A felfedezés segíthet a sérült idegsejtek megmentésében, és akár teljesen új terápiás irányokat nyithat a stroke és más idegrendszeri betegségek kezelésében. A Dénes Ádám (Neuroimmunológia Kutatócsoport, KOKI) vezetésével megvalósult kutatómunka eredményét a Science 2019. december 12-ei száma közölte.
Amikor megsérül egy agyterület – például egy fejet ért durva ütés vagy oxigénhiány következtében – rengeteg idegsejt szenved károsodást. A sérült sejteket helyre kell állítani, vagy ha ez már nem lehetséges, el kell takarítani. Ezt a munkát az agy fő immunsejtjei végzik, amelyeket mikrogliasejteknek neveznek.
Ezek az agyi immunsejtek állandóan járőröznek az agyban, és figyelik az idegsejtek állapotát. Sérülés esetén akár percek alatt körbeveszik a károsodott agyterületet, és bekebelezik a már elhalt vagy halálra ítélt idegsejteket. De hogyan tudják eldönteni ezek az agyi immunsejtek, hogy a sérült idegsejtek közül melyek vannak halálra ítélve, és melyek megmentésével érdemes még próbálkozni?
Az agy kertészei
Már korábban kiderült, hogy a mikrogliasejtek rendszeresen „lecsipkedik” az idegsejtek nyúlványainak végződéseit. Az idegsejtek ezekkel a végződésekkel (a szinapszisokkal) kapcsolódnak egymáshoz, így alkotnak hálózatokat. A „lecsipkedés” segíti az idegsejtek közötti kapcsolatok karbantartását, megújulását. Ez ahhoz hasonló, mint amikor egy kertész rendszeresen metszi egy fa ágait. A kérdés az volt, hogy vajon az idegsejtek belső állapotát is ezzel a „kertészkedéssel” mérik-e fel a mikrogliasejtek.
(A) Fénymikroszkópos (balra) és elektron-tomográfiás (jobbra, kinagyított rész) felvétel alapján készült 3D-rekonstrukció mutatja az újonnan felfedezett mikroglia (okker) – neuron (magenta) szomatikus kapcsolat szerkezetét. (B) Az elektronmikroszkópos felvételen is jól kivehetőek a különleges kapcsolat elemei, a mitokondriumok (mito., türkiz), a mitokondrium-kapcsolt membrán (zöld), a horgonyzóstruktúrák (piros), és a vezikulák (kék). A fekete szemcsék felhalmozódása a mikrogliális P2Y12-receptorokat jelöli (fehér pontok az A-panelen). (C) Az újonnan azonosított kapcsolattípus az emberi agyban is gyakori.
FORRÁS: KOKI
Forró pontok
Dénes Ádám (Neuroimmunológia Kutatócsoport, KOKI) és munkatársai abból indultak ki, hogy ez nem valószínű, ugyanis az idegsejtek nyúlványainak végei egyszerűen túl messze vannak a sejt központi részétől. Márpedig a sejt sorsát meghatározó folyamatok ebben a központi részben, a sejttestben zajlanak.
Dénes Ádám kutatótársaival éppen ezért arra voltak kíváncsiak, hogy mit kezdenek a mikrogliasejtek a sejttesttel. És amire ráakadtak, az felkeltette a világ egyik legrangosabb tudományos folyóirata, a Science figyelmét.
A magyar kutatók az idegsejtek sejttestének membránján apró „forró pontokat” találtak, melyeken át fokozott mértékben szabadulhatnak fel kis buborékokban különféle anyagok az idegsejt környezetébe. Azt is megfigyelték, hogy a mikrogliasejtek sok időt töltenek ezeknél a forró pontoknál.
Dénes Ádámék szerint a forró pontok ideális lehetőséget biztosítanak az idegsejtek és mikrogliasejtek közötti kommunikációra: a mikrogliasejtek itt folyamatosan nyomon követhetik az idegsejt állapotát.
Ígéretes célpont
A mikroglia tehát a most felfedezett új kommunikációs útvonal révén, a fent említett forró pontokon keresztül lehet képes érzékelni az idegsejtek sérülését, és egyúttal valamiképpen segíteni regenerációjukat. Mindez teljesen új alapokra helyezi a mikroglia és az idegsejtek közti kommunikációról alkotott ismereteinket.
A kísérleteket egér stroke-modellben végezték, azonban a most felfedezett idegsejt-mikroglia kapcsolat nagy valószínűséggel más idegrendszeri betegségekben is fontos szerepet játszhat. Dénes Ádámék a következőkben azt vizsgálják, hogy a mikroglia és az idegsejt kommunikációja ezeken a forró pontokon miként változik meg például Alzheimer-kórban, epilepsziában, vagy éppen érrendszer-eredetű demenciákban.
A most felfedezett kapcsolat az emberi agyban is működik, így a kutatók reményei szerint teljesen új terápiás irányok nyílhatnak meg: a cél, hogy a mikroglia minél korábban észlelje, ha az idegsejttel baj van. Ezt követően lehetne gátolni azokat az útvonalakat, amelyeken fokozódik az idegsejtek sérülése, és segíteni azokat, amelyeken keresztül a mikroglia képes az idegsejtek működését regenerálni.
Új műhely a legjobbak között
A kutatást Dénes Ádám vezetésével Cserép Csaba és Pósfai Balázs megosztott első szerzők jegyzik. „Csaba és Balázs a kezdetektől nem csak a munka oroszlánrészét végezték el, de kiemelt intellektuális közreműködőként segítettek a kísérletek tervezésénél és a kutatási koncepció kialakításában” – mondta el Dénes Ádám. Az általa vezetett laboratóriumából ezen felül sokak összehangolt erőfeszítése kellett ahhoz, hogy ez a munka ilyen minőségben elkészülhessen, és esélye legyen a világ egyik vezető folyóiratában megjelenni. Fontos megemlíteni azt is, hogy a Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézetben Sperlágh Beáta és Katona István csoportja is nagyban segítette a munkát. A Szegedi Tudományegyetemről Molnár Gábor és Tamás Gábor kutatócsoportja vett részt a vizsgálatokban, és külföldi társszerzők is szerepelnek a cikkben (ilyenek Arthur Liesz müncheni, vagy Michael Tamkun amerikai kutatócsoportjai). A kutatás műszeres hátterének megteremtésében jelentős szerepet játszott a Nemzeti Agykutatási Program, a konkrét vizsgálatok elsődleges forrása pedig Dénes Ádám Lendület- és ERC Consolidator Grant-támogatása volt.
A világ egyik legrangosabb lapjában megjelent eredmény különlegessége, hogy Dénes Ádámék az agyi immunfolyamatok vizsgálatával teljesen új témát indítottak útnak, ezzel bővítve a Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet tudományos „portfólióját”, melynek alapjait Vizi E. Szilveszter, majd pedig a jelenlegi igazgató, Freund Tamás rakta le. Az intézetben az utóbbi évek során, részint a Nemzeti Agykutatási Program segítségével számos kiváló kutatócsoport-vezető alakíthatott nemzetközi szintű műhelyt.
Kommentáld!