Mit tanulhatunk a legkisebbektől?

Az Alzheimer-kór hatékonyabb kezelésének titkát rejthetik a vízben élő apró állatok

Egy szegedi, pécsi és amerikai kutatókból álló csoport a kerekesférgeket vette górcső alá, amelyek az Alzheimer-kór hatékonyabb kezelésének titkát rejthetik. Hogyan találkozik egymással a halálos betegség és egy apró vízi állat a laboratóriumban? Erről számol be dr. Darula Zsuzsanna, a HCEMM Egysejtes Omikák Műszerközpontjának vezetője.

Egyetlen csepp vízben egész állatkert lapul – egy olcsó hobbimikroszkóp, de akár egy erős nagyítólencse is elég hozzá, hogy különleges világuk kinyíljon a kíváncsi tekintet előtt. Moszatok, amőbák, vagy éppen apró gerinctelenek jelennek meg. Nem egy kutató első természettudományos élménye kötődik az esővíztárolóban úszkáló vadvilághoz.

Néhányuk számára ezek az apró lények továbbra is érdekesek maradnak – nem véletlenül. Ahogyan a világ őserdeiből merítette az orvostudomány a malária ellen használható kinint, vagy a Parkinson-kór hatásainak mérséklésére használt d-tubokurarint, úgy inspirálhatják a vízben lebegő, még mindig alig ismert mikroszkopikus vadon fajai újabb gyógyszerek kifejlesztésére a kutatókat.

Egy szegedi, pécsi és amerikai kutatókból álló csoport most a kerekesférgeket (angolul: rotifer) vette górcső alá, melyek az Alzheimer-kór hatékonyabb kezelésének titkát rejthetik. A kerekesférgek parányi, néhány tized milliméter hosszú állatok, amelyek többnyire édesvízben élnek. Furcsa nevüket a szájszervüket övező csillókról kapták, melyekkel a táplálékot sodorják a szájnyílásuk felé. Ezeknek a csillóknak az együttes, hullámzó mozgása mikroszkóp alatt forgó kerék benyomását kelti.

De hogyan találkozik egymással az Alzheimer-kór és egy apró vízi állat a laboratóriumban?

Mikroszkopikus ezermesterek

Ezek az állatok olyan közegben élnek, ahol elsősorban parányi létük miatt sokkal nehezebb nyers erővel felülkerekedni a kihívásokon, vagy elfutni előlük, nem úgy, mint a szabad szemmel látható állatok világában. A mikroszkopikus lények ezért rengeteg ötletes kémiai megoldást fejlesztettek ki az életben maradás érdekében. A kerekesférgek például rendkívül ügyesen bontanak és emésztenek meg összetett és az emésztő enzimeknek ellenálló anyagokat, szerves törmelékeket.

Az Alzheimer-kórban szenvedők idegrendszerében éppen ilyen anyag, az úgynevezett béta-amiloid aggregátum halmozódik fel. A béta-amiloid egy fehérje töredékeiből álló, kis méretű molekula, amely az egészséges szervezetben megtalálható – de azoknak, akik Alzheimer-kórban szenvednek, felhalmozódik egy hibás változata. Ez idővel plakknak nevezett lerakódásokat képez, és zavarja az idegsejtek működését – idővel pedig azok pusztulását is okozhatja. Sajnos a plakkok rendkívül ellenállók, az emberi szervezet segítség nélkül nem tudja lebontani őket – a kerekesférgek viszont igen. Ha laboratóriumi körülmények között ilyen anyagot kapnak, akkor minden további nehézség nélkül fellazítják és elfogyasztják a végső soron számukra tápláló anyagokból álló plakkokat.

A kerekesférgeket természetesen nem hívhatjuk meg, hogy takarítsák ki a betegek idegrendszerét – nem is maradnának ott életben –, de talán eltanulhatjuk tőlük a káros plakkok lebontásának titkát. A kutatók azt már kiderítették, hogy az apró állatok egy rotimer nevű anyagot használnak a béta-amiloid lebontására, és még sok más dologra is. Igazi svájci bicska ez az összetett biopolimer: használják ragasztóként, az élelem csapdába ejtésére és az életterüket jelentő víz megtisztítására is.

