A Nature Communications címû tudományos folyóiratb

A cikket az Élettani Intézet munkatársai, Enyedi Balázs, az intézet egyetemi docense és kutatócsoportja jegyzi - közölet a Semmelweis Egyetem pénteken.

Szövetsérülés esetén a szervezet perceken belül mozgósítja a védekezõ mechanizmusait a külvilág potenciális kórokozóival szemben. A Nobel-díjas Ilja Iljics Mecsnikov tengericsillag-lárvák mikroszkópos vizsgálata közben vette észre, hogy sérülésüket követõen 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 lehetõvé teszik, hogy percek alatt fehérvérsejtek vándoroljanak a sérülés területére, hogy elõsegítsék a seb összehúzódását, késõbbi gyógyulását - magyarázza a cikkben Enyedi Balázs.

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 sejtszintû gyulladásos folyamatok hasonló módon játszódnak le bennük, mint az emlõs 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 lehetõvé teszik, hogy mikroszkóp alatt élõ lárvákban követhessék nyomon az általuk vizsgálni kívánt molekulákat.

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 követõen olyan kemoattraktánsok termelõdnek és szabadulnak fel a sérült szövetben, amelyek fehérvérsejtek migrációját és helyi gyulladást váltanak ki. Ezen molekulákat azonban valós idõben eddig nem lehetett megfigyelni, nem lehetett tudni, hogy pontosan mikor és milyen sejtekbõl 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 idõben tették láthatóvá és mérhetõvé. Így gyulladással járó folyamatok során elõször vált vizsgálhatóvá egy kemoattraktáns felszabadulásának helye, valamint szöveti eloszlása.

"Gyakorlatilag egy új szemüveget fejlesztettünk, amellyel láthatóvá tettünk egy központi jelentõségû gyulladásszabályozó molekulát" - idézi a cikk Enyedi Balázst.

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 termelõdõ központi gyulladásos mediátor, amely nagyon erõs 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 jövõben 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 jelentõsen megnõ, így fluoreszcens mikroszkóp alatt mérhetõ, sõt 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 méretû molekulaként a leukotrién B4 percek alatt eltûnik a forrástól, így klasszikus immunfestési eljárásokkal nem vizsgálható fixált szövetekben, az új módszerrel azonban valós idõben követhetõ 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 jövõbe mutató lehetõségeirõl elmondta, hogy egyrészt általa jobban megérthetõvé 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 lehetõséget adnak arra is, hogy az eddigi módszereknél gyorsabban és hatékonyabban találjanak a kemoattraktánsok mûködését befolyásoló molekulákat, gátlószereket. Jelenleg fõképp 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.