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 sejtek egymással történő kommunikációja alapvetően kétféle módon valósulhat meg: az idegsejtek esetében az ún. szinapszisokkal, a többi sejtnél pedig a különböző jelátviteli molekulák vándorlását lehetővé tevő sejtek közötti csatornákon keresztül (ún. gap junction). A Pittsburgh Egyetem orvosi karának kutatói az Immunity c. szakfolyóiratban megjelent új tanulmányukban egy harmadik fajta kommunikációs mechanizmusról számolnak be. A kutatók által nanotubulusoknak nevezett struktúrák kiterjedt, alagútszerű kapcsolódást hoznak létre az immunrendszer sejtjei között, és ez képessé teszi őket arra, hogy üzeneteiket rendkívül gyorsan el tudják juttatni a tőlük több mikrométer távolságra levő sejtekhez is. A felfedezés arra is elfogadható magyarázatot kínál, hogy a különböző kórokozók megjelenésére adott immunválasz miként lehet ennyire gyors.

A nanotubulusok hálózata

A kutatók szerint a dendritikus sejtek és a makrofágok - mindketten olyan immunsejtek, amelyek részt vesznek a kórokozók antigénjeinek bemutatásában más sejtek számára - arra használják a nanotubulusokat, hogy rajtuk keresztül továbbítsák molekuláris üzeneteiket más sejteknek. Lehetséges, hogy e két sejttípuson kívül másféle sejtek is képesek ilyen kommunikációs hálózat létrehozására, az eddigi eredmények szerint azonban a kísérletekben általánosan használt tumorsejtvonalakban például nincsenek jelen ezek az összeköttetések.

A kísérletek során egy külön erre a célra kifejlesztett mikroszkópos kamerát használtak, amellyel nyomon tudták követni az élő sejtben zajló folyamatokat. Azt találták, hogy a makrofágok és a dendritikus sejtek képesek néhány másodperc alatt kalciumot és kisméretű molekulákat továbbítani a tőlük több száz mikrométer távolságra fekvő sejtekhez. A megfigyelt nanotubulusok átmérője 35 és 200 nanométer közé esik, ami nagyjából ötezerszer kisebb, mint egy emberi hajszál vastagsága. A sejtek egy adott időpontban akár 75 ilyen nanotubulussal is rendelkezhetnek, amelyek mindegyike eltérő hosszúságú lehet. "A hálózat mérete lehetővé teszi, hogy az egymástól meglehetősen távol elhelyezkedő sejtek is hatékonyan kommunikálhassanak egymással. Ezt úgy lehet elképzelni, hogyha a hálózatot egy nagyvároshoz hasonlítanánk, akkor a sejtek közötti távolság nagyjából négy-öt háztömbnyi távolságnak felelne meg, ami egészen figyelemreméltó teljesítmény" - mondta Russel D. Salter, a cikk egyik szerzője.

A nanotubulusok létét hét évvel korábban már sikerült kimutatni ecetmuslicákban, azonban a mostani tanulmány az első, amelyben a nanotubulusok funkcióját is sikerült feltárni, és azonosítani jelenlétüket állati és emberi sejtekben. "Nagy eredmény volt, hogy sikerült kimutatni a hálózat létét, de még inkább lenyűgözött minket, amikor kiderült, hogy az immunrendszer sejtjei mire használják ezt a rendszert" - mondta Simon C. Watkins, a tanulmány másik szerzője. A nanotubulusok hálózata a sejtek közötti kommunikációnak egy harmadik, a másik két típustól teljesen eltérő formáját teszi lehetővé. "Lehetséges, hogy ez a hálózat ugyanúgy létfontosságú az immunrendszer megfelelő működéséhez, mint például a "gap junction" típusú sejtkapcsolatok a szívizom megfelelő működéséhez. Ezt azonban még nem értjük pontosan" - mondja Watkins. További kutatásokra van szükség ahhoz is, hogy megértsük, milyen szerepet tölt be ez a hálózat az immunrendszer gyulladásos reakciókat kiváltó működésében. Kiderülhet például, hogy a dendritikus sejtek arra használják a hálózatot, hogy más sejtek számára továbbítsák a kórokozók antigénjeit.