Ερευνα

Η καρδιά στα έμβρυα του zebrafish είναι το πρώτο όργανο που αναπτύσσεται και λειτουργεί. Αν και δίχωρη, εμφανίζει αρκετές ομοιότητες με την ανθρώπινη εμβρυική καρδιά. Το γεγονός ότι τα έμβρυα των zebrafish είναι μικρά σε μέγεθος τους δίνει το πλεονέκτημα να μην εξαρτώνται πλήρως από την αιματική κυκλοφορία για αρκετές μέρες κατά την ανάπτυξη τους, λαμβάνοντας οξυγόνο με παθητική διάχυση. Το αρχικό αγγειακό πρότυπο στα έμβρυα zebrafish αναπτύσσεται κατά την πρώτη ημέρα και μπορούμε να το παρακολουθήσουμε σε επίπεδο κυττάρου χάρη σε διαγονιδιακές σειρές και συνεστιακή μικροσκοπία.

Επιπλέον, τo zebrafish ως σπονδυλωτός οργανισμός, έχει μεγάλο ποσοστό ομολογίας γονιδιώματος με τον ανθρώπο. Λαμβάνοντας υπ’ όψιν τα παραπάνω καθώς επίσης και τη γρήγορη και εύκολη ανάπτυξή τους στο εργαστήριο, το μεγάλο αριθμό εμβρύων ανά εβδομάδα και τη δυνατότητα που παρέχει αυτό το μοντέλο για χρησιμοποίηση τεχνικών forward (η προσέγγιση ενός αγνώστου γονιδίου με αφετηρία έναν ενδιαφέρον φαινότυπο) και reverse genetics (η διερεύνηση ενός φαινοτύπου που προκαλείται όταν ένα ήδη γνωστό γονίδιο καθίσταται μη λειτουργικό) τα καθιστούν ιδανικά μοντέλα μελέτης αναπτυξιακής και κυτταρικής βιολογίας (Beis and Stainier, 2006).

Στο εργαστήριο μας χρησιμοποιούμε μεταλλαγμένες σειρές από έναν γενετικό έλεγχο ο οποίος πραγματοποιήθηκε στο UCSF για την ανακάλυψη νέων γονιδίων στην ανάπτυξη καρδιακών βαλβίδων. Έχουμε απομονώσει μεταλλάξεις στα γονίδια myh6 (myosin heavy chain), GARS (glycyl t-RNA synthetase), PRKD2 (protein kinase D2) και spaw (nodal related gene southpaw) και εργαζόμαστε για την εύρεση των μοριακών μηχανισμών λειτουργίας τους στην ανάπτυξη των καρδιακών βαλβίδων.

Παράλληλα χρησιμοποιούμε τα έμβρυα zebrafish από τις μεταλλαγμένες σειρές μας με καρδιακό φαινότυπο αλλά και διαγονιδιακές σειρές τις οποίες αναπτύξαμε για φαρμακολογικές μελέτες (chemcal genetics screen). Τα έμβρυα zebrafish χρησιμοποιούνται ευρύτατα στην ανάπτυξη βιοδεικτών, στην μελέτη τοξικότητας και στην φαρμακολογία για προκλινικές μελέτες νέων φαρμακευτικών ουσιών. Η ταχύτητα ανάπτυξης των εμβρύων zebrafish, καθώς και ο μεγάλος διαθέσιμος αριθμός τους μπορεί να δώσει στατιστικά σημαντικά αποτελέσματα και επιτρέπει την γρήγορη ανάλυση πολλών μορίων με άγνωστη δράση σε μεγάλο εύρος συγκεντρώσεων. Παράλληλα, επειδή κατά την διάρκεια της ανάπτυξης και οργανογένεσης (οι 3 πρώτες ημέρες στην ανάπτυξη του zebrafish) επιστρατεύονται η πλειονότητα των σηματοδοτικών μονοπατιών, οποιαδήποτε μη ειδική αλληλεπίδραση των πειραματικών φαρμάκων (εκτός της διαδικασίας αγγειογένεσης για παράδειγμα) θα προκαλέσει αντίστοιχους, μη ειδικούς φαινοτύπους.