Új feltárás az agy fejlődésével kapcsolatban

Elsőként írták le a mikroglia sejtek és a fejlődő idegsejtek sejtteste közötti közvetlen kapcsolat meglétét, és először tárták fel e kapcsolatnak az agy fejlődése során betöltött szerepét az ELKH Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet (KOKI) kutatói.

A Dénes Ádám vezette Lendület Neuroimmunológia Kutatócsoport felfedezésnek meghatározó jelentősége lehet az idegrendszert érintő fejlődési rendellenességek és az úgynevezett fejlődésneurológiai kórképek hátterében gyakran meghúzódó agyi immunfolyamatok mechanizmusainak megértése szempontjából is. A kutatás eredményeit bemutató tanulmány a Cell Reports című folyóiratban jelent meg.

A mikrogliát a központi idegrendszer fő immunsejtjeként, illetve az agyi gyulladásos folyamatok fő szabályozójaként ismeri a tudományos közösség. Mára a legtöbb idegrendszeri betegség - mint például a stroke, az Alzheimer-kór, a Parkinson-kór, az epilepszia, a demencia vagy az amiotrófiás laterális szklerózis (ALS) - kialakulásában igazolták a mikroglia érintettségét, megváltozott működését. Emellett a gyulladásos folyamatoknak és a mikrogliának az idegrendszeri fejlődési zavarok kialakulásában játszott szerepe is egyre inkább ismert.

A mikroglia élettani és kóros állapotokban betöltött szerepének vizsgálata az elmúlt években dinamikusan fejlődő kutatási területté vált. A témában a Lendület Neuroimmunológia Kutatócsoport több közleménye nemzetközileg is nagy figyelmet kapott. A KOKI kutatócsoportjában fedezték fel többek között a mikroglia és az idegsejtek sejtteste között kialakuló közvetlen kapcsolatot, vagyis a szomatikus mikroglia-idegsejt junkciót, illetve annak szerepét a mikroglia idegsejteket védő működése során.

"Bár a mikroglia agyi fejlődésben játszott szerepének jelentőségére számos korábbi tanulmány utalt, mostanáig nem volt ismert, hogy pontosan mely sejtek közötti kommunikációs mechanizmusok teszik lehetővé a mikroglia számára, hogy befolyásolja az idegsejtek fejlődését és az agyi ideghálózatok kialakulását" - írták.

A mikroglia nyúlványai közvetlen kapcsolatot létesítenek a fejlődő neuronok sejttesteivel az embrionális fejlődés 15. napjától kezdve, valamint a születés utáni fejlődés és a posztnatális neurogenezis során. Ezek a kontaktusok különleges szerkezettel és molekuláris összetétellel bírnak: a neuronális mitokondriumok és vezikulák feldúsulása együtt jár a mikroglia-specifikus P2Y12-receptorok felhalmozódásával a kapcsolatot kialakító mikroglianyúlványok felszínén. Ezen receptorok akut gátlása a mikroglia-idegsejt kapcsolatok megszűnéséhez vezet, míg a P2Y12 gén kiütése sérült agykérgi sejtszerkezetet eredményez.

A közleményben kiemelték, Cserép Csaba és Schwarcz Dóra Anett hozzájárulását a kutatáshoz, akik összetett módszertani megközelítés - nagy felbontású molekuláris anatómiai technikák, kombinált fény- és elektronmikroszkópia, valamint ex vivo képalkotó vizsgálatok - alkalmazásával igazolták a mikroglia és a fejlődő idegsejtek közötti közvetlen kapcsolatok meglétét mind az embrionális fejlődés során, mind pedig a születést követő időszakban. 

A mikroglia és a fejlődő, éretlen idegsejtek között most feltárt különleges, dinamikusan változó anatómiai kapcsolatok sok szempontból hasonlítanak a korábban felfedezett szomatikus funkcióra: lehetővé teszik a mikroglia sejtek számára, hogy folyamatosan monitorozzák és hatékonyan befolyásolják az idegsejtek fejlődését, illetve hálózatba történő beépülésüket.

A felfedezés jelentőségét jól mutatja, hogy a vizsgált kapcsolat révén megvalósuló kommunikáció kísérletes gátlása megakadályozza az agykéreg normális szerkezetének kialakulását. A mikrogliát tehát az agy fejlődésében fontos szabályázó szerepet betöltő sejttípusnak kell tekinteni, működésének alaposabb megismerése a későbbiekben számos fejlődési rendellenesség, illetve neurológiai betegség terápiájának kidolgozásához nyújthat segítséget - foglalták össze a közleményben. A kutatásban a KOKI Katona István vezette kutatócsoportja is közreműködött.

A kutatás többek között az Európai Tudományos Tanács ERC Consolidator Grant (CoG) kutatási programja, a Magyar Tudományos Akadémia Lendület Programja, a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal (NKFIH) Magyar-Kínai alkalmazott kutatás-fejlesztési együttműködési programja és az NKFIH Nemzeti Kivalósági Programja támogatásával valósult meg.