Agyunk regenerációs képessége a test más szöveteihez képest kicsi, azonban ma már közismert, hogy kevés helyen és korlátozott számban ugyan, de születnek benne új idegsejtek. Miután pedig megszülettek, rendeltetési helyükre vándorolnak. Nem nehéz belegondolni, micsoda hatalmas segítséget jelentene a gyógyításban, ha pontosan ismernénk e vándorlás folyamatát.
Alagutak az agyban
A Semmelweis Egyetem Anatómiai, Szövet- és Fejlődéstani Intézetében Alpár Alán és munkatársai e folyamat vizsgálatát tűzték ki célul a Nemzeti Agykutatási Program keretében. Ehhez a patkány szaglórendszerében leltek ragyogó kísérleti modellre: itt az agykamrák falában viszonylag nagy mennyiségben születnek új idegsejtek, amelyek a megfigyelések szerint csőszerű „alagutakban” jutnak el rendeltetési helyükre.
A kutatók a patkányok agyának vizsgálatával arra jutottak, hogy az új sejtek vándorlását egy külön erre a célra specializálódott idegsejttípus segíti: ilyen sejtek veszik körbe hagymahéjszerűen a vándorlási útvonalat, vagyis ezek alkotják a megfigyelt „alagutakat”.
Ezekről az újonnan felfedezett sejtekről az is kiderült, hogy külső ingerekre igen erősen reagálnak, mégpedig egy secretagonin nevű fehérje jóvoltából. Ez a fehérje igen érzékeny az idegrendszerben fontos szerepet betöltő kalciumionok koncentrációjának változásaira, és képes a sejtben lejátszódó válaszfolyamatokat szabályozni. A kutatók azt is észrevették, hogy e sejtek többen vannak, mint azt korábban gondolták, azonban nagy részük egyfajta készenléti állapotban várja, hogy szükség legyen a segítségére. Amikor az agyszövetben sérülés történik, és az újonnan születő idegsejteknek gyorsan rendeltetési helyükre kell jutniuk, a secretagonin mennyisége megnő ezekben a vándorlást segítő sejtekben, vagyis érzékenyebbek lesznek a környezetükre. A kutatók megfigyelték, hogy e különleges sejtek ilyenkor nemcsak az „alagút” falában, de a belsejében is felbukkannak, mintegy útjelző rendszert alkotva a vándorló új idegsejtek számára.
Nagy mértékben méreg, kis mértékben orvosság
Kérdés volt persze az is, hogyan képesek az új idegsejtek egyáltalán vándorolni. Az agyszövet sejtjei közötti szűk teret ugyanis különféle fehérjék és cukorszármazékok töltik ki. Ahhoz pedig, hogy az új idegsejtek haladni tudjanak ebben az extracelluláris mátrixnak nevezett masszában, valamiképp fel kell lazítani a szerkezetét – így alakulnak ki a többször említett vándorlási alagutak.
Logikus gondolat, hogy ha van olyan fehérje, amely segít a mátrix fellazításában, akkor a termelését valami módon az irányító sejtek kiélesedett „érzéke”, vagyis a secretagonin befolyásolhatja. Harkány Tibor bécsi laboratóriumával összefogva a kutatók megvizsgálták, mely fehérjék jöhetnek szóba, és ráakadtak egy annexin V nevezetűre, melyet mondhatni a sötét oldaláról már jól ismertek. Az annexin V ugyanis pontosan azt a szívességet teszi meg egyes daganattípusoknak, amit egy jó alagútfúrótól elvárnánk: egy olyan emésztőenzim szabályozója, mely elképesztő mennyiségben kiáradva a daganatsejtből lebontja az extracelluláris mátrixot. Ez pedig lehetővé teszi, hogy a daganatsejtek akadálytalanul terjedjenek a szövetekben.
Az idegsejt-vándorlást segítő sejtekben ez a folyamat azonban szigorúan szabályozottan zajlik, és a mátrixbontó enzim csak az egyes sejtek környezetében halmozódik fel. Maguk a sejtek a helyükön maradnak, és az annexin V irányította enzimfelszabadulás ezúttal csak az újonnan született idegsejtek haladásához szükséges utat nyitja meg.
Kézbe venni a folyamatot
A kutatók kimutatták, hogy a most azonosított speciális idegsejttípus különösen nagy számban van jelen emberi magzatokban, de arra is fény derült, hogy az emberi szaglórendszerben még időskorban is megtalálhatók. Most azt vizsgálják, megtalálható-e, beindítható-e ez a vándorlást segítő mechanizmus az agyvelő más területein is. Ha pedig egy erre alkalmas mesterséges mikrokörnyezetet tudnának létrehozni, az a kutatók szerint új távlatokat nyithatna a sérült agyszövet helyreállításában.
Alpár Alán és kutatótársainak cikke 2017. február 20-án jelent meg a Proceedings of the National Academy of Sciencesben, a munkában részt vett továbbá Harkány Tibor, Hanics János, Kovács G. Gábor és Tomas Hökfelt.
További információ:
Alpár Alán, Nemzeti Agykutatási Program, Semmelweis Egyetem Anatómiai, Szövet- és Fejlődéstani Intézet Kísérletes Neuroanatómiai és Fejlődésbiológiai Csoport
alpar.alan@med.semmelweis-univ.hu