii suplimentare folosind amfibieni și markeri genetici”, spune Schneider. Sperăm, de asemenea, că modelele pe animale, astfel de studii, vor duce în cele din urmă la opțiuni eficiente de tratament pentru bolile induse de stres și mai ales pentru a găsi modalități de a evita cu totul efectele precoce ale stresului.

  • 970,00 dolari Sigma Xi Grant pentru a izola ARN, sintetiza ADNc și un amestec master PCR cantitativ, toate o parte dintr-un buget total total de 2.000 $ necesar pentru măsurarea expresiei genelor.