Sebrafisken finst i mange norske akvarium, men han er òg ein av dei vanlegaste modellorganismane innan medisinsk forsking. Det vil seia at forskarane reknar med at resultat av forsking på sebrafisk langt på veg er overførlege til menneske.
Nancy Saana Banono har studert kor godt sebrafisk kan brukast til forsking på psykofarmakum, altså legemiddel som vert brukte i psykisk helsevern.
– Vi veit at det genetiske spelar ei viktig rolle ved autisme og psykiske lidingar som schizofreni, fortel Banono.
– Frå USA får vi genmodifiserte sebrafiskar som har mutasjonar i visse av dei gena som kan påverka psykiske lidingar. Gjennom å studera desse fiskane, ynskjer vi å finna ut om dei eignar seg for forsking på behandling for mellom anna schizofreni hjå menneske, fortel Banono.
Ho er tilsett ved Norsk senter for molekylærmedisin (NCMM) på Universitetet i Oslo. Ho disputerer for doktorgraden ved Farmasøytisk institutt i oktober.
Reagerer målbart mindre
I forskinga si har Banono samanlikna fleire ulike eigenskapar hjå dei muterte sebrafiskane med samanliknbare eigenskapar hjå schizofrene pasientar.
Ho har studert både åtferdsendringar og målbare fysiologiske endringar i hjernen.
– Ei slik åtferdsendring er det som heiter prepuls-hemming. Dersom forsøkspersonar vert utsette for ein overraskande stimulus, i forsøk som regel ein høg lyd, støkk dei sjølvsagt, seier Banono.
– Men dersom dei i forkant får ein såkalla prepuls, ein versjon av hovudstimulusen som er for svak til å støkkja dei, reagerer dei òg målbart mindre på hovudstimulusen.
Hjå schizofrene er denne responsen hemma eller borte. Dei støkk like mykje uavhengig av om dei får ein prepuls, i dette tilfellet ein lågare lyd, eller ikkje. Det same reaksjonsmønsteret kunne ho påvisa hjå sebrafisk.
Fem dagar gamle sebrafiskyngel. Sjølv om dei er små, kan forskarane studera hjernemønstra deira.(Foto: Torstein Helleve / UiO)
Måla hjerneaktiviteten
Ho og andre forskarar fann også endring i sosial åtferd hjå dei muterte fiskane.
Yngelen som Banono forskar på er fem til sju dagar gamle, så ein skulle kanskje ikkje tru at det sosiale livet deira var særleg rikt. Men Banono forsikrar at det er forskjellar.
– Alt sju dagar gamle ser vi at sebrafisk føretrekkjer å vera saman med andre, og at dei dannar stimar. Dei muterte fiskane viste betydeleg mindre evne til å danna stim enn artsfrendane utan denne mutasjonen.
Dei fysiologiske endringane studerte forskarane ved å måla hjerneaktiviteten til dei muterte sebrafiskane.
– Frå desse registreringane kunne vi fastslå at hjernen til fiskane hadde eit høgt nivå av eksitasjon, som det heiter. På norsk ville vi kanskje ha sagt at dei var agiterte eller oppøste. Eit slikt mønster samsvarar med ein av dei framsette teoriane om kva som forårsakar epilepsi og psykiske lidingar som schizofreni, forklarar Banono.
Høgare fysisk aktivitet
Annonse
Ei anna endring i hjernen var tilhøvet mellom to signalstoff med namna glutamat og GABA. Glutamat stimulerer til aktivitet hjå individet, medan GABA er hemmande.
– Hjå dei muterte sebrafiskane var det ei stor overvekt av glutamat, og dei same fiskane viste ei åtferd som likna på hyperaktivitet. Det tyder på ein samanheng, seier Banono.
I ei anna gruppe muterte fisk observerte dei eit åtferdsmønster med høgare fysisk aktivitet.
Ikkje schizofrene fisk
– Dette mønsteret liknar på eit vi finn i modellar for både epilepsi og schizofreni. For å finna ut om det var den eine eller den andre årsaka, fekk ei gruppe fisk medisinar mot epilepsi, medan ei anna fekk antipsykotiske legemiddel, fortel Banono.
– Hjå dei som fekk antipsykotiske legemiddel vart det avvikande mønsteret så å seia borte. Med epilepsimedisin vart mønsteret dempa, men ikkje borte. Dermed antek vi at det er den schizofreni-liknande tilstanden som dannar mønsteret.
Ho understrekar at ein ikkje kan kalla fiskane schizofrene. Det presise er at dei har symptom og reaksjonar som minner om dei ein finn hjå schizofrene menneske.
Forskarane snakkar derfor om schizofreni-liknande og epilepsi-liknande reaksjonar.
Fungera som modellorganisme
Gena ho har arbeidd med, påverkar kalsiumfunksjonen. Kalsium påverkar korleis mange andre gen kjem til uttrykk.
– Når effekten av våre gen er redusert, får vi dermed ein slags dominoeffekt som påverkar andre gen. Dei fleste av desse andre gena har vist seg å ha innverknad på psykiske lidingar som schizofreni og autisme.
På lang sikt er målet betre medisinar for psykiske lidingar.
Annonse
– Målet i denne omgang har fyrst og fremst vore å kartleggja i kor stor grad sebrafisk kan fungera som modellorganisme for forsking på psykiske lidingar hjå menneske, seier Banono.
Referanse:
Nancy Saana Banono: Functional analysis of psychiatric risk genes in zebrafish (Danio rerio): a focus on the L-type voltage-gated calcium channel subtypes Cav 1.2 and Cav 1.3. Doktoravhandling ved Universitetet i Oslo, oktober 2021. (Samandrag på nettsidane til UiO)
