Élet és Tudomány, 2007. január-június (62. évfolyam, 1-24. szám)
2007-01-05 / 1. szám
Megújított szívek ! Némely halak és kétéltűek rendelkeznek azzal az irigylésre méltó képességgel, hogy elveszett uszonyaikat, illetve lábaikat képesek pótolni, újranöveszteni. Bizonyos gőtéknél pedig azt is megfigyelték, hogy tökéletesen regenerálni tudják sérült szívüket. szív tökéletes megújítása mögött, és ennek során felfedezték az új szívsejtek bámulatra méltó alkalmazkodó- és változóképességét. Az emlősök — s köztük az ember — testi sejtjei nem rendelkeznek hasonló képességekkel, a kutatók azonban remélik, hogy a folyamat mögött álló sejtmechanizmusok megfejtése segíthet olyan új sejtterápiák kidolgozásában, amelyek segítségével eredményesebben gyógyíthatók/helyreállíthatók az emberi szövetek. Mint arról a kutatók a Journal of Cell Science-ben beszámoltak, a Thomas Braun vezette csoport kísérleteinek tárgya az Észak-Amerika keleti felében honos vörös pettyes gőte (Notophthalmus viridescens) volt, amely szemmel láthatóan otthonosan érezte magát az intézet akváriumaiban is. Erről a kis kétéltűről már régóta tudják, hogy tökéletesen helyre tudja állítani elhalt szívszöveteit és a szív egészséges működését. Mint azt a kutatóknak most sikerült megállapítani, e képesség kulcsa magukban a szívizomsejtekben rejlik. Amikor egy gőte szívét valamilyen károsodás éri, sejtjei elveszítik eredeti jellegzetes tulajdonságaikat, azaz képesek dedifferenciálódni. A kutatók kimutatták, hogy e folyamatban a szívizomsejtek jellegzetes fehérjéi — a miozin nehéz lánc és a troponinok — erősen alulszabályozottá válnak. Ezzel párhuzamosan, a sejtek erőteljes osztódásba kezdenek, hogy felépítsék az új szívizomszövetet. Mintegy két hétbe telik, amíg a gőte teljesen helyreállítja a szív egészséges működését. A megfigyelések szerint ennyi idő múltán a szívizom jellegzetes fehérjéinek a kifejeződése ismét teljes, azaz a sejtek újradifferenciálódása (redifferenciálódás) befejeződött, és visszanyerték jellegzetes tulajdonságaikat. A kutatók ezután elkülönítették és kultúrában tenyésztették tovább a szívizomsejteket. Legtöbbjükben Braunnak és munkatársainak sikerült kimutatni a Phospho-H3 fehérje jelenlétét, amely a sejtciklus G2 fázisának fontos jelzője, és arra mutat, hogy az új szívizomsejtek kialakulása őssejtek bevonása nélkül ment végbe. Az is egyértelműen kimutatható volt, hogy a szív regenerációja során nem keletkezett blasztéma, azaz olyan, a sérülések gyógyulásakor képződő szövet, amelynek sejtjei az őssejtekhez hasonló plaszticitással rendelkeznek, azaz képesek differenciálódásra. Braun szerint ennek az lehet a magyarázata, hogy a szívben viszonylag kevés fajta sejt van. Az elveszett végtagok pótlása más módon történik, mint a szív regenerációja. Ilyenkor valóban kialakul blasztéma, amelynek sejtjei az őssejtekhez hasonlóan képesek különböző típusú sejtekké fejlődni. A Bad Nauheim-i sejtbiológusok elkülönített szívsejteket juttattak egy gőte amputáció után újra növekedésnek indult lábába: ebben a környezetben a sejtek elkezdtek dedifferenciálódni, ahhoz hasonlóan, ahogy a sérült szív esetében. Ez azonban nem következett be akkor, ha ép végtagba juttatták őket, ahol nem történt újranövekedés. A kutatók az újranövekedő végtagba juttatott szívsejtekben is kimutatták a jellegzetes fehérjék gyors leépülését. „Mindezek alapján azt gyanítjuk, hogy a dedifferenciálódást megindító jelzés a sérült területen gyógyulásnak indult szövettől érkezik, azaz a sejtek kommunikálnak egymással” — magyarázta Braun. E jeleket például különféle enzimek szállíthatják. Kimutatták, hogy egy ilyen jellegű enzim — a fokális adhéziós kináz —, amely a sejtek közti jelek átvitelében szerepet játszik, valóban foszforilálódik az átültetett sejtekben, azaz aktivizálódik. A Bad Nauheim-i kutatók remélik, hogy a gőtében lezajló regenerációs folyamatok jobb megértése segíthet az emberi szövetek sérüléseinek hatékonyabb gyógyításában, esetleg a szívbetegek elhalt szívizomsejtjeinek pótlásában is. Forrás: www.mpg.de/english/illustrationsDocumentation/documentation/pressReleases/2006/ pressRelease200612052/index.html MAX PLANCK SOCIETY A Bad Nauheim-i Max Planck Szív- és Tüdőkutató Intézet kutatói most azt próbálták kideríteni, milyen sejtmechanizmusok állnak a Notophthalmus viridescens, a vörös-pettyes gőte KÉPEK: MAX PIANCK INSTITUTE FOR HEART AND LUNG RESEARCH Balra: két hét után egy gőte újranövekvő lábába ültetett szívizomsejtekben a vázizomzat sejtjeire jellemző fehérjék (zöld) képződtek. A sejteket előzőleg vörösre színezték, így a két egymást átfedő festékréteg narancs színűnek látszik. Jobbra: már két nappal a beültetés után a szívizomra jellemző troponin T marker eltűnt a vörösre színezett sejtekből. (A betétképen a sejtek egy a szívben maradt halmaza, amely zöld a bennük képződő troponintól.) Élet és Tudomány ■ 2007/1 ■ 3 o bit N in * O2 Ul