Rendben, hasznos – de miből van?

De vajon miből áll ez a biomolekula? Hiszen a működését megérteni és hasznos célra használni csak úgy lehet, ha értjük az összetételét – ránézésre azonban semmi hasznos sem derül ki róla. A krimikben a titokzatos anyagokat a nyomozók csak elküldik egy laboratóriumba, és onnan hamarosan érkezik a válasz minden apró részlettel. Tényleg létezik hasonló dolog a valóságban?

A válasz igen – de sokkal összetettebb és érdekesebb világba csöppen az érdeklődő, mint amit a legtöbb filmben megmutatnak. A HCEMM Kutatóintézet Egysejtes Omikák Műszerközpontban, melyet dr. Darula Zsuzsanna vezet, a titokzatos rotimer fehérje alkotóit vizsgálták. A fehérjék, amelyek segítségével az élőlények, így a kerekesférgek is építkeznek, 20 különféle építőkockából (aminosavból) állnak. Ezek mindegyike kicsit eltérő szerkezetű és méretű, és sorrendjük úgy jellemez egy fehérjét, mint egy ujjlenyomat. A rotimer fehérjéit a kutatók feldarabolták, a darabokban az építőkockák sorrendjét egy speciális nagyműszer, úgynevezett tömegspektrométer segítségével felderítették, majd speciális szoftverek segítségével kitalálták, hogy a darabkák mely fehérjékhez tartoznak.

Ezután az egysejtes omika labor szakemberei más kutatók munkájára támaszkodva kiszűrték a korábban már azonosított fehérjéket a mintából, végül pedig azokat is, amelyek a hím és nőstény kerekesférgek között különböztek, vagy nem a sejteken kívül helyezkedtek el, ahová a rotimer általában kerül.

Minden mást kizárva végül is négy célfehérje maradt – és egy meglepő eredmény. A rotimer egyik kulcseleme ugyanis egy olyan, SCO-spondin nevű fehérje, amely az emberi idegrendszerben – sőt, minden gerincesben – megtalálható. Ősi találmánya ez az élőlényeknek, mely még távoli unokatestvéreinkkel, a tengeri zsákállatokkal is összeköt minket. Bennünk és a hozzánk közel álló gerincesekben szerepet játszik az idegsejtek növekedésében és az agy egészségének megőrzésében is.

A rotimer szerkezetének feltérképezése tehát egy válasz mellé jó néhány kérdést is hozott: ezek azonban jó kérdések, hiszen arra utalnak, hogy az ősi eredetű rotimer és a fejlett idegrendszer működése között lehet valamiféle tudományterületeken átívelő kapcsolat. A szerkezetének ismeretében talán hamarosan azt is megtudjuk, hogyan lehet ezt a javunkra fordítani, ugyanis a kutatók már azt is megtalálták, hogy a rotimer mely darabkái képesek önállóan is a béta-amiloid semlegesítésére.

A Magyar Molekuláris Medicina Kiválósági Központ (Hungarian Centre of Excellence for Molecular Medicine – HCEMM) egy több létesítményben működő intézet, amelynek kutatói úttörő eljárások és terápiás módszerek fejlesztésével járulnak hozzá az egészségesebb öregedéshez. A HCEMM Program jelenleg többek között a H2020 Teaming Projekt támogatásával működik, melynek keretei között a Semmelweis Egyetem, a Szegedi Tudományegyetem és a HUN-REN Szegedi Biológiai Kutatóközpont a heidelbergi székhelyű EMBL-lel mint partner intézménnyel dolgozik együtt. A magyar kormány támogatása szintén elengedhetetlen a HCEMM működéséhez, ez jelenleg a Tématerületi Kiválósági Program és a Nemzeti Laboratóriumok Program projektjein keresztül valósul meg. A HCEMM célja, hogy az akadémiai és ipari területek között közvetítve, a molekuláris orvostudomány legújabb eszközein keresztül hozzájáruljon az öregedő magyar népesség életminőségének javításához és az egészségügyi ellátás költségeinek csökkentéséhez. A szervezet sokrétű munkáját a szegedi székhelyű HCEMM Nonprofit Kft. irányítja.

The post Mit tanulhatunk a legkisebbektől? appeared first on csaladilap.hu.