2020. március: jegyzet, közlekedés, biztonságtechnika, automatizálás, portré, agykutatás, Nemzeti Agykutatási Program, disszemináció, tudomány, genomika, kémia, orvostudomány, etológia, mesterséges intelligencia, biológia, fizika, innováció, egyetem, anyagtudomány, egészségipar, agrárium, energiagazdálkodás, hulladékgazdálkodás, környezetvédelem, zöldkörnyezet, paragrafus, it, kriptográfia

Új sejtcsoportot találtak magyar kutatók

A negatív tapasztalatok feldolgozásában kulcsszerepet játszó sejtcsoportot fedeztek fel egerek agyában a Kísérleti Orvos­tudományi Kutatóintézet (KOKI) munkatársai. A Nemzeti Agykutatási Program 2.0 támogatásával született eredmény a világ egyik legjelentősebb szakfolyóirataként számontartott Science-ben jelent meg.


Bármelyik élőlény számára alapvető jelentőségű bi­zonyos helyzetek elkerülése, mások ismételt át­élésé­nek keresése. Az elkerülés és az újraélés élménye, ezek egyensúlya az embernél is meghatározó. A valós vagy vélt negatív behatások túlsúlya az adott személy számára nehezen kezelhető, emellett társadalmilag és gazdaságilag is káros, hiszen a túlzott szorongásos megbetegedések akár súlyosan csökkent munkaképességhez vezethetnek. „Ha sérül a félelmet és a negatív érzéseket okozó helyzetek feldolgozása, az depressziót, szorongást, fóbiát okozhat” – tájékoztat Nyiri Gábor, a Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet tudományos főmunkatársa, aki szerint az ember számára fontos a szorongás, a félelem érzete, de ha ez túlmegy az egészséges kereteken, baj van. Minden olyan lépés, amely közelebb visz e folyamat megértéséhez, egyúttal a gyógyulást is segíti.

Az újonnan felfedezett sejtjeink erőteljesen beidegzik a negatív élmények feldolgozásában szerepet játszó központot (LHb – laterális habenula)

Szőnyi András és Zichó Krisztián, valamint a Nyiri Gábor kutatócsoportjában dolgozó további munkatársak különféle molekuláris jelölési módszerekkel követték, hogy az egerek agyában mely idegsejtek nyúlványai (axonjai) közvetítik a negatív tapasztalatok információit az agyi feldolgozás során. A nyomok az agytörzs medián raphe régió (MRR) nevű területére vezettek, ezen belül is egy korábban még nem ismert serkentő sejtpopulációhoz, mely egy bizonyos fehérjét (vezikuláris glutamát transzporter 2, vGluT2) tartalmaz. Ennek a sejtcsoportnak az a különlegessége, hogy rengeteg bemenetet kap a negatív tapasztalatokat közvetítő érzékszervi központoktól, az idegsejtek kimenő nyúlványai pedig éppen a negatív tapasztalatokat feldolgozó agyterületeket érik el. (A medián raphe régió az emberi agyban is jól ismert terület.)

Elektronmikrosz­kópos képekből 3D rekonstrukciót készítve látható, hogy felfedezett sejtjeink terminálisai (zölddel) számos szinapszist alkotnak (nyilak) a negatív élmények kialakításáért felelős sejtekkel.

A Science-ben közölt felfedezés ötéves kutatás eredménye. Ez idő alatt a KOKI munkatársai megfejtették, hogy az egerek agyában milyen más sejtpopulációkkal kapcsolódik ez a különleges idegsejt. Azt is felismerték, hogy milyen folyamatok szabályozásában lehet szerepe: úgynevezett optogenetikai módszerekkel igazolták, hogy a sejtek serkentését a kísérleti állatok rossz, elkerülendő élményként élték meg. Ha gátolják a működést, akkor az egerek negatív érzései csökkennek. Ez a tudás nem kevés, de nagyon sok még a feladat. Meg kell például érteni, hogy más viselkedésekben milyen feladatokat lát(hat) el ez a szerteágazó kapcsolatrendszerű sejt? Nyiri Gábor szerint az idegrendszer meglehetősen takarékos, egy-egy sejttípust több viselkedés befolyásolására is használ. Vélhetően a most felfedezett idegsejtnél is ez a helyzet. Ugyanakkor ez a sejt elsősorban a negatív élmények során aktiválódik, a pozitív élmények hatására nem. Működésének korlátozásával minden bizonnyal a negatív élmények emlékét befolyásolhatjuk. Miért érdekes ez a felfedezés az emberek számára? Azért, mert minél alaposabban ismerjük az agy különböző részeit, sejtjeit, annál hatékonyabban találhatunk később valamilyen gyógymódot a túlzott, illetve az alulműködésre.

