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Sonntag, August 14, 2022

Wissenschaftler entdecken ein Massaker: „Attentäter“-Zellen ermorden unschuldige Zellen

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Wissenschaftler entdeckten, dass ein Viertel der Vorläuferzellen im Hoden von Fresszellen „ermordet“ werden, obwohl diese Zellen nichts „falsch“ machen.


Forschungen der Universität Haifa haben Killerzellen identifiziert.

Ein Prozess, der den „Mord“ an lebenden, neu erzeugten Zellen beinhaltet, wurde zum ersten Mal in neueren Forschungsarbeiten an der Universität Haifa entdeckt. Die Forschung, die in der angesehenen Zeitschrift beschrieben wurde Wissenschaft Fortschritte, entdeckten, dass Fresszellen während des zellulären Differenzierungsprozesses in Fruchtfliegen gesunde lebende Zellen verbrauchen und zerstören.

„Wir fanden heraus, dass Fresszellen als ‚Mörder' fungieren können. Es ist bekannt, dass Fresszellen tote Zellen verschlucken und auflösen, aber wir zeigen zum ersten Mal, dass sie auch neu entstandene normale Zellen töten. Im Wesentlichen haben wir einen neuen Mechanismus des Zelltods charakterisiert. Je mehr wir die Mechanismen des Zelltods kennen, desto besser verstehen wir, wie wir mit verschiedenen Krankheiten, insbesondere Krebs, fertig werden“, erklärt Professorin Hilla Toledano, Leiterin der Abteilung für Humanbiologie an der Universität Haifa und Autorin der Studie.


Der Ursprung mehrerer Körpergewebe, darunter Haut, Haare, Magen und Hoden, kann auf Stammzellen zurückgeführt werden. Indem sie kontinuierlich neue Zellen liefern, um die alten zu ersetzen, ermöglichen diese leistungsstarken Stammzellen die Wiederauffüllung des Gewebes. Jede Stammzelle spaltet sich in diesem Prozess in zwei Zellen auf, von denen eine für die zukünftige Verwendung erhalten bleibt und die andere sich entwickelt, um den Platz der verlorenen Zelle im Gewebe einzunehmen.

In der aktuellen Untersuchung untersuchten Professor Toledano, Professor Estee Kurant und eine Gruppe von Wissenschaftlern der Universität Haifa die Geschlechtszellen von Fruchtfliegen. Da viele molekulare Prozesse in Fruchtfliegen und Menschen ähnlich sind, können sie in dieser Situation als effektives Modell verwendet werden.

Fruchtfliegenstudien sind nützlich aufgrund der Fähigkeit, Prozesse in lebendem Gewebe zu überwachen, und der Einfachheit der genetischen Veränderung, die eine genaue Identifizierung zellulärer Prozesse ermöglicht. Im Laufe der Jahre wurden sechs Nobelpreise an Wissenschaftler verliehen, die biologische Mechanismen in Fruchtfliegen entdeckt haben, die beim Menschen konserviert sind.


Wie bereits erwähnt, beginnt die Teilung einer Stammzelle in zwei Zellen – eine Stammzelle und eine als Vorläufer bekannte Zelle – den Differenzierungsprozess der Spermien in männlichen Fruchtfliegen. Dieser Prozess setzt sich fort, bis funktionsfähige Spermien gebildet werden. Dass ein Viertel dieser Vorläuferzellen absterben und sich nicht zu Spermien entwickeln, wussten die Forscher bereits aus früheren Studien. Ziel der vorliegenden Studie war es, besser zu verstehen, was mit diesen Zellen passiert.

Der Körper hat einen gut etablierten und entscheidenden Mechanismus namens Zelltod. Unter normalen Umständen haben Zellen die Fähigkeit, „Selbstmord zu begehen“, wenn eine schwere Mutation aufgetreten ist oder nachdem sie ihren Zweck erfüllt haben. Fresszellen kommen, um sterbende Zellen zu „fressen“, nehmen deren Inhalt effektiv auf und lösen sie auf. Es ist bekannt, dass Fresszellen manchmal Zellen des Immunsystems „fressen“, die ihre Aufgabe, den Körper gegen Eindringlinge zu verteidigen, beendet haben.

In der aktuellen Studie fanden die Forscher heraus, dass die Fresszellen ein Viertel der Vorläuferzellen im Hoden „morden“, obwohl diese Zellen nichts „falsch“ machen und sich lediglich in der Differenzierung befinden; sie sind immer noch neue Zellen und sie sind in jeder Hinsicht nicht abnormal.

Im ersten Schritt verhinderten die Forscher die Fressfähigkeit der Fresszellen und fanden keine abgestorbenen Zellen im Gewebe. Mit anderen Worten, die Fresszellen sind für den Tod der Vorläuferzellen verantwortlich.


Im zweiten Schritt überwachten die Forscher lebendes Gewebe mithilfe von Echtzeit-Bildgebung und stellten fest, dass die Vorläuferzellen lebend von der Fresszelle geschluckt werden und erst dann der Todesprozess eingeleitet wird. „Wir haben zum ersten Mal einen Prozess gefunden, bei dem ganz normale Zellen ‚gemordet' werden. Wir wissen immer noch nicht, warum das passiert. Vielleicht zielt dieser Prozess darauf ab, Nährstoffe bereitzustellen, um eine funktionsfähige Population von Stammzellen während der gesamten Lebensdauer des Organismus aufrechtzuerhalten“, schlug Professor Toledano vor.

Neben dem Verständnis eines neuen Mechanismus kann diese Studie zu unseren Fähigkeiten beitragen, Medikamente und Mittel zur Kontrolle des Zelltods und insbesondere natürlich zur Behandlung von Krebs zu entwickeln. „Tumoren zeichnen sich durch ständiges Wachstum und die Störung des Prozesses des natürlichen Zelltods aus. Wenn es uns gelingt, Fresszellen in diesen Prozess einzubringen, die in der Lage sind, die lebenden Krebszellen zu eliminieren, können wir das Wachstum des Tumors kontrollieren. Je mehr wir über Mechanismen des Zelltods lernen, desto besser können wir diese Prozesse nutzen, um Krebszellen loszuwerden“, schloss Professor Toledano.

Referenz: „Die phagozytischen Zystenzellen in Drosophila-Testis eliminieren Keimzellvorläufer durch Phagoptose“ von Maayan Zohar-Fux, Aya Ben-Hamo-Arad, Tal Arad, Marina Volin, Boris Shklyar, Ketty Hakim-Mishnaevski, Lilach Porat-Kuperstein, Estee Kurant und Hila Toledano, 17. Juni 2022, Fortschritte in der Wissenschaft
DOI: 10.1126/sciadv.abm4937


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