Szövetsérülés esetén a szervezet perceken belül mozgósítja a védekező mechanizmusait a külvilág potenciális kórokozóival szemben. A Nobel-díjas Ilja Iljics Mecsnikov tengericsillag-lárvák mikroszkópos vizsgálata közben vette észre, hogy sérülésüket követően sejtek vándorolnak a sebzés irányába, így fedezte fel a ma fagocitáknak nevezett immunsejteket. Bár az alapjelenség mintegy 150 éve ismert, a folyamat számos részlete nem. A magyar kutatócsoport zebrahalakon végzett kísérleteiben sebet ejtettek a 2–3 milliméteres zebrahallárvák farokúszóján, és mikroszkóppal láthatóvá tették azokat a szabályozó folyamatokat, amelyek lehetővé teszik, hogy percek alatt fehérvérsejtek vándoroljanak a sérülés területére, hogy elősegítsék a seb összehúzódását, későbbi gyógyulását – magyarázza a cikkben Enyedi Balázs, a Semmelweis Egyetem Élettani Intézetének docense, aki kutatócsoportjával írta a tanulmányt.

A zebrahalakat egy magyar származású amerikai molekuláris biológus, Streisinger György honosította meg a kutatás világában az 1960-as években. Enyedi Balázs munkacsoportja azért választotta a zebrahalakat saját kutatásaihoz, mivel a sejtszintű gyulladásos folyamatok hasonló módon játszódnak le bennük, mint az emlős és humán rendszerekben. Emellett a lárvák átlátszók, így különösen jól vizsgálhatók mikroszkóp alatt, valamint a zebrahalak genetikailag módosíthatók, így a laborban olyan transzgéneket, úgynevezett fluoreszcens szenzorokat tudnak beépíteni a halak genetikai állományába, amelyek lehetővé teszik, hogy mikroszkóp alatt élő lárvákban követhessék nyomon az általuk vizsgálni kívánt molekulákat.

Semmelweis Egyetem

A környezeti kémiai ingerek hatására beinduló sejtmozgás a kemotaxis, a kemoattraktánsok pedig azok a molekulák, amelyek fokozzák a sejtvándorlást az adott kémiai inger irányába. Sebzést követően olyan kemoattraktánsok termelődnek és szabadulnak fel a sérült szövetben, amelyek fehérvérsejtek migrációját és helyi gyulladást váltanak ki. Ezen molekulákat azonban valós időben eddig nem lehetett megfigyelni, nem lehetett tudni, hogy pontosan mikor és milyen sejtekből szabadulnak fel, nem volt ismert, hogy milyen távolságra jutnak el a forrástól. A magyar kutatók új módszerének a lényege, hogy a gyulladást szabályozó molekulák közül egyet, a leukotrién B4-et valós időben tették láthatóvá és mérhetővé. Így gyulladással járó folyamatok során először vált vizsgálhatóvá egy kemoattraktáns felszabadulásának helye, valamint szöveti eloszlása. Enyedi Balázs úgy fogalmazott:

„gyakorlatilag egy új szemüveget fejlesztettünk, amellyel láthatóvá tettünk egy központi jelentőségű gyulladásszabályozó molekulát”.

Sérüléskor a szövetek egy „gyulladásos koktélt” termelnek, amelynek hatására beindul az a reakció, amelynek részeként fehérvérsejtek áramlanak az érintett területre. Minél nagyobb a sérülés és minél több patogén jut a külvilágból a szervezetbe, annál több fehérvérsejtet kell a területre irányítani. A leukotrién B4 egy arachidonsavból termelődő központi gyulladásos mediátor, amely nagyon erős kemoattraktánsként fehérvérsejtek rajzását váltja ki. Ezt maguk a fehérvérsejtek termelik gyulladásos környezetben, de a mai napig nem ismerik a kutatók pontosan a leukotrién B4 felszabadulásának szabályozását. Erre is választ adhat többek között a jövőben a magyar kutatók által kidolgozott módszer.

Az új módszer lényege, hogy a leukotrién B4 receptorából kiindulva, annak szerkezetét módosítva bioszenzort hoztak létre. A szenzor zöld fluoreszcenciája leukotrién B4 hatására jelentősen megnő, így fluoreszcens mikroszkóp alatt mérhető, sőt látható, ahogy a zöld fény intenzitása változik a leukotrién B4 koncentráció függvényében. A bioszenzort kódoló DNS-szakasz bejuttatható a kísérletek során vizsgált sejtekbe, amelyek így maguk hozzák létre a szenzort. Kis méretű molekulaként a leukotrién B4 percek alatt eltűnik a forrástól, így klasszikus immunfestési eljárásokkal nem vizsgálható fixált szövetekben, az új módszerrel azonban valós időben követhető zöld fluoreszcens szignálként transzgenikus állatokban a molekula felszabadulása.

Eddigi vizsgálatukban a leukotrién B4-re fejlesztettek bioszenzort, de kutatásuk általánosítható és egyéb, a gyulladásos folyamatokat szabályozó további molekulák kimutatására is alkalmas szenzorokat fejleszthetnek a módszerrel.

Enyedi Balázst a kutatás jövőbe mutató lehetőségeiről elmondta, hogy egyrészt általa jobban megérthetővé válik a gyulladás biológiája és patológiája, amelynek segítségével hatékonyabb terápiás eszközöket lehet majd fejleszteni. Másrészt az eddig létrehozott, és most fejlesztés alatt álló új kemoattraktáns bioszenzorok lehetőséget adnak arra is, hogy az eddigi módszereknél gyorsabban és hatékonyabban találjanak a kemoattraktánsok működését befolyásoló molekulákat, gátlószereket. Jelenleg főképp a gyulladást szabályozó molekulák biológiai hatásának jobb megértése a cél, de hosszabb távú tervei között szerepel, hogy a fejlesztéseik révén gátlószerek azonosításával bekapcsolódjanak a gyógyszeripari kutatásokba.

Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának tudományos felfedezésekről is hírt adó Facebook-oldalát.