<

Forró pontok az agyban

Magyar kutatók új kapcsolatot találtak az idegsejtek és az agy fő immunsejtjeiként ismert mikroglia sejtek között – a Kísérleti Orvos­tudományi Kutatóintézet (KOKI) munkatársainak a Nemzeti Agy­kutatási Program 2.0 támogatásával született felfedezése a világ egyik legtekintélyesebb lapjában, a Science-ben jelent meg.


Az agy sérülése esetén – például a fejet ért durva ütés vagy sztrók során fellépő keringési zavar miatt – rengeteg idegsejt károsodik. Egyes sejtek azonnal meghalnak, másokra lassú pusztulás vár, míg mások kiheverik a bajt. Arról azonban, hogy melyikük menthető és melyiküket kell eltüntetni, nem csupán az idegsejtek döntenek. Ezt a folyamatot nagymértékben szabályozzák az agy immunrendszerének derékhadát adó mikroglia sejtek, miután felmérik az egyes idegsejtek állapotát. Magazinunk 2017. decemberi számában a Manchesterből 2012-ben hazatért Dénes Ádám arról nyilatkozott, hogy munkatársaival elsőként igazolták, hogy a mikroglia fontos védő funkciót lát el az agyban, és kiemelt szerepe van a neuronális aktivitás szabályozásában.Science-ben most publikált felismerés szintén Dénes Ádám csoportjához fűződik.

Az elmúlt időszakban számos kutató vizsgálta az idegsejtek és a mikroglia sejtek interakcióit, de ezek főleg az idegsejtek kommunikációjában szerepet játszó szinapszisok és a mikroglia kölcsönhatásaira fókuszáltak. Dénes Ádám és kollégái azonban arra voltak kíváncsiak, hogy mit kezdenek a mikroglia sejtek az idegsejt központi, sejtmaghoz közeli részével, a sejttesttel. „Az idegsejtek sejttestének membránján apró »forró pontokat« (hotspotokat) találtunk, melyeken át fokozott mértékben szabadulhatnak fel különféle anyagok az idegsejt környezetébe. Ezek közé tartozik a sejt legfontosabb energiaforrása, az ATP nevű molekula, amely vonzza a mikroglia nyúlványait, és emiatt ezek számottevően több időt töltenek e forró pontok közelében, mint a sejtek távolabb elhelyezkedő szinapszisainál” – nyilatkozta magazinunknak Dénes Ádám.

A mikroglia sejtek (sárga) nyúlványaikkal kapcsolódnak a neuronok (kék) sejttestjéhez. (Egér agykéreg, konfokális lézermikroszkópos felvétel)

Az újonnan felfedezett kapcsolat nagyon speciális molekuláris mintázatot mutat, és működését még nem értik teljesen. Feltételezik, hogy az idegsejtek „ablakai” lehetővé teszik a mikroglia szá­mára, hogy hosszú időn keresztül monitorozza az idegsejtek állapotát és hasson ezek működésére. Ilyenkor vetődik fel a kérdés, hogyan lehet a két sejt kommunikációjában szerepet játszó molekulákat azonosítani? Ha ugyanis ezt a folyamatot sikerülne megérteni, Dénes Ádám szerint a következő lépés a mikroglia sejtek manipulálása lehetne: az agy fő immunsejtjei a beteg gyógyulásának érdekében hatékonyabban segíthetnék a sérült idegsejtek regenerációját, miközben gátolni lehetne a még működőképes idegsejtek mikro­glia általi eltávolítását. A megfelelő támadási pontok azonosításával különféle idegrendszeri betegségek esetén célzott terápiás eljárásokat lehetne kifejleszteni. Feltételezik, hogy az egérmodellen tapasztalt jelenségek hasonlóak az emberi agyban lejátszódó folya­matokhoz, amit támogat az a megfigyelés, hogy mind az egészséges agyban, mind sztrókot követően hasonló mikroglia-idegsejt interakciók figyelhetők meg az egér és a humán agyban.