Felfedezett sejtjeink nemcsak a negatív élmények fel­dol­go­zá­sáért felelős sejtekkel kapcsolódnak, hanem beidegzik a tanulásban fontos, bazális előagy GABAerg sejtjeit is.

A sejteket genetikailag módosított egerekben találták meg, de vajon az emberben is jelen van ez? „Mivel meglehető­sen alapvető funkciót szabályozó sejttípusról van szó, amire az agy evolúciósan igen ősi területén, az agytörzsben bukkantunk, reményeink szerint ez a rendszer az emberi agyban szin­tén létezik és hasonlóan működik. Azt ugyanis tudjuk, hogy az egerek agytörzsi sejtjei, főleg, ha nagy központról van szó, megtalálhatók a magasabb rendű élőlényekben. Ezen sejt jelenlétét még nem bizonyították emberben, de nagy való­színű­séggel jelen van, hiszen ami ennyire masszív beidegzést ad, nem hiányozhat belőlünk. Az ritkán fordul elő, hogy ami létezik a kísérleti állatokban, hiányzik az emberből. Arra ellenben számos példa van, hogy az egérben, patkányban felfedezett sejt a legfejlettebb élőlényekben sokrétűbbé vált. Lehet, hogy szofisztikáltabban működik, lehet, hogy nem csak egy sejtpopuláció végzi el az egérben azonosított feladatot. (A magyarokkal kapcsolatban álló kínai kutatócsoport egyébként azt tervezi, hogy majmokban olyan genetikai mutációkat hoznak létre, amelyekkel kimutatható az egérben talált sejt.)

A: A median raphéban felfedezett vGluT2 sejtjeinket fényre aktiválhatóvá tettük egereinkben.
B: Az egereket kétrekeszes dobozba helyeztük, ahol az egyik rekeszben megvilágítottuk sejtjeinket. A sejtek aktiválódása miatt az állatok a stimuláció helyét elkerülték (ChR2 állatok), mert erőteljes negatív élményt éltek át. A kontrollállatok ezt nem mutatták (CTRL).
C: Az oszlopdiagramokon látható, hogy a fénystimulált egerek a stimuláció helyén szignifikánsan kevesebb időt töltöttek.

Napjainkban az orvostudomány egyre inkább a személyre szabott gyógyítással kapcsolatos problémák megoldása felé tereli a kutatókat. A legfőbb gond az a mai gyógysze­rekkel, hogy olyan célpontokon hatnak, amelyek sok helyen vannak az agyban. Kezelik az adott betegséget, de mivel a célba vett receptor az agy (és az egész test) más területén is működik, a hatóanyag másutt is kifejti hatását – ezt hívjuk mellékhatásnak. Manapság még nincs olyan hatóanyag, amely kizárólag egyetlen sejttípus működését befolyásolná. A megoldás olyan agyterületek és sejttípusok felfedezése, működésének megértése, amivel a számunkra fontos sejttípust, sejtpopulációt tudjuk finoman hangolni. Ezért van szükség a különböző agyterületek különböző sejtjeinek minél alaposabb megismerésére. Az élő állatban (később esetleg emberben) meg kell nézni, hogy ezt a folyamatot mely sejttípusok gátolják természetes úton. Vannak-e más sejtek, amelyek befolyásolják a működését? Ha azokat tudnánk serkenteni, akkor természetesebb módon befolyásolhatnánk a jelfeldolgozást. Most ebben az irányban is kutatunk” – foglalta össze a közeljövő feladatait Nyiri Gábor.

A Nemzeti Agykutatási Program által támogatott kutatók felfedezése a gyógyszerkutatók érdeklődését is felkeltheti. Lehetőséget ad olyan eljárások kifejlesztésére, amelyek kifejezetten ezekre a sejtekre hatnak. „A humán gyógyszerek tesztelése, engedélyezése nagyon lassú, mert hosszú preklinikai kísérletek előzik meg. Arról még nincs szó, hogy néhány éven belül ennek a felfedezésnek az alapján patikában kapható gyógyszert vásárolhatunk. Én azért dolgozom, hogy ez tíz-tizenöt év múlva lehetséges legyen” – üzeni Nyiri Gábor.•

 
Innotéka