2018. január – NAP 1.0 különszám: Nemzeti Agykutatási Program
2018. január – NAP 1.0 különszám: Nemzeti Agykutatási Program

Neuronok új szerepkörben

Egy eddig ismeretlen sejtcsoport irányíthatja a regenerációt biztosító sejtek célba jutását az agyvelőben, erre az eredményre jutottak a Semmelweis Egyetem kutatói. A Nemzeti Agykutatási Program, a NAP keretében Alpár Alán, az Anatómiai, Szövet- és Fejlődéstani Intézet docense által vezetett alapkutatás célja az agyvelő regenerációs folyamatainak vizsgálata volt.


Alpár Alán (Fotó: Kovács Attila/Semmelweis Egyetem)
Egy eddig ismeretlen idegsejtcsoportot sikerült leírniuk az agyvelőben, amelynek a regenerációt biztosító sejtek vándorlásában van szerepe. Hogyan jutottak el ehhez a felfedezéshez?

− Régóta tudjuk, hogy az agy regenerációs képessége korlátozott, viszont azt is tudjuk, hogy van olyan terület, így a rágcsálók szaglórendszere, ahol nagyfokú a regeneráció. Néhány éve Stockholmban idős emberek szaglórendszerében írtunk le egy idegsejtcsoportot, amiről nem tudtuk, hogy mi a feladata. Itthon pedig rágcsálók szaglórendszerében sikerült kimutatnunk egy ehhez hasonló, mindeddig ismeretlen sejtcsoportot. Az már korábban ismert volt, hogy a szaglógumó felé vándorló, újonnan született sejtek folyamatosan pótolják, azaz fenntartják a szaglás plaszticitását, sokszínűségét, és hogy a célba érésüket egy gliasejtek alkotta cső segíti. Mi viszont azt mutattuk ki, hogy ezt a funkciót idegsejtek képesek ellátni, hogy nemcsak a támasztószerepet játszó gliasejtek alakítanak ki alagutat, hanem találhatók itt eddig felfedezetlen idegsejtek is, amelyek információkat és ingereket képesek felvenni.

Felfedezték, hogy egy érett idegsejt születő idegsejtek vándorlását segíti az agyvelőben. De hogyan lehet kimutatni a változást a migrációs alagútban, illetve körülötte?

− Az első feladatunk az volt, hogy kitaláljuk, milyen fehérjét szeretnénk kimutatni, és ehhez kellett egy nagy adag szerencse is. Végül a secretagogin kalciumkötő fehérje tartalmuk alapján sikerült azonosítani ezeket a sejteket. Kutatócsoportunk abból indult ki, hogy ha az ember szaglórendszerében kimutatható ez a fehérje, akkor jelen lehet a rágcsálók szaglórendszerében is. De miért van szükség erre a fehérjére? Azt tapasztaltuk, ha a szaglórendszert próbára tesszük valamilyen extra ingerrel, akkor a vándorlást segítő sejtek nagyon felszaporodnak, és elkezdik termelni ezt a kalciumkötő fehérjét. Pontosan azonosítottuk azt a hatásmechanizmust, amelyen keresztül a szomszédos idegsejtek vándorlását képesek szabályozni.

Egéragy­­velő és a migrációs alagút vázlatos rajza.
Innen az alapkutatás címe: A secretagogin kalcium szenzor­fehérje sejt- és fejlődésbiológiai szerepe az agyvelőben. A legérdekesebb felfedezés az „alagútfúró” volt, aminek a da­ga­natsejtek terjedésében játszott szerepét már ismerték korábban?

− Valóban találtunk arról adatot, hogy ez a kalciumkötő fehérje daganatos sejtekben is jelen van, és arra szolgál, hogy egy nagyon agresszív enzimet felszabadítson, ami elbontja a sejt körül a mátrixot, megkönnyítve ezáltal annak terjedését. Ugyanezt a kalciumkötő fehérjét találtuk meg teljesen normális körülmények között rágcsálókban egy olyan agyterületen, ahol az újonnan született idegsejtek vándorolnak. Ez adta az ötletet, hogy talán hasonló mechanizmusról van szó, vagyis ha több újonnan képződött sejtre van szükség, akkor az általunk kimutatott neuronok feladata egy olyan agresszív enzim termelése és felszabadítása, ami elbontja a mátrixot a születő sejtek előtt, mintegy alagutat képezve az agyvelőben a vándorlásukhoz.

Migrációt segítő sejtek (piros színnel) alapállapot­ban és indukált állapotban.
Fellazul az idegszövet?

− Ez egy bonyolult sejtbiológiai folyamat. Először meg kellett találnunk, hogy hol vannak ezek az idegsejtek, másodsorban ki kellett mutatnunk, hogy a kalciumkötő fehérje csak akkor termelődik, amikor szükség van rá. Pontosan azonosítottuk a reakcióutat, vagyis azt, hogy mi történik a sejtben, melyik molekula melyiket aktiválja. Óriási adatmennyiséget kellett elemeznünk.

A jó ráérzés mellett rengeteg munka is van tehát az eredmények mögött. Tudják aktiválni, kontrollálni a rendszert, ez milyen új lehetőségeket kínálhat a jövőben?

− Nagyon érdekes klinikai kérdés: vannak-e más agyterületeken is olyan neuronok, amelyek ugyanezen kalciumkötő fehérje expressziója révén aktiválódnak. Arra vagyunk kíváncsiak, hogy ezek a sejtek a szaglórendszeren kívül máshol is előfordulhatnak-e. És a kalciumkötő fehérje egyéb funkcióit is vizsgáljuk: van-e például szerepe hangulati betegségekben, stresszben, mert könnyen lehet, hogy más feladata is van, mint az újonnan született sejtek vándorlásának segítése.

Ez a felfedezés új utakat nyithat az agysérülések gyógyításában?

− Abban az irányban folytatjuk tovább a kutatást, hogy kiderítsük, ugyanez a sejtmechanizmus életbe tud-e lépni sérült agyterületeken is, ehhez oxigénhiányos körülmények között végzünk vizsgálatokat. Idáig azt láttuk, hogy a secretagogin a viselkedéshez kötött agyterületeken fordul elő nagy mennyiségben. A szaglórendszer is ilyen, hiszen az illatok és szagok tudat alatt módosítják az ember viselkedését, ezen alapszik például a parfüméria. Madarakat vizsgálva szintén nagy mennyiségű kalciumkötő fehérje jelenlétét tapasztaltuk a viselkedési rendszerben, ami arra utal, hogy az agyvelő működésének egy különösen megőrzött mechanizmusáról van szó. Ezzel kapcsolatban például egy új stresszmechanizmust írunk le, szintén a NAP keretében.

Hogyan tovább?

− Elindult a Nemzeti Agykutatási Program 2.0, melynek keretében mi is támogatáshoz jutottunk. A NAP fantasztikus lehetőséget jelent a kutatók számára, és a kiemelt támogatás a magyar neurobiológia súlyát jelzi, ami nemcsak itthon, hanem nemzetközileg is elismert. Mi is kapcsolatban állunk külföldi laboratóriumokkal, ezek közül kiemelném a Harkány Tibor vezette Bécsi Orvostudományi Egyetem Molekuláris Idegtudományi Intézetet, valamint a svéd Karolinska Intézetben Tomas Hökfelttel való együttműködésünket. Ezen az úton haladunk tovább.•

2018. január

 

 
2018. november – Közlekedésfejlesztési különszám

2018. november – Közlekedésfejlesztési különszám

Archívum
 2011  2012  2013  2014  2015  2016  2017  2018

Innotéka