2008-ban világra jött egy gyerek, akinek láttán teljesen értetlenül álltak az orvosok. Az újszülött teljesen egészséges volt, holott pár hónappal korábban egy rutin terhességi vizsgálat során rendkívül rossz hírekre derült fény. A méhlepény egy darabkájának vizsgálata lapján úgy tűnt, hogy a magzat a 13-as kromoszóma egy extra másolatát hordozza, ami csaknem mindig halálhoz vezet a szülés után. Az újszülött azonban rendben volt, és a rajta végzett vizsgálatokból az is kiderült, hogy egészséges számú, 23 kromoszómapárral rendelkezik.
A rejtély előtt értetlenül állt Sam Behjati, aki akkoriban rezidensként dolgozott a kérdéses kórházban, azóta pedig a Wellcome Sanger Intézet genetikusaként tevékenykedik. A szakértő vizsgálatai során kiderítette, hogy a téves diagnózist úgynevezett korlátozott placenta mozaikosság (CPM) okozta, amelynek lényege, hogy méhlepény genomja foltokban eltér a magzat genomjától. Ez elég furcsa, tekintve, hogy a méhlepény és a magzat ugyanabból a megtermékenyített petesejtből fejlődik ki, de előfordul: a szakértők évtizedek óta tudnak a jelenségről, amely a korábbi becslések szerint a terhességek kevesebb mint 2 százalékánál jellemző.
Behjati és kollégái most publikált tanulmánya szerint azonban az emberi méhlepény genetikai eltérése ennél sokkal gyakoribb: a placenta gyakran tartalmaz eltérő genotípusú részeket, és ez a furcsa heterogenitás valószínűleg fontos szerepet játszik a magzat genetikai problémáktól való megóvásában. Ez a felfedezés pedig nemcsak a méhlepénnyel kapcsolatos rejtélyek feltárásában segíthet, de a rák egyes jellemzőinek megértésében is.
A Nature oldalain közzétett tanulmány az eddigi legalaposabb próbálkozás a placenta genomikai feltérképezésére, amely egyetlen más emberi szövettípusra sem hasonlít. Behjati szerint a méhlepény „az emberi genom Vadnyugatja”.
Társaival 37 méhlepényből vett 86 minta genetikai állományát szekvenálták, és minden vizsgált mintát genetikailag eltérőnek találtak, tele olyan problémákkal, amelyekkel eddig csak igen agresszív gyermekkori tumorbetegségek során találkoztak.
A méhlepény szerkezetileg elkülönülő darabokból, úgynevezett kotiledókból épül fel, 15–20 ilyen egység építi fel a szerv magzati felét. Ezek az egységek a DNS szintjén megvizsgálva úgy néznek ki, mintha a szerv több mint egy tucat különböző tumorból állna össze, ami egészen lenyűgöző, mondja Behjati.
A méhlepény tehát a friss vizsgálatok szerint igazi biológiai kuriózum, amit eredete is megerősít. A szerv a vonatkozó kutatások szerint több mint 90 millió évvel ezelőtt jelent meg, amikor szimbiotikus retrovírusok egy csoportja bekerült az ősi emlősök genomjába, majd ezek sok generáció alatt egy új szerv kialakulását idézték elő.
„Rendkívül furcsa szervről van szó, hiszen az anyák óriási energiákat ölnek bele a létrehozásába, hogy aztán a szülés során gyorsan megszabaduljanak tőle”
– mondja Steve Charnock-Jones, a Cambridge-i Egyetem kutatója, az új tanulmány egyik társszerzője. A biológusok évtizedek óta vizsgálják, hogy mi állhat a látszólagos pocsékolás mögött, és hogy miért alakulhatott ki egy ennyire kevéssé hatékonynak tűnő elrendezés az emlősökben az evolúció során.
Mutációk tárháza
A kérdés megválaszolása érdekében Behjati és munkatársai vizsgálni kezdték, hogyan alakul ki a méhlepény sokfélesége. Ehhez a placentából vett minták mutációs mintázatát a köldökzsinór sejtjeivel vetették össze, amely összeköti a magzatot és a méhlepényt, és már kifejezetten a magzati sejtekből alakul ki. A vizsgálatok alapján a magzati és a placentáris sejtvonalak az eddig hittnél sokkal hamarabb válnak külön: ez egyes esetekben már az első néhány sejtosztódás után megtörténhet. Innentől kezdve pedig a méhlepény teljesen eltérő fejlődési utat jár be, mint a magzat.
Az első néhány hét ugyanakkor, amikor még közös a fejlődés a magzati sejtekkel, kiemelkedő fontosságúnak tűnik. Behjati vizsgálatai szerint ebben a korai időszakban, amikor egyetlen genetikai hiba is a terhesség végét jelentheti, a leendő placentáris rész egyfajta szeméttelepként funkcionál:
ha az osztódó sejtek egyike véletlenszerű genetikai mutációkra tesz szert, olyan címkét kaphat, amely alapján később a placentában és nem a magzatban köt ki.
