A fiatal sejtbiológus fontos munkához nyert pályázatot

A kutató arra a kérdésre keresi a választ, hogy a mirigysejtekben megtermelődő, ámbár feleslegessé váló váladékszemcsék a kiürülés helyett milyen módon jelölődnek ki a lebontásra. A kutatásokhoz ecetmuslica-lárvák és fiatal bábok nyálmirigyeit használja.

Az ELTE Anatómiai, Sejtés Fejlődésbiológiai Tanszék egyetemi adjunktusa, dr. Csizmadia Tamás kutatásait az elkövetkező 3 évben az NKFI posztdoktori ösztöndíja finanszírozza. A Keszthelyen született kutató munkája során ecetmuslicák segítségével fogja feltárni és vizsgálni azokat a géneket, melyek közvetlenül szabályozzák a sejtekben maradó váladékszemcsék lebontását. A cél a folyamat jobb megértése, ezáltal mesterséges módon való indukálása a mirigysejtekben, mely hozzásegítheti az orvosokat a különféle emberi betegségek hatékonyabb megértéséhez és kezeléséhez is.

A krinofágia egy olyan sejtbiológiai folyamat, ami általánosan minden sejtben előfordul, amely valamiféle váladékot termel és ürít a környezetébe, különösen tehát a mirigysejtekre jellemző. Azonban a megtermelt anyagnak csak egy része fog ürülni az aktuális szükségleteknek megfelelően. A krinofágia során a kiürítésre nem kerülő váladék úgynevezett váladékszemcsékbe (szekréciós granulumokba) csomagolva a sejtekben marad, majd ezek emésztőenzimeket tartalmazó sejtszervecskékkel (lizoszómákkal) egyesülnek. Ennek eredményeként a két sejtszervecske belső terében található komponensek (a lebontandó váladék és a lebontást végző emésztőenzimek) elkeverednek egymással, ezáltal történhet meg a kiürítésre nem került anyag sejten belüli lebontása, majd újrahasznosítása.

– A krinofágia folyamatát már 1966-ban felfedezték, az azt szabályozó molekulák jó része azonban máig ismeretlen. A doktori munkám során a szekréciós granulumok és lizoszómák egyesüléséhez szükséges molekuláris gépezet komponenseinek feltárását végeztem el az általunk a világon elsőként kifejlesztett, speciális módszerek segítségével – magyarázta dr. Csizmadia Tamás.

A doktori fokozat megszerzése után folytatni szerette volna a krinofágia molekuláris mechanizmusának még alaposabb feltárását. Kezdetben ezért különféle sejten belüli jelátviteli utak jellegzetes komponenseit tesztelte, de az eredmények nem voltak meggyőzőek, ezért más irányú kutatásokba kezdett. Régi (50-es és 60-as évektől egészen a 90-es évek végéig megjelent) publikációkat vett elő, mert azokban sok olyan eredmény lapulhat meg, amely eddig nem kapott kellő figyelmet, vagy feledésbe merült.

