Hirschsprung betegségének rejtélye a tudomány számára
A beleket érintő Hirschsprung-betegség már régóta rejtvény. Ma már nemcsak jobban megértjük annak okait, de feltárásuk megújította az embrionális fejlődés megértését.
Hirschsprung-kórban szenvedő egyéneknél a vastagbél gyenge motoros aktivitással rendelkezik.
Berlin 1886, a gyermekbetegségek éves kongresszusa. Harald Hirschsprung dán gyermekorvos két gyermek esetét mutatja be, akik korán elhunytak krónikus székrekedéshez kapcsolódó táplálékhiány miatt. Boncoláskor a vastagbélük hipertrófiája volt: az étkezési bolus felhalmozódott, kitágította a szervet és kifejezett gyulladást okozott. A diagnózis megtörtént, de a székrekedés oka elkerüli Hirschsprungot, aki nem észlel semmilyen látható akadályt a bolus átjutásában. A ma már a nevét viselő betegség világszerte 5000 újszülöttet érint. Ezért ritka betegség. Mégis, tanulmánya nemcsak az esetek 95% -ában tette lehetővé a sebészeti kezelést, amely gyógyuláshoz vezetett, hanem a bél fejlődésének, sőt, általánosabban az embrió megértésének kenyérmorzsa volt - és ma is az.
A Hirschsprung előadása óta eltelt ötven évben nem alakult ki kezelési út. Mivel feltehetően a vastagbél megnagyobbodott része okozza a patológiát, eltávolítását hajtották végre, hatás nélkül. Csak 1948-ban egy dán sebész, Orvar Swenson, akkor a bostoni Gyermekkórház gyakornoka, megkérdőjelezte a műtéti beavatkozás indokolását. A betegségben szenvedő gyermeket egy kórházba engedték be, és kolosztómián keresztül tartották életben - a megnagyobbodott vastagbél megkerülése közvetlenül a bőr felé vezet: a végbélnyíláshoz kapcsolódó vastagbélt felvarrták és a helyén hagyták. Manometrikus léggömb segítségével Swenson megmérte a nyomásváltozásokat a kolosztómián és a végbélnyíláson: míg a kolosztómiához kapcsolódó korábban megnagyobbodott vastagbél rendesen összehúzódott, a végbél közvetlenül a végbélnyílás felett elhelyezkedő vastagbél inertnek tűnt. Swensonnak volt bizonyítéka, egy zavaros oka és tünete: a kémiák - az emésztett ételbolus - felhalmozódása okozta a hipertrófiát és a gyulladást. A székrekedés a distalis vastagbél nem megfelelő kontraktilis aktivitásával járó fojtásnak volt köszönhető.
Swenson ezért azt javasolta, hogy hajtsa végre a fordított műveletet: tartsa a vastagbelet megnagyobbítva, de vonja ki a keskeny legtávolabbi részt. Néhány kutyán végzett vizsgálat után a fiatal beteg volt az első beteg, akit Swenson-módszerrel gyógyítottak meg; ma is él és négy gyermeke született.
Swenson tovább ment. Elemezte a műtét után eltávolított disztális vastagbél darabjait, és megállapította az enterális neuronok szisztematikus hiányát. Az enterális idegsejtek alkotják a bél belső idegrendszerét: felnőttekből 100 millió van belőlük, amelyek két koncentrikus szálba szerveződnek, amelyek az emésztőrendszert teljes hosszában körvonalazzák. A belső háló szabályozza az emésztés kémiai aktivitását, a tápanyagok adszorpcióját, az enzimatikus áramlásokat. A periférikusabb gyűrű két izomréteg között helyezkedik el: ez az izom-neuron együttes váltja ki és vezérli a perisztaltikus mozgást, amely lehetővé teszi az étel bolus előrehaladását. Az idegsejtek hiánya a beteg vastagbélben ezért természetesen megmagyarázza perisztaltikus elégtelenségüket. De miért nem voltak idegsejtek a betegek ezen a ponton ?
