A jelenséget az MIT kutatói fedezték fel: megfigyelésük szerint mielőtt megkezdődne az osztódás, a sejtek megszabadulnak azoktól a molekuláktól, amelyekre nincs szükségük. A sejtek tömegének mérése alapján, amire egy új módszert dolgoztak ki a kutatók, a sejtek tömegük nagyjából 4 százalékát vesztik el minden sejtosztódás előtt. Ez a művelet a szakértők szerint segít tiszta lappal kezdeni az utódsejteknek, amelyekben így nincs jelen az előző generációban felhalmozódott „szemét”.

A vizsgálat során a szakértők a sejtek száraztömegét mérték, ami hagyományosan kvantitatív fázismikroszkópiával történik. Ezzel mérhető ugyan a sejtek gyarapodása, a száraztömeg molekuláris összetételéről viszont nem ad tájékoztatást, és nehéz használni, ha a sejtek szuszpenzióban növekednek. Scott Manalis, a kutatás résztvevője és társai már korábban kidolgoztak egy új megoldást, amellyel a folyadékokban úszó sejtek tömege mérhető, és amellyel óráról órára monitorozhatók a változások.

Ezt a megoldást most úgy módosították, hogy a száraztömeget és annak sűrűségét is mérni lehessen általa. Ehhez az eredeti felállásban normál vízben és nehézvízben kell úsztatni a sejteket, és mérni a tömegüket, majd az eltérésekből kiszámítható a száraztömeg. Mivel azonban nehézvíz toxikus, eleinte minden sejtet csak egyszer tudtak megmérni, mielőtt elpusztult volna. Erre végül az a megoldás született, hogy a sejteket csak nagyon rövid ideig teszik ki a nehézvíznek, és utána gyorsan normál vízbe kerülnek. Ez a rövid idő is elég a mérés elvégzésére, de nem károsítja a sejteket, így monitorozható, hogyan változik azok tömege.

A kutatók egy korábbi vizsgálat során azt vették észre, hogy a sejtek teljes tömege enyhén megnő, amikor a mitózis, vagyis az osztódás közben. Más kutatások viszont a száraztömeg csökkenésére utaló jeleket találtak. A látszólagos ellentmondás feloldása érdekében a szakértők három különböző típusú tumorsejtet tanulmányoztak, amelyek a sejtosztódás vizsgálata szempontjából ideálisak, hiszen sokkal gyakrabban osztódnak, mint a normál sejtek. A vizsgálat során egyértelműen úgy találták, hogy a sejtek száraztömege csökken az osztódás megkezdődése előtt, az elvesztett tömeg azonban pótlódik, mielőtt az osztódás befejeződne.

További kísérletek során az is kiderült, hogy a mitózis kezdete környékén felerősödik a lizoszomális exocitózis nevű folyamat, amely során a sejtek apró membránburkokba csomagolva szabadulnak meg a feleslegesnek ítélt molekuláktól. Arra is fény derült, hogy a száraztömeg sűrűsége a tömegvesztéssel együtt növekszik, ami azt sugallja, hogy a folyamat során alacsony sűrűségű molekuláktól, például lipidektől vagy lipoproteinektől szabadul meg nagyobb mennyiségben a sejt.

A kutatók úgy sejtik, hogy az eredményeknek közük lehet ahhoz, hogy a neuronok, amelyek az emberben nem osztódnak, miért hajlamosak felhalmozni toxikus fehérjéket, amelyek aztán különböző betegségekhez vezetnek. A felfedezésnek ezen kívül a daganatos sejtek kezelésére is hatása lehet: az osztódás előtti fokozott exocitózis segíthet a sejteknek megszabadulni a kemoterápiás szerektől, ami fokozhatja a sejtek terápiával szembeni ellenállását. Az exocitózis gátlásával viszont a sejteket sebezhetőbbé lehetne tenni a kemoterápiás szerekkel szemben.

Ahogy a kutatók mondják, vannak olyan betegségek, amelyek esetében az osztódás előtti exocitózis fokozása, míg másutt ennek gátlása lenne hasznos a hatásosabb terápiák érdekében. Hogy ezek megvalósíthatók legyenek, ahhoz viszont meg kell érteni a háttérben zajló molekuláris folyamatok részleteit, a kutatók pedig már ezen munkálkodnak.