Vědci zjistili, že čtvrtina progenitorových buněk ve varlatech je „zavražděna“ fagocyty, přestože tyto buňky nedělají nic „špatného“.
Výzkum univerzity v Haifě identifikoval zabijácké buňky.
Proces, který zahrnuje „vraždu“ živých, nově vytvořených buněk, byl poprvé objeven v nedávném výzkumu provedeném na univerzitě v Haifě. Výzkum, který byl popsán v váženém časopise Věda Zálohyobjevili, že během procesu buněčné diferenciace u ovocných mušek fagocytující buňky konzumují a ničí zdravé živé buňky.
"Zjistili jsme, že fagocyty mohou fungovat jako 'vrazi'." Je dobře známo, že fagocytární buňky polykají a rozpouštějí mrtvé buňky, ale poprvé ukazujeme, že zabíjejí i nově vytvořené normální buňky. V podstatě jsme charakterizovali nový mechanismus buněčné smrti. Čím více známe mechanismy buněčné smrti, tím lépe rozumíme tomu, jak se vyrovnat s různými nemocemi, zejména rakovinou,“ vysvětlila profesorka Hilla Toledano, vedoucí katedry biologie člověka na univerzitě v Haifě a autorka studie.
Původ několika tělesných tkání, včetně kůže, vlasů, žaludku a varlat, lze vysledovat zpět ke kmenovým buňkám. Nepřetržitým dodáváním nových buněk, které nahrazují staré, umožňují tyto výkonné kmenové buňky doplňování tkání. Každá kmenová buňka se v tomto procesu rozdělí na dvě buňky, z nichž jedna je zachována pro budoucí použití a druhá se vyvíjí, aby nahradila ztracenou buňku v tkáni.
V současném vyšetřování se profesor Toledano, profesor Estee Kurant a skupina vědců z univerzity v Haifě zabývali pohlavními buňkami ovocných mušek. Protože mnoho molekulárních procesů u ovocných mušek a lidí je podobných, lze je v této situaci použít jako účinný model.
Studie ovocných mušek jsou užitečné díky schopnosti monitorovat procesy v živých tkáních a jednoduchosti genetických změn, což umožňuje přesnou identifikaci buněčných procesů. Šest Nobelových cen bylo uděleno v průběhu let vědcům, kteří objevili biologické mechanismy u ovocných mušek, které jsou konzervovány u lidí.
Jak již bylo zmíněno, rozdělením kmenové buňky na dvě buňky – kmenovou buňku a buňku známou jako progenitor – začíná proces diferenciace spermií u samců ovocných mušek. Tento proces pokračuje, dokud se nevytvoří funkční spermie. Vědci již z minulých studií věděli, že jedna čtvrtina těchto progenitorových buněk zahyne a nevyvine se z nich spermie. Účelem této studie bylo lépe porozumět tomu, co se s těmito buňkami děje.
Tělo má dobře zavedený a zásadní mechanismus zvaný buněčná smrt. Za normálních okolností mají buňky schopnost „spáchat sebevraždu“, když dojde k závažné mutaci nebo poté, co splnily svůj účel. Fagocyty přicházejí, aby „sežraly“ umírající buňky, účinně odebírají jejich obsah a rozpouštějí je. Je známo, že fagocyty někdy „požírají“ buňky imunitního systému, které dokončily svou práci při obraně těla proti vetřelcům.
V současné studii vědci zjistili, že fagocyty „zabijí“ čtvrtinu progenitorových buněk ve varlatech, ačkoli tyto buňky nedělají nic „špatně“ a jsou jednoduše v procesu diferenciace; jsou to stále nové buňky a nejsou abnormální ve všech ohledech.
V první fázi vědci zabránili stravovacím schopnostem fagocytů a nenašli v tkáni žádné mrtvé buňky. Jinými slovy, fagocyty jsou zodpovědné za smrt progenitorových buněk.
Ve druhé fázi vědci použili zobrazování v reálném čase ke sledování živé tkáně a zjistili, že progenitorové buňky jsou fagocytem spolknuty zaživa a teprve poté je zahájen proces smrti. „Poprvé jsme našli proces, který zahrnuje ‚vraždu‘ zcela normálních buněk. Stále nevíme, proč se tak děje. Možná je cílem tohoto procesu dodávat živiny pro udržení funkční populace kmenových buněk po celou dobu života organismu,“ navrhl profesor Toledano.
Kromě pochopení nového mechanismu může tato studie přispět k našim schopnostem vyvíjet léky a prostředky pro kontrolu buněčné smrti, a samozřejmě zejména pro léčbu rakoviny. „Nádory se vyznačují neustálým růstem a narušováním procesu přirozené buněčné smrti. Pokud se nám do tohoto procesu podaří zavést fagocyty, které jsou schopny eliminovat živé rakovinné buňky, budeme schopni řídit růst nádoru. Čím více se dozvíme o mechanismech buněčné smrti, tím lépe dokážeme tyto procesy využít, abychom se zbavili rakovinných buněk,“ uzavřel profesor Toledano.
Odkaz: „Fagocytární cystické buňky v Drosophila varlete eliminují progenitory zárodečných buněk prostřednictvím fagoptózy“ od Maayan Zohar-Fux, Aya Ben-Hamo-Arad, Tal Arad, Marina Volin, Boris Shklyar, Ketty Hakim-Mishnaevski, Lilach Porateee Kuperstein, Est. Kurant a Hila Toledano, 17. června 2022, Vědecké zálohy.
DOI: 10.1126/sciadv.abm4937
