Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι το ένα τέταρτο των προγονικών κυττάρων στους όρχεις «δολοφονούνται» από φαγοκύτταρα, παρά το γεγονός ότι αυτά τα κύτταρα δεν κάνουν τίποτα «λάθος».
Έρευνα του Πανεπιστημίου της Χάιφα εντόπισε κύτταρα δολοφόνους.
Μια διαδικασία που περιλαμβάνει τη «δολοφονία» ζωντανών, νεοδημιουργηθέντων κυττάρων, ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά σε πρόσφατη έρευνα που διεξήχθη στο Πανεπιστήμιο της Χάιφα. Η έρευνα, η οποία περιγράφηκε στο αξιότιμο περιοδικό Προκαταβολές Επιστήμη, ανακάλυψε ότι σε όλη τη διαδικασία κυτταρικής διαφοροποίησης στις μύγες των φρούτων, τα φαγοκυτταρικά κύτταρα καταναλώνουν και καταστρέφουν υγιή ζωντανά κύτταρα.
«Βρήκαμε ότι τα φαγοκύτταρα μπορούν να λειτουργήσουν ως «δολοφόνοι». Είναι γνωστό ότι τα φαγοκυτταρικά κύτταρα καταπίνουν και διαλύουν τα νεκρά κύτταρα, αλλά δείχνουμε για πρώτη φορά ότι σκοτώνουν επίσης νεοδημιουργημένα φυσιολογικά κύτταρα. Ουσιαστικά έχουμε χαρακτηρίσει έναν νέο μηχανισμό κυτταρικού θανάτου. Όσο περισσότερο γνωρίζουμε τους μηχανισμούς του κυτταρικού θανάτου, τόσο καλύτερα καταλαβαίνουμε πώς να αντιμετωπίσουμε διάφορες ασθένειες, ιδιαίτερα τον καρκίνο», εξήγησε η καθηγήτρια Hilla Toledano, επικεφαλής του Τμήματος Ανθρώπινης Βιολογίας στο Πανεπιστήμιο της Χάιφα και συγγραφέας της μελέτης.
Η προέλευση αρκετών σωματικών ιστών, συμπεριλαμβανομένου του δέρματος, των μαλλιών, του στομάχου και των όρχεων, μπορεί να εντοπιστεί στα βλαστοκύτταρα. Παρέχοντας συνεχώς νέα κύτταρα για να αντικαταστήσουν τα παλιά, αυτά τα ισχυρά βλαστοκύτταρα επιτρέπουν την αναπλήρωση των ιστών. Κάθε βλαστοκύτταρο σε αυτή τη διαδικασία χωρίζεται σε δύο κύτταρα, το ένα από τα οποία διατηρείται για χρήση στο μέλλον και το άλλο αναπτύσσεται για να πάρει τη θέση του χαμένου κυττάρου στον ιστό.
Στην τρέχουσα έρευνα, ο καθηγητής Toledano, ο καθηγητής Estee Kurant και μια ομάδα επιστημόνων από το Πανεπιστήμιο της Χάιφα εξέτασαν τα σεξουαλικά κύτταρα των μυγών των φρούτων. Δεδομένου ότι πολλές μοριακές διεργασίες στις μύγες των φρούτων και στον άνθρωπο είναι παρόμοιες, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως αποτελεσματικό μοντέλο σε αυτήν την κατάσταση.
Οι μελέτες μυγών φρούτων είναι χρήσιμες λόγω της ικανότητας παρακολούθησης των διεργασιών σε ζωντανούς ιστούς και της απλότητας της γενετικής αλλοίωσης, η οποία επιτρέπει την ακριβή αναγνώριση των κυτταρικών διεργασιών. Έξι βραβεία Νόμπελ έχουν απονεμηθεί όλα αυτά τα χρόνια σε επιστήμονες που ανακάλυψαν βιολογικούς μηχανισμούς σε μύγες φρούτων που διατηρούνται στον άνθρωπο.
Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, η διαίρεση ενός βλαστοκυττάρου σε δύο κύτταρα - ένα βλαστοκύτταρο και ένα κύτταρο γνωστό ως προγονικό - ξεκινά τη διαδικασία διαφοροποίησης των σπερματοζωαρίων στις αρσενικές μύγες των φρούτων. Αυτή η διαδικασία συνεχίζεται μέχρι να σχηματιστούν λειτουργικά σπερματοζωάρια. Οι ερευνητές γνώριζαν ήδη ότι το ένα τέταρτο αυτών των προγονικών κυττάρων χάνονται και δεν εξελίσσονται σε σπέρματα από προηγούμενες μελέτες. Σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν να κατανοήσουμε καλύτερα τι συμβαίνει σε αυτά τα κύτταρα.