A kutatók bizonyítékokat is találtak erre a „válogatásra”: az egyik vizsgált esetben olyan méhlepényi sejteket azonosítottak, amelyekben a 10-es kromoszóma három másolatban fordul elő, két anyai és egy apai példányban. A placenta többi része és a magzat azonban csak két másolatban hordozta a kromoszómát, mindkettőt az anyától, ami azt sugallja, hogy hiba valószínűleg a megtermékenyített petesejtben vagy pár sejtes állapotban léphetett fel, rövidesen azonban javításra került.
A placentában ugyanakkor megőrződnek ezek a korai mutációk, élő archívumként tárolva a korai terhesség során fellépő genetikai hibákat, amelyektől sikerült megóvni a magzatot. Ezek a magzat számára gyakran halálos következményekkel járó mutációk a placentában semmi kárt nem okoznak. Úgy tűnik ugyanis, hogy a szervet nem kötik azok a biztonsági funkciók, amelyek más szövetekben annak biztosítására szolgálnak, hogy a rendszer sok évtizedig egészségesen működjön. A placentában nincsenek meg azok a genetikai javító mechanizmusok, mint a többi emberi sejtben, mivel a szerv jelenléte csak átmeneti a szervezetben.
A placentában megfigyelt mutációkra a másik lehetséges magyarázat, ami persze nem zárja ki az elsőt, hogy a méhlepény a terhesség első 16 hetében sokkal gyorsabban növekszik, mint a magzat. A gyorsabb ütemű sejtosztódás pedig több hibával jár együtt. De ebben az esetben is úgy tűnik, hogy megéri mutációkat felhalmozni, mivel azokat úgysem kell sokáig hordozni, mondja Behjati.
Wendy Robinson kanadai genetikus még árnyaltabbnak véli a placenta szerepét. Szerinte nem egyszerűen arról van szó, hogy a méhlepénybe kerülnek a problematikus genetikájú sejtek. A méhen belüli fejlődés nagyon gyors sejtosztódással jár, ami valószínűleg erős szelekciós nyomást gyakorol azokra a sejtekre, amelyek ezzel nem képesek lépést tartani.
Vagyis nem az a cél, hogy a folyamat során a rossz sejtek a placentába száműzessenek, hanem inkább olyan szempontú a válogatás, hogy a legjobb sejtek kerüljenek be a magzatba, és minden más hátramarad a méhlepényben.
Hétköznapi tumorsejtek
A placenta újonnan feltárt genetikai sokfélesége még lenyűgözőbbé teszi, hogyan képes a szerv elkerülni, hogy maga ellen fordítsa az anyai immunrendszert. Azt hihetnénk, hogy ez a fajta variancia és a sok esetben problematikus mutációk, amelyek jelentősen eltérnek az anya saját sejtjeinek genomjától, könnyen idegenként azonosíthatóvá teszik a sejteket az immunrendszer számára, mondják a kutatók.
De mégsem ez a helyzet. A szakértők régóta vizsgálják a rák és a placenta sejtjeinek közös vonásait, hiszen mindkét esetben gyorsan osztódó, több szempontból idegenül viselkedő sejtekről van szó, amelyek azonban mégis sikerrel rejtőznek el az immunsejtek elől.
A hasonlóság még abban is fennáll, hogy a sikeres terhességhez a placentának is be kell nyomulnia az anyai szövetekbe, a méh falába, és rácsatlakozni az anyai érhálózatra, hogy biztosítsa saját vérellátását. Ahogy a daganatok is teszik.
Így a placentával kapcsolatos vizsgálatok a rákkutatók számára is nagyon érdekesek, amit ez a kutatás is megerősít. A gyermekkori tumorbetegségek jellemző sejtjei és a placenta sejtjeinek hasonlósága azt sugallja, hogy a rák esetében ugyanazon primitív mechanizmus engedi sokasodni az abnormális sejteket, mint ami a placentában is jellemző.
A méhlepény kapcsán ugyanakkor van egy nagyon fontos eltérés: a szerv általában időben abbahagyja a növekedést.
Ettől eltérő esetek is vannak persze, a placenta accreta nevű ritka állapotnál a méhlepény túl mélyre nyomul a méh falában, és a közeli más szereveket, így a húgyhólyagot is elérheti. Egészséges terhesség esetén azonban a méhlepény intenzív növekedése az első három hónapot követően lelassul, míg a magzati növekedés éppen innentől kezd felgyorsulni, hogy a harmadik trimeszterben a csúcsára érjen a gyarapodás.
A placenta sejtjei azonban eddigre leállítják magukat, így nem okoznak problémát azzal, hogy tovább gyarapodva értékes erőforrásokat vonnak el a fejlődő magzattól. Ez pedig különösen érdekes, hiszen olyan sejtekről van szó, amelyek genetikailag tumorsejteknek tűnnek, mégis olyan jellegzetességeket hordoznak, amelyek szabályozhatóvá teszik viselkedésüket, vagyis hétköznapi, egészséges sejtekként viselkednek. Ezen sajátosságok vizsgálata pedig szintén izgalmas terep lehet a rákkutatóknak.
