Fish-eye vista del ricercatore potrebbe offrire spunti per la visione umana

Maggio 7, 2016 Admin Salute 0 3
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Progetto di ricerca di uno studente Purdue University relative a sviluppo dell'occhio zebrafish potrebbe portare ad una migliore comprensione dei problemi di vista che colpiscono miliardi di persone in tutto il mondo.

Zeran Li, come studente universitario in scienze biologiche, ha guidato un team di ricerca che ha scoperto il ruolo di un enzima nella regolazione delle dimensioni dell'occhio nel pesce. Se il ruolo del enzima è simile a occhi umani, potrebbe essere rilevante per problemi di vista umano, come la miopia e ipermetropia.

"Nuove acquisizioni sul processo di controllo oculare-size in zebrafish possono aiutare la nostra comprensione del regolamento di dimensioni dell'occhio negli esseri umani", ha detto Li, che nel frattempo è graduato e sta perseguendo un dottorato in neuroscienze presso la Washington University. "I problemi di visione si verificano quando le dimensioni o la forma dei cambiamenti dell'occhio, e ciò che provoca questo è chiaro. Forse questa ricerca porterà ad una migliore comprensione di questo meccanismo e la scoperta di un nuovo trattamento per questi problemi."




Questi problemi di vista, chiamati errori di rifrazione, si verificano perché la lunghezza fisica dell'occhio dalla cornea alla retina è diversa dalla lunghezza ottica. Se un occhio è troppo lungo o troppo corto, la luce si concentra davanti o dietro la retina e la visione è offuscata, ha detto.

Errori di rifrazione colpiscono 3,8 miliardi di persone nel mondo, secondo il Centro Internazionale per l'Educazione degli occhi.

Li ha lavorato nel laboratorio di Yuk Fai Leung, un Purdue assistente professore di scienze biologiche. Leung ha curato la ricerca e ha guidato la squadra, ma crediti i due studenti universitari nel suo laboratorio per l'idea.

"L'ispirazione per questo studio è venuto da parte degli studenti universitari", ha detto. "Le loro osservazioni e interpretazioni contribuito a plasmare il nostro obiettivo attuale e ci ha permesso di fare questa scoperta. Sono molto orgoglioso degli scienziati che stanno diventando".

I risultati sono illustrati in un articolo in PLoS ONE. Oltre a Li e Leung, carta co-autori includono Purdue studente universitario Devon Ptak, ricercatori postdottorato Liyun Zhang e Wenxuan Zhong, e continui docente Elwood Walls.

Zebrafish sono utilizzati come modello per studiare i problemi di sviluppo e di crescita. Il pesce zebra, che sono chiamati per le loro strisce nere presenti in natura, deve essere reso trasparente per consentire l'attenta osservazione e di imaging necessari per la ricerca. Il modo più comune per ottenere questa trasparenza è per il trattamento di embrioni di zebrafish con una sostanza chimica chiamata phenylthiourea che blocca la formazione di pigmento nero, ha detto.

Li aveva precedentemente osservato che zebrafish embrioni trattati con le sostanze chimiche hanno occhi piccoli rispetto pesci non trattato, e ha scoperto che oltre a bloccare la pigmentazione, la chimica inibisce l'attività della tiroide.

La tiroide produce ormoni che regolano il metabolismo e l'influenza la crescita, e si è pensato che una generale soppressione dell'ormone tiroideo potrebbe causare la riduzione delle dimensioni degli occhi. Li teorizzato che phenylthiourea può sopprimere la produzione di ormone tiroideo perché condivide la stessa struttura come inibitore dell'ormone tiroideo noto. Si ha testato gli effetti di diversi inibitori differenti e trovato che non tutti avevano lo stesso effetto sulla crescita dell'occhio. Solo coloro che fermato produzione dell'enzima perossidasi tiroidea portato a dimensioni più piccole occhi.

"Se perossidasi tiroidea ha un ruolo specifico nella regolazione della crescita dell'occhio, sarebbe logico per poter esprimere negli occhi", ha detto Leung. "Forse una manipolazione localizzato della sua attività negli occhi potrebbe essere utilizzato come una strategia per correggere alcuni problemi di visione. Certo, prima dobbiamo imparare molto di più su come si regola dimensione occhio."

I risultati servono anche come avvertimento del potenziale cambiamenti phenylthiourea può avere su zebrafish - un modello animale ampiamente utilizzato - che potrebbero influenzare i risultati della ricerca, ha detto.

"I nostri risultati e altri hanno dimostrato che phenylthiourea può interessare vari aspetti della fisiologia, quindi i risultati ottenuti da pesci trattati con esso non può veramente riflettere ciò che sta accadendo all'interno dell'embrione", ha detto Leung. "Si dovrebbe essere cauti nell'interpretare i loro risultati dopo il trattamento phenylthiourea. Questa scoperta mette in evidenza la necessità di trovare un nuovo modo per rimuovere la pigmentazione."

Il gruppo di Leung ha tentato di trovare un inibitore alternativo per la pigmentazione, ma tutto ha causato problemi fisiologici e nessuno era efficiente come phenylthiourea, ha detto.

Il team prevede di approfondire il rapporto di perossidasi tiroidea e ormone tiroideo sulla crescita e lo sviluppo degli occhi.

Leung ha detto che il team sta anche analizzando gli effetti delle medicine tradizionali cinesi considerati buoni per la visione utilizzando modelli di pesce di degenerazione retinica umana.

"Speriamo che i nostri sforzi saranno accelerare la scoperta di nuovi trattamenti per le malattie degli occhi umani," ha detto.

Li e Ptak ricevuto premi nazionali Sigma Xi per la ricerca di visione. Li è stato anche un destinatario di una esperienza Sandy e Zippy Ostroy di ricerca per laureati Award e un Dr. William H. Phillips Undergraduate Research Internship. Oltre a questi premi, questa ricerca è stata finanziata da sovvenzioni della Fondazione e la US Department of Energy National Science.

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