Különleges felfedezést publikált a keszthelyi sejtbiológus és kutatócsoportja (zaol.hu)

Az orvostudomány számára is fontos felfedezést tettek magyar kutatók, akik legújabb eredményeiket a neves Traffic című külföldi sejtbiológiai folyóiratban tették közzé november elején. A keszthelyi születésű sejtbiológus, Dr. Csizmadia Tamás, az ELTE adjunktusa a nemrég publikált cikk vezető szerzője.

A munka különlegessége egyrészt az, hogy a nemrég publikált tudományos cikk hét szerzője közül három jelenleg alapszakos, egy pedig mesterszakos egyetemi hallgató. Másrészt az ELTE Anatómiai, Sejt- és Fejlődésbiológiai Tanszéke mellett a Szegedi Biológiai Kutatóközpont (SzBK) is jelentős mértékben járult hozzá a kutatásokhoz – írja a zaol.hu.

A mostani felfedezésük különösen fontos az emberi betegségek legyőzésében.  Tamás egyike a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal (NKFI) 2020-ban meghirdetett fiatal kutatói pályázat nyerteseinek, s ez a támogatás három évre szól. Az NKFI így jelentős mértékben támogatta a most született felfedezést is.

Laikusként nem is gondolná az ember, hogy az ecetmuslica (tudományos nevén Drosophila melanogaster) az egyik legoptimálisabb alany genetikai és sejtbiológiai megfigyelésekre. Tamás és csoportja a lárvák és fiatal bábok nyálmirigyét tanulmányozzák, illetve azokat a sejten belül zajló folyamatokat, amelyeknek a megértésével különféle betegségek mechanizmusát tárják fel.

Ha megismerjük sejtjeink működését és pontosan tudjuk, hogy mi romlik el bennük, mi vezet betegséghez, akkor olyan eszközöket adhatunk az orvostudomány kezébe, például gyógyszerfejlesztési lehetőségeket, amelyek segítségével helyrebillenthetjük a sejten belüli problémákat. Ezáltal hozzájárulhatunk ahhoz, hogy ezeket a betegségeket megelőzzük vagy kezelni tudjuk – adott tájékoztatást a felfedezés fontosságáról Tamás.

Mivel az emberi betegségek jelentős része egyszerűbb szervezeteken is modellezhető, ezért az ecetmuslicát választottuk, ugyanis sejtjeik nagyon hasonlóan működnek az emberéhez. A kutatók már feltárták a muslicák és az emberek genomját (azaz a DNS-ben kódolt örökítő információ összességét), de sokkal egyszerűbb ennek a kistestű légynek a genetikai állománya, így egyszerűbb azt megfigyelni. Ha megismerjük, hogy milyen gének szabályozzák a muslicasejtek működését, akkor megérthetjük az emberek alapvető sejtbiológiai folyamatait is.

A kutatócsoport az autofág (sejtes önemésztő) folyamatokkal foglalkozik. A sejt képes arra, hogy a működése során elhasználódott saját anyagait lebontsa, s ezáltal azok újra felhasználhatóvá válnak a sejt számára. Ez megújuláshoz vezet, illetve ha éhezik a sejt, akkor szükség szerint át is csoportosíthatja ezeket az anyagokat. Ez az alapja például annak, hogy a böjtölés sokat segíthet a sejtek, ezáltal pedig a szervezet önmegújításában. Kutatócsoportunk a sejtes önemésztő folyamatnak egy különleges formáját (krinofágia) vizsgálja a muslica nyálmirigysejtjeiben. Fontos tudni, hogy azokat a sejteket, amelyek adott anyagok termelésére és kiürítésére specializálódtak, mirigysejteknek hívjuk.

S hogy miként is zajlik a krinofágia folyamata? A mirigysejt megtermeli a kiürítésre szánt fehérjét, illetve anyagot, amit membránokkal határolt csomagocskákban, váladékszemcsékben (szekréciós granulumok) raktároz, majd egy külső jel hatására egy részét kiüríti magából. A sejtben azonban maradnak olyan váladékszemcsék, amik nem ürülnek ki, hanem a sejt lebontja azokat. Tamásék tehát ennek a lebontásnak a mechanizmusát kutatják.

Hogy jól értsük a folyamatot, például a hasnyálmirigyünk jelentős része inaktív emésztőenzimeket termel, amik a kiürülés során a nyombélben aktiválódnak. Ám ha ezek a váladékszemcsék nem tudnak kiürülni (például epekő miatt), akkor lebontási útra terelődnek a sejten belül, ezáltal ott aktiválódnak, majd a sejtből kiszabadulva a sejtek halálát okozzák. Így alakulhat ki például az akut hasnyálmirigy-gyulladás. Ezért rendkívül fontos ezekben a sejtekben a váladékszemcsék fokozott sejten belüli lebontásának megakadályozása. 2018-ban jelent meg az első olyan publikációnk, amiben csoportunk feltárta az első olyan géneket, amelyek muslicában szabályozzák ezt a fejlődési programot, folyamatot. A most publikált munkánkban pedig azt fedeztük fel, hogy a lebontás folyamata már a nyálmirigy váladékképzésének elején is végbemehet. Mivel ismerjük a váladékszemcsék egész életútját, ebbe a folyamatba bele is avatkozhatunk. Mi azt tettük, hogy genetikai módszerekkel megakadályoztuk ezeknek a váladékszemcséknek a növekedését, majd azt tapasztaltuk, hogy a sejt nem ürítette ki ezeket a fiatal, kifejletlen szemcséket, hanem inkább a lebontási útra terelte őket. Ez tehát egy fejlődési programtól független váladékszemcse lebontási, azaz krinofág aktivitás.