Majitelé koní se obvykle bojí slyšet diagnózu „laminitida“. Nemoc sužuje koně celosvětově, v jakémkoliv věku a disciplíně. Vědci z UF/IFAS a University of Pennsylvania pomocí genetiky udělali průlom ve zkoumání této nemoci díky financování z fondu „The Foundation for the Horse“.
Koňské kopyto má těžkou práci. Musí podporovat těžké zvíře, které se může pohybovat rychleji než 40 mil/h. Laminitida nastupuje, když dochází k zánětu a poškození tkáně mezi kopytním pouzdrem a kopytní kostí. Způsobuje kulhání, sníženou kvalitu života a často vede též k eutanazii. „Laminitida je pro koně a jeho majitele těžký problém,“ řekla Samantha Brooksová, docentka fyziologie koní UF/IFAS.
„V našem arzenálu máme jen velmi málo nástrojů, jak zvládnout samotnou nemoc. Léčíme symptomy, bolest a mechanickou nestabilitu, ale zatím nemáme nic, co by identifikovalo přesnou příčinu.“
Studie laminitidy byly dříve bržděny zejména nedostatkem genetických informací specifických pro tkáně kopyta. Vědci se napojili na databázi New Bolton Center Laminitis Discovery na University of Pennsylvania, která disponuje archivem dat a vzorků z přirozeně se vyskytujících případů laminitidy shromážděných od roku 2008.
Pomocí této databáze výzkumníci prozkoumali 36 archivovaných tkání 20 plnokrevných koní léčených na laminitidu. Existují tři typy laminitidy a všechny narušují strukturu a funkci koňské nohy. Tento výzkum poskytl snímek aktivních drah a funkcí kopyta se zaměřením na podporu laminitidy v končetině – stejné laminitidy, které podlehl i slavný dostihový kůň Barbaro. „Chápeme sice situace, které spouštějí epizodu laminitidy, ale stále nerozumíme tomu, co se děje v kopytě,“ řekla Brooksová. „Tato studie poskytla velmi komplexní pohled na procesy na počátku vývoje laminitidy.“
Pomocí analýzy genové exprese vědci katalogizovali změny v genové transkripci u 20 koní. Někteří měli zdravé nohy, někteří byli v raném stádiu onemocnění a jiní byli již ve fázi vážnější. Výzkumníci identifikovali trendy v procesu onemocnění. „Propojením databáze mé laboratoře a začleněním jedinečných odborných znalostí Dr. Brooksové z oblasti genetiky koní a analýzy transkriptomů jsme identifikovali nové slibné cesty buněčného stresu a zánětlivé reakce, které významně zvyšují naše chápání laminitidy končetin a jejích chorobných procesů.“ řekla Hannah Galantino-Homerová, vedoucí výzkumná pracovnice ve výzkumu Laminitis v Penn Vet’s New Bolton Center.
Výzkum přinesl tři klíčové poznatky.
První souvisí s keratinem, důležitým strukturálním proteinem, který pomáhá udržovat strukturální integritu materiálů, jako jsou vlasy, nehty a koňská kopyta.
Tato studie byla jednou z prvních, která zkoumala změny ve složení keratinu v kopytě při procesu onemocnění laminitis. Některé geny související s keratinem a regulace buněčného výrobního procesu se začaly snižovat, když nemoc započala. Dalo by se to přirovnat k tomu, když autu praskne pneumatika; může stále jet, ale kolo ztrácí příslušnou funkci, zpomaluje automobil a značně se opotřebovává.
Dalším typem buněčného aparátu často studovaného u laminitidy je třída enzymů nazývaných metaloproteinázy; enzymy, které pomáhají udržovat cytoskelet. Tyto enzymy udržují pečlivou rovnováhu. Kopyta musí být totiž schopna růst a nelámat se pod váhou koně, což vyžaduje přesnou rovnováhu mezi přestavbou a budováním tkání v kopytě. Když jsou metaloproteinázy příliš aktivní, kopyto začíná ztrácet strukturální pevnost. Jedna předchozí teorie pro léčbu laminitis byla zastavit tyto enzymy, aby se nestaly příliš aktivními. Ale léčba cílená přímo na tyto enzymy by také mohla zastavit růst kopyt, což by pravděpodobně vedlo k dalším problémům.
Při degradaci keratinu vede zánět v kopytě k laminitidě. Vědci našli geny odpovědné za spuštění tohoto zánětu, což by mohlo připravit cestu pro budoucí léky k léčbě tohoto zánětu. Tyto geny dovedly vědce až k domněnce, že některé lidské léky proti zánětům na autoimunitní poruchy mohou pomoci i koním s laminitidou.
Změny genové exprese v nemocné tkáni se často odrážejí ve změnách proteinů, které lze detekovat v krvi, jak onemocnění postupuje. Například specifické proteiny nebo biomarkery, které se zvyšují v krvi u lidí po traumatickém poranění mozku, měly v této studii zvýšenou expresi ve vzorcích od koní s laminitidou.
Brooksová doufá, že by to mohlo být použito jako nástroj ke sledování progrese laminitidy u koně. „Ne vždy totiž rozpoznáme, že kůň má závažnou laminitidu, dokud se věci podstatně nezhorší,“ řekla Brooksová. „Včasné monitorovací nástroje při boji s touto nemocí jsou nablízku, ale než budou tyto nové nástroje připraveny k použití v terénu, potřebujeme bohužel ještě další výzkum.“
Brooksová též doufá, že by tento výzkum časem mohl vést ke krevnímu testu, který by byl schopen detekovat včas změnu těchto biomarkerů souvisejících s laminitidou a k vývoji léků, které by byly nejen ekonomické, ale také účinné pro koně, u nichž se již laminitis vyvinula. „V konečném důsledku nás tato nová zjištění nasměrují k cílenějšímu přístupu při budoucím výzkumu, který, jak doufáme, pomůže odhalit nová řešení pro prevenci a léčbu této vysilující nemoci,“ řekla doktorka Galantino-Homerová. „Je to velký krok ke zlepšení našeho chápání laminitidy,“ dodává Brooksová. „V průběhu dalších deset let bude snad možné zasáhnout již v počáteční fázi tohoto onemocnění a tím jeho průběh zastavit a nastolit znovu rovnováhu v kopytě tak, aby destruktivní proces ani nezapočal.“