Neuronok máshonnan
A válasz az 1960-as évekig vezet bennünket az egyik legnagyobb rágcsálótenyésztési központban, a biológia területén, a Jackson Laboratory-ban, Maine-ban, az Egyesült Államokban. Több mint 7000 genetikailag azonosított egérvonalat tárolnak ott, főleg fagyasztott petesejtek és spermiumok formájában. Priscilla Lane biológust különösen két sor érdekelte, a halálos foltos és a halvány halálos nevű. E vonalak egereinek negyede néhány nappal a születés után elhunyt, és olyan volt, mint a Hirschsprung, a megnagyobbodott vastagbél által leírt gyermekek. Ezek a vonalak nyilván értékes állatmodellt szolgáltattak. Ezeknek a fiatal egereknek a szőrzetét nagy depigmentációs területek tarkították, ami jellegzetes foltos megjelenést adott nekik.
Ez a pigmentációs hiba több kutató fülébe is eljutott. Ismert volt, hogy a bőr pigmentjeit termelő sejtek, a melanociták, minden gerincesnél közös átmeneti struktúrából, az idegi címerből származnak. Mégis néhány évvel korábban, 1954-ben, Chester Yntema és Warner Hammond, a Syracuse-i New York-i Állami Egyetemen, kimerítő tanulmányt tettek közzé, amely leírja az idegcsík különböző szegmenseinek ablációjának a csirke embrió fejlődésére gyakorolt hatását. . A gerinc úgynevezett vagális szegmensének eltávolítása azt eredményezte, hogy egy bél ... mentes az enterális idegsejtektől! A kutatók anélkül, hogy észlelték volna a betegséggel való kapcsolatot, készítettek egy „Hirschsprung” csirkét.
Kimérák a megmentéshez
Hirtelen világosabbá vált: a melanociták és a bél idegsejtjei a vándorló sejtek ugyanabból a populációjából, az idegcsúcs sejtjeiből származnak. A Priscilla Lane egereknek mind a pigment, mind a bélben való érzékenységét tehát teljesen természetes módon meg lehet magyarázni azzal a feltételezéssel, hogy ez a sejtpopuláció nem vándorolt helyesen az embriogenezis során. A fogalmi lépés óriási volt. Ez az ötlet később megalapozta a neurokrisztopátia általánosabb fogalmát, amely magában foglalja az összes fejlődési rendellenességet és daganatot, amelyek az idegi címersejtek diszfunkciójából származnak. A Hirschsprung-kór egyike ezeknek, csakúgy, mint a Waardenburg-szindróma, amelyet a pigmentáció hibái, a süketség és a koponya fejlődési rendellenességei jellemeznek, vagy a DiGeorge-kór, amely thymus és mellékpajzsmirigy hiányát, valamint szívhibákat eredményez.
A Hirschsprung-kór tehát a sejtek idegi címerből a bélbe vándorlásának hibájának volt köszönhető. De hogyan kerültek ezek a sejtek, amelyek az ősi embrionális redőből származnak, a fejlődő állat belébe? Az 1960-as évek végén Nicole le Douarin, akkor a Nantes-i Természettudományi Karon, az ablációnál új és kevésbé invazív megközelítést vezetett be. Észrevette, hogy a fürjsejteket a Feulgen nevű biokémiai festés könnyen meg tudja különböztetni a csirkétől. A csirke ideghéj szakaszait kicserélte a fürjtől vett darabokra, még mielőtt a sejtek vándoroltak volna, és ezeket a fürj-csirke kimérákat inkubálta. Ezután Feulgen festéssel a szövetek fejlődésének elemzésével követte a fürjsejtek sorsát.
Ennek a módszernek döntõ elõnye volt az addig használt színes tintainjekciókkal szemben: a tinta sejtosztódásokkal hígult, míg észrevétlenné nem vált, míg az átültetett fürjsejtek továbbra is csodálatosan osztódtak és integrálódtak ezekben a fürj-csirke kimérákban. A Feulgen-folt feltárta az idegi címersejtek furcsa pályáit, mint a bányabetét vénái. A vagális sejtek a leendő nyelőcső szintjén beléptek az emésztőrendszerbe, majd a fejlődő bél falán belül vándorolva lefolytak a vastagbélbe (lásd a szemközti oldalon található fotót). Az emberi embrióban ez a sejtvándorlás a terhesség negyedik hetében kezdődik és öt és tizenkét hét között tart. A neurális címersejtek a helyükön fokozatosan neuronokká differenciálódnak, amelyek az enterális idegrendszert alkotják.