Sejtes szemétlerakás Hogyan védekeznek az állati sejtek a veszélyes anyagokkal szemben - Innovációk
A fonálféreg C. elegans osztódó embriójának mikroszkópos képe. A központi test maradványait (sárga) a környezetbe engedik, és a szomszédos sejtek felfogják és lebontják. Fotó: Wehman
Az evolúció során az állati sejtek stratégiákat dolgoztak ki a nem kívánt idegen testek lebontására. Ily módon nemcsak a betolakodó kórokozókat, hanem az elhalt sejteket és a sejtdarabokat is megszüntetik. Ha a hulladék sejtekben történő elhelyezése zavart okoz, ez az immunrendszer túlzott reakcióihoz és autoimmun betegségek, például lupus kialakulásához vezethet.
A Würzburgi Egyetem Rudolf Virchow Kísérleti Biomedicina Központjának tudósai most nagyon specifikus sejttöredékeket vizsgáltak: a központi test maradványait. A középső test egy átmeneti szerkezet, amely minden sejtosztódás végén felmerül, és a leánysejtek közötti utolsó összekötő darabot jelenti. Ezt a szerkezetet először Walther Flemming német anatómus írta le 1891-ben, ezért Flemming testként is ismert.
Sejtosztódás után a középső test vagy átkerül egy leánysejtbe, vagy a környezetbe kerül. Mindenesetre hamarosan le kell bontani, különben a középső test további hatással lehet a sejtekre. - Ismert - magyarázza dr. Ahmad Fazeli, a két tanulmány első szerzője: "a középtest maradványai befolyásolják a sejtek polaritását és sorsát".
A rákos sejtek például gazdagítanák Flemming testét, ami fokozott növekedéshez vezethet. "Az a kérdés maradt nyitva, hogy a sejtek általában hogyan ellenőrzik a középtest eliminációját vagy lebomlását" - folytatja Fazeli.
Korábbi tanulmányok eddig két lehetséges forgatókönyvet feltételeztek a középső test sorsáról: vagy az egyik leánysejtben marad, és autofágia révén emészthető meg (a sejt saját komponenseinek lebontása), vagy először mindkét leánysejt, később pedig egy sejt fagocitózis útján kerül a környezetbe (Idegentestek felszívódása és lebontása) és feldolgozása.
Új tanulmányaikkal a tudósok képesek voltak összeegyeztetni mindkét lehetséges forgatókönyvet egy modellben, amint arról a Journal of Cell Science és a Communicative & Integrative Biology folyóiratokban beszámoltak. Ann Wehman csapata megvizsgálta a Caenorhabditis elegans fonálféreg embrióinak gyorsan osztódó sejtjeit, amelyek fehérjéje és folyamata a sejtekben meglepően hasonlít az emberi rendszerre.
Vizsgálataik során elemezték az autofágia vagy a fagocitózis során szerepet játszó különféle fehérjék szerepét, és meglepő módon azt találták, hogy mindkét rendszer együtt képes működni a középső test lebontásában.
Mint a tudósok megtudták, a fonálféreg embrionális szövetében lévő középtest a leánysejtekből a környezetbe kerül, és a szomszédos sejtek felveszik. Az autofágia fehérjék bezárják az abszorbeált középtestet és támogatják annak lebontását. Ez azt jelenti, hogy a fehérjék, amelyek általában felelősek a sejt saját komponenseinek ártalmatlanításáért, szintén részt vesznek az idegen testek lebontásában.
A jelenlegi vizsgálatokkal a tudósok képesek voltak megmutatni, hogy a középső testet végül az LC3-asszociált fagocitózis (LAP) bontja le. Eddig az LAP-ot olyan folyamatnak tekintették, amely általában felelős a betolakodó baktériumok vagy az elhalt sejtek maradványainak lebontásáért, úgyszólván sejtes szeméttárolásért. Újdonság azonban a részvétele a központi szerv lebontásában.
„Első pillantásra elképesztőnek tűnik, hogy a sejtek olyan összetett mechanizmust fejlesztettek ki a középtest kezelésére. Mivel ennek az átmeneti struktúrának önmagában is vannak jel tulajdonságai, szabályozása nagy jelentőséggel bír a sejt számára ”- magyarázza dr. Ann Wehman. A középső test felszabadul a sejtosztódás végén.
A leánysejtben maradó központi test viszont jelet adhat egy megújult osztódáshoz, amely a sejtek méretének és alakjának megváltozásához, vagy akár széttöredezéséhez vezet. Mivel a felvett központi test szintén befolyásolhatja a befogadó sejt sorsát, fontos annak gyors lebomlása. Komponenseire bontva a központi test nemcsak „ártalmatlan”, hanem a sejt újrafeldolgozhatja.
A középtest sorsának és lebomlásának új modellje egyesíti a fonálférgeken, a legyeken és az emlőssejteken végzett korábbi vizsgálatok eredményeit. Az Ann Wehman körüli kutatók tehát azt gyanítják, hogy eredményeik nagyrészt átterjedhetnek az emberekre, és segíthetnek jobban megérteni a betegségek, például a rák vagy az autoimmun betegség lupusának hátterét. A csapat jelenleg az LAP egyéb funkcióit vizsgálja a férgek embrióiban, és meg akarja tudni, hogy a sejtek hogyan használják az LAP-t a környezetük megtisztítására és ezáltal az embrió megvédésére a sejthulladéktól.