Egy mozgászavar okának kiderítése
Bőrsejtek, őssejtek, idegsejtek
Öregedő társadalmainkban a legnagyobb problémák egyikét a neurodegeneratív betegségek alkotják. Ezek vizsgálata különlegesen nehéz, mivel az agyszövet csak ritkán hozzáférhető. A Bonni Egyetem kutatói most kerülő úton közelítették meg a kérdést: öröklött mozgászavarban szenvedő betegek bőrsejtjeit ún. indukált pluripotens őssejtekké (IPS sejtek) programozták át, és ezekből idegsejteket hoztak létre. Ezek felhasználásával fejtették meg a betegség mechanizmusát. Az eredményeket a Nature közölte.
A bonni vizsgálat a Machado-Joseph betegséggel foglalkozott. Ezt a mozgáskoordinációs zavart először portugál származású Azori-szigeteki emberekben írták le, és ma ez a cerebelláris ataxia leggyakoribb formája Németországban. A betegek többségében 20 és 40 éves koruk között egyensúlyzavar és számos más neurológiai rendellenesség alakul ki. A betegség oka az ataxin-3 gén egy ismétlődő bázisszekvenciája, ami a megfelelő fehérje kicsapódásához vezet, aminek következtében végül károsodnak az agysejtek. Mindeddig nem tudták, hogy a betegség miért csak az idegsejteket érinti és hogy mi váltja ki a fehérjekicsapódást.
A betegség folyamatának molekuláris szintű tanulmányozása céljából dr. Oliver Brüstle, a Bonni Egyetem professzora és munkatársai először a betegek kis bőrmintáiból indukált pluripotens sejteket állítottak elő. Ezek a fejlődés igen korai stádiumában vannak és még nem differenciálódtak – majdnem korlátlanul szaporíthatók és a szervezet bármelyik típusú sejtjévé képesek alakulni. A következő lépés e sejtek agyi őssejtekké fejlesztése volt, amelyekből aztán tetszés szerinti mennyiségű idegsejtet lehetett előállítani.
Mivel az így létrehozott idegsejtek magukból a betegekből származtak, genetikailag azonosak voltak a megfelelő páciensek sejtjeivel, és így a betegség celluláris modelljeként lehetett őket felhasználni. „Ezzel tulajdonképpen lehetővé vált azoknak a sejteknek a tanulmányozása, amelyeket érint a betegség, és amelyekhez egyébként nem tudunk hozzáférni – ez majdnem olyan, mintha a beteg agyát helyeztük volna a sejttenyésztő tárolóba” – mondta dr. Pilipp Koch, aki egyike a tanulmány vezető szerzőinek.
Dr. Koch és kollégája, dr. Peter Breuer elektromos árammal ingerelték a mesterségesen előállított idegsejteket, és sikerült kimutatniuk, hogy a fehérjeaggregátumok képződése korrelált a sejtek elektromos aktivitásával. „Ebben a calpain nevű enzim kulcsszerepet játszik, a calpaint pedig az ingerelt idegsejtekbe beáramló kálcium aktiválja. Ez a most felfedezett mechanizmus megmagyarázza, hogy miért csak az idegsejteket érinti a betegség” – mutatott rá Brüstle professzor.
A professzor és kollégái azt tervezik, hogy a mesterséges idegsejteket használják majd fel olyan gyógyszerek kifejlesztésére, amelyekkel neurológiai betegségeket lehet kezelni.
