Csipkerózsika a vér őssejtjeihez - miért kell az A-vitaminnak megakadályozniuk az ébredést
Vér őssejtek: ritka sejtek a csontvelőben
Vérünk minden nap a legjobban teljesít: a betegségeket meg kell küzdeni, a beteg sejteket ki kell küszöbölni, a vérzést le kell állítani és a szerveket táplálékkal kell ellátni. Körülbelül 300 billió vérsejt van egy felnőtt emberben. Ugyanakkor másodpercenként több mint 2 millió vérsejt pusztul el, naponta több milliárd. Hogyan maradhat akkor teljes mértékben a vérrendszer működőképes? A vérképződést az úgynevezett hematopoiesis biztosítja, amely folyamat a vörös csontvelőben zajlik le. A központi szereplők a vér őssejtjei, más néven vérképző őssejtek (HSC). Ezek rendkívül ritka sejtpopulációt képviselnek.
1. ábra: A vérképzés mint hierarchikus folyamat. A vérképző őssejtek (HSC) a vérrendszer tetején vannak, és szunnyadó állapotban vannak. Különböző stressz-ingerekkel, például fertőzésekkel aktiválhatók, és amikor megosztódnak, úgynevezett prekurzor sejteket hozhatnak létre. Ezek viszont érett vérsejteket termelnek, hogy gyors immunválaszt váltsanak ki. Annak érdekében, hogy a HSC-k visszatérjenek nyugalmi állapotukba, és így megőrizzék funkcionalitásukat, szükségük van biokémiai jelekre, például A-vitaminra.
Egy ideje ismert, hogy az egér csontvelő őssejtpopulációja két különálló populációból áll: szunnyadó HSC-kből (rHSZ-k), amelyek az élet során csak ötször oszlanak meg, és az aktív HSC-kből (aHSZ-ek), amelyek havonta körülbelül egyszer osztódnak. Az aHSZ populáció és az ebből származó progenitor sejtek elengedhetetlenek a hosszú távú önmegújítási potenciál többségéhez. Normál körülmények között biztosítják az összes vérsejt pontos számának kialakulását. Az rHSZ viszont nem oszlik meg ilyen körülmények között: csendes tározót képeznek. Nagyon kevés energiát használnak pihenő szakaszukban. Az alacsony bioszintetikus aktivitás ilyen állapota megőrzi a HSZ működését és megvédi a genomban bekövetkező változásoktól. Az rHSZ-ek azonban aktiválódhatnak stresszes helyzetekben, például gyulladásban, fertőzésekben és vérveszteségben, vagy kemoterápia során. Az alvásból így kiszakított sejteket ma aHSZ néven ismerik, és megkezdik a sejtek osztódását és differenciálódását, hogy új vérsejteket termeljenek, vagy helyreállítsák a sérült szöveteket (1. ábra).
A sejten belüli jelátviteli utak alvó őssejtek mély alvásához vezetnek
Ha azonban a HSC-ket túl gyakran aktiválják, ez károsíthatja DNS-jüket és leukémiát okozhat. A degenerált HSC-ket rákos őssejteknek nevezzük. Az ilyen degeneráció végzetes, mert a nyugalmi sejtek ellenállnak a kemoterápiás szereknek, ezért hagyományos módszerekkel nem lehet ellene küzdeni. Annak biztosítása érdekében, hogy az rHSZ-k minél többet aludjanak, ne degenerálódjanak és ezáltal fenntartsák értékes funkcióikat, a sejt belső jelátviteli útvonalai és a csontvelő oldható komponensei biztosítják, hogy a HSC-k normális körülmények között nyugalmi állapotban maradjanak, vagy stresszes helyzet után visszatérhessenek. A nyugalmi állapot végét okozó tényezőkkel ellentétben nagyon keveset tudunk azokról a mechanizmusokról, amelyek a HSC-ket mély alvásukban tartják. Kutatásunk célja tehát pontosan megérteni ezeket a mechanizmusokat.
Az A-vitamin segít fenntartani a nyugalmi állapotot
Az A-vitamin-hiány jelenleg különösen a fejlődő országokban élő kisgyermekeket érinti, és vaksághoz és legyengült immunrendszerhez vezet. Ennek következménye, hogy a normál körülmények között nem feltűnő lefolyású fertőző betegségek az érintett gyermekek halálának kockázatává válhatnak. Az immunrendszer ilyen gyengülése gyakran visszafordíthatatlan: A-vitamin beadása esetén is a gyermekek csak 20% -a gyógyul meg. Ennek oka ismeretlen. Az egérrendszerben végzett kutatásaink arra utalnak, hogy ezt valószínűleg őssejtvesztés okozhatja.
Milyen szerepet játszik a diéta?
Eredményeink egyengetik az utat az eddig megoldatlan kérdések megválaszolásához: Hogyan szabályozza pontosan az A-vitamin a HSZ mély alvását? Módosíthatjuk-e őssejtjeink nyugalmi állapotát étkezési szokásaink megváltoztatásával [3]? És a vér A-vitamin-tartalma esetleg szerepet játszik-e a rákos őssejtekben is? A jövőben mélyebben szeretnénk megvizsgálni a különböző étkezési szokások hatását a HSC-k aktivitásának állapotára, és megérteni a mögöttes molekuláris szabályozási mechanizmusokat. Elsődleges célunk, hogy ezeket az ismereteket felhasználhatóvá tegyük az emberi betegségek elleni küzdelemben.