Az újonnan felfedezett mikroglia-idegsejt kapcsolat külön­leges ultrastruktúrával rendelkezik. (Mikrogliális nyúlvány – sárga, idegsejtmembrán – magenta, mitokondrium – kék, endoplazmatikus retikulum – sötétzöld, neuronális axonvégződés – világoszöld, P2Y12-receptorok – fehér; elektrontomográfiás felvétel 3D-s rekonstrukciója)

A most felfedezett mechanizmus szerepe számos idegrendszeri betegségben feltárásra vár, ennek jelentőségét Alzheimer-kórosoknál, epilepsziában szenvedőknél, pszichiátriai betegeknél már jelenleg is vizsgálják. Mivel a mikroglia sejt érzékenyen reagál az idegsejtek változásaira, ennek diagnosztikus jelentősége is lehet. Ha adott molekuláris módosulások képalkotó módszerekkel megjeleníthetők lennének, a betegség korai fázisában megkezdhetnék a páciens kezelését. Parkinson-kóros betegnél például az érintett agyterületeken az idegsejtek akár 60-70 százaléka is el­pusztulhat addig, mire az érintett és a külvilág bármit észlelne a kóros változásból.

Neuronális aktivitásra vagy sérülésre adott mikrogliális válasz a megnövekedett nyúlványborítottság. (Mikroglia nyúlványok – sárga, idegsejt – kék, mitokondriumok – magenta; elektrontomográfiás felvétel 3D-s rekonstrukciója)

A kutatást Dénes Ádám vezetésével Cserép Csaba és Pósfai Balázs megosztott első szerzők jegyzik. Mindketten az anatómiai módszerek avatott szakértői. „Évekkel ezelőtt Csabával indult a sejttest területén történő mikroglia-idegsejt kapcsolatok alapos feltárása. Ő készítette az első elektrontomográfiás képet is, a kap­csolat ultrastruktúrájáról. Pósfai Balázs PhD-hallgatóként harma­dik éve dolgozik a témán. Nemcsak a gyakorlati munka oroszlánrészét végezte el a két fiatal kolléga (sok más kutató közreműködésével), hanem intellektuálisan is magas színvonalú segítséget nyújtottak ahhoz, hogy a projekt jó irányba haladjon. Állandó megbeszélés, ötletelés folyik a csoportban arról, hogy merre menjünk tovább” – értékelte kollégái munkáját Dénes Ádám. A cikkben a Dénes-laboratórium tagjai mellett a KOKI több munkatársa is részt vett, de szegedi és német kutatók szintén alapvető eredményekkel segítették a munkát.

Dénes Ádám, Cserép Csaba, Pósfai Balázs

A csoportvezető hozzátette: szerencsés helyzetben vannak a KOKI munkatársai, mert komoly, a modern neurobiológiai kutatásokat támogató műszerparkot épített ki az intézet. Sok olyan technológiát vezettek be, amit egyetlen kutatócsoport önmagában nem tudna kiépíteni, de például a Nemzeti Agykutatási Program, az akadémiai műszerpályázatok vagy egyéni kutatási pályázatok támogatásával vásárolhattak nagyberendezéseket. Erre példa a szuperrezolúciós mikroszkóp vagy a korábban említett elektrontomográfia, illetve a két-foton mikroszkóp – utóbbit a kutatócsoport Dénes Ádám ERC (Európai Kutatási Tanács) pályázaton nyert forrásból vásárolta meg. Ennek segítségével lehet élő – a kísérlet során alvó – egér agyában figyelemmel kísérni a mikroglia sejtek és az idegsejtek kommunikációját.
A Science-cikk megjelenésével nem állt le a munka. „Szeretnénk még precízebben megérteni a most felismert kapcsolat molekuláris anatómiáját, összetételét, működését. Kérdés, hogy az idegsejt aktivitásának változásai miként befolyásolják egy mikroglia nyúlvány odavonzását, illetve amikor odaért, pontosan mi történik, miként hat ez vissza az idegsejtek működésére” – tájékoztatott Dénes Ádám.

Újabb élő egeres vizsgálatok mellett sejtkultúrákban és humán agyszövetben is elemzik a sejtek kommunikációját. A végső cél annak megértése, hogy a mikroglia milyen szerepet játszhat a humán betegségekben, hogy ezen ismeret birtokában gátolni vagy lassítani lehessen a patológiás folyamatokat. A műszerezettség, az elérhető pályázati források és a kiváló hazai és külföldi kollaborációk megfelelő alapot biztosítanak a folytatáshoz.•

 
Archívum
 2011  2012  2013  2014  2015  2016  2017  2018  2019  2020
Címkék

Innotéka