Új felfedezés az immunrendszer sejtjeinek kommunikációjáról

A Pittsburgh Egyetem (USA) kutatóinak új eredményei szerint az immunrendszer sejtjei vékony szálak, ún. nanotubulusok kiterjedt hálózatán keresztül is cserélhetnek információt egymással. A felfedezés alapján az immunsejtek közötti kommunikáció jóval bonyolultabb, mint eddig gondolták.

A kutatók azt vizsgálták, hogy miként reagálnak a dendritikus sejtek az ingerlésre, és eközben fedezték fel a hálózat létét, egy véletlen hibának köszönhetően. Azt tapasztalták, hogy a dendritikus sejteknek adott legkisebb ingerlés is képes olyan láncreakciót kiváltani, amelynek során a sejtek kálciumot bocsátanak ki. Korábbi vizsgálataik során a kutatók már leírták, hogy a dendritikus sejtek membránja hogyan nyílik szét, amikor elkapják a kiszemelt kórokozót. Az E. coli baktérium esetében mindez olyan gyorsan történik, hogy az eseményről készített videófelvételen már nem követhető nyomon. A dendritikus sejtek már azelőtt szétnyitják membránjaikat, mielőtt még bármiféle fizikai kontaktusba kerülnének a baktériummal, a makrofágok viszont egyáltalán nem reagáltak a baktériumra.

A kutatók ki akarták deríteni, hogy a dendritikus sejtek a makrofágokkal ellentétben miért képesek azonnal érzékelni a kórokozók antigénjeit, ezért a kalcium áramlását vizsgálták, amivel könnyen mérhető a sejt ingerlésre adott válasza. Ehhez fluoreszcens festéket használtak, amivel közvetlenül is mérhetőek a kalciumszintek. Ezzel meg tudták határozni, hogy a kalciumáramlás megindul-e már azelőtt is, hogy a dendritikus sejtek szétnyitnák membránjaikat a kórokozó bekebelezése előtt. A kísérlet során E. coli baktériumokat juttattak egy Petri-csészébe, és a dendritikus sejtek membránjainak kinyílása előtt néhány perccel már tapasztalható volt a kalcium áramlása, amit a fluoreszcens festék színének változása jelzett.

A kísérletet megismételték a makrofágokkal is, és korábbi tapasztalataik alapján azt várták, hogy nem jön létre kalcium-áramlás. Történt azonban egy kisebb, szerencsésnek mondható hiba, mivel az E. coli baktériumok beleragadtak az injekciós tűbe, amellyel a Petri-csészébe fecskendezték volna őket, így amikor a kutatók elektromosan ingerelték a makrofágokat, a baktériumok nem voltak jelen az edényben. Watkins és Salter legnagyobb meglepetésére azonban a makrofágok között mégis megindult a kalcium áramlása, amit a képernyőn látható villanásból vettek észre. Ezt követően a dendritikus sejtekkel is megismételték a kísérletet, de úgy, hogy ezúttal ott sem voltak jelen a baktériumok. Ugyanazt tapasztalták, mint az előző esetben, vagyis a baktériumok nélkül is megindult a kalciumáramlás.

Ezen a ponton felmerült egy újabb kérdés, mivel a sejtek között akadtak olyanok, amelyek reagáltak az ingerlésre, és olyanok is, amelyek nem. A kutatók ebből arra következtettek, hogy a reagáló sejtek között léteznie kell valamilyen fizikai összeköttetésnek is, amely megkülönbözteti őket a többi, inaktív sejttől. A szakirodalomban számos olyan publikációt találtak, amely a nanotubulusokkal foglalkozik, és a sejtekről a lehető legnagyobb felbontásban készített képek elemzésével sikerült őket láthatóvá tenni, és ezzel bizonyítani, hogy a nanotubulusok egyaránt jelen vannak a dendritikus sejtekben és a makrofágokban is.

Watkins és Salter elvégzett egy harmadik fajta kísérletet is, amikor a Petri-csészében egyszerre voltak jelen a dendritikus sejtek, a makrofágok, és a baktériumok. A dendritikus sejtek - ahogy azt várták - a baktériumok hatására kalciumot szabadítottak fel. Néhány másodperc múlva pedig látható volt, ahogyan a nanotubulusokban megindul a kalcium áramlása a dendritikus sejtektől a szomszédos makrofágok felé. "Ez részben megoldás lehet arra a rejtélyre, hogy egy rendkívül kevés sejt felé irányuló lokális inger hogyan képes mégis sikeres immunválaszt kialakítani. Lehetséges, hogy a nanotubulusok képessé tesznek néhány, antigénnel már rendelkező dendritikus sejtet arra, hogy elérjenek más, éppen a nyirokcsomókban tartózkodó dendritikus sejtet, megemelve ezzel azoknak a sejteknek a számát, amelyek képesek mozgósítani a T-limfocitákat" - mondta Salter.

A nanotubulusokon keresztül történő kommunikáció elmélete megkérdőjelezi azt a régi elképzelést, hogy az immunrendszer sejtjei kizárólag olyan vegyületek segítségével kommunikálnak egymással, mint például a citokinek. Az új eredmények egyértelműen mutatják, hogy az immunsejtek közötti kommunikáció ennél jóval bonyolultabb.

Illyés András

Szómagyarázat:

Dendritikus sejtek (DC) - Csontvelői eredetű antigén-bemutató sejt, amely elsősorban a nyirokszövetek, illetve nyirokszervek T-sejt függő területein található, hatékony T-sejt választ stimulál.

Makrofág (nagy falósejt) - Vérképző őssejtből származó monocita szöveti formája. Fő feladata a fagocitózis, az antigén-bemutatás és különféle enzimek, citokinek termelése.

Gap junction - Strukturális egységek (connexinek - Cx) által képzett sejtek közötti csatornák, amelyek lehetővé teszik a különböző jelátviteli molekulák sejtek közötti vándorlását.

(Szómagyarázat forrása: Magyar Tudomány, 2004/3 391. o.)