Το σώμα έχει έναν καλά εδραιωμένο και κρίσιμο μηχανισμό που ονομάζεται κυτταρικός θάνατος. Υπό κανονικές συνθήκες, τα κύτταρα έχουν την ικανότητα να «αυτοκτονήσουν» όταν έχει συμβεί μια σοβαρή μετάλλαξη ή αφού έχουν εξυπηρετήσει το σκοπό τους. Τα φαγοκύτταρα έρχονται να «τρώνε» τα κύτταρα που πεθαίνουν, αφαιρώντας αποτελεσματικά το περιεχόμενό τους και διαλύοντάς τα. Είναι γνωστό ότι τα φαγοκύτταρα μερικές φορές «τρώνε» κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος που έχουν ολοκληρώσει τη δουλειά τους για την υπεράσπιση του σώματος από τους εισβολείς.
Στην τρέχουσα μελέτη, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα φαγοκύτταρα «δολοφονούν» το ένα τέταρτο των προγονικών κυττάρων στους όρχεις, αν και αυτά τα κύτταρα δεν κάνουν τίποτα «λάθος» και απλώς βρίσκονται στη διαδικασία διαφοροποίησης. εξακολουθούν να είναι νέα κύτταρα και δεν είναι παθολογικά από κάθε άποψη.
Στο πρώτο στάδιο, οι ερευνητές απέτρεψαν τις διατροφικές ικανότητες των φαγοκυττάρων και δεν βρήκαν νεκρά κύτταρα στον ιστό. Με άλλα λόγια, τα φαγοκύτταρα ευθύνονται για τον θάνατο των προγονικών κυττάρων.
Στο δεύτερο στάδιο, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν απεικόνιση σε πραγματικό χρόνο για να παρακολουθήσουν ζωντανό ιστό και ανακάλυψαν ότι τα προγονικά κύτταρα καταπίνονται ζωντανά από το φαγοκύτταρο και μόνο τότε ξεκινά η διαδικασία θανάτου. «Βρήκαμε για πρώτη φορά μια διαδικασία που συνεπάγεται τη «δολοφονία» εντελώς φυσιολογικών κυττάρων. Ακόμα δεν γνωρίζουμε γιατί συμβαίνει αυτό. Ίσως αυτή η διαδικασία στοχεύει στην παροχή θρεπτικών συστατικών για τη διατήρηση ενός λειτουργικού πληθυσμού βλαστοκυττάρων σε όλη τη διάρκεια της ζωής του οργανισμού», πρότεινε ο καθηγητής Toledano.
Εκτός από την κατανόηση ενός νέου μηχανισμού, αυτή η μελέτη μπορεί να συμβάλει στις ικανότητές μας να αναπτύσσουμε φάρμακα και μέσα για τον έλεγχο του κυτταρικού θανάτου, και ιδιαίτερα, φυσικά, για τη θεραπεία του καρκίνου. «Οι όγκοι χαρακτηρίζονται από συνεχή ανάπτυξη και διαταραχή της διαδικασίας του φυσικού κυτταρικού θανάτου. Εάν καταφέρουμε να εισαγάγουμε φαγοκύτταρα σε αυτή τη διαδικασία που είναι ικανά να εξαλείψουν τα ζωντανά καρκινικά κύτταρα, θα μπορέσουμε να ελέγξουμε την ανάπτυξη του όγκου. Όσο περισσότερα μαθαίνουμε για τους μηχανισμούς κυτταρικού θανάτου, τόσο καλύτερα μπορούμε να αξιοποιήσουμε αυτές τις διαδικασίες για να απαλλαγούμε από τα καρκινικά κύτταρα», κατέληξε ο καθηγητής Τολεδάνο.
Παραπομπή: «Τα φαγοκυτταρικά κυστικά κύτταρα στον όρχι της Drosophila εξαλείφουν τους πρόγονους των γεννητικών κυττάρων μέσω της φαγόπτωσης» από τους Maayan Zohar-Fux, Aya Ben-Hamo-Arad, Tal Arad, Marina Volin, Boris Shklyar, Ketty Hakim-Mishnaevski, Lilach Porat-Kupersteein, Kurant και Hila Toledano, 17 Ιουνίου 2022, Επιστήμες Επιστήμης.
DOI: 10.1126/sciadv.abm4937
