A programozott sejthalál új, feltárt részletei
Angol és svéd kutatóknak valós időben sikerült megfigyelni az apoptózis folyamatának korai szakaszait, s ezzel a programozott sejthalál új, onkológiai szempontból érdekes részleteit tárták fel, írja az OTSZ Online.
A Science Advances folyóiratban június 2-án jelent meg az oxfordshire-i STFC ISIS Neutron and Muon Source (ISI) és a svéd University of Umea kutatóinak cikke, amelyben arról számolnak be, hogy molekuláris szintű valós idejű megfigyeléseik alapján sikerült jelentősen bővíteniük a rákbetegségek megelőzésében kulcsfontosságú apoptózis biokémiai folyamatairól alkotott ismereteinket. Az apoptózis létfontosságú az emberi szervezet működése szempontjából, zavarai esetén rákos sejtek kezdenek el burjánozni az emberi testben, illetve a daganatok nem fognak reagálni az onkológiai kezelésekre.
Az egészséges sejtekben a folyamatot a Bcl-2 fehérjecsalád két ellentétes szerepet betöltő proteinje, a sejthalált előidéző, mitokondriumokat perforáló Bax (Bcl-asszociált X fehérje) és a védő hatású Bcl-2 szabályozza. Az oldékony Bax fehérje felelős az elöregedett vagy beteg sejtek eltakarításáért, és aktiválása esetén a sejtben található mitokondriumok membránjain képez pórusokat, így idéz elő programozott sejthalált. Ezt a folyamatot képes megakadályozni a membránba beépülő Bcl-2, amely képes elfogni és semlegesíteni a Bax fehérjéket. Rákos sejtekben a túlélést biztosító Bcl-2 túltermelődése figyelhető meg, ami a lebontással szembeni fokozott védelmet, vagyis korlátozás nélküli sejtosztódást eredményez. Ez a folyamat régóta ismert, és a daganatos megbetegedések során betöltött funkciója is tisztázott, mindezidáig kevesebbet tudunk azonban a Bax és a mitokondriális membránok apoptózisban betöltött pontos szerepéről.
Dr. Luke Clifton kutatócsoportja neutron-reflektometriás módszerrel, valós időben tanulmányozta a Bax és különböző lipidek interakcióját a mitokondriumok membránjaiban az apoptózis kezdeti szakaszaiban. Deutérium-izotópos jelölést alkalmazva sikerült megállapítaniuk, hogy a Bax fehérje lipideket von ki a mitokondriális membránból, majd lipid-Bax klasztereket formál a mitokondriumok felszínén, miközben a mitokondriális membránon pórusok keletkeznek. Fourier-transzformációs infravörös spektroszkópiával (FTIR-spektroszkópia) azt is megfigyelték, hogy ez a destruktív hatású pórusképzés két lépcsőben zajlik le. Először a Bax fehérje gyors membránfelszíni abszorpciója történik meg, majd sokkal lassabban, több óra alatt a Bax-lipid klaszterek és a mitokondriumok működését ellehetetlenítő pórusok keletkezése egyidejű folyamatként valósul meg.
