Magyar kutatók felfedezése segítheti az agysérülések gyógyítását

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.

A Semmelweis Egyetem Anatómiai, Szövet- és Fejlődéstani Intézetében Alpár Alán neuroanatómiai kutató 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. Az eredményeket a Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) című multidiszciplináris folyóiratban tették közzé.

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”.

A vándorlást segítő sejtek aktivitásának változása mikroszkópos felvételeken
Illusztráció: Semmelweis Egyetem/Alpár Alán

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, nagy részük egyfajta készenléti állapotban várják, hogy szükség legyen a segítségükre. 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.

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, mint egy jó alagútfúró, nagyban segíti a daganatsejtek eloszlását: 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.

Hanics János, a közlemény első szerzője, Alpár Alán, a kutatás vezetője és a munkájukat segítő Németh Andrea szakasszisztens és Hevesi Zsófia PhD-hallgató.
Fotó: Kovács Attila/Semmelweis Egyetem

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.