A St. Jude Gyermekklinika kutatói azonosították azokat a sejteket, amelyekből a retinoblastoma kialakul, megcáfolva ezzel az idegnövekedés- és fejlődés régóta elfogadott elméletét. Ez az első felfedezés, ami azt sugallja, hogy egy napon képesek lesznek a tudósok teljesen kifejlett idegsejteket osztódásra és az agyat önmagának javítására bírni.
A közlemény a Cell október 19-i számában jelent meg. Michael Dyer Ph.D., a St. Jude Neurobiológiai Fejlődéstani Intézetének munkatársa a cikk utolsó szerzője.
A retinoblastoma a retinából indul ki, ez a szem hátsó, többrétegű, hártyaszerű rétege, aminek az a feladata, hogy a fényeket idegimpulzussá alakítva továbbítsa az agy felé.
A St. Jude felfedezése azért is nagyon fontos, mert kimutatták, hogy a retinoblastoma a már teljesen kifejlett idegsejtekből, a retina horizontális interneuronjaiból is kiindulhat. Dyer szerint ez megcáfolja azt az alapelvet, miszerint a kifejlett, érett idegsejtek nem képesek a fiatalokhoz hasonlóan osztódni. Az ember neurodegeneratív betegségei, mint például az Alzheimer-kór, akkor alakulnak ki, amikor a differenciálódott neuronok osztódni próbálnak és eközben beindul a sejteket leépítő, apoptózisnak nevezett folyamat. A differenciáció az a folyamat, amely során elvesztik kezdetleges, őssejtszerű tulajdonságaikat – ide tartozik a növekedés és az osztódás is – és ehelyett speciális alakot és funkciót vesznek fel.
“Az elmúlt 100 évben bevésődött a tudósokba, hogy a differenciált érett neuronok olyan gondosan kidolgozottak, hogy többé nem képesek osztódni és amikor ezt mégis megpróbálják, beindul az apoptózis-program,”- mondja Dyer. “Ezen szabály alól eddig nem volt kivétel. Ez az első alkalom, hogy valaki kimutatta: bizonyos körülmények között a teljesen érett és differenciált idegsejtek is képesek osztódni.”
Dyer szerint ez a felfedezés azt a tudományos vélekedést is megingathatja, miszerint a teljesen differenciálatlan sejtekből kiinduló rákok sokkal agresszívebbek. Például a jól differenciált sejtekből származó krónikus myeloid leukemia (CML) kevésbé agresszív és addig nem is tekinthető veszélyesnek, míg a tumorsejtek fenntartják a differenciációt blokkoló mutációt.
“Ellenkezőleg: mi kimutattuk, hogy amikor bizonyos gének ínaktiválódnak a retinában, a már teljesen differenciált és beépült horizontális neuronok gyors osztódásba kezdhetnek és nagyon agresszív rák keletkezhet,” – folytatja Dyer. “Ez egy izgalmas, új fejezetet nyithat a neuronok és agytumorok kutatásában.
A felfedezés fontos üzenete, hogy ha a kutatók képesek bizonyos gének aktivitását megváltoztatni a teljesen kifejlett neuronokban, talán időleges osztódásra is tudják őket bírni, hogy helyettesítsék szomszédaikat, amelyek a neurodegeneratív betegség során elpusztultak – magyarázta Dyer.
“Talán hatékonyabb lesz, ha kettőződésre bírjuk a sejteket, mintha új sejtek beépítésével akarnánk pótolni őket, mivel a már létező sejt eleve a megfelelő helyen lesz és újjáépítheti hiányzó társát, ” – mondta a tudós. Bár még rengeteg kutatásra lesz szükség, hogy rájöjjünk, hogy tudjuk kontrollálni a génaktivitást, hogy a gyakorlatban is használható legyen ez az eredmény.”
Dyer csapata különféle egérfajták tenyésztésével jutott erre a felfedezésre, ahol az egerek retinájából hiányzott az Rb-géncsalád egy vagy több tagja, így az Rb, a p107 vagy a p130. A géncsalád tagjai nagyon fontosak abban a folyamatban, amikor egy éretlen sejt abbahagyja az osztódást és elkezd differenciálódni, hogy el tudja végezni feladatát a testben.
A St. Jude kutatói kimutatták, hogy amikor az Rb funkció lecsökken az egér retinájában, a horizontális sejtek elkezdenek osztódni úgy, hogy közben minden jellegzetes tulajdonságukat megtartják.
A tanulmány részeként a St. Jude csapat miszroszkópos és biokémiai vizsgálatokat is végzett annak bizonyítására, hogy az osztódó sejtek valóban horizontális interneuronok. Ezen technikákat használva kimutatták, hogy 50-szer is képesek voltak osztódni, miközben megtartották normál helyüket és kapcsolataikat a retinán belül.
Amikor a horizontális interneuronok ellenőrzés nélkül folytathatták az osztódásukat, magasan differenciált tumorokat alkottak, melyeknek sejtjei a normál horizontális neuronokra hasonlítottak. Ezek a tumorok meglepően agresszívnek bizonyultak és gyorsan terjedtek.
A kutatók azt a következtetést vonták le, miszerint az Rb család feladata, hogy – a kifejlődési folyamathoz hasonlóan – megakadályozza az érett horizontális interneuronok osztódását.