– Szép példája ennek a már említett, 1966-ban a nőstény patkányok agyalapi mirigyének tejelválasztását serkentő sejtjeiben felfedezett, majd 1972-ben az ecetmuslicák egyik rokonának (Drosophila pseudoobscura) lárvális nyálmirigyében is azonosított krinofágia, ami szintén a feledés homályába merült. Dr. Juhász Gábornak, az ELTE Anatómiai, Sejt- és Fejlődésbiológiai Tanszék egyetemi tanárának és egyben a Szegedi Biológiai Kutatóközpont professzorának jutott eszébe először, hogy a krinofágia folyamatát érdemes volna ecetmuslicák (Drosophila melanogaster) lárváinak nyálmirigyében vizsgálni, mivel abban a fejlődés során természetes módon aktiválódik a folyamat – részletezte a fiatal kutató. – Sikerült rábukkannom egy élesztőgombákkal (Saccharomyces cerevisiae) foglalkozó tanulmányra még 1998-ból, amiben leírtak egy krinofágiához hasonló folyamatban szereplő enzimet, ami eddig elkerülte a figyelmemet. Ez az enzim egy speciális, lebontásra kijelölő fehérjét képes kapcsolni más szabad, illetve sejtszervecskék felszínén megtalálható fehérjékre. Ezek alapján eszembe jutott, hogy érdemes volna megvizsgálnom, vajon a muslicalárvák nyálmirigyében ki tudom-e mutatni a váladékgranulumok felszínén ezt a lebontásra kijelölő fehérjét. Ez egy viszonylag egyszerű teszt volt. Kezdetben semmit sem találtam, ezért aztán arra gondoltam, hogy több fejlődési (a bebábozódáshoz egyre közelebb eső) időpontban kellene megvizsgálnom a muslicalárvák nyálmirigysejtjeit. Hatalmas meglepetés volt, mikor sikerült megpillantanom a keresett fehérjére utaló jelet a szekréciós granulumok felszínén a mikroszkópban, pontosan abban a fejlődési időpontban, amikor a granulumok lebontása időszerűvé válik. A kapott eredmények megdöbbentőek voltak számomra, mert tudtam, ha ez ténylegesen így van, akkor ez egy igencsak komoly felfedezés lehet, mivel rendkívül újszerű és szokatlan. Az eredményeket megmutattam a tanszék vezetőjének, dr. Lőw Péternek is, aki megerősítette a feltételezésemet. Nem sokkal később más, független vizsgálati módszerekkel is sikerült igazolnom a jelenséget. Néhány héttel később kiderült, hogy a patkányok hasnyálmirigyének elektronmikroszkópos vizsgálata során a tanszékünk néhány munkatársa már a 90-es évek elején kimutatta a már említett lebontásra kijelölő fehérjét bizonyos váladékgranulumok felszínén, de mivel nem tudták értelmezni a jelenséget, nem foglalkoztak vele, nem publikálták. Ez pedig azt jelenti, hogy a lebontásra kijelölő fehérje jelenléte a váladékszemcsék felszínén nemcsak a muslicák sejtjeire lehet jellemző, de magasabb rendű szervezetek, a humán betegségek modellrendszeréül igen gyakran és sikeresen használt patkányok (Rattus rattus) megfelelő sejtjeire is. Mindez pedig a folyamat vizsgálatának komoly orvosbiológiai relevanciáját vetíti előre.

A hasnyálmirigy emésztőenzimeket termelő sejtjeiben az enzimek inaktív (például tripszinogén) formában váladékszemcsék belsejében várják, hogy kiürüljenek a sejtekből, majd a nyombélbe jutva ott aktiválódjanak. Amenynyiben ezek a granulumok a kiürülés előtt intenzív módon egyesülnek a lizoszómákkal (krinofágia), akkor az azokban található lebontást végző molekulák képesek idejekorán aktiválni a tripszinogént, aktív és a sejten belül fokozott veszélyforrásnak tekinthető tripszinné alakítva, amely a sejtet belülről kezdi el megemészteni, ezáltal pedig a hasnyálmirigysejt kipukkadással járó (necroticus) halálát okozva. Mindezek együttese és fokozódása pedig hozzájárulhat a hasnyálmirigy-gyulladás (pancreatitis) kialakulásához. Amennyiben megértjük a krinofágiát szabályozó molekulákat, mesterséges módon bele is avatkozhatunk a folyamatba, amely segítségével megelőzhető volna például a pancreatitis. Természetesen ehhez a betegséghez számos más tényező is hozzájárulhat, ezek közül csupán az egyik a krinofágia. Ecetmuslicák segítségével idővel tehát jobban megérthetővé, kezelhetővé és talán megelőzhetővé válhat a sokszor halálos kimenetelű hasnyálmirigy-gyulladás – szögezte le a zalai sejtbiológus, hozzátéve: az elnyert pályázati támogatás fedezi a munkabérét, valamint a kutatásokhoz szükséges eszközök, reagensek beszerzésének költségét.

– A pályázati pénz felhasználásának feltétele az, hogy a harmadik év végére legyen kézzel fogható eredménye a munkának, vagyis szülessen belőle minél színvonalasabb tudományos publikáció. A kutatás a Szegedi Biológiai Kutatóközpont (SzBK) munkatársaival szoros együttműködésben fog megvalósulni. Köszönettel tartozom az NKFI-nek a támogatásért, valamint dr. Juhász Gábornak és dr. Lőw Péternek a pályázat írása során nyújtott segítségükért, továbbá Kelemen Zsófiának a támogatásáért.

Forrás: Zalai Hírlap