Forskere oppdaget at en fjerdedel av stamceller i testiklene er "myrdet" av fagocytter, til tross for at disse cellene ikke gjør noe "galt".
University of Haifa forskning har identifisert dreperceller.
En prosess som involverer "drap" av levende, nygenererte celler har blitt oppdaget for første gang i nyere forskning utført ved Universitetet i Haifa. Forskningen, som ble beskrevet i det anerkjente tidsskriftet Vitenskap Fremskritt, oppdaget at gjennom den cellulære differensieringsprosessen i fruktfluer, forbruker og ødelegger fagocytiske celler friske levende celler.
"Vi fant ut at fagocytter kan fungere som 'mordere'. Det er velkjent at fagocytiske celler svelger og løser opp døde celler, men vi viser for første gang at de også dreper nyskapte normale celler. I hovedsak har vi karakterisert en ny mekanisme for celledød. Jo mer vi kjenner mekanismene for celledød, desto bedre forstår vi hvordan vi skal takle ulike sykdommer, spesielt kreft”, forklarte professor Hilla Toledano, leder av Institutt for humanbiologi ved Universitetet i Haifa og forfatter av studien.
Opprinnelsen til flere kroppsvev, inkludert hud, hår, mage og testikler, kan spores tilbake til stamceller. Ved å kontinuerlig tilføre nye celler for å erstatte de gamle, muliggjør disse kraftige stamcellene påfyll av vev. Hver stamcelle i denne prosessen deler seg i to celler, hvorav den ene beholdes for bruk i fremtiden og den andre utvikler seg til å ta plassen til den tapte cellen i vevet.
I den nåværende undersøkelsen så professor Toledano, professor Estee Kurant og en gruppe forskere fra Universitetet i Haifa på kjønnscellene til fruktfluer. Siden mange molekylære prosesser i fruktfluer og mennesker er like, kan de brukes som en effektiv modell i denne situasjonen.
Fruktfluestudier er nyttige på grunn av kapasiteten til å overvåke prosesser i levende vev og enkelheten til genetisk endring, som muliggjør nøyaktig identifikasjon av cellulære prosesser. Seks Nobelpriser har blitt gitt gjennom årene til forskere som oppdaget biologiske mekanismer i fruktfluer som er bevart hos mennesker.
Som tidligere nevnt, starter delingen av en stamcelle i to celler - en stamcelle og en celle kjent som en stamfader - differensieringsprosessen til sædceller i hannfruktfluer. Denne prosessen fortsetter til funksjonelle sædceller dannes. Forskerne visste allerede at en fjerdedel av disse progenitorcellene går til grunne og ikke utvikler seg til sædceller fra tidligere studier. Hensikten med denne studien var å bedre forstå hva som skjer med disse cellene.
Kroppen har en veletablert og avgjørende mekanisme kalt celledød. Under normale omstendigheter har celler evnen til å "begå selvmord" når en alvorlig mutasjon har oppstått eller etter at de har tjent sin hensikt. Fagocytter kommer til å "spise" døende celler, og effektivt tar innholdet deres bort og løser det opp. Det er kjent at fagocytter noen ganger "spiser" immunsystemceller som har fullført jobben sin med å forsvare kroppen mot inntrengere.
I den nåværende studien fant forskerne at fagocyttene "myrder" en fjerdedel av stamceller i testiklene, selv om disse cellene ikke gjør noe "galt" og bare er i ferd med å differensiere; de er fortsatt nye celler og de er ikke unormale på alle måter.
I den første fasen hindret forskerne fagocyttenes spiseevne og fant ingen døde celler i vevet. Med andre ord er fagocyttene ansvarlige for døden til stamceller.
I den andre fasen brukte forskerne sanntidsbilder for å overvåke levende vev og oppdaget at stamceller svelges levende av fagocytten, og først da settes dødsprosessen i gang. «Vi fant for første gang en prosess som innebar «drap» på helt normale celler. Vi vet fortsatt ikke hvorfor dette skjer. Kanskje har denne prosessen som mål å tilføre næringsstoffer for å opprettholde en funksjonell populasjon av stamceller gjennom hele organismens levetid», foreslo professor Toledano.
I tillegg til forståelsen av en ny mekanisme, kan denne studien bidra til våre evner til å utvikle medisiner og midler for å kontrollere celledød, og spesielt, selvfølgelig, for behandling av kreft. «Svulster er preget av konstant vekst og forstyrrelse av prosessen med naturlig celledød. Hvis vi klarer å introdusere fagocytter i denne prosessen som er i stand til å eliminere de levende kreftcellene, vil vi være i stand til å kontrollere veksten av svulsten. Jo mer vi lærer om mekanismer for celledød, jo bedre kan vi utnytte disse prosessene for å bli kvitt kreftceller, konkluderte professor Toledano.
Referanse: "De fagocytiske cystecellene i Drosophila testis eliminerer kjønnscelleforfedre via fagoptose" av Maayan Zohar-Fux, Aya Ben-Hamo-Arad, Tal Arad, Marina Volin, Boris Shklyar, Ketty Hakim-Mishnaevski, Lilach Porat-Kuperstein, Estee Kurant og Hila Toledano, 17. juni 2022, Science Advances
DOI: 10.1126/sciadv.abm4937
