Magyar kutatók új kapcsolatot tártak fel az idegsejtek és az agy fő immunsejtjei között

Amikor megsérül egy agyterület, például mert durva ütés éri a fejet, vagy a sztrók miatt oxigénhiány alakul ki, rengeteg idegsejt szenved károsodást. Vannak, amelyek azonnal, mások lassabban pusztulnak, megint mások kiheverik a traumát. A károsodás mértékét az agy immunrendszerének derékhadát adó mikrogliasejtek mérik fel, és ezek szabályozzák a sejtpusztulást is magában foglaló kárelhárítási és helyreállítási folyamatokat is. 

A mikrogliasejtek évekig, az idegsejtek évtizedekig is elélhetnek, miközben a köztük zajló folyamatos kommunikáció finom egyensúlyt tart fenn az agyban. 

Korábbi eredményekből már ismert volt, hogy a mikrogliasejtek felelősek az idegsejtek nyúlványainak végén elhelyezkedő szinapszisok „lecsipkedéséért” – ez segít az idegsejthálózat újrahuzalozását. A Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet (KOKI)  Neuroimmunológia Kutatócsoportja azt vizsgálta, hogyan zajlik ez a kommunikáció. A Science-ben december 12-én publikált eredményeik új összefüggéseket tártak fel – ismerteti a cikket a Magyar Tudományos Akadémia honlapja.

Sejtközi tárgyalások

A magyar kutatók az idegsejtek sejttestének membránján apró „forró pontokat” (hotspotokat) találtak, melyeken át fokozott mértékben szabadulhatnak fel kis buborékokban (vezikulákban) különféle anyagok az idegsejt környezetébe egy exocitózisnak nevezett folyamat révén. A mikrogliasejtek nyúlványai pedig számottevően több időt töltöttek e forró pontok közelében, mint sejtek távolabb elhelyezkedő szinapszisainál. A kutatók arra is rájöttek, hogy ezeken a forró pontokon többek között a sejt legfontosabb energiaforrása, az ATP nevű molekula szabadul fel, és a mikroglia nyúlványait ez vonzza oda.

A kutatók szerint ezek a forró pontok ideális lehetőséget biztosítanak a mikrogliával folytatott kommunikációra, és ezeken keresztül a mikroglia élethosszon át nyomon követheti az idegsejt állapotát. Azt is megfigyelték, hogy ha az idegsejt aktivitása megváltozik, akkor a mikroglia kapcsolata is megváltozik ezeken a forró pontokon az idegsejtekkel – miközben a szinapszisoknál a mikroglia-nyúlványok kapcsolatai nem nagyon mutattak aktivitásfüggő változást.

A: Fénymikroszkópos (balra) és elektron-tomográfiás (jobbra, kinagyított rész) felvétel alapján készült 3D-rekonstrukció mutatja az újonnan felfedezett mikroglia (okker) – neuron (magenta) szomatikus kapcsolat szerkezetét B: Elektronmikroszkópos felvételen a mitokondriumok (türkiz), a mitokondrium-kapcsolt membrán (zöld), a horgonyzóstruktúrák (piros) és a vezikulák (kék) C: Az újonnan azonosított kapcsolattípus az emberi agybanForrás: Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet

A magyar kutatók rájöttek arra is, hogyan vonzzák ezek a forró pontok a mikrogliasejtek nyúlványait. Bár már korábbi vizsgálatok feltárták, hogy egy speciális receptor, a P2Y12 a mikroglián az ATP egyik bomlástermékét érzékelni tudja, és ez segíti a mikroglia-nyúlványokat az agyban, hogy gyorsan a sérülés helyére vándoroljanak, az nem volt ismert, hogy ezek a receptorok szerepet játszhatnak a mikroglia és az idegsejtek sejttestének kommunikációjában. Ráadásul nemcsak a sérült, de az egészséges agyban is. A most publikált magyar vizsgálatok során kiderült, hogy ha ezt a receptort gátolják, a forró pontok és a mikroglia kapcsolatának időtartama nagymértékben lecsökken, a kommunikáció megszűnik, ugyanakkor úgy tűnt, a szinapszisoknál nincs ilyen meghatározó szerepe ennek a receptornak.

A kutatócsoport feltárta, hogy e receptor gátlásával sztrókot követően hasonló hatás érthető el, mint amikor a mikrogliát egy ügyes módszerrel teljesen eltávolították a kísérleti állatok agyából: egy kísérletes sztrók után így nagyobb lett az agysérülés, vagyis a mikroglia nem tudta betölteni a védő szerepét. Az MTA honlapjának ismertetője szerint ebből világossá vált, hogy a mikroglia a most felfedezett új kommunikációs útvonal révén, a fent említett forró pontokon keresztül lehet képes érzékelni az idegsejtek sérülését, és egyúttal valamiképpen segíteni regenerációjukat. Mindez teljesen új alapokra helyezi a mikroglia és az idegsejtek közti kommunikációról alkotott ismereteinket.

A  Neuroimmunológia Kutatócsoport eredményei szerint az emberi agyszövetben a mikroglia hasonló forró pontokon át létesít kapcsolatot az idegsejtekkel, miközben sztrókban elhunyt emberek agyszövetmintáiban kimutatták a mikroglia-idegsejt kapcsolat egereknél leírt változásait is.

Egy ígéretes kapcsolat

A kísérleteket sztrók-modellben végezték, azonban a most felfedezett idegsejt-mikroglia kapcsolat nagy valószínűséggel más idegrendszeri betegségekben is fontos szerepet játszhat. A KOKI kutatói a következőkben azt tervezik, hogy megvizsgálják: a mikroglia és az idegsejt kommunikációja ezeken a forró pontokon miként változik meg például Alzheimer-kórban, epilepsziában, vagy éppen érrendszer-eredetű demenciákban.

Reményeik szerint az eredmények teljesen új terápiás irányokat nyithatnak meg, hiszen e kapcsolaton keresztül be lehetne avatkozni, hogy a mikroglia korán észlelje, hogy az idegsejttel baj van. Ezt követően lehetne gátolni azokat az útvonalakat, amelyeken fokozódik az idegsejtek sérülése, és segíteni azokat, amelyeken keresztül a mikroglia képes az idegsejtek működését regenerálni.

(Via MTA)

Korábbi kapcsolódó cikkeink: